thuha19051234
Pearl
Alpha, Delta, Epsilon, Lambda, Omicron và nhiều hơn nữa... đó là những cái tên mà chỉ nghe thôi cũng đủ khiến chúng ta phải gặp ác mộng. Trong vài năm qua, những biến thể virus COVID-19 mới liên tục xuất hiện trên TV cứ vài tháng một lần, và tất nhiên, nó không dừng lại ở đó.
Đó là bởi coronavirus tiếp tục phát triển hoặc thay đổi, tạo ra những biến thể mới mà con người khó lường trước. Không chỉ virus corona thay đổi, tất cả các loại virus đều thay đổi, ngay cả đối với virus cúm cũ đã xuất hiện từ rất lâu. Đó là lý do tại sao CDC khuyến cáo nên tiêm phòng cúm 6 tháng một lần. Những thay đổi của virus còn được gọi là đột biến, một hiện tượng bình thường và chúng ta không có cách nào để ngăn chặn chúng.
Đột biến trong β-globin gây ra bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm
A, T, C, G được lắp ráp theo các trình tự đặc biệt để tạo ra DNA/RNA. Bất kỳ thay đổi nào trong tình tự này đều tạo ra đột biến. Nếu chúng được thiết kế khác, sản phẩm cuối cùng sẽ khác. Một thay đổi trong trình tự DNA lưu giữ thông tin - một gen - sẽ ảnh hưởng đến kiểu hình, tức là các đặc điểm ngoại hình của chúng ta được thể hiện ra ngoài.
Sự thay đổi gen tạo màu mắt có thể dẫn đến mắt xanh thay vì nâu. Hay rối loạn di truyền như thiếu máu hồng cầu hình liềm, một rối loạn máu do các tế bào hồng cầu có hình dạng không phù hợp. Nguyên nhân do sự thay đổi của một cơ sở duy nhất.
Tuy nhiên, không phải tất cả các đột biến đều gây hại, cũng hiếm các đột biến gây chết người. Thậm chí, một số trong đó còn có lợi, một số đột biến không gây ra bất kỳ thay đổi nào, gọi là đột biến âm thầm.
Đột biến ADN khác nhau
1. Lỗi sao chép
Bộ gen của virus bao gồm tất cả vật chất di truyền mà nó sở hữu dưới dạng các cặp bazơ, về cơ bản là toàn bộ thư viện của tất cả các gen và các chỉ dẫn của chúng đối với các sinh vật sống. Nếu so sánh với bộ gen của tế bào thì bộ gen của virus không là gì (bộ gen tế bào có đến 3,2 tỷ cặp bazo). Tuy nhiên, bộ gen virus vẫn có thể dài đến hàng nghìn cặp. Vật chất bộ gen virus cho dù là DNA hay RNA, đều được sao chép bởi các enzyme sao chép, chủ yếu là các polymerase của virus.
Virus thiếu một số công cụ để tái tạo vật liệu di truyền của chúng, chúng lây nhiễm vào các tế bào của vật chủ, sau đó chiếm quyền điều khiển bộ máy sao chép và sử dụng chúng để tái tạo bộ gen của chúng. Cứ mỗi lần virus lây nhiễm vào một tế bào nào đó và nhân đôi, đó chính là một chu kỳ sao chép đã hoàn thành. Sau khi lây nhiễm sang nhiều tế bào hơn và tạo ra nhiều bản sao của chính nó, nó sẽ sao chép vật chất di truyền của nó một cách bình đẳng.
Cách virus lây nhiễm vào tế bào người
Tuy nhiên trong quá trình virus cố gắng tạo ra các bản sao mã di truyền, sẽ có nhiều khả năng bị lỗi hơn, cũng giống như khi chúng ta sao chụp tài liệu. Nếu bạn tạo chỉ khoảng 3 bản sao của một tài liệu, khả năng các bản sao hoàn hảo là rất thấp, nhưng nếu tạo ra hàng nghìn bản sao thì câu chuyện lại khác, bạn sẽ thấy một số trang bị thiếu dòng hoặc bị nhòe mực do máy in nóng lên. Tương tự như vậy, các enzym sao chép có thể thêm các cặp bazơ không chính xác vào trình tự DNA/RNA. Với các chu kỳ sao chép ngày càng nhiều thì khả năng xảy ra lỗi cũng tăng lên. Virus lây nhiễm vào tế bào và tạo ra hàng nghìn bản sao nên khả năng đột biến rất cao. Tỷ lệ đột biến cũng thay đổi tùy theo vật chất di truyền.
Một số virus DNA mang các protein sửa chữa DNA, trong khi virus RNA thường nhỏ hơn và không có các công cụ sửa chữa như vậy. Một yếu tố chi phối khác nữa là virus RNA có các polymerase dễ bị lỗi so với virus DNA. Các virus RNA rất lớn có khả năng đọc hiệu đính, các enzyme hiệu đính này có thể kiểm tra chéo trình tự RNA để xem liệu các cặp base không chính xác có được thêm vào hay không. Nó tương tự như việc kiểm tra lỗi chính tả và các phân tử hiệu đính này cũng có thể sửa lỗi không chính xác. Vì những đặc tính này, virus RNA có nhiều khả năng đột biến hơn vi rút DNA.
2. Tương tác với vật chủ
Khi virus lây nhiễm sang vật chủ, hệ thống miễn dịch của vật chủ sẽ chống lại virus. Một trong những cách đó là tạo ra các loại oxy phản ứng (ROS). Chúng là những phân tử có tính phản ứng cao và độc hại, có khả năng phá hủy vật chất di truyền của virus và gây ra đột biến.
Một số vật chủ, giống như con người có một số enzym nhất định được gọi là deaminase, các enzym này duy trì nguồn gốc nitơ (A, T/U, G và C). Chúng cũng có thể làm giảm khả năng sẵn có, do đó khi một virus lây nhiễm chúng, nó sẽ thiếu nguyên liệu thô cần thiết để tái tạo bộ gen.
Chẳng hạn, một loại virus lây nhiễm sang tế bào con người thì tế có cytidine deaminase duy trì nguồn gốc DNA, T và C, còn nếu virus cần thêm T hoặc C vào trình tự gen của nó khi cố gắng tạo ra các bản sao mới, sẽ không có đủ. Polymerase sẽ không có lựa chọn nào khác ngoài việc thêm một cặp bazơ khác, điều này buộc chúng phải bổ sung nucleotide không chính xác vào trình tự gen, gây ra đột biến. Hãy hình dùng một máy in màu chạy nhưng thiếu màu, nó sẽ vẫn in, nhưng màu sắc sẽ không như ý muốn.
Trong một số trường hợp không may, hai hoặc nhiều virus sẽ lây nhiễm cùng lúc vào vật chủ. Khi chúng lây và cố gắng tạo ra nhiều bản sao DNA/RNA hơn, các virus sẽ kết hợp và chia sẻ thông tin di truyền gây ra đột biến.
3. Tia cực tím
Virus cũng thường sống trôi nổi trong môi trường tiếp xúc với tia cực tím (UV) của mặt trời. Tia UV được biết đến là có thể làm hỏng vật liệu di truyền, và khi tiếp xúc, nó có thể sẽ làm tăng tỷ lệ đột biến ở virus. Tuy vậy, không phải tất cả các loại virus đều dễ bị đột biến bởi tia UV như nhau, điều này còn phục thuộc vào vật chất di truyền của chúng (DNA hoặc RNA) và lớp áo protein bảo vệ xung quanh nó.
Đột biến được ví như hệ thống xổ số cho bộ gen, bởi bạn không biết đột biến có lợi hay không. Nếu một đột biến là có hại, sinh vật sẽ chết và vật chất di truyền của nó không được chuyển tiếp. Tuy nhiên, điều này cũng làm giảm khả năng đột biến được truyền sang các thế hệ tiếp theo.
Còn nếu đột biến là có lợi, sinh vật có thể hoạt động tốt hơn trong môi trường của nó. Mục tiêu chính của virus vẫn là tồn tại, và nó thực hiện điều đó bằng cách lây nhiễm sang vật chủ đề phát triển. Những virus mạnh hơn, hiệu quả hơn sẽ có khả năng lây nhiễm tốt hơn cho các vật chủ. Nếu một loại virus có thể lây nhiễm sang các loài vật chủ khác nhau, nó chỉ làm tăng cơ hội sống sót của nó mà thôi. Điển hình nhất chính là đột biến coronavirus, nó được cho là đã lây nhiễm từ động vật sang người.
Tuy nhiên, chúng ta không phải quá sợ hãi vì điều đó. Các loại đột biến vẫn diễn ra hằng ngày và chúng không hoàn toàn xấu, chẳng hạn omicron cuối cùng trở thành một đột biến coronavirus ít nghiêm trọng hơn so với ban đầu.
Công việc của chúng ta chỉ là theo dõi chúng và hiểu rõ hơn về các kiểu lây nhiễm của chúng bằng các nghiên cứu khoa học. Virus phải được theo dõi để phát hiện nguồn gốc và cách chúng lây lan trên toàn cầu. Đó cũng là lý do tại sao các nhà khoa học trên thế giới vẫn đang tiếp tục giải mã coronavirus ở bệnh nhân để theo dõi sự tiến triển của nó.
>>> Thuốc chống virus có thể làm trẻ hóa tế bào trứng phụ nữ.
Nguồn scienceabc
Đó là bởi coronavirus tiếp tục phát triển hoặc thay đổi, tạo ra những biến thể mới mà con người khó lường trước. Không chỉ virus corona thay đổi, tất cả các loại virus đều thay đổi, ngay cả đối với virus cúm cũ đã xuất hiện từ rất lâu. Đó là lý do tại sao CDC khuyến cáo nên tiêm phòng cúm 6 tháng một lần. Những thay đổi của virus còn được gọi là đột biến, một hiện tượng bình thường và chúng ta không có cách nào để ngăn chặn chúng.
Đột biến gene là gì?
Nếu bạn đã từng viết code trên máy tính, bạn biết rằng thay đổi một đoạn mã nhỏ nhất cũng có thể làm thay đổi cả chương trình. Nó cũng tương tự như đột biến DNA trong sinh học. Đột biến chính là những thay đổi về mặt di truyền, DNA được tạo ra từ bốn cơ sở nitơ: Adenine (A), Thymine (T), Guanine (G) và Cytosine (C). Ngoài ra còn có Uracil (U) được sử dụng trong RNA thay vì Thymine.
A, T, C, G được lắp ráp theo các trình tự đặc biệt để tạo ra DNA/RNA. Bất kỳ thay đổi nào trong tình tự này đều tạo ra đột biến. Nếu chúng được thiết kế khác, sản phẩm cuối cùng sẽ khác. Một thay đổi trong trình tự DNA lưu giữ thông tin - một gen - sẽ ảnh hưởng đến kiểu hình, tức là các đặc điểm ngoại hình của chúng ta được thể hiện ra ngoài.
Sự thay đổi gen tạo màu mắt có thể dẫn đến mắt xanh thay vì nâu. Hay rối loạn di truyền như thiếu máu hồng cầu hình liềm, một rối loạn máu do các tế bào hồng cầu có hình dạng không phù hợp. Nguyên nhân do sự thay đổi của một cơ sở duy nhất.
Tuy nhiên, không phải tất cả các đột biến đều gây hại, cũng hiếm các đột biến gây chết người. Thậm chí, một số trong đó còn có lợi, một số đột biến không gây ra bất kỳ thay đổi nào, gọi là đột biến âm thầm.
Nguyên nhân gây ra đột biến ở virus
Sự đột biến di truyền có thể xảy ra ở bất kỳ sinh vật nào có DNA/RNA. Chúng ta hãy tiếp tục tìm hiểu làm thế nào để virus có thể đột biến.1. Lỗi sao chép
Bộ gen của virus bao gồm tất cả vật chất di truyền mà nó sở hữu dưới dạng các cặp bazơ, về cơ bản là toàn bộ thư viện của tất cả các gen và các chỉ dẫn của chúng đối với các sinh vật sống. Nếu so sánh với bộ gen của tế bào thì bộ gen của virus không là gì (bộ gen tế bào có đến 3,2 tỷ cặp bazo). Tuy nhiên, bộ gen virus vẫn có thể dài đến hàng nghìn cặp. Vật chất bộ gen virus cho dù là DNA hay RNA, đều được sao chép bởi các enzyme sao chép, chủ yếu là các polymerase của virus.
Virus thiếu một số công cụ để tái tạo vật liệu di truyền của chúng, chúng lây nhiễm vào các tế bào của vật chủ, sau đó chiếm quyền điều khiển bộ máy sao chép và sử dụng chúng để tái tạo bộ gen của chúng. Cứ mỗi lần virus lây nhiễm vào một tế bào nào đó và nhân đôi, đó chính là một chu kỳ sao chép đã hoàn thành. Sau khi lây nhiễm sang nhiều tế bào hơn và tạo ra nhiều bản sao của chính nó, nó sẽ sao chép vật chất di truyền của nó một cách bình đẳng.
Tuy nhiên trong quá trình virus cố gắng tạo ra các bản sao mã di truyền, sẽ có nhiều khả năng bị lỗi hơn, cũng giống như khi chúng ta sao chụp tài liệu. Nếu bạn tạo chỉ khoảng 3 bản sao của một tài liệu, khả năng các bản sao hoàn hảo là rất thấp, nhưng nếu tạo ra hàng nghìn bản sao thì câu chuyện lại khác, bạn sẽ thấy một số trang bị thiếu dòng hoặc bị nhòe mực do máy in nóng lên. Tương tự như vậy, các enzym sao chép có thể thêm các cặp bazơ không chính xác vào trình tự DNA/RNA. Với các chu kỳ sao chép ngày càng nhiều thì khả năng xảy ra lỗi cũng tăng lên. Virus lây nhiễm vào tế bào và tạo ra hàng nghìn bản sao nên khả năng đột biến rất cao. Tỷ lệ đột biến cũng thay đổi tùy theo vật chất di truyền.
Một số virus DNA mang các protein sửa chữa DNA, trong khi virus RNA thường nhỏ hơn và không có các công cụ sửa chữa như vậy. Một yếu tố chi phối khác nữa là virus RNA có các polymerase dễ bị lỗi so với virus DNA. Các virus RNA rất lớn có khả năng đọc hiệu đính, các enzyme hiệu đính này có thể kiểm tra chéo trình tự RNA để xem liệu các cặp base không chính xác có được thêm vào hay không. Nó tương tự như việc kiểm tra lỗi chính tả và các phân tử hiệu đính này cũng có thể sửa lỗi không chính xác. Vì những đặc tính này, virus RNA có nhiều khả năng đột biến hơn vi rút DNA.
2. Tương tác với vật chủ
Khi virus lây nhiễm sang vật chủ, hệ thống miễn dịch của vật chủ sẽ chống lại virus. Một trong những cách đó là tạo ra các loại oxy phản ứng (ROS). Chúng là những phân tử có tính phản ứng cao và độc hại, có khả năng phá hủy vật chất di truyền của virus và gây ra đột biến.
Chẳng hạn, một loại virus lây nhiễm sang tế bào con người thì tế có cytidine deaminase duy trì nguồn gốc DNA, T và C, còn nếu virus cần thêm T hoặc C vào trình tự gen của nó khi cố gắng tạo ra các bản sao mới, sẽ không có đủ. Polymerase sẽ không có lựa chọn nào khác ngoài việc thêm một cặp bazơ khác, điều này buộc chúng phải bổ sung nucleotide không chính xác vào trình tự gen, gây ra đột biến. Hãy hình dùng một máy in màu chạy nhưng thiếu màu, nó sẽ vẫn in, nhưng màu sắc sẽ không như ý muốn.
Trong một số trường hợp không may, hai hoặc nhiều virus sẽ lây nhiễm cùng lúc vào vật chủ. Khi chúng lây và cố gắng tạo ra nhiều bản sao DNA/RNA hơn, các virus sẽ kết hợp và chia sẻ thông tin di truyền gây ra đột biến.
3. Tia cực tím
Virus cũng thường sống trôi nổi trong môi trường tiếp xúc với tia cực tím (UV) của mặt trời. Tia UV được biết đến là có thể làm hỏng vật liệu di truyền, và khi tiếp xúc, nó có thể sẽ làm tăng tỷ lệ đột biến ở virus. Tuy vậy, không phải tất cả các loại virus đều dễ bị đột biến bởi tia UV như nhau, điều này còn phục thuộc vào vật chất di truyền của chúng (DNA hoặc RNA) và lớp áo protein bảo vệ xung quanh nó.
Liệu virus có bao giờ ngừng đột biến?
Câu trả lời là không. Không chỉ virus mà tất cả mọi sự sống khác đều không ngừng biến đổi, đột biến chỉ là một trong những cách mà cuộc sống diễn ra, thích nghi và phát triển.Đột biến được ví như hệ thống xổ số cho bộ gen, bởi bạn không biết đột biến có lợi hay không. Nếu một đột biến là có hại, sinh vật sẽ chết và vật chất di truyền của nó không được chuyển tiếp. Tuy nhiên, điều này cũng làm giảm khả năng đột biến được truyền sang các thế hệ tiếp theo.
Còn nếu đột biến là có lợi, sinh vật có thể hoạt động tốt hơn trong môi trường của nó. Mục tiêu chính của virus vẫn là tồn tại, và nó thực hiện điều đó bằng cách lây nhiễm sang vật chủ đề phát triển. Những virus mạnh hơn, hiệu quả hơn sẽ có khả năng lây nhiễm tốt hơn cho các vật chủ. Nếu một loại virus có thể lây nhiễm sang các loài vật chủ khác nhau, nó chỉ làm tăng cơ hội sống sót của nó mà thôi. Điển hình nhất chính là đột biến coronavirus, nó được cho là đã lây nhiễm từ động vật sang người.
Công việc của chúng ta chỉ là theo dõi chúng và hiểu rõ hơn về các kiểu lây nhiễm của chúng bằng các nghiên cứu khoa học. Virus phải được theo dõi để phát hiện nguồn gốc và cách chúng lây lan trên toàn cầu. Đó cũng là lý do tại sao các nhà khoa học trên thế giới vẫn đang tiếp tục giải mã coronavirus ở bệnh nhân để theo dõi sự tiến triển của nó.
>>> Thuốc chống virus có thể làm trẻ hóa tế bào trứng phụ nữ.
Nguồn scienceabc
