Notebook về cấu trúc của Sars-CoV-2 - Môn Tế bào sinh học phân tử| Đại học Y dược Cần Thơ

SARS-COV-2
1. Thông tin cơ bản (2 người) 1. Cấu trúc 
Về mặt cấu trúc, SARS-CoV-2 có một lớp vỏ lipid kép, gồm glycoprotein gai
(spike protein: S), protein vỏ (envelope protein: E), glycoprotein màng
(membrane glycoprotein: M), và một protein bao nhân (nucleocapsid protein: N). 
Protein gai của virus đóng vai trò là cánh cửa để virus xâm nhập tế bào. Nó
liên kết với các protein ACE2 trên bề mặt tế bào (là một protein thụ thể trên bề mặt tế bào người). 
Protein vỏ (E) được cho là có vai trò trong sinh bệnh học vì nó tương tác với
protein liên quan đến liên kết chặt chẽ PALS1 (the tight junction related protein PALS1). 
Glycoprotein màng (M) chịu trách nhiệm tập hợp các hạt virus có ba miền,
miền tế bào chất, miền xuyên màng và miền ưa nước. 
Protein bao nhân (N) gói bộ gen của virus tạo thành một phức hợp
ribonucleoprotein. Protein bao nhân (N) là một phosphoprotein có vai trò trong
quá trình sao chép bộ gen của virus và con đường tín hiệu của tế bào. 
SARS-CoV-2 là một virus có bộ gen là một RNA sợi đơn, dương, có kích thước
khoảng 29,9 kB, lớn hơn bất kì loại virus RNA nào khác. SARS-CoV-2 là một loại
virus bao bọc không phân đoạn có đường kính từ 50-200 nm.
(Sợi RNA đơn được phân chia thành những sợi đơn lẻ là sợi RNA dương (+) hoặc sợi
RNA âm (-). Tuy nhiên, một số virus chỉ có lõi RNA dương (+), được gọi là retrovirus.
Retrovirus sử dụng enzyme phiên mã ngược để tạo ra một bản sao DNA chuỗi kép (một
provirus) từ bộ gen RNA của chúng, chuỗi DNA này sao đó sẽ được tích hợp vào hệ gen của tế bào chủ.)
(Nhìn chung, virus RNA có bộ gen nhỏ hơn virus DNA do có tỷ lệ lỗi cao
hơn khi sao chép, và có giới hạn trên về kích thước tối đa.[37] Khi vượt qua
giới hạn này, những lỗi trong bộ gen khi sao chép sẽ làm cho virus trở nên
vô dụng hoặc không có tính cạnh tranh. Để khắc phục điều này, virus RNA
thường có bộ gen phân đoạn – chia bộ gen thành những phân tử nhỏ hơn –
để làm giảm xác suất mà một lỗi trong một bộ gen đơn phần sẽ làm mất
khả năng của toàn bộ bộ gen nhưng viruscorona đc bao bọc không phân
đoạn nên xác xuất bị lỗi cao hơn nên sẽ rất dễ bị đột biến). 
SARS-CoV-2 gồm có 14 khung đọc mở (open reading frame: ORF), mã
hóa cho 27 loại protein khác nhau. SARS-CoV-2 có vùng không dịch mã
5′ (5' untranslated region: UTR), phức hợp sao chép (ORF1a và ORF1b),
gen gai (spike: S), gen vỏ (envelope: E), gen màng (membrane: M), gen
bao nhân (nucleocapsid: N), 3′UTR, một số gen không xác định được
khung đọc mở (ORFs) cấu trúc và một đuôi poly (A). Gen ORF1a nằm ở
5′UTR, Gen ORF1b, nằm bên cạnh ORF1a, cả mã hóa cho polyprotein
của chính nó. 2 loại polyprotein này trải qua quá trình tự phân cắt
protein để tạo thành phức hợp sao chép của virus. 3′UTR chứa 4 gen
cấu trúc và 8 gen phụ. Các gen phụ được phân bố giữa các gen cấu trúc
và chức năng của chúng hiện còn chưa được biết. 
Nsp12 chứa RNA polymerase phụ thuộc RNA (RdRp), là thành phần
quan trọng trong quá trình sao chép/phiên mã của coronavirus.
[VÌ gen này có độ bảo tồn cao, điều này làm cho gen này rất hữu
ích để đo lường khoảng cách sự tiến hóa và sự liên quan của
chúng với virus khác. Mặt khác gen này cùng dùng để phát hiện
chẩn đoán SARS-CoV-2.] 
Nsp1 làm trung gian cho quá trình xử lý và sao chép RNA. Nsp2 điều chỉnh
đường dẫn tín hiệu sinh tồn của tế bào chủ. Nsp3 được cho là có khả năng tách
protein được dịch mã. Nsp4 chứa miền xuyên màng 2 (TM2) và sửa đổi màng
ER. Nsp5 tham gia vào quá trình tổng hợp polyprotein trong quá trình sao chép.
Nsp6 là một miền xuyên màng giả định. Sự hiện diện của nsp7 và nsp8 làm tăng
đáng kể sự kết hợp giữa nsp12 và RNA mồi mẫu. Nsp9 hoạt động như một
protein liên kết với ssRNA. Nsp10 rất quan trọng đối với quá trình methyl hóa
nắp của các mRNA của virus.
 Nsp13 liên kết với ATP và miền liên kết kẽm trong nsp13 tham gia vào quá trình
sao chép và phiên mã. Nsp14 là miền exoribonuclease hiệu đính. Nsp15 có hoạt
tính endoribonuclease phụ thuộc Mn(2+). Nsp16 là một methyltransferase 2'-O-
ribose. Một nghiên cứu cho thấy rằng có một số tác động qua trung gian NSP đối
với quá trình ghép nối, dịch mã và vận chuyển protein để ức chế khả năng
phòng vệ của vật chủ. Khi bị nhiễm SARS-CoV-2, NSP16 liên kết các miền nhận
dạng mRNA của các snRNA U1 và U2 để ngăn chặn quá trình ghép nối mRNA.
NSP1 liên kết với RNA ribosome 18S trong kênh vào mRNA của ribosome để can
thiệp vào quá trình dịch mã của mRNA. NSP8 và NSP9 liên kết với RNA 7SL định
vị tại Hạt nhận biết tín hiệu để phá vỡ quá trình vận chuyển protein đến màng tế bào.
 Khi phân tích trình tự của 11 mẫu vi rút phân lập được ở
những bệnh nhân đầu tiêu, các nhà khoa học thấy rằng
SARS-CoV-2 cùng loài với SARS-CoV gây bệnh SARS đầu
năm 2003; 2 virut có bộ gen giống nhau tới 94,6% các
chuỗi axit amin (có tới 80% sự tương tự trình tự
nucleotide ở cả 2 chủng vi rút)
 Đuôi poly-A là điểm đặc trưng của các phân tử mRNA ở
eukaryote. Ở các loại RNA khác như rRNA, tRNA không có đuôi
poly-A. Đuôi poly-A được gắn vào sau khi phân tử tiền mRNA đã
được tổng hợp xong. Enzyme chịu trách nhiệm gắn đuôi poly-A
vào tiền mRNA là poly-A-polymerase. b. Biến thể
Biến thể Covid 19 là những đột biến của Sars-CoV-2. Các virus có cấu trúc rất
đơn giản, bao gồm một vỏ protein bao bọc vật liệu di truyền trong nó. Trong quá trình
nhân lên sau khi xâm nhập tế bào vật chủ, xuất hiện những sao chép bị lỗi, gọi là đột
biến. Một số ít trong những đột biến này mang lại lợi thế sinh tồn cho virus như làm
tăng khả năng lây lan, gọi là biến thể virus. Những biến thể này vẫn là Sars-CoV-2
nhưng hoạt động có phần khác nhau. Sars-CoV-2 là một loại virus RNA, dễ bị đột biến
vì cấu trúc mạch đơn, kém bền vững. Các nhà khoa học đã phát hiện
Sars-CoV-2 có đặc điểm RNA sợi đơn-dương dài nhất trong các loại virus,
khiến các đột biến dễ xảy ra hơn, sinh ra các biến thể Covid-19 mới. Alpha
Biến thể Alpha còn được gọi là B.1.1.7, lần đầu tiên xuất hiện ở Anh và đã lan rộng ra
các quốc gia. Chúng chứa nhiều biến chủng, một số trong số đó nằm trên các protein
gai (loại protein được sử dụng để xâm nhập vào tế bào cơ thể). Alpha có liên quan đến
khả năng tăng mức độ lây truyền virus. Beta
Biến thể Beta, từng được gọi là B.1.351, xuất hiện lần đầu tiên ở Nam Phi và được
phát hiện ở ít nhất 20 quốc gia khác. Không chỉ có các biến chủng tương tự như Alpha
(tăng khả năng truyền nhiễm), biến thể này còn gây ra hai đột biến khác khiến cho
kháng thể khó liên kết và tiêu diệt virus. Gamma
Biến thể Gamma lần đầu được tìm thấy trong một nhóm du khách đến từ Brazil khi
thực hiện xét nghiệm tại một sân bay của Nhật Bản. Chúng chứa các biến thể tương tự như P.1. Delta
Biến thể Delta từng được gọi là B.1.617.2, lần đầu tiên được xác định ở Ấn Độ. Các
nghiên cứu sơ bộ cho thấy đột biến Delta dễ lây lan hơn so với các biến thể khác. Do
đó, các nhà khoa học vẫn đang tiếp tục tiến hành các nghiên cứu khác về loại biến thể này. Omicron
Biến thể Omicron trước đây gọi là B.1.1.529, lần đầu tiên được xác định ở Nam Phi.
Chúng có một số lượng lớn các biến chủng, một vài trong số đó gây ra những hậu quả
đáng lo ngại. Bằng chứng sơ bộ cho thấy nguy cơ tái nhiễm khi mắc biến thể này tăng
cao hơn hẳn so với các thể đột biến khác.
c. Con đường lây bệnh - Vòng đời của virus 
Con đường lây bệnh:
+Lây qua tiếp xúc với dịch cơ thể của người bệnh. Ví dụ như: giọt nước bọt từ
việc ho, hắt hơi, sổ mũi.
+Lây trực tiếp khi tiếp xúc với người bệnh như bắt tay.
+Lây truyền gián tiếp: Lây nhiễm khi chúng ta vô tình chạm vào các bề
mặt có chứa virus , sau đó đưa lên mắt, mũi, miệng và nhiễm bệnh.
+Lây nhiễm qua đường phân: Trường hợp này hiếm khi xảy ra. Nhưng mà những
người chăm sóc bệnh nhân nhiễm covid có khả năng bị lây qua đường này rất cao 
Vòng đời của virus
Vòng đời hay chu kỳ nhân lên của SARS-CoV-2 gồm 6 giai đoạn:
1) Sự gắn của protein gai (Spike) trên bề mặt virus SARS-CoV-2 với ACE2
(human ACE2 receptor), một protein thụ thể trên bề mặt tế bào người và
TMPRSS2 (human transmembrane protease serine 2), một enzym protease,
giúp virus (virion) xâm nhập;
2) Virion giải phóng RNA của nó;
3) Một số RNA được dịch mã thành protein bởi bộ máy sinh tổng hợp protein của tế bào;
4) Một số trong số các protein này tạo thành một phức hợp sao chép để tạo ra nhiều RNA hơn;
5) Các protein và RNA được tập hợp thành một virion mới trong bộ Golgi
6) SARS-CoV-2 được giải phóng d. Triệu chứng