Ở virut phức hợp của lõi axit nuclêic và vỏ capsit là gì

Virut là thực thể sống chưa có cấu tạo tế bào, cấu tạo đơn giản chỉ gồm lõi axit nucleic (ADN hoặc ARN mạch đơn hoặc mạch kép) và vỏ capsit (một số virut có thêm vỏ ngoài). Cấu tạo và hình thái của virut có thể tóm tắt như sơ đồ tư duy dưới đây.

– Năm 1957, Franken và Conrat đã tiến hành thí nghiệm tách lõi ARN ra khỏi vỏ prôtêin của hai chủng virut A và B. Cả hai chủng đều có khả năng gây bệnh cho cây thuốc lá, nhưng khác nhau ở các vết tổn thương trên lá. Lấy axit nuclêic của chủng A trộn với prôtêin của chủng B thì chúng sẽ tự lắp ráp để tạo thành virut lai. Nhiễm chủng virut lai vào cây thì cây sẽ bị bệnh. Phân lập từ lá cây bị bệnh sẽ được chủng virut A.

Câu 2: Tại sao gọi virut là kí sinh nội bào bắt buộc? Chúng được phân loại như thế nào?

– Virut là thực thể chưa có cấu tạo tế bào. Có kích thước siêu nhỏ (đo bằng nanômet) và có cấu tạo rất đơn giản, chỉ gồm một loại axit nuclêic được bao bọc bởi vỏ prôtêin. Virut không thể sống tự do và tồn tại bên ngoài tế bào sinh vật, đồng thời để nhân lên, virut phải nhờ bộ máy tổng hợp của tế bào, vì thế chúng là kí sinh nội bào bắt buộc.

– Virut được phân loại chủ yếu dựa vào axit nuclêic, cấu trúc vỏ capsit, có hay không có vỏ ngoài. Có 2 nhóm virut lớn:

+ Virut ADN (có vật chất di truyền là ADN, ví dụ như: virut đậu mùa, viêm gan B, hecpet…).

+ Virut ARN (có vật chất di truyền là ARN, ví dụ như: virut cúm, virut sốt xuất huyết Dengi, virut viêm não Nhật Bản, virut HIV…).

– Tất cả các virut đều bao gồm hai thành phần cơ bản: lõi là axit nuclêic (tức hệ gen) và vỏ là prôtêin (gọi là capsit) bao bọc bên ngoài để bảo vệ axit nuclêic. Phức hợp gồm axit nuclêic và vỏ capsit gọi là nuclêôcapsit.

– Hệ gen của virut có thể là ADN (chuỗi đơn hoặc chuỗi kép) hoặc ARN (chuỗi đơn hoặc chuỗi kép) trong khi hệ gen của tế bào luôn luôn là ADN chuỗi kép.

– Vỏ capsit được cấu tạo từ các đơn vị prôtêin gọi là capsôme.

– Một số virut còn có thêm một vỏ bao bên ngoài vỏ capsit, gọi là vỏ ngoài. vỏ ngoài là lớp lipit kép và prôtêin. Trên mặt bỏ ngoài còn có các gai glicôprôtêin làm nhiệm vụ kháng nguyên và giúp virut bám lên bề mặt tế bào chủ. Virut không có vỏ ngoài gọi là virut trần.

Virut chưa có cấu tạo tế bào nên mỗi virut thường được gọi là hạt. Hạt virut có 3 loại cấu trúc: xoắn, khối và hỗn hợp (hay phức tạp):

– Cấu trúc xoắn: Capsôme sắp xếp theo chiều xoắn của axit nuclêic. Cấu trúc xoắn thường làm cho virut có hình que hay sợi (virut khảm thuốc lá, virut bệnh dại) nhưng cũng có loại hình cầu (virut cúm, virut sởi).

– Cấu trúc khối: Capsôme sắp xếp theo hình khối đa diện với 20 mặt tam giác đều (virut bại liệt).

– Cấu trúc hốn hợp: Cấu tạo giống con nòng nọc, đầu có cấu trúc khối chứa axit nuclêic gắn với đuôi có cấu trúc xoắn (ví dụ virut phagơ).

Trong chương trình sinh học lớp 10 thì nội dung về chu kỳ tế bào, nguyên phân và giảm phân các em cần học kỹ và làm bài tập liên quan. Đây là kiến thức hết sức quan trọng để có thể học tiếp những kiến thức liên quan ở lớp tiếp tiếp theo.

• Cơ chế nguyên phân
• Cơ chế giảm phân

Kiến thức các em đọc ở sách giáo khoa sinh học lớp 10, ở phần này tác giả chỉ trích một số câu hỏi thường gặp trong nội dung chuyên đề chu kỳ tế bào, quá trình nguyên phân và giảm phân.

– Chu kì tế bào là khoảng thời gian giữa 2 lần phân bào liên tiếp. Một chu kì tế bào bao gồm kì trung gian và quá trình nguyên phân. Kì trung gian gồm ba pha theo thứ tự là G1 , S, G2, trong đó pha G1 là thời kì sinh trưởng chủ yếu của tế bào; pha S diễn ra sự nhân đôi của ADN và nhiễm sắc thể. Kết thúc pha S, tế bào sẽ chuyển sang pha G2, lúc này tế bào sẽ tổng hợp tất cả những gì còn lại cần cho quá trình phân bào. Nguyên phân diễn ra ngay sau pha G2.

– Chu kì tế bào được điều khiển một cách rất chặt chẽ. Thời gian và tốc độ phân chia tế bào ở các bộ phận khác nhau của cùng một cơ thể động vật, thực vật là rất khác nhau và được điều khiển nhằm đảm bảo sự sinh trưởng và phát triển bình thường của cơ thể.

– Với sinh vật nhân thực đơn bào, nguyên phân là cơ chế sinh sản. Từ một tế bào mẹ qua nguyên phân tạo ra 2 tế bào con giống hệt nhau.

– Với sinh vật nhân thực đa bào, nguyên phân làm tăng số lượng tế bào giúp cơ thể sinh trưởng và phát triển, tái sinh các mô, cơ quan bị tổn thương.

– Ở các các sinh vật sinh sản sinh dưỡng, nguyên phân là hình thức sinh sản tạo ra các cá thể con có kiểu gen giống kiểu gen của cá thể mẹ. Ứng dụng đặc điểm này trong nuôi cấy mô tế bào, giâm, chiết, ghép cành đạt hiệu quả.

+ Kì đầu: các NST kép sau khi nhân đôi ở kì trung gian bắt đầu co xoắn lại; cuối kì màng nhân và nhân con biến mất; thoi phân bào dần xuất hiện.

+ Kì giữa: các NST kép co ngắn cực đại, tập trung thành 1 hàng dọc ở mặt phẳng xích đạo; thoi phân bào được đính vào 2 phía của NST tại tâm động.

+ Kì sau: 2 nhiễm sắc tử trong mỗi NST kép tách nhau ra và phân ly đồng đều trên thoi phân bào về 2 cực của tế bào.

+ Kì cuối: các NST tháo xoắn trở về dạng sợi mảnh; màng nhân và nhân con xuất hiện.

+ Xảy ra ở kì cuối sau khi hoàn tất việc phân chia vật chất di truyền.

+ Tế bào chất phân chia dần, tách tế bào mẹ thành 2 tế bào con. Các tế bào động vật phân chia tế bào chất bằng cách thắt màng tế bào ở vị trí mặt phẳng xích đạo, còn tế bào thực vật lại tạo thành vách ngăn tế bào ở mặt phẳng xích đạo.

– Các NST xoắn tới mức cực đại rồi mới phân chia nhiễm sắc tử để dễ di chuyển trong quá trình phân bào và phân chia đồng đều vật chất di truyền mà không bị rối loạn.

– Sau khi phân chia xong, NST tháo xoắn trở về dạng sợi mảnh giúp thực hiện việc nhân đôi ADN, tổng hợp ARN và các prôtêin, chuẩn bị cho chu kì sau.

+ Đều có bộ máy phân bào (thoi phân bào)

+ Lần phân bào II của giảm phân diễn biến giống nguyên phân: NST kép xếp thành một hàng ở mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào ở kì giữa, các nhiễm sắc tử tách nhau ra và di chuyển trên thoi phân bào về 2 cực của tế bào ở kì sau.

+ NST đều trải qua các biến đổi: tự nhân đôi, đóng xoắn, tập hợp ở mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc, phân li về các cực của tế bào, tháo xoắn

+ Sự biến đổi của màng nhân, trung thể, thoi vô sắc, tế bào chất và vách ngăn tương tự nhau.

+ Đều giữ vai trò quan trọng trong việc duy trì sự ổn định bộ NST của loài trong các hình thức sinh sản (vô tính và hữu tính).

1. Giảm phân I: Giống nguyên phân, tại kì trung gian, các NST được nhân đôi tạo các NST kép gồm 2 nhiễm sắc tử đính với nhau ở tâm động.

– Các cặp NST kép bắt đôi với nhau theo từng cặp tương đồng và có thể trao đổi đoạn crômatit cho nhau (hiện tượng trao đổi chéo). Sau khi tiếp hợp, các NST kép dần co xoắn.

– Thoi phân bào dần hình thành, một số sợi thoi được đính với tâm động của các NST.

– Cuối kì màng nhân, nhân con biến mất.

– Kì đầu I chiếm phần lớn thời gian của quá trình giảm phân, tuỳ từng loài sinh vật mà có thể kéo dài tới vài ngày đến vài chục năm.

– Các cặp NST kép tương đồng sau hi co ngắn cực đại sẽ tập trung thành 2 hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi tơ vô sắc.

– Dây tơ vô sắc từ mỗi cực tế bào chỉ đính vào một phía của mỗi NST kép trong cặp tương đồng.

– Mỗi NST kép trong cặp NST kép tương đồng di chuyển theo thoi tơ vô sắc về một cực của tế bào.

– NST dần dãn xoắn, màng nhân và nhân con xuất hiện, thoi vô sắc biến mất.

– Quá trình phân chia tế bào chất tạo nên 2 tế bào con có số lượng NST kép giảm đi một nửa (n kép).

2. Giảm phân II: giảm phân II cơ bản giống nguyên phân cũng bao gồm các kì: kì đầu II, kì giữa II, kì sau II, kì cuối II. Tuy nhiên ở lần giảm phân II có một điểm cần lưu ý sau:

– Không xảy ra sự nhân đôi và tiếp hợp trao đổi chéo NST.

– Ở kì giữa II, các NST kép chỉ tập trung thành 1 hàng ở mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc.

– Ở kì sau II, các NST kép tách nhau ở tâm động thành 2 NST đơn, mỗi NST đơn đi về 1 cực của tế bào.

– Kết thúc kì cuối II (kết thúc quá trình phân bào), có 4 tế bào con được tạo ra từ một tế bào mẹ, mỗi tế bào con mang bộ NST đơn bội (n đơn).

– Ở các loài động vật, quá trình phát sinh giao tử đực, 4 tế bào con sẽ biến thành 4 tinh trùng; quá trình phát sinh giao tử cái, 4 tế bào con sẽ biến thành 1 trứng và 3 thể cực. Ở các loài thực vật, sau khi giảm phân các té bào con phải trải qua một số lần phân bào để thành hạt phấn hoặc túi phôi.

– Sự phân li độc lập và tổ hợp tự do của các cặp NST trong quá trình giảm phân kết hợp với quá trình thụ tinh thường tạo ra nhiều biến dị tổ hợp, góp phần làm tăng tính đa dạng của sinh giới. Sự đa dạng di truyền ở thế hệ sau của các loài sinh vật sinh sản hữu tính là nguồn nguyên liệu cho quá trình chọn lọc tự nhiên, giúp các loài có khả năng thích nghi với điều kiện sống mới.

– Sự phối kết hợp 3 quá trình nguyên phân, giảm phân, thụ tinh đã đảm bảo duy trì, ổn định bộ NST đặc trưng của những loài sinh sản hữu tính.

– Giảm phân II về cơ bản cũng giống như nguyên phân, đều bao gồm các kì: kì đầu, kì giữa, kì sau và kì cuối. Diễn biến hoạt động của NST cơ bản cũng giống nhau: NST co xoắn, tập trung thành một hàng trên mặt phẳng xích đạo, các NST kép tách nhau ở tâm động, mỗi NST đơn di chuyển về một cực của tế bào.

– So với nguyên phân, giảm phân II có một số điểm khác biệt: NST không nhân đôi, 2 tế bào con có bộ NST đơn bội ( n ).