Language
Country/Area
No result found
Bí ẩn về cấu trúc của HIV: Loại virus 100 nanomet này được thiết kế như thế nào?
Kể từ khi phát hiện ra HIV (vi rút gây suy giảm miễn dịch ở người) vào năm 1983, cấu trúc bộ gen và protein của loại vi rút này đã trở thành trọng tâm của nghiên cứu khoa học. Ban đầu, nó được cho là có liên quan đến virus gây bệnh bạch cầu tế bào T ở người (HTLV), nhưng trong quá trình nghiên cứu tại Viện Pasteur ở Pháp, các nhà khoa học đã phân lập được loại retrovirus mới khác biệt về mặt di truyền này từ các bệnh nhân AIDS và sau đó xác định nó được đặt tên là HIV.
Mỗi virion HIV bao gồm một vỏ bọc virus và các cấu trúc ma trận liên quan, được bao quanh bởi một lớp vỏ chứa hai bộ gen RNA chuỗi đơn và một số enzyme.
HIV có cấu trúc khác với các retrovirus khác. Hạt virus HIV có đường kính khoảng 100 nanomet và vùng bên trong của nó bao gồm lõi lõm không chỉ chứa hai bản sao (+ chuỗi) của bộ gen RNA chuỗi đơn mà còn có các enzyme quan trọng như enzyme sao chép ngược, integrase và protease. . Bộ gen RNA của HIV được mã hóa bởi tám protein virut rất quan trọng đối với vòng đời của HIV.
Cấu trúc virus và tổ chức bộ gen của HIV
Bộ gen của HIV chứa 9 gen, mã hóa 15 protein của virus và được tổng hợp dưới dạng polypeptide. Những polypeptide này có thể tạo ra các protein cấu trúc bên trong virus, các enzyme của virus hoặc glycoprotein của vỏ virus.
HIV sử dụng hệ thống ghép nối RNA vi phân phức tạp để thu được 9 sản phẩm gen khác nhau từ bộ gen có kích thước dưới 10 kb.
Chức năng của những gen này bao gồm sản xuất protein cấu trúc cũng như điều hòa và hỗ trợ tổng hợp protein. Trong đó, gen gag cung cấp cấu trúc vật lý cơ bản của virus, trong khi gen pol là cơ sở của cơ chế tái sinh retrovirus.
Cấu trúc và chức năng của protein HIV
Một số protein chính của HIV bao gồm:
-
Gen
gag: mã hóa polypeptide gag tiền chất, được xử lý thành protein cấu trúc bởi protease của virus trong quá trình trưởng thành của virus.
Gen pol: Chịu trách nhiệm mã hóa enzyme phiên mã ngược và integrase. Những enzyme này đóng vai trò then chốt trong vòng đời của virus.
Gen env: mã hóa glycoprotein vỏ, chịu trách nhiệm chính trong việc liên kết với thụ thể CD4 của tế bào chủ và thúc đẩy virus xâm nhập vào tế bào.
Trong số đó, gp120 và gp41 được mã hóa bởi env là những glycoprotein quan trọng nhất trong quá trình lây nhiễm HIV và là mục tiêu chính để phát triển vắc xin.
Cấu trúc của protein Env rất đặc biệt, với nồng độ glycosyl hóa chuỗi N cao, có thể ngăn chặn hiệu quả quá trình trung hòa HIV bằng kháng thể.
Cấu trúc được glycosyl hóa cao này khiến HIV trở thành mầm bệnh cực kỳ khó khăn và các nhà khoa học đang nỗ lực tìm ra loại vắc-xin có thể vượt qua khả năng bảo vệ này.
Các yếu tố điều hòa và protein phụ trợ
HIV còn có nhiều loại protein điều hòa như tat và rev, v.v. Những protein này đóng vai trò quan trọng trong việc biểu hiện gen HIV và sao chép của virus. Sự hiện diện của các protein này có thể điều chỉnh vòng đời của HIV trong tế bào vật chủ. Các protein phụ trợ như Vpr, Vif và Nef ảnh hưởng đến khả năng lây nhiễm của virus và phản ứng của tế bào chủ.
Cấu trúc RNA và đặc điểm của virus
Cấu trúc RNA của HIV không chỉ bao gồm vùng đầu 5' chưa được dịch mã (UTR) mà còn chứa một số cấu trúc thứ cấp được bảo tồn, có thể điều chỉnh quá trình sao chép ngược của virus. Bao gồm vùng kích hoạt phiên mã (TAR), cấu trúc đóng gói của virus, v.v., những cấu trúc thứ cấp này được coi là có tác động quan trọng đến vòng đời của HIV.
Chức năng của vòng V3
Vòng V3 là một phần của glycoprotein gp120 vỏ virus HIV, cho phép virus lây nhiễm thành công vào tế bào miễn dịch của con người. Cấu trúc này không chỉ tạo cơ hội cho virus xâm nhập vào tế bào vật chủ mà còn trở thành mục tiêu chính để điều trị và phát triển vắc xin.
Với việc đi sâu nghiên cứu, các nhà khoa học đã dần giải quyết được bí ẩn về cấu trúc và chức năng của HIV. Mặc dù đã đạt được những tiến bộ đáng kể nhưng vẫn còn nhiều vấn đề cần giải quyết, chẳng hạn như loại virus được thiết kế thông minh như vậy có thể mang lại những đột phá gì trong quá trình phát triển vắc xin trong tương lai?
