Vi Khuẩn Và Virus Khác Nhau Những Điểm Gì?

Vi Khuẩn Và Virus Khác Nhau Những Điểm Gì?

Tất nhiên vi khuẩn và virus hoàn toàn khác nhau nhưng do chúng ta hay gọi là bệnh do siêu vi trùng nên có nhiều người nhầm lẫn chúng là một. Hôm nay, chúng ta sẽ phân biệt giữa vi khuẩn và virus (đang xét đến những loại gây bệnh, gây hại).

1. Về cấu tạo

Vi khuẩn

Là một nhóm sinh vật đơn bào, có kích thước nhỏ (kích thước hiển vi) và thường có cấu trúc tế bào đơn giản không có nhân, bộ khung tế bào (cytoskeleton) và các bào quan như ty thể và lục lạp. Cấu trúc tế bào của vi khuẩn được miêu tả chi tiết trong mục sinh vật nhân sơ vì vi khuẩn là sinh vật nhân sơ, khác với các sinh vật có cấu trúc tế bào phức tạp hơn gọi là sinh vật nhân chuẩn.

Virus

Còn virus được tạo thành từ hai hoặc ba bộ phận: phần vật chất di truyền được tạo nên từ DNA hoặc RNA – những phân tử dài có mang thông tin di truyền, một lớp vỏ protein – được gọi với tên capsid – có chức năng bảo vệ hệ gen và một lớp vỏ bọc bên ngoài làm từ lipid mà bao bọc bên ngoài lớp vỏ protein khi virus ở ngoài tế bào (chỉ có trong một số trường hợp).

Từ cấu tạo cho thấy vi khuẩn có đầy đủ những thành phần của một tế bào hoàn chỉnh có thể sống độc lập, còn virus nó đơn giản đến mức không có những thành phần để có thể sinh sống như một cá thể độc lập (ăn, tiêu hóa, tổng hợp protein)…

2. Cách thức gây bệnh

Vi khuẩn

Vi khuẩn gây hại cho tế bào hoặc sinh vật khác thông qua độc tố sau đó thu gom chất dinh dưỡng để hấp thụ và tạo môi trường thuận lợi cho vi khuẩn sinh trưởng. Độc tố (toxin) là các vũ khí sinh học có bản chất protein hoặc không phải protein được sản xuất bởi vi khuẩn nhằm tiêu diệt các tế bào vật chủ.

Các độc tố bản chất protein (ngoại độc tố) thường là các enzyme đi vào tế bào có nhân bằng hai phương thức: (1) tiết vào môi trường lân cận hoặc (2) trực tiếp bơm vào bào tương của tế bào vật chủ thông qua hệ thống tiết loại III (type III secretion system) hoặc một số cơ chế khác.

Các ngoại độc tố vi khuẩn có thể tạm chia thành bốn loại chính dựa trên thành phần cấu trúc amino acid cũng như chức năng của chúng:

• Độc tố A-B
• Độc tố tiêu protein
• Độc tố hình thành lỗ thủng
• Các độc tố khác

Một số chủng vi khuẩn có độc tố A-B là P. aeruginosa, E. coli, Vibrio cholerae, Corynebacterium diphtheria và Bordetella pertussis. Các độc tố A-B có hai phần: tiểu đơn vị A có hoạt tính enzyme và tiểu đơn vị B chịu trách nhiệm gắn và đưa độc tố vào tế bào vật chủ.

Các độc tố tiêu protein phá hủy các protein vật chủ đặc hiệu gây nên những đặc tính lâm sàng riêng của bệnh. Ví dụ Elastase và protease IV của trực khuẩn mủ xanh phả hủy các chất cơ bản của tế bào, cho phép nhiễm trùng lan tỏa đến các khu vực rộng hơn.

Các độc tố phá vỡ màng tế bào hiện diện ở một số vi khuẩn. Độc tố này có khả năng tạo lỗ thủng trên màng tế bào vật chủ gây ly giải tế bào.

Các độc tố khác bao gồm: các protein dạng enzyme thủy phân globulin miễn dịch A (immunoglobulin A protease-type protein), các độc tố bền với nhiệt hoạt hóa Guanylate cyclase và các độc tố làm thay đổi khung nâng đỡ (cytoskeleton) của tế bào vật chủ.

Virus

Virus do cấu tạo quá đơn giản nên không thể tự tổng hợp được vật chất cần thiết do đó virus sẽ xâm nhập vật chủ và sử dụng nguồn nguyên liệu từ chính vật chủ để tổng hợp thế hệ sau.

Chu trình sống của virus có sự khác nhau rất lớn giữa các loài, nhưng nhìn chung có 6 giai đoạn cơ bản trong chu trình sống (vòng đời) của virus:

• Hấp phụ là sự liên kết đặc hiệu giữa protein của vỏ capsid ở virus với những thụ thể đặc hiệu trên bề mặt tế bào vật chủ. Tính đặc hiệu này giúp xác định biên độ vật chủ của virus. Sự hấp phụ (bám lấy) thụ thể có thể tạo ra những thay đổi đối với những protein của vỏ bọc virus, dẫn đến sự hợp nhất lớp lipid kép của màng tế bào và màng virus, hoặc tạo ra những biến đổi của protein bề mặt của virus (khi không có vỏ bọc) để cho phép virus đi được vào bên trong.
• Xâm nhập sau khi đã hấp phụ: Virus đi vào trong tế bào vật chủ nhờ sự nhập bào qua trung gian thụ thể hoặc sự hợp nhất màng. Virus có 2 lựa chọn: đối với thành tế bào dày (cellulose) virus sẽ bỏ phần vỏ capsid và bơm phần lõi vào tế bào, đối với thành tế bào là lớp lipid virus sẽ hợp nhất và xâm nhập vào bên trong sau đó giải phóng bộ gen.

• Lột vỏ là quá trình mà vỏ capsid của virus bị loại bỏ: nó có thể bị tan rã do enzym của virus hoặc tế bào chủ hay bởi sự phân ly đơn giản; và kết quả cuối cùng là sự giải phóng ra axít nucleic của bộ gen virus.
• Sự nhân lên của virus chủ yếu liên quan đến sự nhân lên của bộ gen virus. Quá trình nhân lên bao gồm sự tổng hợp những RNA thông tin (mRNA) của virus từ những gen “sớm” (có ngoại lệ là virus RNA dương tính), sự tổng hợp protein, việc lắp ráp của những protein có thể có, và sau cùng là sự sao chép bộ gen virus được quy hoạch bởi biểu hiện của protein “sớm” hoặc protein điều hòa. Việc này có thể kéo theo một hoặc nhiều chu kỳ tổng hợp mRNA – đối với những virus phức tạp có bộ gen lớn – tạo ra sự biểu hiện gen “muộn” của protein virion hoặc protein cấu trúc. (gen “sớm” sẽ cho ra phần thông tin di truyền, gen “muộn” sẽ tạo ra vỏ capsid/ngoài)
• Sau sự tự lắp ráp do cấu trúc quy định để tạo nên các phần tử virus, thì thường xảy ra một số thay đổi trong các protein. Ở những virus như HIV, sự thay đổi này (đôi khi được gọi là ‘sự thành thục’) diễn ra sau khi virus đã được giải phóng ra khỏi tế bào chủ.
• Virus có thể được giải phóng ra khỏi tế bào vật chủ nhờ tiêu bào (hay làm tan tế bào), một quá trình tiêu diệt tế bào bằng cách phá tan màng tế bào (và thành tế bào nếu có) của vật chủ.

3. Môi trường sống

Vi khuẩn

Vi khuẩn có thể sống độc lập ngoài môi trường bằng nhiều hình thức khác nhau: tự dưỡng, dị dưỡng, hỗn hợp.

• Tự dưỡng là sử dụng các thành phần có lục lạp để tự quang hợp tổng hợp dinh dưỡng.
• Dị dưỡng là đi săn những vi khuẩn, nấm, tế bào khác để sinh trưởng
• Hỗn hợp vừa có tự dưỡng và dị dưỡng.

Vi khuẩn tồn tại hầu như tất cả các nơi trên Trái Đất, đa số là có lợi cho tự nhiên, sinh vật, con người chỉ một số trong số đó gây bệnh như: E.coli, Bệnh lao, Samonella gây thương hàn,…

Trên cơ thể người cũng có rất nhiều vi khuẩn đang tồn tại, từ ngoài da đến trong đường ruột giúp cơ thể cân bằng và hỗ trợ vào sức đề kháng, tiêu hóa thức ăn,…

Các sản phẩm cung cấp vi khuẩn có lợi cũng rất quen thuộc như: Yagourt (sữa chua), rau củ làm chua (kim chi),…đến các sản phẩm vi sinh bên nông nghiệp, thủy sản, môi trường…

Virus

Virus thì khác, chúng cần vật chủ để tồn tại, nếu ra môi trường bên ngoài trơ trọi thì virus sẽ bất hoạt hoặc chết nếu điều kiện quá khắc nghiệt. Khi gặp các điều kiện thuận lợi sẽ phát triển và lây lan hay được đưa đi nhờ các trung gian truyền bệnh (côn trùng, dịch cơ thể, máu…)

Ví dụ virus Corona sẽ tồn tại bên ngoài môi trường vài giờ cho đến vài ngày tùy điều kiện khác nhau, virus không thể xâm nhập qua da người mà phải nhờ các hoạt động đưa virus vào niêm mạc mới xâm nhập được (đưa tay lên mũi, mắt, miệng…). Do đó biện pháp phòng tránh hiệu quả là rửa tay thật kỹ, đeo khẩu trang, tránh nơi đông người…

4. Cách phòng trừ – Tiêu diệt

Vi khuẩn

Do vi khuẩn là dạng sống cơ bản nên để tiêu diệt vi khuẩn chúng ta sẽ dùng kháng sinh là hoạt chất có tác dụng lên vi khuẩn mà không gây hại cho tế bào mạnh khỏe khác.

Kháng sinh là thuốc tiêu diệt hoặc kiềm hãm sự phát triển của vi khuẩn, từ đó giảm hiệu ứng viêm gây ra bởi vi khuẩn. Kháng sinh có tác dụng khác nhau trên từng loại vi khuẩn, một số kháng sinh có tác dụng trên nhiều chủng vi khuẩn được gọi là kháng sinh phổ rộng, một số loại khác tác dụng trên một số chủng vi khuẩn nhất định được gọi là phổ hẹp.

Có 5 tác động chính lên vi khuẩn:

• Ức chế sinh tổng hợp vách tế bào vi khuẩn
• Gây ức chế màng bào tương
• Ức chế sinh tổng hợp Protein
• Ức chế sinh tổng hợp Acid Nucleic
• Ức chế sinh tổng hợp folate:

Kháng sinh không có tác dụng lên virus

Virus

Rào chắn bảo vệ đầu tiên của cơ thể chống lại virus là hệ thống miễn dịch tự nhiên. Nó bao gồm những tế bào và các cơ chế khác giúp bảo vệ vật chủ chống lại sự xâm nhiễm một cách không đặc hiệu

• Can thiệp RNA là một cơ chế phòng ngự bẩm sinh khác chống lại virus. Nhiều loại virus có chiến lược nhân lên mà có sự tham gia của RNA sợi đôi (dsRNA). Khi một virus như vậy lây nhiễm vào tế bào, nó giải phóng phân tử RNA của nó, ngay lập tức sẽ gắn vào một phức hợp protein gọi là dicer, một enzym cắt RNA thành những mảnh nhỏ. Một con đường sinh hóa gọi là phức hợp RISC được kích hoạt, giúp phân hủy mRNA của virus và tế bào sẽ sống sót qua khỏi sự nhiễm bệnh.
• Khi một hệ thống miễn dịch thích ứng của một động vật có xương sống gặp phải một virus, nó sẽ sản sinh ra các kháng thể đặc hiệu, gắn vào virus và thường làm nó không nhiễm bệnh. Đây gọi là miễn dịch dịch thể. Kháng thể cũng tiếp tục trở thành một cơ chế phòng ngự hữu hiệu ngay cả sau khi virus đã khống chế và xâm nhập vào tế bào chủ.
• Sự bảo vệ thứ hai của động vật có xương sống chống lại virus là miễn dịch qua trung gian tế bào, liên quan đến các tế bào miễn dịch được biết đến với tên tế bào T. Tế bào của cơ thể liên tục hiển thị các đoạn protein ngắn trên bề mặt tế bào và nếu tế bào T nhận ra được một phân đoạn được nghi ngờ là của virus ở đây, tế bào chủ sẽ bị các tế bào T tiêu diệt. Những tế bào T đặc hiệu với virus sẽ sinh sôi nhanh chóng.
• Sự xâm nhập của virus trong động vật đã kích hoạt một phản ứng miễn dịch nhằm loại bỏ virus xâm nhiễm. Những phản ứng miễn dịch cũng có thể được tạo ra bởi vắc-xin, giúp tạo ra miễn dịch chủ động nhân tạo đối với một virus xâm nhiễm nhất định. Tuy nhiên, một số virus, bao gồm những loại gây ra AIDS và viêm gan siêu vi, lại có thể trốn tránh những phản ứng trên và gây ra sự nhiễm bệnh mãn tính. Đa phần các chất kháng sinh không có hiệu quả đối với virus, dù vậy cũng đã có những loại thuốc kháng virus được phát triển.

Điều khó nhất trong tiêu diệt virus là làm thế nào để nhận diện được tế bào đó bị nhiễm virus khi virus đã ở bên trong, làm thế nào để tiêu diệt được virus mà không gây hại cho tế bào chủ trong khi virus dùng chính nguyên liệu của tế bào chủ để nhân bản (giống như bạn không thể biết một người bị nhiễm virus Corona nếu nó chưa bộc phát gây triệu chứng, đưa bạn một cây súng và bạn phải bắn những người đang ủ bệnh thì bạn sẽ bắn chính xác không?).

Tóm lại, do cấu tạo và cách thức gây hại khác nhau nên vi khuẩn có thể được tiêu diệt bằng kháng sinh còn virus chỉ có thể bị tiêu diệt bằng hệ thống miễn dịch hoặc tiêu hủy luôn cả phần bị nhiễm virus.

Trong khi cuộc chiến với vi khuẩn là cuộc chạy đua vũ trang “mặt đối mặt” giữa vi khuẩn và kháng sinh thì cuộc chiến với virus là cuộc thi tìm kiếm giữa những “kẻ truy lùng” của hệ miễn dịch và những “ẩn sĩ” virus. Vi khuẩn ngày càng mạnh lên nên kháng kháng sinh còn virus ngày càng tinh vi trong việc qua mặt hệ thống miễn dịch hoặc tạo tín hiệu giả. Cuộc đua này sẽ luôn tiếp tục thách thức sự phát triển của khoa học – công nghệ hiện nay!

Trên đây là một số thông tin chia sẻ về những khác biệt của vi khuẩn và virus, hy vọng mang đến cho Quý khách một cách nhìn tổng quan về chúng.

Tác giả: Minh Cường