1、病毒与亚病毒因子,第 三 章,本章内容：,病毒的一般概念病毒的形态构造病毒(噬菌体)的繁殖亚病毒,非细胞型生物-病毒,第一节 病毒,病毒(Virus)形体微小,但形态各异, 具有与一般生物不同的特殊生理结构。,本节提要:,病毒(virus)的概念 病毒的化学组成 病毒形态结构 理化因子对病毒的影响 病毒的分类,(一) 病毒的特点:,1、个体极小，可以通过滤菌器，形态多样。普通光镜下不可见，形态大小以nm计。有球状、杆状、复合型。,病毒的一般概念,一、病毒的概念,病毒的特点：,2、无细胞结构，由蛋白质、 核酸构成，无细胞器。,病毒的一般概念,病毒的特点:,7、对抗生素不敏感，对干扰素敏感； 8
2、、有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中，并诱发潜伏性感染。,病毒的一般概念,（二）概念：,病毒的一般概念,病毒(virus)：病毒是由蛋白质和核酸构成的一类具有化学大分子属性和生物体的基本特征，又具有细胞外感染性颗粒和细胞内繁殖性基因形式的十分独特的生物类群。,病毒的一般概念,病毒粒子(viron):指宿主细胞外，形态成熟或结构完整有感染性的病毒个体。又称病毒颗粒(virus particle)或病毒体。,二、病毒的大小和组成,病毒的大小和组成,（一）病毒的大小： 1、测定病毒大小的方法:,电镜法、分级过滤法、超速离心法、电泳法、X射线衍射或电离辐射法,2. 病毒的大小:,病毒的形体微小，只
3、能以nm计量，一般为 10 300 nm。,病毒的大小和组成,(二)、病毒的化学组成核酸和蛋白质,病毒的大小和组成,碱基组成:同其它生物，同一属中鸟嘌呤（G）+胞嘧啶（C）含量接近，成为分类鉴定的指标。某些DNA病毒中含稀有碱基噬菌体sp8中5-羟甲基胞嘧啶（5-HMC, 5-hydroxymethylcytosine）取代胞嘧啶。B.sp pbs1中U取代T。,（1）核酸（nucleic acid)：,病毒的大小和组成,含量及分子量：不同病毒间差别很大。,形状：有线状、闭合或半闭合环状等形态。,核酸类型：DNA 或 RNA 。分类以mRNA序列作标准，将RNA和DNA分子区分为正链、负链。正
4、链：序列同mRNA，定义为“+”极性。负链：序列与mRNA互补，定义为“-”极性。,病毒的大小和组成,双链（double strand, ds）核酸： 包括dsDNA,dsRNA,其碱基组成符合 Chargaff 定则；dsDNA中，可转录的为mRNA的为负链，另一条为正链。,类型：,病毒的大小和组成,单链RNA： （single strand RNA, ssRNA）,正链RNA（+RNA）：具有翻译模板活性的链 为正链，即表示其可作为 mRNA模板。 负链RNA（-RNA）：其碱基序列与mRNA互补。 双意RNA： 部分为正极性，部分为负极性。,病毒的大小和组成,单链DNA （single
5、strand DNA, ssDNA）：,正链DNA（+DNA）：碱基序列同mRNA的为正链； 负链DNA（-DNA）：碱基序列同mRNA互补， 可直接作为转录模板的DNA链为负链。,一般单链DNA只发现了“+”链的，无“-”链的 ！,病毒的大小和组成,储存病毒的遗传信息控制病毒的遗传变异控制病毒的增殖控制病毒对宿主的感染性,核酸功能：,病毒的大小和组成,（2）蛋 白 质,结构蛋白非结构蛋白,病毒的大小和组成,结 构 蛋 白（structural protein）：,概念：为形态完整、成熟的病毒粒子所 必需的蛋白质，包括衣壳蛋白、包膜蛋白及组成酶系 功能: A.构成病毒粒子的外壳,保护核酸; B
6、.决定病毒感染的特异性; C.决定病毒的抗原性; D.构成病毒组成中的酶(部分分解酶、合成酶),病毒的大小和组成,非结构蛋白（non-structural protein）：,指由病毒基因编码，但并不与病毒颗粒结合，在病毒复制中具有某些功能的蛋白质，主要指酶。,病毒的大小和组成,（3）其他成分：,较复杂病毒中还含有: 脂类：磷脂占50-60%，余为固醇。 多糖：以糖脂、糖蛋白的形式存在。 有的病毒还含胺类、金属离子等。,病毒的大小和组成,三、病毒的形态结构：,Virion 病毒粒子,核衣壳(nucleocapsid) 基本构造,包膜(envelope) 刺突(spike) 特殊构造,核酸(nu
7、cleic acid) DNA or RNA,衣壳(capsid ) 衣壳粒,病毒的形态结构,（一）、病毒的基本结构：,衣 壳,核 酸,包 膜,刺 突,核衣壳,病毒的形态结构,1. 衣 壳 粒(capsomere):,概念：为病毒的最小形态单位，由16个多肽分子折叠缠绕成的蛋白质亚单位（三级结构）。,病毒的形态结构, 不同病毒，多肽分子的组成不同； 简单病毒只有12种衣壳粒，如：TMV就只含有1种壳粒； 复杂病毒，20种左右 。,衣壳粒的特点:,病毒的形态结构,2. 衣 壳(capsid):,概念:是衣壳粒以对称形式有规律的排列形成的病毒外壳。内包核酸，形状多样。 壳体蛋白是许多亚基借次级键或
8、静电引力互相聚合而成的具四级结构的多聚体。 (2)特点:亚基的组成和数目的不同是区别不同壳体蛋白的标志,病毒的形态结构,(3)亚基形成衣壳的意义：,a.具较大的灵活性和方便性； b.减少形成畸形衣壳的可能性； c.避免因合成错误而破坏结构； d.符合遗传节约原则。,病毒的形态结构,3. 核 衣 壳(nucleocapsid):,概念：又称核壳体；病毒蛋白质衣壳与病毒核酸的合称，为病毒的基本结构。,病毒的形态结构,4.包 膜(envelope),(1)概念：指核衣壳外包裹的由类脂、多糖或蛋白质组成的一层构造较复杂的包膜，亦称被膜或外膜。,病毒的形态结构,(2)包膜的形成:, 来源于宿主细胞膜或
9、核膜: 如流感病毒。, 在宿主细胞内合成： 如痘苗病毒。,病毒的形态结构,(3)包膜的特点:,包膜的结构具有高度稳定性,a.维系病毒体结构； b.保护病毒核酸； c.起始病毒感染所必需（识别）。,病毒的形态结构,(4)包膜的功能:,（5)包膜蛋白的种类:,A 包膜糖蛋白： 概念：主要在包膜外侧，是包膜的重要结构组成。 功能：a. 引起感染的先决条件，为病毒的吸附蛋白。b. 在病毒进入时发挥作用，与细胞质膜融合。c. 是病毒表面和受染细胞质膜上的特异抗原决定簇。d. 具多种生物学活性。,病毒的形态结构,B.基质蛋白：(有些病毒无）,概念：位于包膜内侧的非糖基化蛋白。 功能：a.支撑包膜，维系病毒
10、结构；b.识别病毒核衣壳，联系核衣壳与病毒糖蛋白。,病毒的形态结构,5. 刺 突（spikes),概念：病毒包膜或衣壳表面的突起物。,图中可见流感病毒的刺突。流感病毒刺突含N-乙酰神经氨酸酶（与粘膜细胞上神经氨酸作用）,病毒的形态结构,刺 突 的 功 能:,a.可启动感染； b.可诱生免疫保护作用； c.可中和抗体； d.可促使病毒从宿主细胞上释放.,病毒的形态结构,（二）病毒的形态:,病毒的形态结构,病毒粒子的对称体制,廿面体对称的结构 (球状) 螺旋对称的结构 (杆状) 复合对称的结构(蝌蚪状),病毒的形态结构,1、廿面体对称的结构特征:,1)球或近球形； 2)高倍电镜下为多面体, 具20
11、个等边三角形和 12个顶点的物体； 3)多面多角多棱,是多颗 粒按一定方式对称排 列形成,在角上为五邻 体（penton) ，面上六 邻体(hexon)。,病毒的形态结构,廿面体对称结构的形成原因:,1)从拓补学看，廿面体容积最大； 2)最小单位面所需亚基少，利于遗传节约； 3)亚基易于对称排列，等价或准等价成键结合； 综上，廿面体对称结构更稳定、更合理。,1）多无包膜 2）裸露或有包膜的均发现空壳体。核酸与衣壳的结合有助于增加壳体的稳定性。,廿面体对称结构病毒特点：,病毒的形态结构,2、螺旋对称的结构特征:,1）形状：多为杆状、纤维状、弯曲杆状；,病毒的形态结构,2）螺旋对称的主要特点：,长
12、形的衣壳粒螺旋状排列，形成 中空的圆柱体，衣壳粒间为准等价结合，直径取决于蛋白亚基的特征，长度取决于核酸分子的长度； 核酸埋嵌在衣壳粒之间的壁内，以多个弱键与蛋白质亚基相连。 此方式：可控制螺旋排列；增加壳体结构的稳定性。 此形状多为RNA病毒，具螺旋对称的动物病毒多有包膜。,TMV的衣壳粒和核苷酸的结合,病毒的形态结构,3、复合对称的结构特征:,大肠杆菌的T4噬菌体是由椭圆形的二十面体头部和螺旋对称的尾部组合而成，是病毒中复合对称的代表。,病毒的形态结构,单链DNA,乙肝表面抗原,脂层（来自宿主细胞）,乙肝核心抗原,病毒基因编码的蛋白质,核衣壳,包膜,乙肝病毒的形态特征,丹尼颗粒,（三)、病
13、毒特殊的群体形态:,病毒的形态结构,1. 包 涵 体（inclusion body）,(1)概念：在感染了病毒的细胞中，完整病毒和未装配的病毒亚基的聚合体，少数为宿主细胞对病毒感染的反应产物，在细胞质或细胞核内出现的异常染色区域称为包涵体。注意：在细胞质中为嗜酸性，在细胞核中为嗜碱性.,病毒的形态结构,（2）包涵体的特点:,1)包涵体内含或不含病毒粒子； 2)包涵体具有感染性； 3)不同病毒包涵体大小、形状、组成、染色 性不同。,病毒的形态结构,（3）检测病毒包涵体的意义:,作为病毒性疾病的辅助诊断依据；顾氏小体（Guanrnieri body）：天花病毒包涵体内基氏小体（Negri body
14、）：狂犬病毒包涵体X体（X-body）：TMV包涵体用于生物防治。,病毒的形态结构,2.噬 菌 斑(plaque）,概念：将少量噬菌体与大量敏感菌混合培养在营养琼脂中，由于噬菌体不断裂解细菌，在平板上形成一个个透明圆斑，称为噬菌斑。(每个噬菌斑一般是由一个噬菌体粒子形成的。)应用: 噬菌斑可用于检出、分离、纯化噬菌体和进行噬菌体的计数。,病毒的形态结构,3.空斑或病斑,空斑或病斑:是动物病毒感染了动物细胞而产生的；在覆盖一薄层琼脂的一片单层细胞上，如某一细胞感染有病毒，则增殖后的病毒粒子扩散至邻近细胞，最终形成一个与噬菌斑类似的空斑。若单层细胞被肿瘤病毒感染，则细胞剧增产生与菌落类似的病灶称病
15、斑。,病毒的形态结构,检测空斑或病斑可用于有活性的动物病毒粒子的记数，染色可区分死活细胞。,4. 枯 斑,枯斑是植物病毒感染植物细胞形成的；通过测定枯斑数目可测定植物病毒的数目；枯斑在叶片上可见。,病毒的形态结构,二、4类病毒及其繁殖方式,既有个性又有特点,（一） 噬菌体(phages),W.Twont和T.dHerolle用痢疾杆菌培养,发现了噬菌体(Bacteriophagium intestinalle)。 现指原核生物的病毒,E.coli T系-phage,本节提要：,噬菌体的形态结构与组成噬菌体的增殖噬菌体的分离检出噬菌体的应用和防治,一、噬菌体的形态结构与组成,1. 形态：,复合对
16、称结构,噬菌体的形态结构与组成,基本形态: 蝌蚪形复合对称结构 微球形廿面体对称结构 纤丝形螺旋对称结构 形态可分6群。,2. 组成,噬菌体的形态结构与组成,蛋白质 核酸（多见DNA，少见RNA）,例外：Px中，有脂类，有三条双链RNA。,3. 结构：（以大肠杆菌T系偶数噬菌体为例）,噬菌体的形态结构与组成,头部廿面体对称结构；组成：蛋白质、小肽、多胺、内含DNA。,颈部六角形薄盘状、连接头尾的结构；附颈须。,尾部,噬菌体的形态结构与组成,尾鞘（tail sheath)： 长95nm, 衣壳粒螺旋对称；可伸缩,伸展时24 转，收缩时12转。 尾管(tail tube):长80-100nm，中空
17、，DNA可由此进入细胞。 基板(base plate):六角形盘状物，中空，其角上有刺突、尾丝 刺突(spike):长20nm，有吸附功能。 尾丝(tail fiber):长140nm，有识别吸附功能，可专一性的吸 附在敏感细胞表面相应受体上。,二、噬菌体(phage)的增殖,烈性噬菌体的裂解周期 一步生长曲线 温和噬菌体的溶源性反应,根据噬菌体与宿主的关系：,烈性噬菌体（virulent phage)：指能够裂解宿主细胞的噬菌体. 温和噬菌体(temperat phage)：噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（附着）到细菌染色体上，导致溶源性发生的噬菌体。,（一）烈性噬菌体的增殖以pT-even
18、为例,噬菌体的增殖,其裂解周期为： 1)吸附(adsorption,attachment) 2)侵入(entory,penetration,injection,induction) 3)复制(生物合成biosynthesis）/增殖(replication) 4)成熟(maturation)/装配(assembly) 5)(裂解)释放(release),烈性噬菌体的增殖亦称裂解周期或溶菌周期。,1. 吸附（adsorption) 噬菌体特异性识别专性的细菌细胞的过程。,吸附蛋白(在尾丝上) 细胞受体(图中红前头所指的为提纯的受体）,噬菌体的增殖,1)吸附蛋白(virus attachment
19、protein,在尾丝上):,噬菌体的增殖,概念：启动感染,特异性识别宿主细胞,与宿主细胞表面受体发生结合.,2)细胞受体(cellular recepter unit):,噬菌体的增殖,a. 细胞受体单位(CRU):细菌细胞表面的大分子,由多亚基构成,与尾丝吸附蛋白发生单价结合b. 细胞受体位点(C.R.Site):由多个CRU构成的结构,尾丝上的吸附蛋白与CRS发生多价不可逆结合,G+细胞壁上的肽聚糖、磷壁酸，G细胞壁上的LPS以及鞭毛、荚膜、菌毛上均有噬菌体吸附的位点。,2. 侵入（penetraction): 核酸注入细胞的过程。,b.当尾丝牢固吸附在受体上后，靠刺突“钉”在细胞表面，
20、在细胞表面“钻孔”（刺突上常含酶类物质，可降解细胞表面）,噬菌体的增殖,尾鞘收缩,头部蛋白质构象改变,头部蛋白质与核酸结合松散,核酸注入细胞,a.无收缩尾部的由引导蛋白引导核酸进入细胞。,3.复制（生物合成replication)： 核酸复制和蛋白质合成期，表现为时序性。 此时，细胞表面不见噬菌体,故又称为隐蔽期。,噬菌体的增殖,4.装配:,噬菌体的增殖,成熟(maturity)， 自我装配(self assembly) 是分期、分批进行的。,4、成熟装配,5.释放:,噬菌体的增殖,1）裂解：多以裂解细胞的方式释放。 2）分泌：噬菌体穿出细胞，细胞并不裂解。,5、裂解释放,噬菌体的裂解过程,烈
21、性噬菌体的这种生长方式称一步生长。,噬菌体的增殖,Adsorption吸附,Penetration穿入,Biological Synthesis生物合成,Maturation and Release成熟和释放,（二）一步生长曲线(one step growth curve),1. 实验设计依据：1个菌体被1个噬菌体感染,避 免二次吸附(可引起自外裂解)。细菌群体被噬菌体同步感染。 感染复数（m.o.i, mulltiplicity of infection）：指每一 敏感细胞所能吸附的相应噬菌体的数量。 自外裂解（lysis from without）：敏感细胞因超感染 复数的病毒吸附引起的不
22、产生子代病毒的裂解.,噬菌体的增殖,2. 实验过程:,噬菌体的增殖,敏感菌10ml,Phage 1ml,混匀，5min,使之吸附,离心或用抗phage血清处理, 去除过量phage,高倍稀释,吸附phage的菌悬液 (避免多次吸附),37培养,定时取样,取样人为裂解处理（每5min）,样品中加入氯仿裂解细胞,噬菌体的增殖,24-48h,裂解液加入敏感菌液中,适当稀释混合液,涂布于琼脂培养基上,计数噬菌斑,3. 一步生长曲线(One-Step Growth Curve):,以培养时间为横坐标,以噬菌斑数为纵坐标,绘制成的曲线。经过一步生长实验后,得到的有潜伏期、裂解期的特征性曲线。,噬菌体的增殖
23、,噬菌体的增殖,一步生长曲线：,潜伏期 latent period （隐蔽期）(eclipse period ) 裂解期 lysis period 稳定期 steady period,可分以下阶段：,病毒一步生长曲线,（二）一步生长曲线,（1）潜伏期：是指病毒侵入宿主细胞到病毒粒子释放出胞外前的一段时间。潜伏前期又称隐蔽期（eclipse phase），是指病毒的核酸侵入宿主细胞后至第一个病毒粒子装配前的一段时间，此时宿主细胞内不含有完整的、有侵染力的成熟病毒粒子。潜伏后期，病毒粒子装配成熟，胞内具侵染性的成熟病毒粒子数目逐渐增，但没有释放出胞外。寄主细胞的裂解标志着潜伏期的结束。（2）裂解期
24、：是指宿主细胞迅速裂解，溶液中病毒粒子急剧上升的一段时间。病毒没有个体生长，其宿主细胞裂解也是突发的。（3）平台期：是指感染病毒的宿主细胞全部裂解，溶液中病毒效价达到最高点以后的时期。,两个特征性数据潜伏期：是病毒颗粒吸附于细胞到受染细胞释放出子代病毒颗粒所需的最短时间，不同病毒的潜伏期长短不同，噬菌体以分钟计，动物病毒和植物病毒以小时或天计。裂解量：是每个受染细胞所产生的子代病毒颗粒的平均数目，其值等于潜伏期受染细胞的数目除稳定期受染细胞所释放的全部子代病毒数目，即等于稳定期病毒效价与潜伏期病毒效价之比。通过一步生长曲线测定，噬菌体的裂解量一般为几十到上百个，植物病毒和动物病毒可达数百乃至上
25、万个。,（三）温和噬菌体与溶原性（lysogeny）某些噬菌体侵染细菌后，将自身基因组整合到细菌细胞染色体上，随寄主细胞分裂而同步复制，并不引起细菌裂解释放噬菌体，因而被称作温和噬菌体（temperate phage）。这种噬菌体与细菌共存的特性称为溶原性（lysogeny）， 被侵染的细胞被称作溶原性细胞或溶原菌（lysogen），整合到细菌细胞染色体上的病毒被称作前病毒或前噬菌体（prophage）。,噬菌体的裂解和溶原途径,诱导,溶原性特点：（1）溶原性转变（lysogenic conversion）：温和噬菌体在菌体细胞内以前噬菌体形式存在可导致宿主细胞的表型改变，这种改变与其生命周期
26、是否完成没有直接关系，这种改变称为溶原性转变。 （2）免疫作用：前噬菌体基因还导致溶原性细菌对同类型噬菌体的侵染具有免疫作用，阻止携带与溶原性菌体所含的前噬菌体DNA相同的噬菌体的吸附和生物合成，但这种免疫作用不能阻止溶原菌体被别种类型的温和噬菌体或烈性噬菌体所侵染。前噬菌体基因的表达可以产生一种阻遏蛋白，抑制该病毒自身在菌体内的复制作用。,（3）致病性改变：某些溶原菌体还因所含的前噬菌体的作用导致致病性改变。例如，白喉棒状杆菌（Corynebecterium diphtheriae）和肉毒梭状芽孢杆菌（Clostridium botulinum），若不含有前噬菌体的话，是不会引起人类疾病的；
27、一旦被相应的温和噬菌体侵染，含有了编码毒素基因的前噬菌体后，就从不产生毒素的菌株转变为产毒素的菌株，造成侵染组织的损伤，分别引发白喉和肉毒中毒症状。（4）溶原性可以是可逆的：前噬菌体可以自发地或在外界刺激诱导下被激活，裂解寄主细胞，进入裂解途径。前噬菌体离开细菌基因组进入裂解途径的几率很低（约1/10000-1/100000）。,潜伏期(latent phase)：,曲线平行于横轴，未裂解液中的P数无变化。 样品中无游离的P。 此期为病毒复制所需的最短时间。为病毒复制的特征性数据。噬菌体以分钟计；动植物病毒以小时、天计。,噬菌体的增殖,裂解期(lysis phase)：,噬菌体的增殖,曲线直线
28、上升。 子代噬菌体不断释放到培养基中。,稳定期(steady phase) ：,曲线呈一个平顶。 感染细胞复制的子代噬 菌体全部释放，噬菌斑数稳定，一次感染结束。,4、意义：,phage数不再增加,噬菌体的增殖,1）可获知潜伏期；裂解期。 2）裂解量（burst size):每一受感染细胞所产生的子代 virion的平均数。数值上等于：,裂解量=,稳定期噬菌斑数,潜伏期噬菌斑数,（三）温和phage的溶源反应整合感染：,1. 温和噬菌体：能导致溶源性反应phage。1）特点：a、均为dsDNA。b、不同P与宿主DNA的结合位点不 同。2）状态：a、胞外游离的病毒粒子。b、原噬菌体（propha
29、ge)： 即整合 在宿主DNA上的或附着在宿主 细胞内的pDNA。c、营养期的噬菌体，可产生pDN 和蛋白质。,噬菌体的增殖,(二).防治,1.消灭噬菌体; 2.选育抗性生产菌株; 3.生产中轮换使用菌种; 4.药物防治 ;,2.溶源性(lysogeny)：,概念：1)是一种比裂解反应更有利于phage 持续和传播的生存方式; 2)在大多数情况下，溶源性细菌内温和噬菌体gene组整合于宿主细菌chr中; 3)随之复制传至后代的特性。,噬菌体的增殖,-phage的生活周期,3、溶源性细菌（lysogenic bacteria)：,噬菌体的增殖,1）概念：chr上整合有原噬菌体的细菌叫, 可进行正
30、常生长繁殖,而不被裂解。 2）特点：a.可稳定遗传b.可诱导裂解:用化学、物理诱导;c. 可自发裂解:10-210-5d.具有“免疫性”:e.可复愈:自然遗失前噬菌体;f.溶源转变：产生新的生理特征.,推测其转变机制:,1.催化模型: PrPsc与PrPc形成双体,诱导后者变构,不断反应,形成大分子在中枢神经细胞中堆积,导致脑神经细胞受损.2.结晶模型:致病的PrPsc作为晶种使正常的PrPc自发变构为PrPsc,形成聚合物,造成脑神经受损.,第四节 亚病毒,3）溶源性细菌的检出：,培养,噬菌体的分离检出,UV辐射（诱导裂解）,复制,培养（进入裂解周期）,离心取上清,与敏感菌倒平板,菌落周围出
31、现透明圈即为溶源性细菌,噬菌体的增殖,4）应用：,转导（transduction)：通过噬菌体将一个细 菌细胞DNA 转移到另一个细菌细胞中 去的过程。 有两种类型： 普遍性转导(generalized transduction)：能转移任何基因的过程。烈性P和温和P完成。 局限性转导(specialized transduction)：只转移特定基因的过程。仅由温和P完成。,Induction,Lysogenic bacterium,溶原性细菌的溶原性周期和溶菌性周期,四.噬菌体的应用与防治,(一)应用,1.作为分子生物学研究的工具: 2.用于鉴定未知菌:可到型; 3.用于临床治疗传染病:
32、4.检验植物病原菌: 5.测定辐射剂量:,第四节 亚病毒,类病毒拟病毒朊病毒,一、类病毒(Viroid),为裸露的单链RNA,营专性细胞内寄生的最小分子生物. RNA为闭合环状,形似棒状. 核酸分子量约为100,000道尔顿,350个核苷酸。 借宿主细胞内依赖DNA的RNA聚合酶以非对称的模型复制. 较耐热,90下仍存活. 主要感染植物，可通过种子传播.,第四节 亚病毒,二 、拟病毒(Virusoids),为包裹在植物病毒衣壳内的单链环状RNA分子.如：绒毛烟斑驳病毒（VTMoV）。 辅助病毒RNA-1;拟病毒RNA-2; 二者单独接种,都不能感染和复制,合在一起才可以感染和复制. 借助宿主细
33、胞内依赖于RNA 的RNA聚合酶以滚环方式进行复制.,第四节 亚病毒,三、朊病毒(Prion),概念：是一类能侵染动物的并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性的疏水蛋白质,亦称蛋白质感染因子(prion protein,PrP). 可引起中枢神经系统退化性紊乱疾病，如: 克雅氏综合症(Creatzfeldt-Jokob disease); 库鲁病(Kura disease); 羊瘙痒症(Scrapie); 致死性家族失眠症; 疯牛病等.,第四节 亚病毒,目前认为传染性由其构型所决定：,有二种:1.非传染性野生型PrPc:-螺旋;2.传染性构型:PrPsc:-折叠;PrPsc可使PrPc改变构象,成
34、为致病分子.,第四节 亚病毒,（二）病毒的化学组成,病毒化学组成的研究方法病毒化学组成的特点,病毒的大小和组成,（1）原理：基于二点： 病毒外壳主要甚至完全是蛋白质； 病毒的密度与体积极小，需 50,000100,000r/min离心才能 沉降。,1、提纯病毒的方法,病毒的大小和组成,（2）研究病毒的化学组成的方法：,可以通过离心、沉淀、吸附、酶处理、抗血清处理、有机溶剂提取,电泳、层析等方法进行分析。,病毒的大小和组成,五、病毒的分类：,（一）早期分类法：按宿主分类,脊椎动物病毒 昆虫病毒 植物病毒 微生物病毒,噬菌体 噬放线菌体 噬真菌体 噬蓝细菌体,病毒的分类,（二）近代分类法：,主要根
35、据核酸性质,宿主种类 引发疾病 病毒粒子形态 病毒粒子大小 核酸种类 核酸结构 核酸链数 有无包膜,将病毒分为7大类、 59科、6352种。,病毒的分类,第二节 病毒的繁殖,本节内容：研究病毒复制的一般方法病毒的复制周期,病毒学中的几个概念：,In vivo(在活体内,在体内):病毒在上述三个系统均 在活细胞内扶植。 In vitro(离体、在体外、载玻璃试管内):限于细胞 裂解后，病毒和细胞组分的生化研究。 感染复数: (m.0.i,multiplicity of infection):指每 个敏感细胞所能吸附的相应噬菌体数。 自外裂解(lysis from without)：敏感细胞因超感
36、染复 数引起的不产生子代病毒细胞裂解。,病毒的繁殖,二、动植物病毒的复制周期：,吸附（adsorption） 侵入（penetration） 脱壳（uncoating） 生物合成（biosynthesis） 装配和释放,病毒的繁殖,(一)吸附（adsorption）：,病毒粒子与敏感细胞表面特异性受体的接触、结合，分两步。,病毒的繁殖,可逆吸附： 由随机碰撞、布朗运动、静电引力引起。 不可逆吸附: 病毒粒子与敏感细胞表面特异性的化学组 分形成牢固的结合，病毒体结构随之发生改 变，则吸附病毒不再感染。,脊髓灰质炎病毒-肠上皮细胞膜、神经细胞膜上的脂蛋白; 流感病毒-粘膜细胞上的糖蛋白;,病毒的繁
37、殖,左：E.coli phage吸附在E.coli上 右：腺病毒吸附在鸡红细胞上,(二)侵入（penetration）,1)内吞作用：吞入的病毒在吞噬小泡中，与溶酶 体结合后释放。 2) 受体介导的内吞作用：受体与病毒（脊髓灰质 炎病毒）多价的相互作用; 引起病毒结构 变化，病毒直接穿入，又称为移位。 3 )与细胞膜融合：由包膜病毒具有的细胞融合活 性的包膜糖蛋白介导，核衣壳进入。,病毒的繁殖,1、动物病毒：,2、植物病毒,1）携带病毒的介体在植物上取食(具吸吮口器的昆虫)2）自然或人为造成植物细胞壁破损（如摩擦接种）3）经植物细胞的胞外连丝进入,增殖后经胞间连丝扩散,病毒的繁殖,(五)装配和
38、释放（assembly and release）:,三种情况：有包膜DNA病毒有包膜RNA病毒无包膜病毒,病毒的繁殖,1、有包膜的DNA病毒,a.包膜成分同核膜的： DNA复制在核内,蛋 白质在细胞之中合成 后入核，装配好后以 出芽的方式再到细胞 质中，经细胞通道或 裂解细胞释放。 b.包膜成分同细胞膜的： 出芽或排废方式释放,病毒的繁殖,病毒出芽,2.有包膜的RNA病毒,装配释放均在细胞质中同步进行，以出芽方式通过细胞膜，包膜同细胞膜.,病毒的繁殖,3.无包膜的病毒,DNA病毒装配分步进行； RNA病毒壳体的形成与核酸的结合几乎同步进行； *二者均由细胞裂解释放*,病毒的繁殖,左：膜融合 （
39、membrane fusion); 右：内吞作用 (endocytosis),病毒的繁殖,(三)脱壳（uncoating）,多为受体介导，温度为3538时，在宿主细胞水解酶和热裂解酶作用下，在细胞质内完成。有四种情况：,病毒的繁殖,1)经溶酶体酶的作用脱壳：如包膜病毒和内吞进入的病毒； 2)病毒自己合成脱壳酶脱壳：如痘苗病毒； 3)对蛋白酶敏感脱壳：壳体变形破损的病毒； 4)个别病毒不完全脱壳：如呼吸孤病毒；,(四)生物合成（biosynthesis）,利用宿主的RNA聚合酶合成病毒mRNA，再在细胞质中进行转译并合成蛋白质。,病毒的繁殖,病毒生物合成分期进行：,病毒基因组早期基因的表达：病毒基因组的复制：病毒基因组晚期基因的表达：,1、早期基因转录的产物：早期mRNA;早期蛋白：参与病毒核酸复制的蛋白；参与改变或抑制宿主细胞大分子合成的蛋白,病毒的繁殖,病毒合成,mRNA,的六种途径,病毒的繁殖,病毒基因组晚期基因的表达：,转录产物：晚期mRNA; 翻译产物：晚期蛋白； （病毒的结构蛋白）,病毒的繁殖,右:逆转病毒的复制过程 下:DNA肿瘤病毒的生活史,病毒的繁殖,出芽的过程：,病毒的繁殖,乙肝病毒HBV的复制：,病毒的繁殖,侵入,复制,装配,
