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非细胞型生物-病毒第第 三三 章章 第一节 病毒的特点病毒病毒(Virus)形体微小形体微小,但形态各异但形态各异,具有与一般生物不同的特殊生理结构。具有与一般生物不同的特殊生理结构。(一)病毒的特点:1、个个体体极极小小，可可以以通通过过滤滤菌菌器器，形形态态多多样样。普普通通光光镜镜下下不不可可见见，形态大小以形态大小以nm计。计。一、病毒的概念一、病毒的概念病毒的特点：2、无细胞结构无细胞结构，由蛋白质、，由蛋白质、核酸构成，无细胞器。核酸构成，无细胞器。病毒的特点：3、一个病毒体内、一个病毒体内仅含一种核酸仅含一种核酸（DNA,or RNA)，核酸可以以单链或双链形核酸可以以单链或双链形式存在。式存在。4、生活方式为、生活方式为专性活细胞专性活细胞内寄生内寄生，病毒酶系不全，离开活体后无生命特征。病毒酶系不全，离开活体后无生命特征。病毒的特点:5、病毒以病毒以复制复制(replication)的方式的方式增殖增殖,包括核酸复制、核酸蛋白质装配，包括核酸复制、核酸蛋白质装配，是在分子水平上进行的。是在分子水平上进行的。6、对抗生素不敏感对抗生素不敏感，对干扰素敏感。，对干扰素敏感。（二）概念：病毒(virus)：病毒是病毒是由蛋白质和核酸构成的一由蛋白质和核酸构成的一类类具有化学大分子属性具有化学大分子属性和和生物体的基本特征生物体的基本特征，又具，又具有有细胞外感染性颗粒细胞外感染性颗粒和和细细胞内繁殖性基因形式胞内繁殖性基因形式的十的十分独特的生物类群。分独特的生物类群。病毒粒子(viron):指宿主细胞外，指宿主细胞外，形态成熟或结构完整有感染性的病毒形态成熟或结构完整有感染性的病毒个体。又称个体。又称病毒颗粒病毒颗粒(virus(virus particle)particle)或或病病毒体毒体。二、病毒的大小和组成（一）病毒的大小：病毒的形体病毒的形体微小，只能以微小，只能以nm计量，一般为计量，一般为 10 300 nm。核酸蛋白质衣壳（二）病毒的化学组成（二）病毒的化学组成双链（双链（double strand,ds）核酸：核酸：包括包括dsDNA,dsRNA,dsDNA,dsRNA,其碱基组成符合其碱基组成符合 CharaffCharaff 定则；定则；dsDNAdsDNA中，可转录的为中，可转录的为mRNA的为的为负链负链，另一条为另一条为正链正链。核酸类型：核酸类型：单链单链RNARNA：正链正链RNARNA（+RNA+RNA）：）：具有翻译模板活性的链具有翻译模板活性的链 为正链，即表示其可作为为正链，即表示其可作为 mRNAmRNA模板。模板。负链负链RNARNA（-RNA-RNA）：）：其碱基序列与其碱基序列与mRNAmRNA互补，互补，称其为负链。称其为负链。双意双意RNARNA：部分为正极性，部分为负极性。部分为正极性，部分为负极性。单链单链DNA DNA（ssDNAssDNA）：）：正链正链DNADNA（+DNA+DNA）：）：碱基序列同碱基序列同mRNAmRNA的为的为 正链；正链；负链负链DNADNA（-DNA-DNA）：）：碱基序列同碱基序列同mRNAmRNA互补，互补，可直接作为转录模板可直接作为转录模板 的的DNA链为负链。链为负链。一般单链一般单链DNADNA只发现了只发现了“+”+”链的，无链的，无“-”-”链的链的 ！蛋蛋 白白 质质 结构蛋白非结构蛋白结构蛋白概念：概念：为形态完整、成熟的病毒粒子所为形态完整、成熟的病毒粒子所 必必需的蛋白质，包括衣壳蛋白、包膜蛋白及组成需的蛋白质，包括衣壳蛋白、包膜蛋白及组成酶系酶系功能:A.构成病毒粒子的外壳,保护核酸;B.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)非结构蛋白非结构蛋白指由病毒基因编码，但并不与病毒颗粒指由病毒基因编码，但并不与病毒颗粒结合，在病毒复制中具有某些功能的蛋结合，在病毒复制中具有某些功能的蛋白质，主要指酶白质，主要指酶。三、病毒的形态结构：三、病毒的形态结构：virion核衣壳(nucleocapsid)包膜(envelope)刺突(spike)核酸(nucleicacid)DNAorRNA衣壳(capsid)衣壳粒（一）、病毒的基本结构：（一）、病毒的基本结构：衣衣 壳壳核核 酸酸包包 膜膜刺刺 突突核衣壳核衣壳1.衣 壳 粒(capsomerecapsomere):):):):概念：概念：为病毒的最小形态为病毒的最小形态单位，由单位，由16个多肽分子折个多肽分子折叠缠绕成的叠缠绕成的蛋白质亚单位蛋白质亚单位（三级结构）。（三级结构）。2.衣 壳(capsid):(capsid):(capsid):(capsid):概念概念:是衣壳粒是衣壳粒以对称形式以对称形式有规律的排列形成的病毒外有规律的排列形成的病毒外壳。内包核酸，形状多样。壳。内包核酸，形状多样。壳体蛋白是许多亚基借次级壳体蛋白是许多亚基借次级键或静电引力互相聚合而成键或静电引力互相聚合而成的具的具四级结构四级结构的多聚体。的多聚体。(2)(2)特点特点:亚基的组成和数目亚基的组成和数目的不同是区别不同壳体蛋白的不同是区别不同壳体蛋白的标志的标志3.核 衣 壳(nucleocapsid):(nucleocapsid):(nucleocapsid):(nucleocapsid):概念：概念：又称核又称核壳体；病毒蛋壳体；病毒蛋白质衣壳与病白质衣壳与病毒核酸的合称，毒核酸的合称，为病毒的基本为病毒的基本结构。结构。4.包 膜(envelopeenvelope)(1)(1)概念：概念：指核衣指核衣壳外包裹的由类脂、壳外包裹的由类脂、多糖或蛋白质组成多糖或蛋白质组成的一层构造较复杂的一层构造较复杂的包膜，亦称被膜的包膜，亦称被膜或外膜。或外膜。(2)包膜的特点包膜的特点:包膜的结构具有包膜的结构具有高度稳定性高度稳定性a.a.维系病毒体结构；维系病毒体结构；b.b.保护病毒核酸；保护病毒核酸；c.c.起始病毒感染所必需（识别）。起始病毒感染所必需（识别）。(3)(3)(3)(3)包膜的功能包膜的功能包膜的功能包膜的功能:5.5.刺刺 突突概念：概念：病毒包病毒包膜或衣壳表面膜或衣壳表面的突起物。的突起物。刺 突 的 功 能:a.a.可启动感染；可启动感染；b.b.可诱生免疫保护作用；可诱生免疫保护作用；c.c.可中和抗体；可中和抗体；d.d.可促使病毒从宿主细胞上释放可促使病毒从宿主细胞上释放.（二）病毒的形态:1、廿面体对称的结构特征:1)球或近球形；球或近球形；2)高倍电镜下为多面体高倍电镜下为多面体,具具20个等边三角形和个等边三角形和 12个顶点的物体；个顶点的物体；3)多面多角多棱多面多角多棱,是多颗是多颗 粒按一定方式对称排粒按一定方式对称排 列形成列形成,在角上为五邻在角上为五邻 体（体（penton)，面上六面上六 邻体邻体(hexon)。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：2、螺旋对称的结构特征:1）形状）形状：多为杆状、纤维状、：多为杆状、纤维状、弯曲杆状；弯曲杆状；2）螺旋对称的主要特点：l长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；l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。l此形状多为RNA病毒，具螺旋对称的动物病毒多有包膜。TMV的衣壳粒和核苷的衣壳粒和核苷酸的结合酸的结合3、复合对称的结构特征:大肠杆菌的大肠杆菌的T4噬菌噬菌体是由椭圆形的二体是由椭圆形的二十面体头部和螺旋十面体头部和螺旋对称的尾部组合而对称的尾部组合而成，是病毒中复合成，是病毒中复合对称的代表。对称的代表。四、理化因子对病毒的影响四、理化因子对病毒的影响 1.温度对病毒的影响:1)高温：对热不稳定，高温：对热不稳定，5560摄氏度时，摄氏度时，几或十几分钟灭活；几或十几分钟灭活；2)低温：病毒保持感染性。低温：病毒保持感染性。应用：病毒的实验及保藏均在低温下进行；快速低温冷冻（-70-190）；真空冷冻干燥保藏；2.pH值对病毒的影响:pH6.08.0：稳定，稳定，pH5以下或以下或pH9以上：迅速失活；以上：迅速失活；个别例外，个别例外，如鼻病毒在如鼻病毒在pH5.3即灭即灭活，肠道病毒在活，肠道病毒在pH2.2，24小时仍有活小时仍有活性。性。3 3、辐射对病毒的影响、辐射对病毒的影响X射线，射线，射线，紫外线对病毒均有影响。射线，紫外线对病毒均有影响。第二节 噬菌体W.Twont和T.dHerolle用痢疾杆菌培养,发现了噬菌体(Bacteriophagiumintestinalle)。E.coliT系-phage一、噬菌体的形态结构与组成大肠杆菌大肠杆菌T4T4噬菌体噬菌体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。尾部尾鞘：长95nm,衣壳粒螺旋对称；可伸缩,伸展时24转，收缩时12转。尾管:长80-100nm，中空，DNA可由此进入细胞。基板:六角形盘状物，中空，其角上有刺突、尾丝刺突:长20nm，有吸附功能。尾丝: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)(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（virulentphage)：指能够裂解宿主细胞的噬菌体.温和噬菌体(temperatphage)：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（一）烈性噬菌体的增殖其裂解周期为：1)吸附2)侵入3)复制4)成熟5)装配6)释放烈性噬菌体的增殖烈性噬菌体的增殖烈性噬菌体的增殖烈性噬菌体的增殖亦称裂解周期或溶菌周期。亦称裂解周期或溶菌周期。1.1.吸附吸附（adsorption)adsorption)adsorption)adsorption)噬菌体特异性识别专性的细菌细胞的过程。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）1)吸附蛋白(virus attachment(virus attachment protein,protein,在尾丝上在尾丝上):):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)2)细胞受体细胞受体(cellular(cellular recepterrecepter unit):unit):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 G+细胞壁上的肽聚糖、磷壁酸，细胞壁上的肽聚糖、磷壁酸，G G细胞壁上的细胞壁上的LPSLPS以以及鞭毛、荚膜、菌毛上均有噬菌体吸附的位点。及鞭毛、荚膜、菌毛上均有噬菌体吸附的位点。2.2.侵入侵入:核酸注入细胞的过程。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，在细胞表面“钻孔”（刺突上常含酶类物质，可降解细胞表面）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。3.3.复制复制：核酸复制和蛋白质合成期，表现为时序性。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此时，细胞表面不见噬菌体,故又称为隐蔽期。故又称为隐蔽期。4.4.装配装配:装配与释放又称成熟，是分期、分批进行的。5.5.释放释放: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。（二）.一步生长曲线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。潜伏期：l曲线平行于横轴，未裂解液中的P数无变化。l样品中无游离的P。l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。裂解期：l曲线直线上升。l子代噬菌体不断释放到培养基中。稳定期：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。第四节 亚病毒类病毒卫星RNA朊病毒一、类病毒l为裸露的单链RNA,营专性细胞内寄生的最小分子生物.lRNA为闭合环状,形似棒状.l核酸分子量约为100,000道尔顿,350个核苷酸。l借宿主细胞内依赖DNA的RNA聚合酶以非对称的模型复制.l较耐热,90下仍存活.l主要感染植物，可通过种子传播.二、卫星RNAl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）。l辅助病毒RNA-1;拟病毒RNA-2;l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.l借助宿主细胞内依赖于RNA的RNA聚合酶以滚环方式进行复制.三、朊病毒概念：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(prionprotein,PrP).可引起中枢神经系统退化性紊乱疾病，如:l克雅氏综合症(Creatzfeldt-Jokob disease);l库鲁病(Kura disease);l羊瘙痒症(Scrapie);l致死性家族失眠症;l疯牛病等.目前认为传染性由其构型所决定：有二种:l1.非传染性野生型PrPc:-螺旋;l 2.传染性构型:PrPsc:-折叠;PrPsc可使PrPc改变构象,成为致病分子.