【同济医科大学】优质课《医学微生物学》第22章-病毒的结构和化学组成.ppt

【同济医科大学】优质课全国特级教师 江新欢 博士教授医学微生物学医学微生物学第第2 22 2章章 病毒的基本性状病毒的基本性状 病病毒毒为为非非细细胞胞结结构构型型微微生生物物，体体积积微微小小，无无完完整整细细胞胞结结构构，仅仅有有一一种种核核酸酸（RNA或或DNA）；严严格格细细胞胞内内寄寄生生，只只能能在在一一定定种种类类的的活活细细胞胞中中增增殖殖,对对抗抗生生素素不不敏敏感感，但但对对干扰素敏感干扰素敏感。病毒的主要特点病毒的主要特点病毒与其他微生物的比较病毒与其他微生物的比较特性特性病毒病毒细菌细菌支原体支原体立克次体立克次体衣原体衣原体真菌真菌通过细菌滤通过细菌滤器器(0.45m)+-+-+-结构结构非细胞非细胞原核细胞原核细胞原核细胞原核细胞原核细胞原核细胞原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞有无细胞壁有无细胞壁-+-+核酸类型核酸类型DNA或或RNADNARNADNARNADNARNADNARNADNARNA在人工培养在人工培养基上生长基上生长-+-+增殖方式增殖方式复制复制二分裂二分裂二分裂二分裂二分裂二分裂二分裂二分裂有性或无性有性或无性抗生素敏感抗生素敏感性性-+干扰素敏感干扰素敏感性性+-主要内容主要内容病毒的大小与形态病毒的大小与形态病毒的结构和化学组成病毒的结构和化学组成 病毒的增殖病毒的增殖病毒的遗传与变异病毒的遗传与变异 理化因素对病毒的影响理化因素对病毒的影响 病毒的分类病毒的分类重点和难点重点和难点病毒的结构病毒的结构病毒的生物合成方式病毒的生物合成方式第一节第一节 病毒的大小与形态病毒的大小与形态病毒体：病毒体：完整成熟的病毒颗粒称，具有感染性。完整成熟的病毒颗粒称，具有感染性。大大小小：各各种种病病毒毒体体大大小小差差别别悬悬殊殊，最最大大病病毒毒约约300 nm，如痘病毒；最小的，如痘病毒；最小的20 nm，如微小病毒。，如微小病毒。形形态态：多多数数病病毒毒为为球球形形或或近近似似球球形形，少少数数为为杆杆状状、丝状、弹状和砖块状，噬菌体呈蝌蚪状。丝状、弹状和砖块状，噬菌体呈蝌蚪状。病病毒毒的的大大小小与与形形态态比比较较示示意意图图第二节第二节 病毒的结构和化学组成病毒的结构和化学组成核核衣衣壳壳核心核心衣壳衣壳一种类型的核酸一种类型的核酸小量非结构蛋白小量非结构蛋白壳粒组成壳粒组成螺旋对称螺旋对称20面体立体对称面体立体对称复合对称复合对称包膜包膜蛋白质蛋白质多糖多糖脂类脂类病毒核酸病毒核酸 分成分成DNA和和RNA病毒两大类。病毒两大类。DNA病毒大多为双链病毒大多为双链,RNA病毒大多是单链。病毒大多是单链。单链单链RNA有正链与负链之分。双链有正链与负链之分。双链DNA或或RNA皆有正链与负链。有的病毒核酸皆有正链与负链。有的病毒核酸分节段。分节段。病毒核酸的主要功能病毒核酸的主要功能病毒复制病毒复制决定病毒的特性决定病毒的特性部分核酸具有感染性部分核酸具有感染性病毒蛋白质病毒蛋白质 蛋白质是病毒的主要组成部分蛋白质是病毒的主要组成部分,约占病约占病毒体总重量的毒体总重量的70%，具有病毒的特异性。，具有病毒的特异性。病毒蛋白可分为结构蛋白和非结构蛋病毒蛋白可分为结构蛋白和非结构蛋白。结构蛋白主要分布于衣壳、包膜和基白。结构蛋白主要分布于衣壳、包膜和基质中，具有良好的抗原性。非结构蛋白是质中，具有良好的抗原性。非结构蛋白是指病毒蛋白多肽，如酶类等。指病毒蛋白多肽，如酶类等。病毒衣壳的主要功能病毒衣壳的主要功能保护病毒核酸保护病毒核酸参与感染过程参与感染过程具有抗原性具有抗原性 脂类和糖脂类和糖 病毒体的脂质主要存在于包膜中，有些病毒体的脂质主要存在于包膜中，有些病毒含少量糖类，以糖蛋白形式存在，也是病毒含少量糖类，以糖蛋白形式存在，也是包膜的表面成分之一。来自宿主细胞膜的病包膜的表面成分之一。来自宿主细胞膜的病毒体包膜的脂类与细胞脂类成分同源，彼此毒体包膜的脂类与细胞脂类成分同源，彼此易于亲和及融合，起到辅助病毒感染的作用。易于亲和及融合，起到辅助病毒感染的作用。病毒包膜的主要功能病毒包膜的主要功能维护病毒体结构的完整性维护病毒体结构的完整性与病毒入侵有关与病毒入侵有关具有抗原性具有抗原性刺突结构示意图（流感病毒血凝素糖蛋白三聚体）刺突结构示意图（流感病毒血凝素糖蛋白三聚体）病毒包膜（电镜照片）病毒包膜（电镜照片）病毒衣壳（电镜照片）病毒衣壳（电镜照片）第三节第三节 病毒的增殖病毒的增殖复制周期依次包括复制周期依次包括：吸附吸附穿入穿入脱壳脱壳生物合成生物合成组装、成熟和释放组装、成熟和释放吸附吸附流感病毒在细胞表面芽生释放电镜照片流感病毒在细胞表面芽生释放电镜照片dsDNA病毒复制示意图病毒复制示意图+ssRNA病毒复制示意图病毒复制示意图逆转录病毒复制示意图逆转录病毒复制示意图病毒的异常增殖病毒的异常增殖顿挫感染：病毒进入宿主细胞后，不能组装和释放出有顿挫感染：病毒进入宿主细胞后，不能组装和释放出有感染性的病毒颗粒，称为顿挫感染。感染性的病毒颗粒，称为顿挫感染。缺陷病毒：指因病毒基因组不完整或者因某一基因位点缺陷病毒：指因病毒基因组不完整或者因某一基因位点改变，不能进行正常增殖，复制不出完整的有感染性病改变，不能进行正常增殖，复制不出完整的有感染性病毒颗粒，此病毒称为缺陷病毒。毒颗粒，此病毒称为缺陷病毒。辅助病毒：可以辅助缺陷病毒完成正常增殖的病毒。辅助病毒：可以辅助缺陷病毒完成正常增殖的病毒。干干扰现扰现象象两两种种病病毒毒感感染染同同一一细细胞胞时时，可可发发生生一一种种病病毒毒抑制另一种病毒增殖的现象称为干扰现象。抑制另一种病毒增殖的现象称为干扰现象。发挥干扰作用的缺陷病毒称为缺陷干扰颗粒。发挥干扰作用的缺陷病毒称为缺陷干扰颗粒。第四节第四节 病毒的遗传与变异病毒的遗传与变异基因突变基因突变条件致死性突变株条件致死性突变株 缺陷型干扰突变株缺陷型干扰突变株宿主范围突变株宿主范围突变株耐药突变株耐药突变株 基因整合基因整合 互补作用和加强作用互补作用和加强作用 表型混合与核壳转移表型混合与核壳转移 第五节第五节 理化因素对病毒的影响理化因素对病毒的影响物理因素物理因素温度温度 pH射线和紫外线射线和紫外线化学因素化学因素 脂溶剂脂溶剂 酚类酚类 氧化剂、卤素及其化合物氧化剂、卤素及其化合物 抗生素与中草药抗生素与中草药 第六节第六节 病毒的分类病毒的分类病毒分类依据病毒分类依据 核酸的性质与结构核酸的性质与结构 病毒粒子的大小、形状病毒粒子的大小、形状 衣壳对称性和壳粒数目衣壳对称性和壳粒数目 有无包膜有无包膜 对理化因素的敏感性对理化因素的敏感性 抗原性抗原性 生物学特性生物学特性 DNA病毒科分类及重要病毒病毒科分类及重要病毒病毒科名病毒科名 成成 员员 痘病毒科痘病毒科 天花病毒、痘苗病毒等。天花病毒、痘苗病毒等。疱疹病毒科疱疹病毒科 单纯疱疹病毒单纯疱疹病毒I型和型和II型、水型、水痘带状疱疹病毒等。痘带状疱疹病毒等。腺病毒科腺病毒科腺病毒。腺病毒。嗜肝病毒科嗜肝病毒科乙型肝炎病毒乙型肝炎病毒乳多空病毒科乳多空病毒科乳头瘤病毒。乳头瘤病毒。小小DNA病毒科病毒科 细小细小B19病毒、腺病毒伴随病病毒、腺病毒伴随病毒。毒。RNA病毒科分类及重要病毒病毒科分类及重要病毒病毒科名病毒科名成员成员副粘病毒科副粘病毒科副流感病毒，麻疹病毒，腮腺炎副流感病毒，麻疹病毒，腮腺炎病毒，呼吸道合胞病毒等病毒，呼吸道合胞病毒等正粘病毒科正粘病毒科流感病毒流感病毒A,B,C型型逆转录病毒科逆转录病毒科HIV,HTLV小小RNA病毒科病毒科脊髓灰质炎病毒等脊髓灰质炎病毒等冠状病毒科冠状病毒科冠状病毒冠状病毒沙粒病毒科沙粒病毒科沙粒热病毒等沙粒热病毒等弹状病毒科弹状病毒科狂犬病病毒，水疱口炎病毒狂犬病病毒，水疱口炎病毒纤丝病毒科纤丝病毒科埃博拉病毒，马堡病毒埃博拉病毒，马堡病毒亚病毒亚病毒:一类比病毒还小、结构更简单的微生物一类比病毒还小、结构更简单的微生物类病毒：为植物病毒，单链杆状类病毒：为植物病毒，单链杆状RNA，有二级结构，无，有二级结构，无包膜或衣壳，不含蛋白质。包膜或衣壳，不含蛋白质。卫星病毒：一类为自身衣壳蛋白，另一类为卫星病毒：一类为自身衣壳蛋白，另一类为RNA分子需分子需利用辅助病毒的蛋白衣壳。利用辅助病毒的蛋白衣壳。朊粒：见单独章节。朊粒：见单独章节。思考题思考题1.简述病毒的主要特点？简述病毒的主要特点？2.简述病毒的结构、化学组成及其主要功简述病毒的结构、化学组成及其主要功能是什么？能是什么？3.病毒复制周期分几步及主要特点？病毒复制周期分几步及主要特点？4.简述病毒的增殖过程？简述病毒的增殖过程？中英文关键词中英文关键词病毒病毒 virus病毒体病毒体 virion核衣壳核衣壳 nucleocapsid20面体对称面体对称 icosahedral symmetry自我复制自我复制 self replication前病毒前病毒 provirus朊粒朊粒 prion课外阅读材料课外阅读材料专著专著闻玉梅闻玉梅.医学分子病毒学纲要医学分子病毒学纲要.上海上海:复旦大学复旦大学出版社出版社,2005陈敬贤陈敬贤.诊断病毒学诊断病毒学.北京北京:人民卫生出版社人民卫生出版社,2008黄文林黄文林.分子病毒学（第二版）分子病毒学（第二版）.北京北京:人民卫生人民卫生出版社出版社,2002贾文祥贾文祥.医学微生物学（二版医学微生物学（二版/八年制）北京八年制）北京:人人民卫生出版社民卫生出版社,2010综述和论文综述和论文1 Renate Knig.Human host factors required for influenza virus replication.Nature.2010,463:813-817.2 Jason Mercer&Ari Helenius.Virus entry by macropinocytosis.Nature Cell Biology.2009,11:510-520.3 Sarah A.Connolly.Fusing structure and function:a structural view of the herpesvirus entry machinery.Nature Reviews Microbiology.2011,9:369-381.4 Imran Ahmad.Molecular virology of hepatitis E virus.Virus Research.2011,161(1):47585 Silvio Hemmi.Genomic and phylogenetic analyses of murine adenovirus 2.Virus Research.2011,160(1):128135