病毒与寄主的相互作用精选PPT.ppt
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1、关于病毒与寄主的相互作用第1页,讲稿共41张,创作于星期二烈性噬菌体烈性噬菌体感染后短时间内能连续完成繁殖过程而使宿感染后短时间内能连续完成繁殖过程而使宿主细胞裂解的噬菌体。比如主细胞裂解的噬菌体。比如T噬菌体系列噬菌体系列(T1-T7)。噬菌体与细菌的相互作用噬菌体与细菌的相互作用第2页,讲稿共41张,创作于星期二烈性噬菌体烈性噬菌体T4噬菌体噬菌体 典型的蝌蚪状外形:六角形的头部和可收典型的蝌蚪状外形:六角形的头部和可收缩的长的尾部;缩的长的尾部;头部的蛋白质外壳内含有折叠的头部的蛋白质外壳内含有折叠的DNA分子;分子;头部大小为头部大小为9060纳米(纳米(nm),尾部,尾部10020纳
2、纳米。米。是研究最广泛和深入的细菌噬菌体,侵染是研究最广泛和深入的细菌噬菌体,侵染大肠杆菌大肠杆菌B菌株。菌株。第3页,讲稿共41张,创作于星期二繁殖过程(烈性噬菌体):繁殖过程(烈性噬菌体):第4页,讲稿共41张,创作于星期二吸附:吸附:最初的吸附是随机的,当噬菌体以尾丝作为吸附点,通过最初的吸附是随机的,当噬菌体以尾丝作为吸附点,通过尾部的刺突与细菌的表面的特殊受体相结合后,则具有特异性尾部的刺突与细菌的表面的特殊受体相结合后,则具有特异性侵入侵入:噬菌体通过收缩尾鞘,将核酸物质注入寄主细胞内噬菌体通过收缩尾鞘,将核酸物质注入寄主细胞内噬菌体的复制噬菌体的复制烈性噬菌体的复制过程包括核酸的
3、复制、蛋白质壳体烈性噬菌体的复制过程包括核酸的复制、蛋白质壳体(头部、尾部和尾丝)和释放噬菌体所需要的酶,该(头部、尾部和尾丝)和释放噬菌体所需要的酶,该过程是一个非常复杂的过程过程是一个非常复杂的过程噬菌体的复制噬菌体的复制:第5页,讲稿共41张,创作于星期二增殖过程的增殖过程的3 3阶段转录阶段转录:大大第6页,讲稿共41张,创作于星期二第7页,讲稿共41张,创作于星期二装配、释放装配、释放噬菌体的各个部分有序地组噬菌体的各个部分有序地组装在一起,形成完整的病毒装在一起,形成完整的病毒粒子,成熟的病毒粒子引起粒子,成熟的病毒粒子引起寄主细胞的裂解,释放处病寄主细胞的裂解,释放处病毒粒子毒粒
4、子 第8页,讲稿共41张,创作于星期二第9页,讲稿共41张,创作于星期二烈性噬菌体感染细菌的结果:烈性噬菌体感染细菌的结果:液体培养基:浑浊菌液变清亮液体培养基:浑浊菌液变清亮双层(上层含菌)固体平板:出现噬菌斑双层(上层含菌)固体平板:出现噬菌斑一步生长曲线(一步生长曲线(Debruck,1939)定量描述烈性噬菌体生长规律的实验定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线,用于反映各种噬菌体潜伏期、裂解曲线,用于反映各种噬菌体潜伏期、裂解期和裂解量的特征曲线。期和裂解量的特征曲线。第10页,讲稿共41张,创作于星期二裂解期裂解期:平稳期平稳期:效价最高期效价最高期裂解量裂解量:每个受染细胞产每个受
5、染细胞产生的噬菌体的总生的噬菌体的总数。数。(平稳期(平稳期pfu/受染细胞受染细胞?)潜伏期潜伏期:(侵入到装配侵入到装配):隐悔期;胞内累计期隐悔期;胞内累计期第11页,讲稿共41张,创作于星期二温和噬菌体温和噬菌体感染后其基因组整合到宿主的基因组上,并感染后其基因组整合到宿主的基因组上,并随宿主基因组的复制而同步,而不引起宿随宿主基因组的复制而同步,而不引起宿主细胞的裂解。比如主细胞的裂解。比如P1和和噬菌体噬菌体。温和噬菌体温和噬菌体溶原菌溶原菌:受温和噬菌体感染的宿主称之为溶原:受温和噬菌体感染的宿主称之为溶原菌。菌。前噬菌体前噬菌体:整合在宿主基因组上的温和噬菌:整合在宿主基因组上
6、的温和噬菌体的核酸。体的核酸。第12页,讲稿共41张,创作于星期二线形线形dsDNA,分子为,分子为48.5kb;编码编码61个基因,其中个基因,其中38个较为重要;个较为重要;生活史可分为裂解周期和溶原周期;生活史可分为裂解周期和溶原周期;为中等大小的温和噬菌体;为中等大小的温和噬菌体;温和噬菌体温和噬菌体噬菌体噬菌体溶源原因溶源原因-合成阻遏蛋白(合成阻遏蛋白(CI蛋白蛋白),阻遏某些基因的转录;),阻遏某些基因的转录;-关闭某些噬菌体蛋白基因关闭某些噬菌体蛋白基因(晚期蛋白)的表达晚期蛋白)的表达-整合酶的合成(整合酶的合成(int基因编码)基因编码)整合位点整合位点噬菌体的整合位点尽限
7、于噬菌体的整合位点尽限于gal及及bio等少数几个等少数几个基因内。基因内。第13页,讲稿共41张,创作于星期二 噬噬菌菌体体整整合合过过程程第14页,讲稿共41张,创作于星期二温和性噬菌体的去向:温和性噬菌体的去向:自发裂解:自发裂解:机率较小,机率较小,10-5诱发裂解:诱发裂解:用物理、化学因素处理,诱导原噬菌体用物理、化学因素处理,诱导原噬菌体复制,导致寄主细胞裂解复制,导致寄主细胞裂解多数情况:多数情况:噬菌体进入寄主细胞后,将其核酸整合到寄噬菌体进入寄主细胞后,将其核酸整合到寄主的染色体上,或游离在寄主的细胞质中,主的染色体上,或游离在寄主的细胞质中,并随着寄主细胞的生长繁殖而传下
8、去,宿主并随着寄主细胞的生长繁殖而传下去,宿主细胞不裂解细胞不裂解少数情况:少数情况:原噬菌体进行复制,装配成为成熟噬菌体,原噬菌体进行复制,装配成为成熟噬菌体,使寄主裂解使寄主裂解裂解方式:裂解方式:第15页,讲稿共41张,创作于星期二噬噬菌菌体体感感染染结结果果第16页,讲稿共41张,创作于星期二溶原细菌溶原细菌的特点:的特点:1.可以自发的消除可以自发的消除噬菌体噬菌体DNA,但不能自发产生;,但不能自发产生;2.温和噬菌体可以自发或人工诱发变为毒性噬菌体温和噬菌体可以自发或人工诱发变为毒性噬菌体;3.溶原细菌可失去噬菌体的核酸后溶原细菌可失去噬菌体的核酸后复愈复愈;4.溶原细菌对同源噬
9、菌体的感染具有免疫性溶原细菌对同源噬菌体的感染具有免疫性;5.某些溶原细菌可以合成特殊的代谢产物,如白喉杆菌只有某些溶原细菌可以合成特殊的代谢产物,如白喉杆菌只有在被在被噬菌体感染形成溶原细菌后才能产生白喉毒素噬菌体感染形成溶原细菌后才能产生白喉毒素;6.温和噬菌体有温和噬菌体有噬菌体与噬菌体与P1噬菌体等。它们都可以感染宿主细胞噬菌体等。它们都可以感染宿主细胞后形成溶原细菌,两者区别在于:后形成溶原细菌,两者区别在于:噬菌体噬菌体DNA通常整合到宿主染色体上通常整合到宿主染色体上;P1噬菌体感染宿主后主在游离在细胞质中。噬菌体感染宿主后主在游离在细胞质中。第17页,讲稿共41张,创作于星期二
10、噬菌体在基因工程中的利用噬菌体在基因工程中的利用噬菌体基因有一半左右基因为非必需基因;当它们被外源基因取噬菌体基因有一半左右基因为非必需基因;当它们被外源基因取代之后,不影响噬菌体的生命周期。由外源基因取代非必需基代之后,不影响噬菌体的生命周期。由外源基因取代非必需基因所形成的重组噬菌体因所形成的重组噬菌体DNA,可以随寄主细胞一起被复制和增,可以随寄主细胞一起被复制和增殖。殖。常用的常用的噬菌体载体类型噬菌体载体类型插入型载体;插入型载体;免疫功能失活插入型载体;免疫功能失活插入型载体;-半乳糖苷酶失活插入型载体。半乳糖苷酶失活插入型载体。替换型载体;替换型载体;柯斯质粒载体。柯斯质粒载体。
11、第18页,讲稿共41张,创作于星期二一、疫苗和疫苗治疗一、疫苗和疫苗治疗二、二、基因治疗基因治疗三、抗病毒药物三、抗病毒药物四、其它药物四、其它药物人类病毒病的防治人类病毒病的防治第19页,讲稿共41张,创作于星期二一、疫苗和疫苗治疗一、疫苗和疫苗治疗疫苗疫苗是将病原微生物(如细菌、立克次氏体、病是将病原微生物(如细菌、立克次氏体、病毒等)及其代谢产物,经过人工减毒、灭毒等)及其代谢产物,经过人工减毒、灭活或利用基因工程等方法制成的用于预防活或利用基因工程等方法制成的用于预防传染病的自动免疫制剂。传染病的自动免疫制剂。死疫苗死疫苗活疫苗活疫苗现代新型病毒疫苗现代新型病毒疫苗第20页,讲稿共41
12、张,创作于星期二(1)死疫苗死疫苗(killedvaccine)灭活全病毒疫苗灭活全病毒疫苗应用物理或化学方法使病毒完全灭活而制应用物理或化学方法使病毒完全灭活而制成的疫苗。常用的有乙型脑炎、狂犬病、流感等灭活疫苗成的疫苗。常用的有乙型脑炎、狂犬病、流感等灭活疫苗。(2)减毒活疫苗减毒活疫苗通常是用自然或人工选择法通常是用自然或人工选择法(如温度敏感株如温度敏感株)筛选的对人低毒或筛选的对人低毒或无毒的变异株制成的疫苗,如脊髓灰质炎、流感、麻疹的减无毒的变异株制成的疫苗,如脊髓灰质炎、流感、麻疹的减毒活毒活疫苗等。疫苗等。第21页,讲稿共41张,创作于星期二减毒活疫苗与死疫苗优缺点比较减毒活疫
13、苗与死疫苗优缺点比较第22页,讲稿共41张,创作于星期二(3)现代新型病毒疫苗现代新型病毒疫苗应用基因工程技术,控制病毒变异,或利用应用基因工程技术,控制病毒变异,或利用DNA重组技术,重组技术,插入和定向缺失病毒基因,将保护性病毒蛋白的编码基因插入插入和定向缺失病毒基因,将保护性病毒蛋白的编码基因插入活活载体中或选择性地去除病毒的某一个或几载体中或选择性地去除病毒的某一个或几个致病基因而达到减个致病基因而达到减毒作用制备的可在机体内增殖,诱发抗病毒免疫应答的疫苗。毒作用制备的可在机体内增殖,诱发抗病毒免疫应答的疫苗。1.亚单位疫苗亚单位疫苗(subunitvaccine)制备不含有病毒核酸、
14、仅含有能诱发中和抗体的病毒衣壳蛋白或包制备不含有病毒核酸、仅含有能诱发中和抗体的病毒衣壳蛋白或包膜表面抗原,是最理想的疫苗。膜表面抗原,是最理想的疫苗。2.合成肽病毒疫苗合成肽病毒疫苗人工合成与病毒保护性抗原人工合成与病毒保护性抗原决定簇的氨基酸序列相同的肽段,制备成免决定簇的氨基酸序列相同的肽段,制备成免疫原后免疫动物或人体,使机体产生保疫原后免疫动物或人体,使机体产生保护性抗体护性抗体3.基因工程疫苗基因工程疫苗(geneengineringvaccine)利用基因工程技术,分离、重组、转化和利用基因工程技术,分离、重组、转化和表达基因,制备出的能引起人体保护性免疫应答疫苗。表达基因,制备
15、出的能引起人体保护性免疫应答疫苗。4.DNA疫苗疫苗又称基因疫苗或核酸疫苗,这种核酸分子是一种细菌的质粒,在克隆又称基因疫苗或核酸疫苗,这种核酸分子是一种细菌的质粒,在克隆了了特异性的基因以后,能在真核细胞中表达蛋白质抗原,刺激机产生特异性体液特异性的基因以后,能在真核细胞中表达蛋白质抗原,刺激机产生特异性体液和细胞免疫和细胞免疫。5.新型多价联合疫苗、口服疫苗的研究新型多价联合疫苗、口服疫苗的研究第23页,讲稿共41张,创作于星期二二、基因治疗二、基因治疗1.反义寡核苷酸药物反义寡核苷酸药物反义寡核苷酸是根据核酸杂交原理设计的,它能够与特定疾病相关基因根据碱基配对反义寡核苷酸是根据核酸杂交原
16、理设计的,它能够与特定疾病相关基因根据碱基配对原理特异性结合原理特异性结合(杂交杂交),进而激活体内的,进而激活体内的RNaseH酶将结合的靶基因切断,最终达到阻断酶将结合的靶基因切断,最终达到阻断基因表达和疾病治疗的目的。基因表达和疾病治疗的目的。目前,反义寡核苷酸应用于肿瘤、病毒感目前,反义寡核苷酸应用于肿瘤、病毒感染、寄生虫病的研究;染、寄生虫病的研究;2.干扰干扰RNA药物药物用双股短小用双股短小RNA,导致相同序列病毒基因的静止,同源,导致相同序列病毒基因的静止,同源mRNA降解,通常双链降解,通常双链RNA的长度要小于的长度要小于26个核苷酸。个核苷酸。3.核酶核酶既能与靶基因序列
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