病毒的生物学性状病毒感染与抗病毒免疫课件.ppt
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1、关于病毒的生物学性状病毒感染与抗病毒免疫现在学习的是第1页,共53页第一节第一节 病毒形态与结构病毒形态与结构 病毒的大小和形态病毒的大小和形态 大小大小 病毒个体微小,测量单位是纳米(病毒个体微小,测量单位是纳米(nmnm),即),即1/10001/1000微米,常用电镜观察微米,常用电镜观察其形态。其形态。形态形态 球形:如脊髓灰质炎病毒、疱疹病毒及腺病毒等。球形:如脊髓灰质炎病毒、疱疹病毒及腺病毒等。丝形:多见于植物病毒,如烟草花叶病病毒等。人类某些病毒(如流感病丝形:多见于植物病毒,如烟草花叶病病毒等。人类某些病毒(如流感病毒)有时也可形成丝形。毒)有时也可形成丝形。弹形:形似子弹头,
2、如狂犬病病毒等,其他多为植物病毒。弹形:形似子弹头,如狂犬病病毒等,其他多为植物病毒。砖形:如痘病毒(无花病毒、牛痘苗病毒等)。其实大多数呈砖形:如痘病毒(无花病毒、牛痘苗病毒等)。其实大多数呈 卵圆形或卵圆形或“菠萝形菠萝形”。蝌蚪形:由一卵圆形的头及一条细长的尾组成,如噬菌体。蝌蚪形:由一卵圆形的头及一条细长的尾组成,如噬菌体。葡萄球菌(1000nm)牛痘病毒300250nm立克次体450nm衣原体390nm大肠杆菌噬菌体大肠杆菌噬菌体(6595nm)(6595nm)腺病毒腺病毒(70nm)(70nm)脊髓灰质炎病毒脊髓灰质炎病毒(30nm)(30nm)乙脑病毒乙脑病毒(40nm)(40n
3、m)蛋白分子蛋白分子 (10nm)(10nm)流感病毒流感病毒(100nm)(100nm)烟草花叶病毒烟草花叶病毒弹形弹形丝杆形丝杆形球形球形砖形砖形蝌蚪形蝌蚪形现在学习的是第2页,共53页 病毒的结构、化学组成病毒的结构、化学组成包膜病毒包膜病毒裸病毒裸病毒病毒的结构病毒的结构特殊结构:包膜、特殊病毒蛋白酶特殊结构:包膜、特殊病毒蛋白酶基本结构基本结构:核衣壳核衣壳核心核心衣壳衣壳核酸核酸蛋白酶蛋白酶蛋白质蛋白质现在学习的是第3页,共53页复合对称复合对称螺旋对称螺旋对称20面体立体对称面体立体对称病毒壳粒排列结构病毒壳粒排列结构现在学习的是第4页,共53页病毒的化学组成及功能病毒的化学组成
4、及功能核心核心衣壳衣壳包膜包膜化学化学组成组成1.DNA/RNA1.DNA/RNA2.2.蛋白质蛋白质(非结构非结构蛋白蛋白)蛋白质蛋白质(结构蛋白结构蛋白)1.1.宿主细胞膜、核宿主细胞膜、核膜成分膜成分2.2.病毒基因编码的病毒基因编码的病毒特异抗原病毒特异抗原 功能功能1.1.决定病毒的生物决定病毒的生物性状。性状。2.2.有的病毒核酸具有的病毒核酸具有传染性,可进入有传染性,可进入易感细胞并能增殖易感细胞并能增殖 3.3.参与病毒复制,参与病毒复制,抑制宿主细胞相应抑制宿主细胞相应功能功能1.1.保护核酸保护核酸2.2.介导病毒核酸进入介导病毒核酸进入宿主细胞(吸附、穿宿主细胞(吸附、
5、穿入、脱壳)。入、脱壳)。3.3.维持病毒体的固定维持病毒体的固定形态并决定病毒的抗形态并决定病毒的抗原性。原性。1.1.维护病毒结构的维护病毒结构的完整性。完整性。2.2.参与病毒的感染参与病毒的感染过程。过程。3.3.具有抗原性。具有抗原性。现在学习的是第5页,共53页第二节第二节 病毒的增殖病毒的增殖病毒进入活细胞时要求该细胞表面具有相应的病毒病毒进入活细胞时要求该细胞表面具有相应的病毒受体,这种具有相应受体的细胞称为该病毒的受体,这种具有相应受体的细胞称为该病毒的易易感细胞感细胞。病毒的增殖方式:病毒的增殖方式:自我复制,自我复制,它是以病毒核酸分它是以病毒核酸分子为模板进行复制的。子
6、为模板进行复制的。现在学习的是第6页,共53页 病毒增殖的条件病毒增殖的条件 合适的宿主细胞合适的宿主细胞 病毒侵入细胞的能力病毒侵入细胞的能力 宿主细胞状态宿主细胞状态现在学习的是第7页,共53页 病毒的复制周期病毒的复制周期 增殖方式:自我复制,即以病毒核酸为模板增殖方式:自我复制,即以病毒核酸为模板 进行复制的方式。进行复制的方式。复制周期:病毒复制的过程分为复制周期:病毒复制的过程分为吸附吸附、穿入穿入、脱壳脱壳、生物合成生物合成及及组装与成熟组装与成熟和和释放释放六个步六个步 骤,又称复制周期。骤,又称复制周期。现在学习的是第8页,共53页吸吸 附附最初可逆性静电结合。最初可逆性静电
7、结合。随后特异性吸附,随后特异性吸附,根据这一根据这一点可确定许多病毒的宿主范点可确定许多病毒的宿主范围围。现在学习的是第9页,共53页穿穿 入入胞饮胞饮胞饮胞饮直接穿入直接穿入直接穿入直接穿入融合融合融合融合膜融合膜融合 病毒包膜与细胞膜融合,使病毒的核衣壳病毒包膜与细胞膜融合,使病毒的核衣壳进入胞浆。如麻疹病毒、腮腺炎病毒。进入胞浆。如麻疹病毒、腮腺炎病毒。直接穿入直接穿入 某些无包膜病毒直接穿越细胞膜某些无包膜病毒直接穿越细胞膜到细胞浆中,而大部分蛋白衣壳仍留在胞膜到细胞浆中,而大部分蛋白衣壳仍留在胞膜外,外,这种进入的方式较为少见,这种进入的方式较为少见,如脊髓灰质炎病如脊髓灰质炎病毒
8、。毒。胞饮作用胞饮作用 胞饮是病毒穿入的常见方式胞饮是病毒穿入的常见方式,无包,无包膜病毒经细胞膜内陷被吞入。膜病毒经细胞膜内陷被吞入。现在学习的是第10页,共53页脱脱 壳壳胞饮、脱壳胞饮、脱壳胞饮、脱壳胞饮、脱壳 经胞饮进入细胞的病毒,经胞饮进入细胞的病毒,衣壳可被吞噬体中的溶酶体酶衣壳可被吞噬体中的溶酶体酶降解而去除。降解而去除。用电镜方法在细胞查不用电镜方法在细胞查不用电镜方法在细胞查不用电镜方法在细胞查不到完整病毒用血清学方法到完整病毒用血清学方法到完整病毒用血清学方法到完整病毒用血清学方法也测不到病毒抗原也测不到病毒抗原也测不到病毒抗原也测不到病毒抗原从脱壳到出现新的感染从脱壳到出
9、现新的感染病毒之间叫病毒之间叫“隐蔽期隐蔽期”。现在学习的是第11页,共53页 DNA DNA病毒和病毒和RNARNA病毒在复制机理有区别,但复制的结果病毒在复制机理有区别,但复制的结果都是合成核酸分子和蛋白质衣壳,然后装配成新的有感染都是合成核酸分子和蛋白质衣壳,然后装配成新的有感染性的病毒。双链性的病毒。双链DNADNA病毒的生物合成分以下病毒的生物合成分以下5 5个阶段个阶段 生物合成生物合成早期早期mRNAmRNA的转录的转录早期蛋白的翻译早期蛋白的翻译子代子代DNADNA的复制的复制晚期晚期mRNAmRNA的转录的转录晚期蛋白的翻译晚期蛋白的翻译完成病毒核酸复制完成病毒核酸复制所必须
10、的酶类所必须的酶类调控病毒基因的调控病毒基因的调节蛋白调节蛋白病毒衣壳病毒衣壳包膜的结构蛋白包膜的结构蛋白参与病毒生物合成参与病毒生物合成的酶类的酶类现在学习的是第12页,共53页组装与成熟组装与成熟 组装:新合成的子代病毒核酸和病毒蛋白在宿主细胞组装:新合成的子代病毒核酸和病毒蛋白在宿主细胞内组成病毒体的过程。内组成病毒体的过程。成熟:装配后病毒发育成为具有感染性的的阶段成熟:装配后病毒发育成为具有感染性的的阶段 成熟的标准成熟的标准 :形态结构完整、具有抗原、具有感染性:形态结构完整、具有抗原、具有感染性现在学习的是第13页,共53页释释 放放 释放:成熟的病毒体离开宿主细胞的过程。释放:
11、成熟的病毒体离开宿主细胞的过程。出芽释放出芽释放 有包膜病毒,如流感病毒等有包膜病毒,如流感病毒等 破胞释放破胞释放 无包膜病毒,如腺病毒、脊髓灰质炎病毒等无包膜病毒,如腺病毒、脊髓灰质炎病毒等 现在学习的是第14页,共53页有包膜病毒复制周期有包膜病毒复制周期有包膜病毒复制周期有包膜病毒复制周期现在学习的是第15页,共53页 病毒的异常增殖与干扰现象病毒的异常增殖与干扰现象 顿挫感染顿挫感染 宿主细胞缺乏病毒复制所需的酶或能量宿主细胞缺乏病毒复制所需的酶或能量 病毒核酸和蛋白质不能组装成完整的病毒体。病毒核酸和蛋白质不能组装成完整的病毒体。不能为病毒复制提供条件的细胞为非容纳细胞。不能为病毒
12、复制提供条件的细胞为非容纳细胞。如如:人腺病毒在人胚肾细胞可复制,在猴肾细胞人腺病毒在人胚肾细胞可复制,在猴肾细胞 则不能复制则不能复制现在学习的是第16页,共53页 缺陷病毒缺陷病毒 病毒基因组不完整或发生严重改变病毒基因组不完整或发生严重改变感染细胞感染细胞不不 能复制出完整子代病毒而为缺陷病毒能复制出完整子代病毒而为缺陷病毒 干扰非缺陷病毒的复制及影响宿主细胞的生物合成。干扰非缺陷病毒的复制及影响宿主细胞的生物合成。与辅助病毒共同感染时,可产生成熟病毒与辅助病毒共同感染时,可产生成熟病毒 腺病毒相关病毒腺病毒相关病毒(缺陷病毒缺陷病毒)与腺病毒与腺病毒(辅助病毒辅助病毒)丁型肝炎病毒丁型
13、肝炎病毒(缺陷病毒缺陷病毒)与乙型肝炎病毒与乙型肝炎病毒(辅助病毒辅助病毒)能干扰同种病毒的复制,还能从同种成熟病毒基因能干扰同种病毒的复制,还能从同种成熟病毒基因 组中获取所缺的基因以补自己的不足。组中获取所缺的基因以补自己的不足。现在学习的是第17页,共53页 干扰现象干扰现象 定义:两种病毒同时感染同一细胞时,发生一种病毒抑制定义:两种病毒同时感染同一细胞时,发生一种病毒抑制 另一种病毒增殖的现象。另一种病毒增殖的现象。机理:机理:病毒诱导细胞产生干扰素病毒诱导细胞产生干扰素(Interferon,IFN)(Interferon,IFN),后者作用于细胞使之产生抗病,后者作用于细胞使之产
14、生抗病毒蛋白毒蛋白(Antiviral-protein)(Antiviral-protein),发挥阻止病毒粘附,终止病毒感染的作用,发挥阻止病毒粘附,终止病毒感染的作用 宿主细胞受体被第一次感染的病毒破坏宿主细胞受体被第一次感染的病毒破坏 生物合成竞争生物合成竞争 意义:意义:干扰现象能使感染终止保护宿主不发病干扰现象能使感染终止保护宿主不发病 在使用疫苗时应注意防止疫苗病毒之间或野生型病毒对疫苗病毒的干扰。在使用疫苗时应注意防止疫苗病毒之间或野生型病毒对疫苗病毒的干扰。鉴定病毒鉴定病毒 现在学习的是第18页,共53页第三节第三节 病毒的抵抗力病毒的抵抗力 物理因素的影响物理因素的影响 温度
15、温度:大多数病毒耐冷不耐热大多数病毒耐冷不耐热1.1.破坏病毒与易感细胞受体结合的蛋白破坏病毒与易感细胞受体结合的蛋白2.2.破坏病毒蛋白酶的活性破坏病毒蛋白酶的活性 射线和射线和UVUV1.1.射线使核苷酸链发生致死性断裂射线使核苷酸链发生致死性断裂2.2.UVUV则是在病毒的多核苷酸上形成双聚体则是在病毒的多核苷酸上形成双聚体 (如胸腺核如胸腺核苷与尿核苷苷与尿核苷),抑制病毒,抑制病毒DNADNA或或RNARNA的复制。的复制。现在学习的是第19页,共53页 化学因素的影响化学因素的影响 脂溶剂:脂溶剂:包膜病毒对脂溶剂敏感。借此可以鉴别包膜病毒和无包膜病毒。包膜病毒对脂溶剂敏感。借此可
16、以鉴别包膜病毒和无包膜病毒。pHpH值:值:多数病毒在多数病毒在pH6pH68 8范围内稳定,在范围内稳定,在pH5.0pH5.0以下或以下或pH9.0pH9.0以上迅速灭活。以上迅速灭活。酚类:酚类:蛋白质变性剂,可除去病毒衣壳蛋白蛋白质变性剂,可除去病毒衣壳蛋白 醛类:醛类:可破坏对病毒的感染性而对抗原性影响不大可破坏对病毒的感染性而对抗原性影响不大 氧化剂、卤素及其化合物氧化剂、卤素及其化合物过氧乙酸、高锰酸钾、漂白粉等均能使大多数病毒灭活。过氧乙酸、高锰酸钾、漂白粉等均能使大多数病毒灭活。抗生素与中草药抗生素与中草药1.1.抗生素可用于病毒分离时抑制标本中细菌的生长抗生素可用于病毒分离
17、时抑制标本中细菌的生长2.2.板蓝根、大青叶、大黄、等对某些病毒有一定的抑制作用。板蓝根、大青叶、大黄、等对某些病毒有一定的抑制作用。现在学习的是第20页,共53页第四节第四节 病毒的遗传与变异病毒的遗传与变异病病毒毒的的基基因因组组较较简简单单,每每种种病病毒毒有有一一种种核核酸酸,基基因因数数一一般般为为3-103-10个。个。病毒增殖速度极快,是最早研究遗传学的工具。病毒增殖速度极快,是最早研究遗传学的工具。病病毒毒易易受受周周围围环环境境,尤尤其其是是宿宿主主细细胞胞内内环环境境的的影影响响而而发生变异发生变异遗遗传传与与变变异异的的研研究究将将在在病病毒毒感感染染的的诊诊断断与与防防
18、治治,特特别别是是在在制制备备病毒疫苗,有效防治病毒性疾病中发挥更大作用。病毒疫苗,有效防治病毒性疾病中发挥更大作用。现在学习的是第21页,共53页突变:基因组发生改变的遗传型变异突变:基因组发生改变的遗传型变异突突变变株株:由由基基因因突突变变产产生生的的病病毒毒表表型型性性状状改改变的毒株变的毒株突变株可发生回复突变成为野生株突变株可发生回复突变成为野生株。基因突变原因基因突变原因 自发自发 物理、化学因素诱发物理、化学因素诱发 基因突变基因突变现在学习的是第22页,共53页条件致死性突变株条件致死性突变株(conditional lethal mutant)(conditional le
19、thal mutant):只在某:只在某种条件下增值,在另一种条件下不能增殖的病毒株。种条件下增值,在另一种条件下不能增殖的病毒株。缺陷型干扰突变株缺陷型干扰突变株(defective interference(defective interference mutant,DIM):mutant,DIM):与某些慢性疾病的发病机制有关。与某些慢性疾病的发病机制有关。宿主范围突变株宿主范围突变株(host-rang mutant,Hr)(host-rang mutant,Hr):病毒基因突变影:病毒基因突变影响病毒对宿主细胞的感染范围。响病毒对宿主细胞的感染范围。耐药突变株耐药突变株(drug-r
20、esistance mutant)(drug-resistance mutant)病毒突变株的分类病毒突变株的分类现在学习的是第23页,共53页 基因重组、重配与整合基因重组、重配与整合基基因因重重组组(gene(gene recombination)recombination):两两种种病病毒毒感感染染同同一一种种宿宿主主细细胞胞发发生生基基因因的的交交换换,产产生生具具有有两两个个亲亲代代特特征征的的子子代代病病毒毒,并并能能继继续增殖。其子代病毒称为续增殖。其子代病毒称为重组体重组体。重重配配(reassortment)(reassortment):基基因因分分节节段段的的RNARNA病
21、病毒毒,可可以以通通过过交交换换RNARNA节段节段而进行的基因重组。而进行的基因重组。基基因因整整合合(gene(gene integration)integration):某某些些病病毒毒可可与与宿宿主主细细胞胞的的基基因因组组发发生基因整合。生基因整合。现在学习的是第24页,共53页病毒间和病毒与宿主细胞间的相互作用病毒间和病毒与宿主细胞间的相互作用互互补补或或加加强强作作用用:不不同同毒毒株株混混合合感感染染时时,一一种种病病毒毒的的基基因因产物促进另一种病毒增殖。产物促进另一种病毒增殖。表表型型混混合合或或核核壳壳转转移移:两两株株病病毒毒共共同同感感染染同同一一细细胞胞时时,一一种
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