《项目八病毒》PPT课件.ppt
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1、项目八项目八 病毒和亚病毒病毒和亚病毒_概述概述_病毒的形态结构和功能病毒的形态结构和功能_病毒的繁殖病毒的繁殖_理化因素的影响理化因素的影响_知识拓展知识拓展C1892:俄国伊万诺夫斯基:俄国伊万诺夫斯基首次发现首次发现烟草花叶病毒的感染烟草花叶病毒的感染因子能通过因子能通过细菌过滤器细菌过滤器。C1898:荷兰贝哲林克证实该致病因子可以被乙醇从悬液:荷兰贝哲林克证实该致病因子可以被乙醇从悬液中沉淀下来而不失去其感染性但用培养细菌的方法培养中沉淀下来而不失去其感染性但用培养细菌的方法培养不出来;给这样的病原体起名叫不出来;给这样的病原体起名叫virus。概概 述述 每一种传染病都是一种微菌在
2、生物体内的发展 C1935:美国斯坛莱从烟草花叶病病叶中提取出了病毒结晶,:美国斯坛莱从烟草花叶病病叶中提取出了病毒结晶,又证实了结晶中含核酸和蛋白质两种成分,而只有核酸具又证实了结晶中含核酸和蛋白质两种成分,而只有核酸具感染和复制能力,并因此获得诺贝尔奖。感染和复制能力,并因此获得诺贝尔奖。C1952:Hershey和和Chase证实噬菌体的遗传物质仅仅是证实噬菌体的遗传物质仅仅是DNA,开创了病毒分子生物学。开创了病毒分子生物学。C19711971后:陆续发现了各种亚病毒后:陆续发现了各种亚病毒类病毒、朊病毒和拟类病毒、朊病毒和拟病毒。病毒。形体必须在形体必须在电子显微镜电子显微镜下才能观
3、察,一般都可通过细下才能观察,一般都可通过细菌滤器菌滤器没有细胞构造,其主要成分仅是核酸和蛋白质两种,没有细胞构造,其主要成分仅是核酸和蛋白质两种,每一种病毒只含有一种核酸,不是每一种病毒只含有一种核酸,不是DNADNA就是就是RNARNA既无产能酶系也无蛋白质合成系统,在宿主细胞协助既无产能酶系也无蛋白质合成系统,在宿主细胞协助下,通过核酸的复制和核酸蛋白装配的形式进行增殖,下,通过核酸的复制和核酸蛋白装配的形式进行增殖,不存在个体生长和二均等分裂等细胞繁殖方式不存在个体生长和二均等分裂等细胞繁殖方式在宿主的活细胞内营专性寄生在宿主的活细胞内营专性寄生在离体条件下,以无生命的化学大分子状态存
4、在,并在离体条件下,以无生命的化学大分子状态存在,并可形成结晶可形成结晶对一般抗生素不敏感,但对干扰素敏感对一般抗生素不敏感,但对干扰素敏感一、病毒的特点一、病毒的特点病毒是一种比较原始的、有生命特征的、病毒是一种比较原始的、有生命特征的、能自我复制和专性寄生细胞内的非细胞能自我复制和专性寄生细胞内的非细胞生物。生物。病毒的定义:病毒的定义:二、宿主范围(分布)二、宿主范围(分布)几乎所有的生物都可以感染相应的病毒。根据宿主可以分三类:动物病毒 植物病毒 细菌病毒(或称噬菌体)三、病毒的分类与命名三、病毒的分类与命名病毒的分类原则病毒的分类原则1963年年 国际微生物命名委员会病毒分会根据国际
5、微生物命名委员会病毒分会根据安德鲁斯安德鲁斯提出的提出的分类建分类建 议提出了新的议提出了新的8项项分类原则:分类原则:核酸的类型、结构和分子量;核酸的类型、结构和分子量;病毒粒子的形状和大小;病毒粒子的形状和大小;病毒粒子的结构;病毒粒子的结构;病毒粒子对乙醚、氯仿等脂溶剂的敏感性;病毒粒子对乙醚、氯仿等脂溶剂的敏感性;血清学性质和抗原关系;血清学性质和抗原关系;病毒在病毒在细胞培养细胞培养上的繁殖特性;上的繁殖特性;对除脂溶剂以外的理化因子的敏感性;对除脂溶剂以外的理化因子的敏感性;流行病学的特征。流行病学的特征。病毒的命名规则病毒的命名规则 国际病毒分类委员会国际病毒分类委员会(ICTV
6、)分类单元:分类单元:目(order)成套病毒目(Nidovirales)科(family)冠状病毒科(Coronaviridae)属(genus)冠状病毒属(Coronavirus)种(species)SARScoronavirus 生物谷病毒分类系统病毒的分类系统病毒的分类系统dsDNA病毒病毒ssDNA病毒病毒dsRNA病毒病毒+ssRNA病毒病毒-ssRNA病毒病毒逆转录病毒逆转录病毒亚病毒因子亚病毒因子2001年第年第7次报告:次报告:3目,目,66科(包括科(包括2个类病毒科)个类病毒科)、9亚科和亚科和244属属4000多种多种第二节 病毒的形态和结构C病毒的大小病毒的大小C病毒
7、的形态病毒的形态C病毒的构造病毒的构造C病毒的化学组成病毒的化学组成一、病毒的大小一、病毒的大小绝大多数病毒能通过细菌滤器绝大多数病毒能通过细菌滤器须用电镜才能观察到其具体形态和大小须用电镜才能观察到其具体形态和大小测定大小的单位是测定大小的单位是纳米纳米(10109 9),多数病毒的直径在,多数病毒的直径在100nm100nm以下(以下(1010200nm200nm)绝大多数病毒能通过细菌滤器绝大多数病毒能通过细菌滤器须用电镜才能观察到其具体形态和大小须用电镜才能观察到其具体形态和大小葡萄球菌(1000nm)牛痘病毒300250nmABCDEFG立克次体450nm衣原体390nmA、大肠杆菌
8、噬菌体、大肠杆菌噬菌体 (65 95nm)B、腺病毒、腺病毒 (70nm)C、脊髓灰质炎病毒、脊髓灰质炎病毒 (30nm)D、乙脑病毒、乙脑病毒 (40nm)E、蛋白分子、蛋白分子 (10nm)F、流感病毒、流感病毒 (100nm)G、烟草花叶病毒、烟草花叶病毒二、病毒的形态二、病毒的形态球形颗粒球形颗粒杆状颗粒杆状颗粒复杂形状颗粒复杂形状颗粒电镜电镜人、动物和真菌病毒多呈球状人、动物和真菌病毒多呈球状(腺病毒腺病毒),少数为枪弹状或砖状),少数为枪弹状或砖状植物病毒和昆虫病毒多线状和杆植物病毒和昆虫病毒多线状和杆状(状(TMV),少数为球状,少数为球状细菌病毒称噬菌体,部分为蝌蚪细菌病毒称噬
9、菌体,部分为蝌蚪状(状(T偶数噬菌体偶数噬菌体),部分为线状),部分为线状或球状或球状三、病毒粒子的结构三、病毒粒子的结构病毒粒(病毒体,病毒粒(病毒体,virionvirion):成熟的具有侵袭力的病毒颗粒):成熟的具有侵袭力的病毒颗粒病毒粒子的模式构造 核心:核酸基因组genome决定病毒遗传、变异和复制壳粒capsomere衣壳capsid保护、介导、抗原性包膜envelope,包膜子粒peplomere(刺突spike)保护、介导、抗原性病毒的对称体制 螺旋对称-烟草花叶病毒烟草花叶病毒(TMV)二十面体对称-腺病腺病毒毒复合对称-T偶数噬菌偶数噬菌体体病毒粒的病毒粒的对称性对称性三类
10、典型形态的病毒见下图螺旋对称病毒 衣壳粒和核酸呈螺旋对称形排列,典型代表:烟草花叶病毒粒子。衣壳粒衣壳粒病毒病毒RNA二十面体病毒 典型代表:腺病毒具有具有20个面,个面,30条边和条边和12个顶角。个顶角。核衣壳由不同数量的衣壳粒按一核衣壳由不同数量的衣壳粒按一定方式排列成对称体。定方式排列成对称体。腺病毒腺病毒粒粒子共由子共由252个球形的衣壳粒排列成个球形的衣壳粒排列成一个具有廿面的对称体,线状一个具有廿面的对称体,线状dsDNA。复合对称病毒它们的结构都具有比较复杂的对称类型。它具有20面体对称的头部又具螺旋对称的尾部。典型代表:痘病毒、弹状病毒以及些噬菌体 四、化学组成四、化学组成核
11、核酸酸:一一种种病病毒毒只只含含一一种种核核酸酸 ;核核酸酸有有单单链链和和双双链链之之分分;不不同病毒的核酸含量差别较大。同病毒的核酸含量差别较大。蛋蛋白白质质:是是病病毒毒的的主主要要组组成成成成分分。其其功功能能是是构构成成病病毒毒粒粒子子外外壳壳,决决定定病病毒毒感感染染的的特特异异性性、亲亲合合力力及及病病毒毒的的抗抗原原性性,此此外也是病毒酶的成分。外也是病毒酶的成分。其他其他:较复杂的病毒还含有脂类和多糖:较复杂的病毒还含有脂类和多糖 1.1.病毒的核酸病毒的核酸一种病毒只含有一种核酸(一种病毒只含有一种核酸(DNADNA或或RNARNA)。)。植物病毒绝大多数含植物病毒绝大多数
12、含DNA;DNA;少数含少数含RNARNA;动物病毒一部分含动物病毒一部分含DNADNA,一部分含,一部分含RNARNA;细菌病毒普遍含细菌病毒普遍含DNADNA,含,含RNARNA的极少。的极少。病毒的核酸类型极为多样化:病毒的核酸类型极为多样化:病毒的病毒的DNADNA与与RNARNA均有单链和双链:均有单链和双链:dsDNAssDNAssRNAdsRNA线状环状+ssDNA-ssDNA+ssRNA-ssRNA注:将碱基序列与注:将碱基序列与mRNAmRNA一致的核酸单一致的核酸单链定位正链,将碱链定位正链,将碱基序列与基序列与mRNAmRNA互补互补的核酸单链定位负的核酸单链定位负链链2
13、.2.病毒的蛋白质病毒的蛋白质病毒蛋白质病毒蛋白质结构蛋白结构蛋白(structuralprotein)非结构蛋白非结构蛋白(non-structuralprotein)构成一个完整的、形态成熟的病毒颗构成一个完整的、形态成熟的病毒颗粒所必需的蛋白质。包括壳体蛋白、粒所必需的蛋白质。包括壳体蛋白、包膜蛋白和存在于病毒体中的酶等。包膜蛋白和存在于病毒体中的酶等。由病毒基因组所编码的由病毒基因组所编码的,但并不结合但并不结合于病毒颗粒中的蛋白质于病毒颗粒中的蛋白质,如复制酶和如复制酶和装配酶等。装配酶等。构成一个完整的、形态成熟的病毒颗构成一个完整的、形态成熟的病毒颗粒所必需的蛋白质。包括壳体蛋白
14、、粒所必需的蛋白质。包括壳体蛋白、包膜蛋白和存在于病毒体中的酶等。包膜蛋白和存在于病毒体中的酶等。由病毒基因组所编码的由病毒基因组所编码的,但并不结合但并不结合于病毒颗粒中的蛋白质于病毒颗粒中的蛋白质,如复制酶和如复制酶和装配酶等。装配酶等。3.3.其他成分其他成分一些较复杂的病毒(如包膜病毒)除含有核一些较复杂的病毒(如包膜病毒)除含有核酸和蛋白质两种成分外,还含有脂类、多糖酸和蛋白质两种成分外,还含有脂类、多糖等其他成分。等其他成分。病毒中的脂类主要以脂质双分子层的形式存病毒中的脂类主要以脂质双分子层的形式存在于病毒的包膜中。在于病毒的包膜中。病毒所含的糖类主要以糖蛋白的形式存在于病毒所含
15、的糖类主要以糖蛋白的形式存在于包膜的表面,决定着病毒的抗原性。包膜的表面,决定着病毒的抗原性。第三节第三节 病毒的复制病毒的复制病病毒毒在在活活细细胞胞内内,以以其其基基因因为为模模板板,在在酶酶的的作作用用下下,分分别别合合成成病病毒毒基基因因及及蛋蛋白白质质,再再组组装装成成完完整整的病毒颗粒,这种方式称为的病毒颗粒,这种方式称为复制(复制(replication)replication)。从从病病毒毒进进入入宿宿主主细细胞胞开开始始,经经过过基基因因组组复复制制和和病病毒毒蛋蛋白白合合成成,至至释释放放出出子子代代病病毒毒的的全全过过程程,称称为为一个一个复制周期复制周期。病病毒毒的的复
16、复制制周周期期主主要要包包括括吸吸附附和和穿穿入入、脱脱壳壳、生生物合成、组装和释放物合成、组装和释放四个连续步骤。四个连续步骤。复制周期复制周期(一)吸附(一)吸附(adsorption)分两个阶段:分两个阶段:1.静静电电吸吸附附:病病毒毒体体与与细细胞胞接接触触,进进行行静静电电结结合合。非特异性、可逆。非特异性、可逆。2.真真正正的的吸吸附附:病病毒毒体体表表面面位位点点(蛋蛋白白质质结结构构)与与宿宿主主细细胞胞膜膜上上相相应应的的受受体体结结合合。是是决决定定病病毒毒感感染染的的真真正开始。正开始。裸露病毒的吸附裸露病毒的吸附 囊膜病毒的吸附囊膜病毒的吸附(二)侵入(二)侵入(pe
17、netration)病病毒毒体体吸吸附附在在宿宿主主细细胞胞膜膜上上后后,可可通通过过数数种种穿穿入方式进入细胞:入方式进入细胞:1.1.无囊膜的病毒无囊膜的病毒 一一般般经经过过细细胞胞膜膜吞吞入入,称称为为病病毒毒胞胞饮饮,如如腺腺病毒、小病毒、小RNARNA病毒等病毒等病毒胞饮病毒胞饮2.2.有囊膜的病毒有囊膜的病毒 囊膜与宿主细胞膜融合,病毒的核衣壳直接囊膜与宿主细胞膜融合,病毒的核衣壳直接 进入细胞浆内进入细胞浆内 病毒胞饮病毒胞饮:细胞膜吞入细胞膜吞入(1)膜融合后进入膜融合后进入(2)病毒胞饮病毒胞饮(三)生物合成(三)生物合成(biosynthesis)病病毒毒基基因因组组一一
18、旦旦从从衣衣壳壳中中释释放放后后,就就利利用用宿宿主主细细胞胞提提供的低分子物质合成大量的病毒核酸和结构蛋白。供的低分子物质合成大量的病毒核酸和结构蛋白。早期,病毒复制合成所必需的早期,病毒复制合成所必需的复制酶复制酶和一些和一些抑制蛋白抑制蛋白生物合成阶段,病毒处于生物合成阶段,病毒处于隐蔽期隐蔽期根据病毒基因组如何转录成根据病毒基因组如何转录成mRNA、如何指令合成蛋、如何指令合成蛋白质,病毒的生物合成过程可基本归为白质,病毒的生物合成过程可基本归为6大类:大类:双股双股DNA病毒、单股病毒、单股DNA病毒、单正股病毒、单正股RNA病毒、单负病毒、单负股股RNA病毒、逆转录病毒和双股病毒、
19、逆转录病毒和双股RNA病毒病毒。(四)(四)装配装配病毒核酸与衣壳装配在一起,形成病毒子。绝病毒核酸与衣壳装配在一起,形成病毒子。绝大多数大多数DNADNA病毒均在细胞核内组装,病毒均在细胞核内组装,RNARNA病毒和病毒和痘病毒在细胞浆内组装。痘病毒在细胞浆内组装。绝大多数绝大多数无囊膜病毒无囊膜病毒释放,一次同步,破坏释放,一次同步,破坏宿主细胞膜,细胞迅速死亡。宿主细胞膜,细胞迅速死亡。绝大多数绝大多数有囊膜病毒有囊膜病毒以以出芽方式出芽方式释出时包上释出时包上细胞核膜或细胞膜而成为成熟病毒。逐个释出,细胞核膜或细胞膜而成为成熟病毒。逐个释出,非一次同步,细胞死亡缓慢。非一次同步,细胞死
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