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1、第四章 微生物的形态和构造(三)非细胞型生物,病毒-核蛋白体 核酸 蛋白质,病毒 类病毒 亚病毒 拟病毒 朊病毒,活的证据：有繁殖、传播疾病的能力 死的证据：可被结晶。结晶性具僵硬、固定、排列规矩,第一节 病毒,病毒是 超显微的大分子生物 无细胞结构 只含一种核酸 专性活细胞内寄生 体外可以无生命状态存在且保持其侵染性,特点： 小 可通过细菌滤器 成分：一种核酸+蛋白质 缺乏酶类、无核糖体、无蛋白质合成系统 专性活细胞内寄生 可结晶，且可在外界长期保存 特殊的繁殖方式：复制+装配 对干扰素敏感，对抗生素不敏感,一 病毒形态构造和化学组成,(一I病毒的大小 单位为nm，即10-9mm,(二) 病
2、毒的形态,1 典型的病毒粒子 核衣壳 病毒粒子 包膜,核心：DNA或RNA 衣壳：衣壳粒蛋白,2 构型,(1)烟草花叶病毒(TMV)-螺旋对称,衣壳,衣壳蛋白：占95%，2130个衣壳粒,核心RNA：占5%，ssRNA,300nm 2.3nm/圈 = 130圈 130圈 16 1/3 个/圈=2130,(2)腺病毒(ADENOVIRUS)-二十面体立体对称,1953年发现,形状：二十面体 腺质体 致病性：消化道炎症等。,12个顶角 20个面 30个边,衣壳：252个衣壳粒 12个五邻体，240个六邻体 核心：dsDNA，线状,(3)T偶噬菌体-复合对称,头部 尾部,目前噬菌体基本形态分为3种
3、蝌蚪形 微球形 丝状,椭圆形20面体 衣壳粒212 内含DNA和中心蛋白,螺旋对称 衣壳粒144个 注射核酸的通道,3 病毒群体形态,包涵体：某些感染病毒的宿主内，出现光镜可见的大小、形态和数量不等的小体。 噬菌斑：把适量噬菌体倒在充满细菌的营养琼脂表面，培养一定时间后噬菌体裂解细菌后留下的空斑。 空斑、病斑：动物单层细胞培养病毒后留下的，类似于噬菌斑。 枯斑：病毒作用于植物留下的局部坏死部分。,(三)病毒的化学组成,1 病毒的核酸 RNA多为ss，DNA多为ds,2 病毒的蛋白质 结构蛋白：位于颗粒外表，起保护作用；决定病毒的抗原性 酶蛋白：分解性酶；合成性酶,病毒侵入后的三种结局 裂性噬菌
4、体增殖 吸附、侵入、增殖(复制)、装配、释放,二 病毒的繁殖 -以噬菌体为例,1 吸附,位点：受体、性菌毛等 过程：随机碰撞、尾丝散开、固着、刺突插入、基板固定 感染复数(multiplicity of infection)：每一敏感细胞可吸附的相应噬菌体的数量。 自外裂解(lysis from without) 内裂解：,2 侵入 过程：尾丝展开、释放溶菌酶、尾丝尾鞘收缩、DNA注入,动物病毒借助胞饮作用或直接穿过膜，植物病毒则通过伤口或昆虫刺吸传染,3 增殖,(1)核酸复制,核酸复制 核酸转录 蛋白质合成,DNA病毒(poxvirus)的复制,(2)核酸转录 (3)蛋白质合成,4 装配,D
5、NA分子的缩合,通过衣壳包裹DNA而形成头部,尾丝和尾部其它部件独立装配完成,头部与尾部相结合,装上尾丝,成熟的病毒粒子从被感染细胞内转移到外界的过程。 没有包膜的病毒合成溶解细胞的酶，引起内裂解。 有包膜的病毒以下图方式进行：,5 释放,三 一步生长曲线,一步生长曲线：定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线。,裂解量=,裂解期平均噬菌斑数 潜伏期平均噬菌斑数,裂解量：每个被感染细菌释放新的噬菌体的平均数称为“平均收获量，也称裂解量。,四 溶源性,溶源性：温和噬菌体侵入宿主细胞后产生一种新的特性，称为溶源性。,1 温和噬菌体(temperate phage)：噬菌体吸附或侵入细胞后，其DNA只整
6、合在宿主核染色体组上，并可长期随宿主DNA的复制而同步复制，一般不进行增殖或引起宿主细胞裂解的噬菌体。 原噬菌体(前噬菌体)：整合在宿主染色体上的温和噬菌体核酸。 游离态：具感染性的病毒粒子 整合态：原噬菌体，附着或整合在细菌染色体上 营养态：在宿主细胞内指导特定的病毒核酸和蛋白质的合成,2 溶源性细菌：含有原噬菌体(温和噬菌体)的细菌称为溶源性细菌。,溶源性细菌基本特性： (1) 溶源性是溶源性细菌的一个极其稳定的遗传特性 (2) 自发裂解 (3) 诱发裂解 (4) 具“免疫性” (5) 溶源性细菌的复愈：非溶源化 (6) 溶源转变：可获得一些新的生理特性,E. coli K12 ():表示
7、一株带有前噬菌体的大肠杆菌K12溶源菌株。,三 逆转录病毒(Retrovirus)的复制、增殖和致癌原理,1 癌症： 现在知道是受累组织生长紊乱而又不受约束。现知约200多种，15%为病毒所引起，另主要为突变所引起。 2 逆转录病毒： Temin(1964年) 研究劳斯肉瘤病毒(RSV)，提出的前病毒学说(provirus theory) 。1970年发现了逆转录酶，荣获了诺贝尔医学和生理学奖。 逆转病毒是一类具有包膜的、含ssRNA的球状病毒，呈二十面体。它除含有一些一般病毒所具有的ssRNA、蛋白质、脂肪和糖类外，还含有反转录酶(reverse transcriptase)、核糖核酸酶H(
8、RNase H可降解RNA-DNA杂种分子中的RNA链)、转化蛋白和DNA连接酶等，,艾滋病数字 近二十年来1600万人受感染而死 全球感染者累计已达5000万 1999年有260万人因之死亡 新感染者中儿童和青少年居多，全球1999年儿童新感染者为560万 “重灾区”为女性，感染者人数超过男性 个别南部非洲国家有1/4的人口感染 去年全球每分钟有11人感染 目前非洲每天为此举行5500个葬礼 在不到十年的时间，我国的HIV-1携带者由1千余人上升到30万 我国感染者60%为吸毒者注射毒品时感染病毒，其次为性行为传播和母婴关系传播,3 艾滋病-获得性免疫缺损综合症 80年代流行的AIDS(ac
9、quired immune deficiency syndrome)，病原体为人类免疫缺损病毒(HIV，human immnodeficiency virus)。 猿免疫缺损病毒(SIV，simian immnodeficiency virus) 人类免疫缺损病毒(HIV，human immnodeficiency virus) 艾滋病(AIDS，acquired immune deficiency syndrome) 艾滋病病毒起源：一是认为这是美国政府的一个生物武器试验；二是认为HIV病毒来源于科学家们早期在非洲对脊髓灰质炎疫苗的试验。,HIV感染人体时先由其表面糖蛋白gp120与人辅助T
10、细胞(即T4细胞)表面蛋白CD4特异结合，gp120流在细胞表面而病毒进入T4细胞内。在逆转录酶作用下，以RNA为模板由病毒DNA聚合酶催化得到原病毒DNA并整合到宿主细胞DNA基因组中进行繁殖。由于gp120都留在T4细胞表面，使得其像HIV病毒一样可以去感染另一个T4细胞而形成大的多核合胞体。 T4细胞被感染，则失去免疫功能，人则患上爱滋病。 这样，使人体变为没有军队的国家，只能招募“雇佣军”-抗生素。一旦雇佣军不济时则全线崩溃，死于象肺结核、肝炎及生理上的一些常见疾病。,第二节 亚 病毒,类病毒：最小的、只含RNA一种成分、专性细胞内寄生的分子生物。 拟病毒：包裹在植物病毒中的类病毒。,
11、病毒 类病毒 亚病毒 拟病毒 朊病毒,prion diseases Scrapie: sheep羊搔痒病 TME (transmissible mink encephalopathy): mink CWD (chronic wasting disease): muledeer, elk BSE (bovine spongiform encephalopathy): cows疯牛病 CJD (Creutzfeld-Jacob Disease): human克-雅氏病,朊病毒(Prion)：普列昂：Protein infection 蛋白质侵染因子，是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性的疏水蛋白质。 1982年，美国病毒学家Prusiner发现羊搔痒病致病因子为一种蛋白质，是一种不含核酸的微蛋白颗粒，形态为杆状颗粒，直径25nm，长100-200nm，对朊病毒影响最大的为蛋白酶、氨基酸化学修饰剂和蛋白质变性剂。其复制机制违背了现行的中心法则。,中心法则,理由1：RNA核苷酸比DNA核苷酸更容易合成，DNA可能是从RNA进化来的，比RNA更稳定，其作为遗传力的保管员的作用要胜过RNA。如逆转录病毒，它仍携带遗传信息； 理由2：新近发现RNA具有酶的功能，称酢酶。进化的结果蛋白质完全担负起了催化的功能。如月元病毒也能携带信息。,
