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1、病 毒 学 virology,陶晶,3000BC，埃及孟非思壁画中长老患小儿麻痹症。,病毒 virus,体积微小，结构简单，只含一种类型核酸(DNA 或RNA)，严格活细胞内寄生，以复制方式增殖的非细胞型微生物。,病毒的重要性,75%的传染病由病毒引起,传染性强、流行广泛，很少有特效药 与肿瘤和自身免疫病相关,作为分子生物学研究工具,医学病毒学（medical virology）研究病毒与人类疾病关系的一门学科，主要研究病毒的生物学特性、致病机制与免疫应答，传播模式，以及相关的药物与疫苗的开发制品等，对于人类防治病毒性疾病具有重要意义。,第23章 病毒的基本性状,第一节 病毒的形态与结构,病毒
2、体（virion）,完整的成熟病毒颗粒，是病毒在细胞外的结构形式，具有典型的形态、结构和感染性。,测量单位为纳米或毫微米（nm, 1/1000m）150nm 大型病毒（最大300 nm）,一、病毒的大小,A、大肠杆菌噬菌体( 65 95nm ),B、腺病毒(70nm ),C、脊髓灰质炎病毒(30nm ),D、乙脑病毒( 40nm ),E、蛋白分子(10nm ),F、流感病毒( 100nm ),G、烟草花叶病毒,病毒的形态,球状 : 多见动物病毒,杆状或丝状 : 多见植物病毒,砖块状 : 痘病毒等,蝌蚪状 : 噬菌体,子弹状 : 狂犬病毒,二、病毒的结构,Viral core （病毒核心）,Ca
3、psomers（壳粒）,病毒体结构模式图,核心-病毒基因组，由核酸组成,核酸功能：为病毒的复制、遗传、变异提供遗传信息,核 酸 :,存在部位: 病毒体中心 化学成分: DNA或RNA,感染性核酸 ：单正链RNA,衣壳-包于核酸外面,成 分：蛋白质，由许多壳粒组成， 壳粒由多肽亚单位组成,排列方式：螺旋对称型（helical symmetry）20面体对称型（icosahedral symmetry ）复合对称型（complex symmetry ）,功 能：有抗原性维持病毒体形态保护核酸介导病毒进入细胞,二 十 面 体 立 体 对 称,螺 旋 对 称,复合对称,20面体对称型,包膜- 来自宿主
4、细胞膜或细胞核膜,有特定的功能,包膜功能：,3、具有抗原性,1、维护病毒的结构完整性,2、与病毒吸附有关，辅助病毒感染,成分：脂质、糖类和蛋白复合物,包膜子粒（刺突）：包膜表面钉状的突起,蛋白质 :,存在部位：衣壳、包膜、基质、病毒核心的酶,分 类：结构蛋白：构成病毒的结构,非结构蛋白：病毒的酶 特殊作用蛋白,病毒的自我复制（self replication）以病毒核酸分子为模板进行增殖的方式 病毒在易感活细胞内，以其基因为模板，借DNA聚合酶或RNA聚合酶以及其他必要因素，复制病毒的核酸，并借助宿主细胞的核糖体翻译病毒的蛋白质，再经过装配，最终释放出子代病毒。,第二节 病毒的复制,一、复制周
5、期,吸附与穿入,脱壳,生物合成,装配与释放,吸附与穿入,Adsorption and Penetration,吸附,特异性吸附（受体结合）（易感细胞=有受体的细胞）,穿入,胞饮：病毒穿入细胞的常见方式无包膜病毒，吞入 融合：有包膜病毒，与细胞膜融合 直接进入：脊髓灰质炎病毒噬菌体 （注入）,binding,多数病毒在穿入时已在细胞的溶酶体酶作用下脱壳少数需自身编码脱壳酶基因（痘病毒）噬菌体由细胞表面酶协助脱壳,脱壳,uncoating,隐蔽期： 此阶段无完整病毒可见，也测不出抗原 6大类型： 双链DNA病毒单链DNA病毒单正链RNA病毒单负链RNA病毒双链RNA病毒逆转录病毒 合成区域：DNA
6、病毒 核内（DNA）胞质（蛋白质）RNA病毒 胞质（除流感病毒及 部分副粘病毒）,生物合成,biosynthese,病毒的生物合成步骤,包括病毒核酸复制及病毒蛋白质合成1、从病毒核酸转录mRNA2、由mRNA翻译出早期蛋白3、复制核酸4、合成晚期蛋白,双链DNA病毒的生物合成,l 早期蛋白，为功能蛋白， DNA多聚酶等酶类,l 半保留复制的形式,l 晚期蛋白，为结构蛋白，如衣壳蛋白,蛋白质合成,DNA mRNA 蛋白质,转录,转译,核酸合成,单链RNA病毒的生物合成,蛋白质合成,负单链RNA 正链RNA,正单链RNA具有mRNA功能,转译,转录,蛋 白 质,核酸合成,l早期蛋白和晚期蛋白的合成
7、,先合成互补链（复制中间型），再解链进行复制,复制中间体,逆转录病毒的生物合成,特点：自身带有逆转录酶，逆向转录,过程：RNA RNA:DNA DNA mRNA 蛋白质,RNA:DNA中间体,前病毒体,子代RNA,装配与释放,assembly and release,DNA病毒（多数核内组装） RNA病毒（多数细胞质内组装）,有包膜病毒：出芽方式，同时得到包膜 无包膜病毒：细胞裂解释出,装配：不同病毒，不同部位,释放：有包膜与无包膜病毒不同,Life cycle of an enveloped virus,Life Cycle of a Naked Virus,dsDNA病毒复制示意图,病毒的
8、复制过程,二、病毒增殖的细胞效应,细胞损伤,复制过程中干扰细胞代谢 释放过程中引起细胞裂解,细胞死亡,干扰现象 interference,两种病毒同时感染同一细胞，可发生一种病毒的增殖抑制了另一种病毒增殖的现象,原因,干扰素产生，破坏细胞表面受体,三、病毒的异常增殖,顿挫感染：因细胞条件不合适，病毒虽可进入细胞但不能复制的感染过程，被称为顿挫感染（abortive infection）。 容纳性细胞和非容纳性细胞缺陷病毒：带有不完整基因组的病毒体称为缺陷病毒（defective virus）。当缺陷病毒不能复制，但却能干扰同种成熟病毒体进入细胞则被称为缺陷干扰颗粒 （defective int
9、erfering particle, DIP）辅助病毒：可以辅助缺陷病毒完成正常增殖的病毒,第三节 理化因素对病毒的影响,灭活（inactivation）病毒受理化因素作用后，丧失其感染性 物理因素 温度 耐冷不耐热 射线、酸碱度 化学因素 脂溶剂、醛类、氧化剂、卤素及其化合物 抗生素与中草药,第四节 病毒的遗传学,传统遗传学（基因突变，基因重组） 分子遗传学,基因突变病毒基因组碱基序列发生改变，导致其表型性状改变突变株：自发突变，人工诱导温度敏感突变株（temperature sensitive，ts）2835可以复制， 3740不能复制,传统遗传学,重组与重配（基因间相互作用）,重组rec
10、ombination：两种或两种以上有亲缘关系但生物学性状不同的毒株感染同一种细胞时，可发生核酸水平上的互换而产生兼有两亲本特性的子代，这种由于核酸间的互换而形成子代的过程称为重组,重配reassortment：对于基因分节段的RNA病毒，通过交换RNA节段而进行的重组，发生几率高,互补与表型混合（基因产物间相互作用）,互补作用：不同毒株混合感染时，通过两种病毒基因 产物之间相互作用产生具有感染性的子代病毒表型混合：包裹的衣壳或包膜中镶嵌有两种病毒的衣壳蛋白或包膜糖蛋白表型交换：一种病毒的衣壳或包膜包裹另一种病毒的基因组主要表现为耐药性，抗原性等改变，基因并未改变，改变的生物学性状不能遗传,分
11、子遗传学,病毒基因结构分析 病毒保护性表位的确定 病毒抗原高变区分析 毒力相关基因编码区分析 耐药性变异分析,第五节 病毒的分类,分类原则,1、核酸类型与结构 2、病毒体的形状和大小 3、病毒体形态和结构（衣壳排列、有无包膜） 4、对脂溶剂的敏感性等,分类,三大类,DNA病毒类 RNA病毒类 DNA和RNA反转录病毒类,分为科、属、种,病毒类型 分类的主要特点 病毒科名 DNA病毒 双链DNA，有包膜 痘病毒科（Poxviridae）疱疹病毒科（Herpesviridae）双链DNA，无包膜 腺病毒科（Adenoviridae）乳多空病毒科（Paproavairidae）单链DNA，无包膜 细
12、小病毒科（Paraoviridae） DNA和RNA 双链DNA，复制过程中 嗜肝DNA病毒科（Headnasviridae） 病毒 有逆转录，不分节逆转录病毒单链RNA， 逆转录病毒科（Retroviridae）复制过程中有逆转录，不分节，有包膜 RNA病毒 双链RNA，分节，无包膜 呼肠病毒科（Reoviridae）双RNA病毒科（Birnaviridae） 单负链RNA,不分节,有包膜 副粘病毒科（Paramyxoviridae）弹状病毒科（Rhabdoviridae）单负链RNA，分节，有包膜 正粘病毒科（Orthomyxoviridae）布尼病毒科（Bunyaviridae）沙粒病毒
13、科（Arenaviridae）单正链RNA,不分节,无包膜 小RNA病毒科（Picornaviridae）嵌杯病毒科（Caliciviridae）星状病毒科（Astroviridae）单正链RNA,不分节,有包膜 冠状病毒科（Coronaviridae）黄病毒科（Flaviviridae）披膜病毒科（Togaviridae）,亚病毒subvirus,卫星病毒（salellite）,多数与植物病毒有关 有两类： 一类可编码自身衣壳蛋白一类为卫星病毒RNA分子，需利用辅助病毒的蛋白衣壳，也称拟病毒,为200-400 个核苷酸组成的单链环状的RNA分子 有二级结构，不含蛋白质，无衣壳或包膜 在核内增殖，严格细胞内寄生, 植物病毒有关,类病毒(viroid),朊粒(prion),无核酸，仅有一种耐蛋白酶K的蛋白分子组成，具有传染性，与动物和人类传染性海绵状脑病有关,【目的要求】,一、掌握 1病毒的概念。 2病毒的结构、组成及其功能、病毒的增殖。二、熟悉 1、病毒的大小与形态。 2干扰现象。 3理化因素对病毒的影响。 4双股DNA病毒的生物合成。三、了解 1、病毒的分类。 2病毒的遗传变异。 3卫星病毒与类病毒。 4单股DNA病毒、RNA病毒和逆转录病毒的生物合成。,
