病毒和亚病毒课件

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1、1,第四章 病毒和亚病毒 病毒(Virus):19世纪末才发现。 是一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的超显微“非细胞生物”。,2,非细胞生物,（真）病毒：至少含核酸和蛋白质二种组分,亚病毒因子,类病毒：只含具侵染性的RNA组分 拟病毒：只含有不具独立侵染性的RNA组分 朊病毒：只含蛋白质 卫星病毒：与真病毒伴生的缺陷病毒 卫星RNA:只含与侵染无关的RNA组分 病毒与细胞的关系.flv,3,定义：迄今仍无一个科学而严谨的定义，病毒是一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的超显微“非细胞生物，其本质是一种只含DNA或者RNA的遗传因子，它们能以感染态和非感染态两种状态存在。在宿主体内时呈感染态

2、（活细胞内专性寄生），依赖宿主的代谢系统获取能量、合成蛋白质和复制核酸，然后通过核酸与蛋白质的装配而实现其大量增殖；在离体条件下，它们以无生命的生物大分子状态长期存在，并可保持其侵染性。,第一节 病 毒,4,特点： 非细胞型生物，有区别于细胞型特征： 1、形体十分微小，滤过，电镜可见； 2、无细胞结构，分子生物，由核酸和蛋白组成，且一种病毒仅含一种类型核酸； 3、专性活细胞内寄生，有宿主专一性，无独立代谢酶系，依赖宿主自身复制； 4、对抗生素不敏感，对干扰素敏感。 5、离体条件下，以无生命的生物大分子状态存在，可长期保持其侵染活力。 6、以核酸和蛋白质等“元件”的装配实现其大量繁殖。 7、某些

3、病毒的核酸还能整合到宿主基因组中，诱发流潜伏性感染。,5,一、病毒的形态构造和化学成分,（一）病毒的大小,个体小，必需在电镜下观察； 多在100nm左右,不同病毒的毒粒大小差别很大；,毒粒的形状大致可分球形颗粒(或称拟球形颗粒)、 杆状颗粒和复杂形状颗粒（如蝌蚪状，卵形）等 少数几类。,6,（二）病毒的形态,1、典型病毒粒的构造,基本成分,核酸位于中心，称为核心或基因组,蛋白质包围在核心周围，形成衣壳,核心和衣壳合称核衣壳，为病毒的基本结构。有些复 杂的病毒在衣壳的外面包裹着一层由脂类和多糖组成 的包膜。有的包膜上还长有刺突。,7,8,9,2、病毒粒的对称体制,10,11,成熟的具有侵染力的病

4、毒颗粒称为病毒粒子（virion）。 毒粒的形状大致可分球形颗粒(或称拟球形颗粒)、杆状颗粒和复杂形状颗粒（如蝌蚪状，卵形）等少数几类。,12,13,3、病毒的群体形态,当病毒大量聚集在细胞内，形成有一定形态的特殊群体，包涵体。 噬菌体感染细菌后，使细菌细胞破裂死亡，连续重复感染使大量的细菌死亡，形成一个个透明不长细菌的小圆斑，称为噬菌斑。 人工培养的单层动物细胞感染病毒后，也会形成类似噬菌斑的动物病毒群体，称为空斑。 单层动物细胞受到肿瘤病毒的感染后，会使动物细胞恶性增生，形成类似细菌菌落的病灶，称为病斑。 烟草花叶病毒感染烟草后，在叶片上出现的一个个坏死的病灶，称为枯斑。,14,15,（三

5、）3类典型形态的病 毒及其代表,由于衣壳粒在壳体上的不同排列，病毒具有以下3种形态结构： （三类病毒） 1、螺旋对称 2、二十面体对称 3、复合对称,16,1、螺旋状对称型： 烟草花叶病毒（TMV） 呈直杆状，长300nm， 宽15nm，中空内径4nm， 由158个氨基酸组成一个 皮鞋状的衣壳粒，总共 2130个衣壳粒， 核酸核心 ssRNA。,17,二十面体具有12个角、20个面 和30条棱。腺病毒 的衣壳是典型的二十面体对称， 由252个衣壳组成，没 有包膜。腺病毒的核心是由dsDNA构成的。 其基因组的大小都 约为36500个核苷酸对。 是急性咽炎、咽结膜炎、 流行性角膜结膜炎的病 原体

6、。,2、二十面体对称型：,18,T4由头部（核心是双链线状DNA）、颈部和尾部（尾鞘、尾管、基板、刺突和尾丝）三个部分构成。,3、复合对称型：偶数噬菌体,19,20,4、 病毒的核酸：基因组,核酸是病毒的遗传物质；控制着病毒的增殖及对 宿主的感染性； 一种病毒的毒粒只含有一种核酸：DNA或是RNA；,病毒核酸,单链DNA（ss DNA） 双链DNA（ds DNA） 单链RNA（ss RNA） 双链RNA（ds RNA）,21,病毒核酸的种类有以下指标： 是DNA还是RNA； 是单链（ss，single strand）结构还是双链（ds，doublestrand）结构； 呈线状还是环状； 是闭环

7、还是缺口环； 基因组是单组分、双组分、三分子还是多分子。 核酸的碱基或碱基对及核苷酸序列等。,22,病毒的核酸： 大多数植物病毒：RNA，少数为DNA； 噬菌体：大多数为DNA，少数为RNA； 动物病毒，包括昆虫病毒：DNA或RNA， 真菌病毒都是dsRNA, 藻类病毒：dsDNA。 RNA病毒多数是单链，极少数为双链；DNA病毒多数为双链，少数单链。,23,24,二、病毒的分类,国际病毒分类委员会（ICTV):第8次报告（2005年）： 把病毒分3个目： 单负股病毒目 套式病毒目 尾病毒目 共73科，289属,25,病毒的命名,采用英文或英文化的拉丁词，只用单名，用斜体字母书写， 目、科、亚

8、科和属名也用斜体，后缀分别用拉丁词“-virales, -viridae, -virinae, -virus”,26,二、四类病毒及其繁殖方式,原核生物的病毒噬菌体 植物病毒 人类和脊椎动物病毒 昆虫病毒,27,（一）原核生物的病毒噬菌体,侵染细菌、放线菌等细胞型原核微生物的病毒叫噬菌体。,28,29,6 种主要形态,A型：ds DNA, 蝌蚪状，收缩性尾。 B型：ds DNA, 蝌蚪状，非收缩性尾。 C型： ds DNA, 非收缩性尾。 D型：ss DNA, 球状，无尾，大顶衣壳粒。 E型：ss RNA, 球状，无尾，小顶衣壳粒。 F型：ss DNA, 丝状，无头尾。,30,1、噬菌体的繁殖

9、,病毒粒子并无个体的生长过程，而只有其两种基本成分的合成和装配，即： 核酸复制+蛋白质合成核蛋白（病毒粒子）,31,烈性噬菌体：凡在短时间内完成增殖周期，引起寄主细胞裂解的噬菌体，称为烈性噬菌体。 温和性噬菌体：侵入细菌后DNA整合到宿主DNA而同步复制，不形成成熟的下一代噬菌体而不使宿主裂解的噬菌体。 噬菌体的繁殖（增殖性周期）一般可分五个阶段，即 吸附 侵入 增殖（复制与生物合成） 成熟（装配） 裂解（释放）,32,33,尾丝尖端与宿主细胞表面的特异性 受体接触，可触发尾丝散开，附着 在受体上，随之把刺突、基板固定 于细胞表面。,（1）吸附,34,病毒吸附蛋白与细胞受体间的结合力来源于空间

10、结构的互补性，相互 间的电荷、氢键、疏水性相互作用及范得华力。,35,（2）侵入,吸附,尾钉固着,尾鞘收缩,尾管穿入,DNA注入,尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖， 使细胞壁产生小孔；尾鞘收缩， 核酸通过中空的尾管压入胞内， 蛋白质外壳留在胞外；,36,侵入(penetration),收缩的尾鞘（12环）,37,（3）增殖,病毒利用宿主的生物合成机构和场所，使病毒核酸表达和复制，产生大量的病毒蛋白质和核酸。,38,（4）成熟（装配）,39,（5）裂解（释放）,40,吸附,侵入,早期：病毒特异性酶的合成,病毒核酸复制,病毒结构蛋白质合成,装配,释放,病毒大分 子合成,41,2、噬菌体效价的测定,效价表

11、示每毫升试样中所含有的具侵染性的噬菌 体粒子数 又称噬菌斑形成单位（pfu）或感染中心数,测定的方法双层平板法 用双层平板法测出的效价比用电镜直接记数得到的效价低。 前者是计有感染力的噬菌体粒子，后者是计噬菌体的总数。 为什么？,42,一步生长曲线可分为三个时期： 潜伏期：指噬菌体的核酸侵入宿主细胞后至第 一个噬菌体粒子装配前的一段时间。 裂解期：指溶液中噬菌体粒子急剧增多的一 段时间。 平稳期：溶液中噬菌体总数达到最高点后的时期。,3、一步生长曲线,定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线称作一步生长曲线（感染时间为横坐标，病毒的感染效价为纵坐标）,43,44,4、溶 源性,温和噬菌体或称溶源性

12、噬菌体：,感染宿主细胞后不能完成复制循环，噬菌体基因组长期存在于宿主细胞内，没有成熟噬菌体产生。,这一现象称做溶源性（lysogeny）现象,附着或融合在溶源性细菌染色体上的温和噬菌体的核酸称为原噬菌体或前噬菌体。,前噬菌体,45,温和噬菌体的存在形式,游离态：成熟后被释放并有侵染性的游离噬菌体粒子。 整合态：整合到宿主基因组上的前噬菌体状态。 营养态：前噬菌体经外界理化因子诱导后，脱离宿主核基因主而处于积极复制、合成和装配的状态。,46,含有温和噬菌体的DNA 而又找不到形态上可见的噬菌体粒子的宿主细菌叫溶源菌。,47,（二）植物病毒,植物病毒大多是单链 RNA 病毒。 杆状、线状或近球形的

13、多面体。一般无囊膜。 植物病毒在其核酸复制和衣壳蛋白合成的基础上，即可进行病毒粒的装配； TMV等杆状病毒是先初装成许多双层盘，然后因RNA嵌入和PH降低等因素而变成双圈螺旋，最后再由它聚合成完整的杆状病毒。,48,植物病毒没有专门的吸附结构，通过昆虫口器、摩擦伤口、嫁接和人为伤口进入寄主细胞。植物病毒在入住宿主细胞后脱去蛋白质外壳。,49,50,脊椎动物病毒：引起许多人类疾病。与人类健康有关的病毒超过300种。 常见病毒病：流感、肝炎、疱疹、流行性乙型脑炎、狂犬病、疯牛病、艾滋病。,（三）人类和脊椎动物病毒,51,肝炎病毒：甲型、乙型、丙型、丁型、戊型,乙型肝炎病毒,科学认识肝炎 不歧视，重

14、预防.flv,52,动物病毒中约有 1/4 的病毒具有致肿瘤作用，至少有 5 五类病毒（乳头瘤病毒、反转录病毒、疱疹病毒、肝 DNA 病毒和黄病毒）与癌症发病有关。 动物病毒：畜、禽等动物的病毒病也极其普遍。 许多是人兽共患病，且危害严重。,53,动物病毒属于大多呈球状，含有单链或双链的 DNA 或 RNA 。有些是有包膜的，有些无包膜（裸露的），大小差异很大。 动物病毒的增殖过程与噬菌体相似，但在某些细节上有所不同。大多数动物病毒无吸附结构，少数病毒如流感病毒在其包膜表面长有刺突，可吸附在宿主细胞表面的粘蛋白受体上。,54,动物病毒能以下列不同的机制进入细胞： 完整病毒穿过细胞膜的移位方式；

15、 细胞的内吞功能； 毒粒包膜与细胞质膜的融合。,55,56,艾滋病 AIDS（acquired immune deficiency syndrome) 获得性免疫缺陷综合征。1981年首先在USA发现。 1983年巴斯德研究所宣布分离出一种病毒证实为AIDS的病原，1986年WHO定名为人类免疫缺陷病毒（HIV）。 HIV专门侵犯淋巴细胞，造成免疫缺陷。 传播途径：血液、母婴、体液,57,05年1至7月份，北京市居民检出65例艾滋感染者和艾滋病病人,艾滋病防护知识.f4v,58,人乳头瘤病毒,人乳头瘤病毒 human papilloma virus;HPV 感染高致癌风险的HPV病毒是宫颈癌发

16、病的核心因素。99.7%的宫颈癌可查出HPV DNA . HPV全称人乳头瘤病毒，是一种微小双链DNA病毒，属于乳头瘤病毒科，对皮肤及粘膜上皮均可造成感染。HPV有超过150种以上的亚型,其中超过40种以上的亚型可对女性生殖道上皮层造成感染。 HPV病毒环球卫视.flv,59,流感,60,流行性感冒病毒，简称流感病毒，是一种造成人类及动物患流行性感冒的RNA病毒。流感病毒：正黏液病毒科，造成急性上呼吸道感染，并借由空气迅速的传播。 病毒最早是在1933年由英国人威尔逊史密斯（Wilson Smith）发现的，他称为H1N1。H代表血凝素；N代表神经氨酸酶。数字代表不同类型。,61,H5N1禽流感病毒,H5N1正在攻击健康的细胞,62,甲型H1N1流感病毒,H1N1指代病毒表面的糖蛋白。H代表红细胞凝集素，共有1-15个类型 N代表神经氨酸苷酶，共有1-9种类型，“猪流感”病毒H和N均是1型，因此称为H1N1 遗传物质为RNA。典型