《病毒与亚病毒因子》PPT课件

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1、病毒与亚病毒因子第第 三三 章章本章内容：病毒的一般概念病毒的形态构造病毒(噬菌体)的繁殖亚病毒非细胞型生物-病毒 第一节 病毒病毒病毒(Virus)形体微小形体微小,但形态各异但形态各异,具有与一般生物不同的特殊生理结构。具有与一般生物不同的特殊生理结构。本节提要:l病毒(virus)的概念l病毒的化学组成l病毒形态结构l理化因子对病毒的影响l病毒的分类(一) 病毒的特点:1、个个体体极极小小，可可以以通通过过滤滤菌菌器器，形形态态多多样样。普普通通光光镜镜下下不不可可见见，形形态态大大小小以以nm计计。有有球球状状、杆状、复合型。杆状、复合型。病毒的一般概念一、病毒的概念一、病毒的概念病毒

2、的特点：2、无细胞结构无细胞结构，由蛋白质、，由蛋白质、 核酸构成，无细胞器。核酸构成，无细胞器。病毒的一般概念核酸(Nucleicacid)蛋白质衣壳(Proteincoat)病毒的特点： 3 3、一个病毒体内、一个病毒体内仅含一种核酸仅含一种核酸（or DNA, or DNA, or RNA) or RNA) ，核酸可以以单链或双链形式存在；，核酸可以以单链或双链形式存在； 4 4、生活方式为、生活方式为专性活细胞专性活细胞内寄生内寄生，病毒酶系，病毒酶系不全，离开活体后无生命特征；不全，离开活体后无生命特征；病毒的一般概念病毒的特点:5、 病毒以病毒以复制复制(replication)的

3、方式增殖的方式增殖,包包括核酸复制、核酸蛋白质装配，是在分子水括核酸复制、核酸蛋白质装配，是在分子水平上进行的；平上进行的；6 、在离体条件下，能以无生命大分子状态、在离体条件下，能以无生命大分子状态存，并可长期保持其侵染活力；存，并可长期保持其侵染活力；病毒的一般概念病毒的特点:7 7、对抗生素不敏感对抗生素不敏感，对干扰素敏感；，对干扰素敏感；8 8 、有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因、有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中，并诱发潜伏性感染。组中，并诱发潜伏性感染。病毒的一般概念（二）概念：病毒的一般概念病毒(virus)：病毒是病毒是由蛋白质和核酸构成的一由蛋白质和核酸构成的一类类具

4、有化学大分子属性具有化学大分子属性和和生物体的基本特征生物体的基本特征，又具，又具有有细胞外感染性颗粒细胞外感染性颗粒和和细细胞内繁殖性基因形式胞内繁殖性基因形式的十的十分独特的生物类群。分独特的生物类群。病毒的一般概念病毒粒子(viron):指宿主细胞外，指宿主细胞外，形态成熟或结构完整有感染性的病毒个形态成熟或结构完整有感染性的病毒个体。又称体。又称病毒颗粒病毒颗粒(virus(virus particle)particle)或或病毒体病毒体。二、病毒的大小和组成病毒的大小和组成（一）病毒的大小：1、测定病毒大小的方法: 电镜法、 分级过滤法、 超速离心法、 电泳法、 X射线衍射或电离辐射

5、法2.病毒的大小: 病毒的形体微小，病毒的形体微小，只能以只能以nm计量，一般计量，一般为为 10 300 nm。 最大的病毒与最小的病毒最大的病毒与最小的病毒天花病毒天花病毒200300nm脊髓灰质炎病毒口蹄疫病毒口蹄疫病毒10nm病毒的大小和组成(二)、病毒的化学组成核酸和蛋白质核酸(Nucleicacid)蛋白质衣壳(Proteincoat)病毒的大小和组成碱碱基基组组成成: :同同其其它它生生物物，同同一一属属中中鸟鸟嘌嘌呤呤（G G）+ +胞胞嘧嘧啶啶（C C）含含量量接接近近，成成为为分类鉴定的指标。分类鉴定的指标。 某些某些DNADNA病毒中含稀有碱基病毒中含稀有碱基 噬噬 菌菌

6、 体体 sp8sp8中中 5-5-羟羟 甲甲 基基 胞胞 嘧嘧 啶啶 （5-HMC5-HMC, , 5-5-hydroxymethylcytosinehydroxymethylcytosine）取代胞嘧啶）取代胞嘧啶。 pbs1pbs1中中U U取代取代T T。（1）核酸（nucleic acid)nucleic acid)：病毒的大小和组成含量及分子量含量及分子量：不同病毒间差别很大。：不同病毒间差别很大。 形状形状：有线状、闭合或半闭合环状等形态。：有线状、闭合或半闭合环状等形态。核酸类型核酸类型：DNA 或或 RNA 。 分类以分类以mRNA序列作标准，将序列作标准，将RNA和和DNA分

7、子分子 区分为正链、负链。区分为正链、负链。 正链：序列同正链：序列同mRNA，定义为，定义为“+”极性。极性。 负链：序列与负链：序列与mRNA互补，定义为互补，定义为“-”极性。极性。病毒的大小和组成双链（双链（double strand, ds）核酸：核酸： 包括包括dsDNA,dsRNA,dsDNA,dsRNA,其碱基组成符合其碱基组成符合 ChargaffChargaff 定则；定则；dsDNAdsDNA中，可转录的为中，可转录的为mRNA的为的为负链负链，另一条为另一条为正链正链。 类型：类型：病毒的大小和组成单链单链RNARNA： （single strand RNA, ssRN

8、Asingle strand RNA, ssRNA） 正链正链RNARNA（+RNA+RNA）：）：具有翻译模板活性的链具有翻译模板活性的链 为正链，即表示其可作为为正链，即表示其可作为 mRNA mRNA模板。模板。负链负链RNARNA（-RNA-RNA）：）：其碱基序列与其碱基序列与mRNAmRNA互补。互补。双意双意RNARNA： 部分为正极性，部分为负极性。部分为正极性，部分为负极性。病毒的大小和组成单链单链DNA DNA （single strand DNA, ssDNAsingle strand DNA, ssDNAsingle strand DNA, ssDNAsingle st

9、rand DNA, ssDNA）：）：正链正链DNADNA（+DNA+DNA）：）：碱基序列同碱基序列同mRNAmRNA的为正链；的为正链；负链负链DNADNA（-DNA-DNA）：）：碱基序列同碱基序列同mRNAmRNA互补，互补， 可直可直接作为转录模板的接作为转录模板的DNA链为负链。链为负链。 一般单链一般单链DNADNA只发现了只发现了“+”“+”链的，无链的，无“-”“-”链的链的 ！病毒的大小和组成 储存病毒的遗传信息储存病毒的遗传信息 控制病毒的遗传变异控制病毒的遗传变异 控制病毒的增殖控制病毒的增殖 控制病毒对宿主的感染性控制病毒对宿主的感染性核酸功能：核酸功能：病毒的大小和

10、组成（2 2）蛋）蛋 白白 质质 结构蛋白非结构蛋白病毒的大小和组成 结构蛋白（structural proteinstructural protein）：）：）：）：概念：概念：为形态完整、成熟的病毒粒子所为形态完整、成熟的病毒粒子所 必需的必需的蛋白质，包括衣壳蛋白、包膜蛋白及组成酶系蛋白质，包括衣壳蛋白、包膜蛋白及组成酶系功能:A.构成病毒粒子的外壳,保护核酸;B.决定病毒感染的特异性;C.决定病毒的抗原性;D.构成病毒组成中的酶(部分分解酶、合成酶)病毒的大小和组成非结构蛋白非结构蛋白（non-structural proteinnon-structural protein）：）：）：

11、）：指由病毒基因编码，但并不与病毒颗粒指由病毒基因编码，但并不与病毒颗粒结合，在病毒复制中具有某些功能的蛋结合，在病毒复制中具有某些功能的蛋白质，主要指酶白质，主要指酶。病毒的大小和组成（3）其他成分：较复杂病毒中还含有较复杂病毒中还含有:脂类：脂类：磷脂占磷脂占50-60%，余为固醇。，余为固醇。多糖：多糖：以糖脂、糖蛋白的形式存在。以糖脂、糖蛋白的形式存在。 有的病毒还含有的病毒还含胺类胺类、金属离子金属离子等。等。病毒的大小和组成三、病毒的形态结构：三、病毒的形态结构：Virion病毒粒子核衣壳(nucleocapsid)基本构造包膜(envelope)刺突(spike)特殊构造核酸(n

12、ucleicacid)DNAorRNA衣壳(capsid)衣壳粒病毒的形态结构（一）、病毒的基本结构：（一）、病毒的基本结构：衣衣 壳壳核核 酸酸包包 膜膜刺刺 突突核衣壳核衣壳病毒的形态结构1. 衣 壳 粒( ( ( (capsomerecapsomere):):):): 概念：概念：为病毒的最小形态为病毒的最小形态单位，由单位，由16个多肽分子折个多肽分子折叠缠绕成的叠缠绕成的蛋白质亚单位蛋白质亚单位（三级结构）。（三级结构）。 病毒的形态结构 不同病毒，多肽分子的组成不同；不同病毒，多肽分子的组成不同； 简单病毒只有简单病毒只有12种衣壳粒，种衣壳粒， 如：如：TMV就只含有就只含有1种

13、壳粒；种壳粒； 复杂病毒，复杂病毒，20种左右种左右 。衣壳粒的特点衣壳粒的特点: :病毒的形态结构 2. 衣 壳(capsid):(capsid):(capsid):(capsid): 概念概念: :是衣壳粒是衣壳粒以对称形式以对称形式有规律的排列形成的病毒外有规律的排列形成的病毒外壳。内包核酸，形状多样。壳。内包核酸，形状多样。 壳体蛋白是许多亚基借次级壳体蛋白是许多亚基借次级键或静电引力互相聚合而成键或静电引力互相聚合而成的具的具四级结构四级结构的多聚体。的多聚体。(2)(2)特点特点: :亚基的组成和数目亚基的组成和数目的不同是区别不同壳体蛋白的不同是区别不同壳体蛋白的标志的标志病毒的

14、形态结构(3)(3)亚基形成衣壳的意义：亚基形成衣壳的意义：a.a.具较大的灵活性和方便性；具较大的灵活性和方便性；b.b.减少形成畸形衣壳的可能性；减少形成畸形衣壳的可能性；c.c.避免因合成错误而破坏结构；避免因合成错误而破坏结构；d.d.符合遗传节约原则。符合遗传节约原则。病毒的形态结构3. 核 衣 壳(nucleocapsid):(nucleocapsid):(nucleocapsid):(nucleocapsid):概念：概念：又称核壳体；又称核壳体；病毒蛋白质衣壳与病病毒蛋白质衣壳与病毒核酸的合称，为病毒核酸的合称，为病毒的基本结构。毒的基本结构。 病毒的形态结构4.包 膜( (e

15、nvelopeenvelopeenvelopeenvelope) ) (1)(1)概念：概念：指核衣壳指核衣壳外包裹的由类脂、多外包裹的由类脂、多糖或蛋白质组成的一糖或蛋白质组成的一层构造较复杂的包膜，层构造较复杂的包膜，亦称被膜或外膜。亦称被膜或外膜。 病毒的形态结构(2)包膜的形成包膜的形成: 来源于宿主细胞膜或来源于宿主细胞膜或 核膜核膜: 如流感病毒。如流感病毒。 在宿主细胞内合成：在宿主细胞内合成： 如痘苗病毒。如痘苗病毒。 病毒的形态结构(3)包膜的特点包膜的特点: 包膜的结构具有包膜的结构具有高度稳定性高度稳定性a.a.维系病毒体结构；维系病毒体结构；b.b.保护病毒核酸；保护病

16、毒核酸； c.c.起始病毒感染所必需（识别）。起始病毒感染所必需（识别）。 病毒的形态结构(4)(4)(4)(4)包膜的功能包膜的功能包膜的功能包膜的功能: : :（5)5)包膜蛋白的种类包膜蛋白的种类: :A包膜糖蛋白：概念：主要在包膜外侧，是包膜的重要结构组成。功能：a.引起感染的先决条件，为病毒的吸附蛋白。b.在病毒进入时发挥作用，与细胞质膜融合。c.是病毒表面和受染细胞质膜上的特异抗原决定簇。d.具多种生物学活性。病毒的形态结构B.基质蛋白：(有些病毒无）概念：位于包膜内侧的非糖基化蛋白。功能：a.支撑包膜，维系病毒结构；b.识别病毒核衣壳，联系核衣壳与病毒糖蛋白。病毒的形态结构5.

17、5. 刺刺 突突（spikes)spikes)spikes)spikes)概念：概念：病毒包膜或病毒包膜或衣壳表面的突起物。衣壳表面的突起物。图中可见流感病毒的刺突。流感病毒刺突含N-乙酰神经氨酸酶（与粘膜细胞上神经氨酸作用） 病毒的形态结构刺 突 的 功 能:a.a.可启动感染；可启动感染；b.b.可诱生免疫保护作用；可诱生免疫保护作用；c.c.可中和抗体；可中和抗体；d.d.可促使病毒从宿主细胞上释放可促使病毒从宿主细胞上释放. . 病毒的形态结构（二）病毒的形态: 病毒的形态结构病毒粒子的病毒粒子的对称体制对称体制 廿面体对称的结构 (球状)螺旋对称的结构 (杆状)复合对称的结构 (蝌蚪

18、状)病毒的形态结构1、廿面体对称的结构特征: 1)球或近球形；球或近球形；2)高倍电镜下为多面体高倍电镜下为多面体, 具具20个等边三角形和个等边三角形和 12个顶点的物体；个顶点的物体；3)多面多角多棱多面多角多棱,是多颗是多颗 粒按一定方式对称排粒按一定方式对称排 列形成列形成,在角上为五邻在角上为五邻 体（体（penton) ，面上六，面上六 邻体邻体(hexon)。病毒的形态结构廿面体对称结构的形成原因:1)从拓补学看，廿面体容积最大；2)最小单位面所需亚基少，利于遗传节约； 3)亚基易于对称排列，等价或准等价成键结合；综上，廿面体对称结构更稳定、更合理。 1）多无包膜2）裸露或有包膜

19、的均发现空壳体。核酸与衣壳的结合有助于增加壳体的稳定性。廿面体对称结构病毒特点：病毒的形态结构2、螺旋对称的结构特征: 1）形状）形状：多为杆状、纤维状、：多为杆状、纤维状、 弯曲杆状；弯曲杆状； 病毒的形态结构2）螺旋对称的主要特点：l长形的衣壳粒螺旋状排列，形成中空的圆柱体，衣壳粒间为准等价结合，直径取决于蛋白亚基的特征，长度取决于核酸分子的长度；l核酸埋嵌在衣壳粒之间的壁内，以多个弱键与蛋白质亚基相连。此方式：可控制螺旋排列；增加壳体结构的稳定性。l此形状多为RNA病毒，具螺旋对称的动物病毒多有包膜。TMV的衣壳粒和核苷的衣壳粒和核苷酸的结合酸的结合病毒的形态结构3、复合对称的结构特征:

20、大肠杆菌的大肠杆菌的T4噬菌噬菌体是由椭圆形的二体是由椭圆形的二十面体头部和螺旋十面体头部和螺旋对称的尾部组合而对称的尾部组合而成，是病毒中复合成，是病毒中复合对称的代表。对称的代表。病毒的形态结构单链DNA乙肝表面抗原脂层（来自宿主细胞）乙肝核心抗原病毒基因编码的蛋白质核衣壳包膜乙肝病毒的形态特征丹尼颗粒（三)、病毒特殊的群体形态: 病毒的形态结构1. 包 涵 体（inclusion bodyinclusion body） (1)概念：概念：在感染了病毒的细胞中，在感染了病毒的细胞中，完整病完整病毒和未装配的病毒亚基的聚毒和未装配的病毒亚基的聚合体合体，少数为宿，少数为宿主细胞对病毒感染的主

21、细胞对病毒感染的反应产物反应产物，在，在细胞质细胞质或或细胞核细胞核内出现的内出现的异常染色区域异常染色区域称为包涵体称为包涵体。注意：在细胞质中为嗜酸性，在细胞核中为嗜碱性. 病毒的形态结构（2）包涵体的特点:1)1)包涵体内含或不含病毒粒子；包涵体内含或不含病毒粒子；2)2)包涵体具有感染性；包涵体具有感染性；3)3)不同病毒包涵体大小、形状、组成、染色不同病毒包涵体大小、形状、组成、染色 性不同。性不同。病毒的形态结构（3）检测病毒包涵体的意义:作为病毒性疾病的辅助诊断依据；作为病毒性疾病的辅助诊断依据； 顾氏小体（Guanrnieribody）：天花病毒包涵体天花病毒包涵体 内基氏小体

22、（Negribody）：狂犬病毒包涵体狂犬病毒包涵体 X体（X-body）：TMV包涵体包涵体用于生物防治。用于生物防治。病毒的形态结构2.2.噬噬 菌菌 斑斑(plaque(plaque） 概念：概念：将少量噬菌体与将少量噬菌体与大量敏感菌混合培养在大量敏感菌混合培养在营养琼脂中，由于噬菌营养琼脂中，由于噬菌体不断裂解细菌，在平体不断裂解细菌，在平板上形成一个个透明圆板上形成一个个透明圆斑，称为噬菌斑。斑，称为噬菌斑。(每个噬菌斑一般是由一个噬菌体粒子形成的。) 应用应用:噬菌斑可用于检出、分离、纯化噬菌体和进行噬菌体的计数。病毒的形态结构3.空斑或病斑 空斑或病斑空斑或病斑:是动物病毒是动

23、物病毒感染了动物细胞而产生感染了动物细胞而产生的；的；在覆盖一薄层琼脂的一片单层细胞上，如某一细胞感染有病毒，则增殖后的病毒粒子扩散至邻近细胞，最终形成一个与噬菌斑类似的空斑。若单层细胞被肿瘤病毒感染，则细胞剧增产生与菌落类似的病灶称病斑。病毒的形态结构检测空斑或病斑可用于有活性的动物病毒粒子的记数，检测空斑或病斑可用于有活性的动物病毒粒子的记数，检测空斑或病斑可用于有活性的动物病毒粒子的记数，检测空斑或病斑可用于有活性的动物病毒粒子的记数，染色可区分死活细胞。染色可区分死活细胞。染色可区分死活细胞。染色可区分死活细胞。4. 4. 枯枯 斑斑 枯斑枯斑是植物病毒感染植物是植物病毒感染植物细胞形

24、成的；细胞形成的；通过测定枯斑数目可测定通过测定枯斑数目可测定植物病毒的数目；植物病毒的数目；枯斑在叶片上可见。枯斑在叶片上可见。病毒的形态结构二、4类病毒及其繁殖方式l既有个性又有特点（一） 噬菌体(phages)(phages)(phages)(phages)和T.dHerolle用痢疾杆菌培养,发现了噬菌体(Bacteriophagiumintestinalle)。现指原核生物的病毒T系-phage本节提要：l噬菌体的形态结构与组成l噬菌体的增殖l噬菌体的分离检出l噬菌体的应用和防治一、噬菌体的形态结构与组成1. 形态：形态：复合对称结构噬菌体的形态结构与组成基本形态:蝌蚪形复合对称结构

25、微球形廿面体对称结构纤丝形螺旋对称结构形态可分6群。2. 组成组成噬菌体的形态结构与组成蛋白质核酸（多见DNA，少见RNA）例外：例外：PxPx中，有脂类，有三条双链中，有脂类，有三条双链RNARNA。3. 结构结构：（以大肠杆菌（以大肠杆菌T T系偶数噬菌体为例）系偶数噬菌体为例）噬菌体的形态结构与组成头部廿面体对称结构；组成：蛋白质、小肽、多胺、内含DNA。颈部六角形薄盘状、连接头尾的结构；附颈须。尾部噬菌体的形态结构与组成尾鞘（tailsheath)：长95nm,衣壳粒螺旋对称；可伸缩,伸展时24转，收缩时12转。尾管(tailtube):长80-100nm，中空，DNA可由此进入细胞。

26、基板(baseplate):六角形盘状物，中空，其角上有刺突、尾丝刺突(spike):长20nm，有吸附功能。尾丝(tailfiber):长140nm，有识别吸附功能，可专一性的吸附在敏感细胞表面相应受体上。二、噬菌体(phage)(phage)的增殖烈性噬菌体的裂解周期一步生长曲线温和噬菌体的溶源性反应根据噬菌体与宿主的关系：烈性噬菌体（virulentphage)：指能够裂解宿主细胞的噬菌体.温和噬菌体(temperatphage)：噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（附着）到细菌染色体上，导致溶源性发生的噬菌体。（一）烈性噬菌体的增殖（一）烈性噬菌体的增殖以以pT-even为例为例噬菌体的增

27、殖其裂解周期为：1)吸附(adsorption,attachment)2)侵入(entory,penetration,injection,induction)3)复制(生物合成biosynthesis）/增殖(replication)4)成熟(maturation)/装配(assembly)5)(裂解)释放(release)烈性噬菌体的增殖烈性噬菌体的增殖烈性噬菌体的增殖烈性噬菌体的增殖亦称裂解周期或溶菌周期。亦称裂解周期或溶菌周期。1. 1. 吸附吸附（adsorption)adsorption)adsorption)adsorption) 噬菌体特异性识别专性的细菌细胞的过程。噬菌体特异性

28、识别专性的细菌细胞的过程。吸附蛋白(在尾丝上)细胞受体(图中红前头所指的为提纯的受体）噬菌体的增殖1)吸附蛋白(virus attachment (virus attachment protein,protein,在尾丝上在尾丝上): ):噬菌体的增殖概念：启动感染,特异性识别宿主细胞,与宿主细胞表面受体发生结合.2)2)细胞受体细胞受体(cellular recepter unit):(cellular recepter unit):噬菌体的增殖a.细胞受体单位(CRU):细菌细胞表面的大分子,由多亚基构成,与尾丝吸附蛋白发生单价结合b.细胞受体位点(C.R.Site):由多个CRU构成的结

29、构,尾丝上的吸附蛋白与CRS发生多价不可逆结合G G+ +细胞壁上的肽聚糖、磷壁酸，细胞壁上的肽聚糖、磷壁酸，G G细胞壁上的细胞壁上的LPSLPS以以及鞭毛、荚膜、菌毛上均有噬菌体吸附的位点。及鞭毛、荚膜、菌毛上均有噬菌体吸附的位点。2. 2. 侵入侵入（penetraction):penetraction): 核酸注入细胞的过程。核酸注入细胞的过程。b.当尾丝牢固吸附在受体上后，靠刺突“钉”在细胞表面，在细胞表面“钻孔”（刺突上常含酶类物质，可降解细胞表面）噬菌体的增殖尾鞘收缩头部蛋白质构象改变头部蛋白质与核酸结合松散核酸注入细胞a.无收缩尾部的由引导蛋白引导核酸进入细胞。3.3.复制（生

30、物合成复制（生物合成replicationreplication) ) ) )： 核酸复制和蛋白质合成期，表现为时序性。核酸复制和蛋白质合成期，表现为时序性。 此时，细胞表面不见噬菌体此时，细胞表面不见噬菌体, ,故又称为隐蔽期。故又称为隐蔽期。噬菌体的增殖4.4.装配装配: : : : 噬菌体的增殖成熟(maturity)，自我装配(selfassembly)是分期、分批进行的。4、成熟装配、成熟装配5.5.释放释放: :噬菌体的增殖1）裂解：多以裂解细胞的方式释放。2）分泌：噬菌体穿出细胞，细胞并不裂解。5、裂解释放、裂解释放噬菌体的裂解过程烈性噬菌体的这种生长方式称一步生长。噬菌体的增殖

31、Adsorption吸附吸附Penetration穿入穿入 Biological Synthesis生物合成生物合成 Maturation and Release成熟和释放成熟和释放 （二）一步生长曲线（二）一步生长曲线(one step growth one step growth curvecurve)1.实验设计依据：1个菌体被1个噬菌体感染,避免二次吸附(可引起自外裂解)。细菌群体被噬菌体同步感染。感染复数（m.o.i,mulltiplicityofinfection）：指每一敏感细胞所能吸附的相应噬菌体的数量。自外裂解（lysisfromwithout）：敏感细胞因超感染复数的病毒吸

32、附引起的不产生子代病毒的裂解.噬菌体的增殖2. 实验过程:噬菌体的增殖敏感菌10mlPhage1ml混匀，5min,使之吸附离心或用抗phage血清处理,去除过量phage高倍稀释,吸附phage的菌悬液(避免多次吸附)37培养,定时取样取样人为裂解处理（每5min）样品中加入氯仿裂解细胞噬菌体的增殖24-48h裂解液加入敏感菌液中适当稀释混合液涂布于琼脂培养基上计数噬菌斑3. 一步生长曲线(One-Step Growth Curve):(One-Step Growth Curve):以培养时间为横坐标,以噬菌斑数为纵坐标,绘制成的曲线。经过一步生长实验后,得到的有潜伏期、裂解期的特征性曲线。

33、噬菌体的增殖噬菌体的增殖一步生长曲线：潜伏期latentperiod（隐蔽期）(eclipseperiod)裂解期lysisperiod稳定期steadyperiod可分以下阶段：病毒一步生长曲线病毒一步生长曲线 （二）一步生长曲线（二）一步生长曲线 （1）潜潜伏伏期期：是是指指病病毒毒侵侵入入宿宿主主细细胞胞到到病病毒毒粒粒子子释释放出胞外前的一段时间。放出胞外前的一段时间。 潜潜伏伏前前期期又又称称隐隐蔽蔽期期（eclipse phase），是是指指病病毒毒的的核核酸酸侵侵入入宿宿主主细细胞胞后后至至第第一一个个病病毒毒粒粒子子装装配配前前的的一一段段时时间间，此此时时宿宿主主细细胞胞内内

34、不不含含有有完完整整的的、有有侵侵染染力力的的成成熟熟病病毒粒子。毒粒子。 潜潜伏伏后后期期，病病毒毒粒粒子子装装配配成成熟熟，胞胞内内具具侵侵染染性性的的成成熟熟病病毒毒粒粒子子数数目目逐逐渐渐增增，但但没没有有释释放放出出胞胞外外。寄寄主主细细胞胞的裂解标志着潜伏期的结束。的裂解标志着潜伏期的结束。 （2）裂裂解解期期：是是指指宿宿主主细细胞胞迅迅速速裂裂解解，溶溶液液中中病病毒毒粒粒子子急急剧剧上上升升的的一一段段时时间间。病病毒毒没没有有个个体体生生长长，其其宿宿主主细胞裂解也是突发的。细胞裂解也是突发的。 （3）平平台台期期：是是指指感感染染病病毒毒的的宿宿主主细细胞胞全全部部裂裂解

35、解，溶液中病毒效价达到最高点以后的时期。溶液中病毒效价达到最高点以后的时期。两个特征性数据两个特征性数据 潜潜伏伏期期：是是病病毒毒颗颗粒粒吸吸附附于于细细胞胞到到受受染染细细胞胞释释放放出出子子代代病病毒毒颗颗粒粒所所需需的的最最短短时时间间，不不同同病病毒毒的的潜潜伏伏期期长长短短不不同同，噬噬菌菌体体以以分分钟钟计计，动动物物病病毒毒和和植植物物病病毒毒以以小小时或天计。时或天计。 裂裂解解量量：是是每每个个受受染染细细胞胞所所产产生生的的子子代代病病毒毒颗颗粒粒的的平平均均数数目目，其其值值等等于于潜潜伏伏期期受受染染细细胞胞的的数数目目除除稳稳定定期期受受染染细细胞胞所所释释放放的的

36、全全部部子子代代病病毒毒数数目目，即即等等于于稳稳定定期期病病毒毒效效价价与与潜潜伏伏期期病病毒毒效效价价之之比比。通通过过一一步步生生长长曲曲线线测测定定，噬噬菌菌体体的的裂裂解解量量一一般般为为几几十十到到上上百百个个，植植物物病病毒和动物病毒可达数百乃至上万个。毒和动物病毒可达数百乃至上万个。（三）温和噬菌体与溶原性（三）温和噬菌体与溶原性（lysogeny） 某某些些噬噬菌菌体体侵侵染染细细菌菌后后，将将自自身身基基因因组组整整合合到到细细菌菌细细胞胞染染色色体体上上，随随寄寄主主细细胞胞分分裂裂而而同同步步复复制制，并并不不引引起起细细菌菌裂裂解解释释放放噬噬菌菌体体，因因而而被被称

37、称作作温温和和噬噬菌菌体体（temperate phage）。这这种种噬噬菌菌体体与与细细菌菌共共存存的的特特性性称称为为溶溶原原性性（lysogeny）， 被被侵侵 染染 的的 细细 胞胞 被被 称称 作作 溶溶 原原 性性 细细 胞胞 或或 溶溶 原原 菌菌（lysogen），整整合合到到细细菌菌细细胞胞染染色色体体上上的的病病毒毒被称作前病毒或前噬菌体（被称作前病毒或前噬菌体（prophage）。）。细胞反复分裂细胞反复分裂溶原途径溶原途径 裂解途径裂解途径 噬菌体的裂解和溶原途径噬菌体的裂解和溶原途径 诱导诱导溶原性特点：溶原性特点： （1 1）溶溶原原性性转转变变（lysogenic

38、 lysogenic conversionconversion）：温温和和噬噬菌菌体体在在菌菌体体细细胞胞内内以以前前噬噬菌菌体体形形式式存存在在可可导导致致宿宿主主细细胞胞的的表表型型改改变变，这这种种改改变变与与其其生生命命周周期期是是否否完完成成没没有有直直接关系，这种改变称为溶原性转变。接关系，这种改变称为溶原性转变。 （2 2）免免疫疫作作用用：前前噬噬菌菌体体基基因因还还导导致致溶溶原原性性细细菌菌对对同同类类型型噬噬菌菌体体的的侵侵染染具具有有免免疫疫作作用用，阻阻止止携携带带与与溶溶原原性性菌菌体体所所含含的的前前噬噬菌菌体体DNADNA相相同同的的噬噬菌菌体体的的吸吸附附和和

39、生生物物合合成成，但但这这种种免免疫疫作作用用不不能能阻阻止止溶溶原原菌菌体体被被别别种种类类型型的的温温和和噬噬菌菌体体或或烈烈性性噬噬菌菌体体所所侵侵染染。前前噬噬菌菌体体基基因因的的表表达达可可以以产产生生一一种种阻阻遏遏蛋蛋白白，抑抑制制该该病病毒毒自自身身在在菌菌体体内内的的复复制制作作用。用。 （3）致致病病性性改改变变：某某些些溶溶原原菌菌体体还还因因所所含含的的前前噬噬菌菌体体的的作作用用导导致致致致病病性性改改变变。例例如如，白白喉喉棒棒状状杆杆菌菌（Corynebecterium diphtheriae）和和肉肉毒毒梭梭状状芽芽孢孢杆杆菌菌（Clostridium botu

40、linum），若若不不含含有有前前噬噬菌菌体体的的话话，是是不不会会引引起起人人类类疾疾病病的的；一一旦旦被被相相应应的的温温和和噬噬菌菌体体侵侵染染，含含有有了了编编码码毒毒素素基基因因的的前前噬噬菌菌体体后后，就就从从不不产产生生毒毒素素的的菌菌株株转转变变为为产产毒毒素素的的菌菌株株，造造成成侵侵染染组组织织的的损损伤，分别引发白喉和肉毒中毒症状。伤，分别引发白喉和肉毒中毒症状。 （4）溶溶原原性性可可以以是是可可逆逆的的：前前噬噬菌菌体体可可以以自自发发地地或或在在外外界界刺刺激激诱诱导导下下被被激激活活，裂裂解解寄寄主主细细胞胞，进进入入裂裂解解途途径径。前前噬噬菌菌体体离离开开细细

41、菌菌基基因因组组进进入入裂裂解解途途径径的的几几率很低（约率很低（约1/10000-1/100000）。）。潜伏期(latent phase)(latent phase)：l曲线平行于横轴，未裂解液中的P数无变化。l样品中无游离的P。l此期为病毒复制所需的最短时间。为病毒复制的特征性数据。噬菌体以分钟计；动植物病毒以小时、天计。噬菌体的增殖裂解期(lysis phase)(lysis phase)：噬菌体的增殖l曲线直线上升。l子代噬菌体不断释放到培养基中。稳定期(steadyphase)：曲线呈一个平顶。感染细胞复制的子代噬菌体全部释放，噬菌斑数稳定，一次感染结束。4、意义：lphage数不

42、再增加噬菌体的增殖1）可获知潜伏期；裂解期。2）裂解量（burstsize):每一受感染细胞所产生的子代virion的平均数。数值上等于：裂解量=稳定期噬菌斑数潜伏期噬菌斑数（三）温和（三）温和phagephage的溶源反应的溶源反应整合感染：整合感染：1.温和噬菌体：能导致溶源性反应phage。1）特点：a、均为dsDNA。b、不同P与宿主DNA的结合位点不同。2）状态：a、胞外游离的病毒粒子。b、原噬菌体（prophage)：即整合在宿主DNA上的或附着在宿主细胞内的pDNA。c、营养期的噬菌体，可产生pDN和蛋白质。噬菌体的增殖(二).防治l1.消灭噬菌体;l2.选育抗性生产菌株;l3.

43、生产中轮换使用菌种;l4.药物防治;2.溶源性(lysogeny)： 概念：1)是一种比裂解反应更有利于phage持续和传播的生存方式;2)在大多数情况下，溶源性细菌内温和噬菌体gene组整合于宿主细菌chr中;3)随之复制传至后代的特性。噬菌体的增殖-phage-phage的生活周期3、溶源性细菌（lysogenic bacteria)：噬菌体的增殖1）概念：chr上整合有原噬菌体的细菌叫,可进行正常生长繁殖,而不被裂解。2）特点：a.可稳定遗传b.可诱导裂解:用化学、物理诱导;c.可自发裂解:10-210-5d.具有“免疫性”:e.可复愈:自然遗失前噬菌体;f.溶源转变：产生新的生理特征.

44、推测其转变机制:l1.催化模型:PrPsc与PrPc形成双体,诱导后者变构,不断反应,形成大分子在中枢神经细胞中堆积,导致脑神经细胞受损.l2.结晶模型:致病的PrPsc作为晶种使正常的PrPc自发变构为PrPsc,形成聚合物,造成脑神经受损.第四节 亚病毒3）溶源性细菌的检出：）溶源性细菌的检出：培养噬菌体的分离检出UV辐射（诱导裂解）复制培养（进入裂解周期）离心取上清与敏感菌倒平板菌落周围出现透明圈即为溶源性细菌噬菌体的增殖4）应用：转导（transduction)：通过噬菌体将一个细菌细胞DNA转移到另一个细菌细胞中去的过程。有两种类型：普遍性转导(generalizedtransduc

45、tion)：能转移任何基因的过程。烈性P和温和P完成。局限性转导(specializedtransduction)：只转移特定基因的过程。仅由温和P完成。Animation summarizing the lysogenic life cycle of a temperate bacteriophage. InductionLysogenic bacterium溶原性细菌的溶原性周期和溶菌性周期四.噬菌体的应用与防治(一)应用1.作为分子生物学研究的工具:2.用于鉴定未知菌:可到型;3.用于临床治疗传染病:4.检验植物病原菌:5.测定辐射剂量:第四节 亚病毒类病毒拟病毒朊病毒一、类病毒(Vir

46、oid)l为裸露的单链RNA,营专性细胞内寄生的最小分子生物.lRNA为闭合环状,形似棒状.l核酸分子量约为100,000道尔顿,350个核苷酸。l借宿主细胞内依赖DNA的RNA聚合酶以非对称的模型复制.l较耐热,90下仍存活.l主要感染植物，可通过种子传播.第四节 亚病毒二 、拟病毒(Virusoids)l为包裹在植物病毒衣壳内的单链环状RNA分子.如：绒毛烟斑驳病毒（VTMoV）。l辅助病毒RNA-1;拟病毒RNA-2;l二者单独接种,都不能感染和复制,合在一起才可以感染和复制.l借助宿主细胞内依赖于RNA的RNA聚合酶以滚环方式进行复制.第四节 亚病毒三、朊病毒(Prion)概念：是一类

47、能侵染动物的并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性的疏水蛋白质,亦称蛋白质感染因子(prionprotein,PrP).可引起中枢神经系统退化性紊乱疾病，如:l克雅氏综合症(Creatzfeldt-Jokob disease);l库鲁病(Kura disease); l羊瘙痒症(Scrapie);l致死性家族失眠症;l疯牛病等.第四节 亚病毒目前认为传染性由其构型所决定：有二种:lc:-螺旋;l 2.传染性构型:PrPsc:-折叠; PrPsc可使PrPc改变构象,成为致病分子.第四节 亚病毒（二）病毒的化学组成（二）病毒的化学组成病毒化学组成的研究方法病毒化学组成的研究方法病毒化学组成的特点病毒

48、化学组成的特点病毒的大小和组成（1 1）原理：基于二点：）原理：基于二点：病毒外壳主要甚至完全是蛋白质；病毒外壳主要甚至完全是蛋白质；病毒的密度与体积极小，需病毒的密度与体积极小，需 50,00050,000100,000r/min100,000r/min离心才能离心才能 沉降。沉降。1、提纯病毒的方法、提纯病毒的方法病毒的大小和组成（2 2）研究病毒的化学组成的方法：研究病毒的化学组成的方法：可以通过可以通过离心、沉淀、吸附、酶处理、抗血清处理、有机溶剂提取,电泳、层析等方法进行分析。等方法进行分析。病毒的大小和组成五、病毒的分类：（一）早期分类法：按宿主分类脊椎动物病毒昆虫病毒植物病毒微生

49、物病毒噬菌体噬放线菌体噬真菌体噬蓝细菌体病毒的分类（二）近代分类法：主要根据核酸性质宿主种类引发疾病病毒粒子形态病毒粒子大小核酸种类核酸结构核酸链数有无包膜将病毒分为7大类、59科、6352种。病毒的分类第二节 病毒的繁殖本节内容：本节内容：研究病毒复制的一般方法研究病毒复制的一般方法病毒的复制周期病毒的复制周期病毒学中的几个概念：病毒学中的几个概念：Invivo(在活体内,在体内):病毒在上述三个系统均在活细胞内扶植。Invitro(离体、在体外、载玻璃试管内):限于细胞裂解后，病毒和细胞组分的生化研究。感染复数:(m.0.i,multiplicity of infection):指每 个敏

50、感细胞所能吸附的相应噬菌体数。自外裂解(lysisfromwithout)：敏感细胞因超感染复 数引起的不产生子代病毒细胞裂解。病毒的繁殖二、动植物病毒的复制周期：l吸附（adsorption）l侵入（penetration）l脱壳（uncoating）l生物合成（biosynthesis）l装配和释放病毒的繁殖(一一) )吸附吸附（adsorptionadsorptionadsorptionadsorption）：）：）：）：病毒粒子与敏感细胞表面特异性受体的接触、结合，分两步。病毒的繁殖可逆吸附：由随机碰撞、布朗运动、静电引力引起。不可逆吸附:病毒粒子与敏感细胞表面特异性的化学组分形成牢固

51、的结合，病毒体结构随之发生改变，则吸附病毒不再感染。脊髓灰质炎病毒-肠上皮细胞膜、神经细胞膜上的脂蛋白;流感病毒-粘膜细胞上的糖蛋白;病毒的繁殖左：左： phage phage吸附在上吸附在上右：腺病毒吸附在鸡红细胞上右：腺病毒吸附在鸡红细胞上( (二二) )侵入侵入（penetrationpenetrationpenetrationpenetration）1)内吞作用：吞入的病毒在吞噬小泡中，与溶酶体结合后释放。2)受体介导的内吞作用：受体与病毒（脊髓灰质炎病毒）多价的相互作用;引起病毒结构变化，病毒直接穿入，又称为移位。3)与细胞膜融合：由包膜病毒具有的细胞融合活性的包膜糖蛋白介导，核衣壳

52、进入。病毒的繁殖1、动物病毒：2、植物病毒1）携带病毒的介体在植物上取食(具吸吮口器的昆虫)2）自然或人为造成植物细胞壁破损（如摩擦接种）3）经植物细胞的胞外连丝进入,增殖后经胞间连丝扩散病毒的繁殖( (五五) )装配和释放装配和释放（assembly andassembly and releaserelease）: : : : 三种情况：有包膜DNA病毒 有包膜RNA病毒 无包膜病毒病毒的繁殖1、有包膜的DNA病毒a.包膜成分同核膜的： DNA复制在核内,蛋 白质在细胞之中合成 后入核，装配好后以 出芽的方式再到细胞 质中，经细胞通道或 裂解细胞释放。b.包膜成分同细胞膜的： 出芽或排废方式

53、释放病毒的繁殖病毒出芽2.有包膜的RNA病毒l装配释放均在细胞质中同步进行，以出芽方式通过细胞膜，包膜同细胞膜.病毒的繁殖3.无包膜的病毒DNA病毒装配分步进行；RNA病毒壳体的形成与核酸的结合几乎同步进行；*二者均由细胞裂解释放*病毒的繁殖左：膜融合左：膜融合 （membrane fusion); membrane fusion); 右：内吞作用右：内吞作用 ( (endocytosis)endocytosis)病毒的繁殖( (三三) )脱壳脱壳（uncoatinguncoatinguncoatinguncoating）多为受体介导，温度为3538时，在宿主细胞水解酶和热裂解酶作用下，在细胞

54、质内完成。有四种情况：病毒的繁殖1)经溶酶体酶的作用脱壳：如包膜病毒和内吞进入的病毒；2)病毒自己合成脱壳酶脱壳：如痘苗病毒；3)对蛋白酶敏感脱壳：壳体变形破损的病毒；4)个别病毒不完全脱壳：如呼吸孤病毒；( (四四) )生物合成生物合成（biosynthesisbiosynthesis）利用宿主的RNA聚合酶合成病毒mRNA，再在细胞质中进行转译并合成蛋白质。病毒的繁殖病毒生物合成分期进行：病毒基因组早期基因的表达：病毒基因组的复制：病毒基因组晚期基因的表达：1、早期基因转录的产物：早期mRNA;早期蛋白：参与病毒核酸复制的蛋白；参与改变或抑制宿主细胞大分子合成的蛋白病毒的繁殖病毒合成mRNA的六种途径病毒的繁殖病毒基因组晚期基因的表达：转录产物：晚期mRNA;翻译产物：晚期蛋白；（病毒的结构蛋白）病毒的繁殖右右: :逆转病毒的复制过程逆转病毒的复制过程下下:DNA:DNA肿瘤病毒的生活史肿瘤病毒的生活史病毒的繁殖出芽的过程：病毒的繁殖乙肝病毒HBV的复制：病毒的繁殖侵入复制装配动动物物病病毒毒对对感感染染细细胞胞的的作作用用正常细胞转化成肿瘤细胞潜伏感染正常细胞转化成肿瘤细胞裂解感染持续感染潜伏感染病毒的繁殖