1、chap 3 chap 3 病毒和亚病毒病毒和亚病毒1 1 病毒（病毒（VirusVirus）2 2 亚病毒亚病毒(subvirus)(subvirus)1/71病毒发觉历史病毒发觉历史Ivnowsky(1892):TMVIvnowsky(1892):TMVBeijerinck(1898)Beijerinck(1898)：filterable filterable virusvirusLoefflerLoeffler（18981898）口蹄疫病毒）口蹄疫病毒TowortTowort（19151915）噬菌体）噬菌体2/71非细胞生物：非细胞生物：-真病毒真病毒 -亚病毒：亚病毒：类病毒、拟病毒
2、、朊病毒类病毒、拟病毒、朊病毒3/711.1.病毒（真病毒）病毒（真病毒）病毒 病毒是一类核酸和蛋白质等少数几病毒是一类核酸和蛋白质等少数几种成份组成超显微非细胞生物，本种成份组成超显微非细胞生物，本质是一个只含质是一个只含DNADNA或或RNARNA遗传因子，遗传因子，能以感染态和非感染态两种状态存在。能以感染态和非感染态两种状态存在。4/71病毒分类：病毒分类：寄主：寄主：动物病毒、植物病毒、噬菌体动物病毒、植物病毒、噬菌体遗传物质：遗传物质：DNA DNA病毒、病毒、RNARNA病毒、病毒、形态：形态：杆状杆状(螺旋状）、多面体、复合型螺旋状）、多面体、复合型5/716/71病毒特征病毒
3、特征 1.1.形态极其微小形态极其微小 2.2.无细胞结构分子生物无细胞结构分子生物 3.3.只含一个核酸只含一个核酸4.4.高度寄生性高度寄生性5.5.经过装配方式进行繁殖经过装配方式进行繁殖6.6.离体可保持长久侵染活性离体可保持长久侵染活性7.7.反抗生素通常不敏感反抗生素通常不敏感8.8.有些能够整合到寄主基因组中有些能够整合到寄主基因组中7/71病毒与人类：病毒与人类：1 1）病毒对人类健康危害）病毒对人类健康危害2 2）对人类生活影响）对人类生活影响2 2）病毒作为分子生物学研究工具：）病毒作为分子生物学研究工具：-DNA -DNA是遗传物质证实是遗传物质证实 （噬菌体感染试验）（
4、噬菌体感染试验）-遗传物质转移载体遗传物质转移载体 -蛋白质工程（噬菌体展示技术蛋白质工程（噬菌体展示技术)8/71提议读物：9/7110/71H5N1型禽流感病毒（蓝色）正攻击红色细胞11/71 疯牛病疯牛病HIV12/71病毒计量病毒计量 单位：单位：nmnm病毒基因组：病毒基因组：QQ：3 3个基因个基因一、形态结构与化学成份一、形态结构与化学成份 （一、大小）（一、大小）13/71（二）病毒粒子结构与组成（二）病毒粒子结构与组成 壳粒：组成病毒外壳形态亚单位。壳粒：组成病毒外壳形态亚单位。14/71病毒病毒粒子粒子 关键：由关键：由DNADNA或或RNARNA组成组成 核衣壳核衣壳（基
5、本（基本 结构结构 ）衣壳：由许多衣壳粒蛋白组成衣壳：由许多衣壳粒蛋白组成 包膜包膜 （非基本（非基本结构）：由类结构）：由类脂和糖蛋白组脂和糖蛋白组成成,有带有刺有带有刺突突流感病毒刺突流感病毒刺突 血凝素蛋白：与宿主唾液酸结合血凝素蛋白：与宿主唾液酸结合 神经氨醇酶：帮助病神经氨醇酶：帮助病毒进入宿主毒进入宿主15/71 病毒群体形态病毒群体形态 1 1、包涵体（病毒）：、包涵体（病毒）：昆虫病毒在宿主细胞内聚集而成晶体结构。昆虫病毒在宿主细胞内聚集而成晶体结构。16/712 2、噬菌斑、噬菌斑 3 3、空斑、空斑4 4、枯斑（组织坏死）、枯斑（组织坏死）17/71 蚀（噬）斑测定（蚀（噬
6、）斑测定（plaque assayplaque assay）：）：（病毒感染性作为病毒数目测定依据）（病毒感染性作为病毒数目测定依据）在生长宿主表面，铺上细菌或动物在生长宿主表面，铺上细菌或动物病毒，在单层细胞上形成蚀（噬）斑，能病毒，在单层细胞上形成蚀（噬）斑，能够认为由单个病毒增殖产生。由此，能够够认为由单个病毒增殖产生。由此，能够经过蚀（噬）斑形成单位经过蚀（噬）斑形成单位(pfu)pfu)来计算单来计算单位体积样品中病毒数量。位体积样品中病毒数量。18/71（三）病毒核酸（基因组）（三）病毒核酸（基因组）dsDNA/ssDNA dsDNA/ssDNA dsRNA/ssRNA dsRNA
7、/ssRNA 线状线状/环状，环状，闭环闭环/缺口环缺口环 单分子单分子/双分子双分子 /三分子三分子/多分子多分子 19/71HBVHBV（人乙肝病毒）缺口环（人乙肝病毒）缺口环20/71多分子基因组（流感病毒）多分子基因组（流感病毒）21/71（四）噬菌体形态（四）噬菌体形态1 1、噬菌体模式结构：、噬菌体模式结构：T T偶数噬菌体偶数噬菌体头部：头部：颈部：颈部：尾部：尾部：尾鞘、尾鞘、尾管、尾管、基板、刺基板、刺突、突、尾丝、尾丝、22/71噬菌体形态噬菌体形态23/71二、病毒繁殖方式二、病毒繁殖方式 （一）噬菌体（一）噬菌体烈性噬菌体烈性噬菌体 感染后短时间内能连续感染后短时间内能
8、连续完成繁殖过程而使宿主细胞裂解噬菌体。完成繁殖过程而使宿主细胞裂解噬菌体。温和噬菌体温和噬菌体 感染后其基因组整合到宿主基因组上，并感染后其基因组整合到宿主基因组上，并随宿主基因组复制而同时，而不引发宿主细胞随宿主基因组复制而同时，而不引发宿主细胞裂解噬菌体。裂解噬菌体。24/71繁殖过程（烈性噬菌体）：繁殖过程（烈性噬菌体）：25/711 1）吸附：尾丝与宿主表面特异受体结合）吸附：尾丝与宿主表面特异受体结合2 2）侵入：溶菌酶水解肽聚糖，核酸进入宿）侵入：溶菌酶水解肽聚糖，核酸进入宿 主细胞。主细胞。3 3）增殖：控制细胞代谢系统，合成噬菌体）增殖：控制细胞代谢系统，合成噬菌体 各种各种
9、“部件部件”。26/71增殖过程增殖过程3 3阶段：阶段：1 1）早期转录）早期转录-翻译：翻译：2 2）次早期转录）次早期转录-翻翻译译3 3）晚期转录）晚期转录-翻译翻译27/714 4）成熟：）成熟：自装配过程。自装配过程。5 5）释放：各种酶）释放：各种酶类作用，促进细类作用，促进细胞裂解，释放子胞裂解，释放子代噬菌体代噬菌体。28/7129/71 噬菌体测定噬菌体测定(效价测定效价测定)效价效价:生物制品活性（数量）高低标志，生物制品活性（数量）高低标志，通常采取生物学方法测定。通常采取生物学方法测定。噬菌体效价：噬菌体效价：又称噬菌斑形成单位（又称噬菌斑形成单位（pfupfu）数）
10、数,指每指每毫升试样中含有侵染性噬菌体粒子数。毫升试样中含有侵染性噬菌体粒子数。30/71双双层层平平板板法法技术关键点：1.双层琼脂,2.半固体琼脂 3.高浓度宿主细胞,4.倒上皿温度31/71双层平板法测定效价优点双层平板法测定效价优点1 1）填补平板不平）填补平板不平2 2）噬菌斑位于同个平面，较清楚）噬菌斑位于同个平面，较清楚3 3）上层为半固体培养基，有利噬菌体）上层为半固体培养基，有利噬菌体 扩散扩散32/71 一步生长曲线（一步生长曲线（DebruckDebruck，19391939）定量描述烈性噬菌体生长规律定量描述烈性噬菌体生长规律试验曲线，用于反应各种噬菌体潜伏试验曲线，用
11、于反应各种噬菌体潜伏期、裂解期和裂解量特征曲线。期、裂解期和裂解量特征曲线。33/711 1、用噬菌体稀释液感染高浓度宿主细胞；、用噬菌体稀释液感染高浓度宿主细胞；2 2、数分钟后，加入抗噬菌体抗血清、数分钟后，加入抗噬菌体抗血清（中和未吸附噬菌体）（中和未吸附噬菌体）；3 3、将上述混合物用培养物大量稀释，终止抗血清作用、将上述混合物用培养物大量稀释，终止抗血清作用和预防新释放噬菌体感染其它细胞；和预防新释放噬菌体感染其它细胞；4 4、保温培养并定时检测培养物中噬菌体效价、保温培养并定时检测培养物中噬菌体效价（对噬菌体对噬菌体含量进行计数含量进行计数）；）；5 5、以感染时间为横坐标，病毒感
12、染效价为纵坐标，绘、以感染时间为横坐标，病毒感染效价为纵坐标，绘 制出病毒特征性繁殖曲线；制出病毒特征性繁殖曲线；试验步骤试验步骤问题：问题：1 1）在一个培养系统中，怎样测定噬菌体数量？）在一个培养系统中，怎样测定噬菌体数量？2 2）请构想不停定时测定，群体数量改变过程？）请构想不停定时测定，群体数量改变过程？34/71裂解期：裂解期：平稳期：平稳期：效价最高期效价最高期裂解量：裂解量：每个受染细胞每个受染细胞产生噬菌体总产生噬菌体总数。数。（平稳期（平稳期pfu/pfu/受染细胞受染细胞？）？）潜伏期：潜伏期：(侵入到装配侵入到装配):):隐悔期；胞内累积期隐悔期；胞内累积期35/71温和
13、噬菌体温和噬菌体溶原性（溶原现象）溶原性（溶原现象）:温和噬菌体侵入温和噬菌体侵入宿主后并不引发宿主细胞裂解现象称宿主后并不引发宿主细胞裂解现象称之。之。溶原菌：受温和噬菌体感染宿主称之溶原菌：受温和噬菌体感染宿主称之为溶原菌。为溶原菌。前噬菌体：整合在宿主基因组上温和前噬菌体：整合在宿主基因组上温和噬菌体核酸。噬菌体核酸。36/71溶源原因溶源原因-合成阻遏蛋白，阻遏噬菌体合成阻遏蛋白，阻遏噬菌体mRNAmRNA合成合成-关闭一些噬菌体蛋白基因关闭一些噬菌体蛋白基因(晚期蛋白）晚期蛋白）表示表示-整合酶合成整合酶合成37/71 噬噬菌菌体体整整合合过过程程38/71温和噬菌体自发或诱发裂解温
14、和噬菌体自发或诱发裂解 UV UV、X X射线和氮芥子气能干扰射线和氮芥子气能干扰或或破坏阻遏蛋白作用，从而使噬菌破坏阻遏蛋白作用，从而使噬菌体失去溶源控制，进入裂解过程。体失去溶源控制，进入裂解过程。39/71噬噬菌菌体体感感染染结结果果40/71温和噬菌体存在状态温和噬菌体存在状态 -游离态游离态 -整合态整合态 -营养态营养态41/71温和噬菌体检验温和噬菌体检验42/71(二二)植物病毒和动物病毒植物病毒和动物病毒植物病毒特点植物病毒特点-病毒粒子形态螺旋对称病毒粒子形态螺旋对称-经过昆虫、伤口等传输路径进入宿主细胞经过昆虫、伤口等传输路径进入宿主细胞-核酸主要为核酸主要为SSRNAS
15、SRNA-引发花叶、黄化、从枝、枯斑等症状引发花叶、黄化、从枝、枯斑等症状43/71植物病毒形态植物病毒形态44/71+SSRNASSRNA：RNA RNA碱基序列与病毒碱基序列与病毒mRNAmRNA序列相同，序列相同，能够直接用于指导蛋白质合成。能够直接用于指导蛋白质合成。（但逆转录病毒则需逆转录为（但逆转录病毒则需逆转录为DNADNA才能合成蛋白质。）才能合成蛋白质。）45/71-SSRNA-SSRNA：RNA RNA碱基序列与病毒碱基序列与病毒mRNAmRNA序列互补，序列互补，需要合成需要合成+mRNAmRNA，才能合成对应蛋白质。才能合成对应蛋白质。46/71植植物物病病毒毒装装配配
16、47/7148/71动物病毒与人类疾病动物病毒与人类疾病49/7150/71核核酸酸类类型型51/71动物病毒增殖动物病毒增殖 （吸附）吸附）侵入侵入脱壳脱壳增殖增殖释放释放52/71一些病毒宿主表面受体：一些病毒宿主表面受体：腺病毒腺病毒 CAR CAR蛋白蛋白HIV T-HIV T-辅助辅助细胞上细胞上CD4CD4流感病毒流感病毒A A型型 含唾液酸糖蛋白含唾液酸糖蛋白狂犬病毒狂犬病毒 神经元上神经元上乙酰胆碱乙酰胆碱 53/71病毒粒子感染与释放病毒粒子感染与释放（流感病毒：（流感病毒：-RNA-RNA）54/71以出芽方式释放以出芽方式释放包膜蛋白插入膜中，包膜蛋白插入膜中，细胞膜出芽
17、方式释放细胞膜出芽方式释放病毒粒子。病毒粒子。55/71感染结果感染结果56/71H HI IV V病病毒毒57/7158/71AIDSAIDS发展过程发展过程59/71疫苗疫苗60/71昆虫病毒昆虫病毒包涵体：包裹着病毒粒子、光学显微镜包涵体：包裹着病毒粒子、光学显微镜 可见碱溶性结晶蛋白质。可见碱溶性结晶蛋白质。61/71类型类型-核型多角体病毒（核型多角体病毒（NPVNPV）-质型多角体病毒（质型多角体病毒（CPVCPV）-颗粒体病毒（颗粒体病毒（GVGV）62/71 .2 .2 亚病毒亚病毒凡凡在在核核酸酸和和蛋蛋白白质质两两种种成成份份中中,只只含含其其中中之一之一 分子病原体分子病
18、原体,称为亚病毒。称为亚病毒。1 1、类病毒、类病毒(viroid)(viroid)只只含含RNARNA一一个个成成份份，专专性性寄寄生生在在活活细细胞胞内分子病原体。内分子病原体。63/71 裸露环状裸露环状ssRNAssRNA 分子量很小，约分子量很小，约 由由246-375246-375核苷酸组成核苷酸组成 寄生各种植物。寄生各种植物。64/7165/71提议读物：66/712 2、拟病毒、拟病毒(virusoid)(virusoid)类类病毒类类病毒(病毒卫星病毒卫星),),包裹在真病毒颗粒包裹在真病毒颗粒 中有缺点类病毒。中有缺点类病毒。-仅含裸露仅含裸露RNARNA -分子量很小，
19、约由分子量很小，约由300-400300-400个核苷酸组成个核苷酸组成 -复制需要真病毒帮助复制需要真病毒帮助 -寄生于各种动植物。寄生于各种动植物。67/71 3 3、朊病毒（、朊病毒（PrionPrion）一类不含核酸传染性蛋白质因子，能引发宿主体一类不含核酸传染性蛋白质因子，能引发宿主体内现成同类蛋白质分子发生与其相同构象改变，从内现成同类蛋白质分子发生与其相同构象改变，从而使宿主致病。而使宿主致病。起源：起源：PrP(PrP(正常朊蛋白）正常朊蛋白）PrPPrPscsc(构象朊病毒构象朊病毒)PrP PrPscsc使使PrPPrP（构象）构象）PrP PrPscsc(构象朊病毒构象朊病毒)68/71PrionPrion产生机制：69/71与真病毒区分与真病毒区分 呈淀粉样颗粒状呈淀粉样颗粒状 无免疫原性无免疫原性 无核酸成份无核酸成份 由宿主内基因编码由宿主内基因编码 抗逆性强抗逆性强 (CJD病人朊病毒）70/71提议读物：71/71
