病毒的基本性狀

1、 第二篇 病毒(Virus)u3000BC，埃及，埃及孟非思壁畫中長老孟非思壁畫中長老患小兒麻痹癥患小兒麻痹癥u脊髓灰質(zhì)炎病毒脊髓灰質(zhì)炎病毒1997-?1997-?2003200320092009201220122013-2013-？第二十章第二十章 病毒的基本性狀病毒的基本性狀 什麼是病毒？什麼是病毒？ 病毒的共性病毒的共性 體積微?。w積微小（nmnm）：能通過除菌濾器：能通過除菌濾器 結構簡單結構簡單: : 無完整的細胞結構無完整的細胞結構 非細胞型微生物：遺傳物質(zhì)只含一種核酸（非細胞型微生物：遺傳物質(zhì)只含一種核酸（DNA or RNA ）,蛋白質(zhì)外殼蛋白質(zhì)外殼 超級寄生：活細胞內(nèi)寄生超

2、級寄生：活細胞內(nèi)寄生 增殖方式增殖方式: : 復制復制 干擾素敏感干擾素敏感病毒的病毒的概念：概念：是一類體積微是一類體積微小小，結構，結構簡單簡單，只含，只含一種一種核酸（核酸（DNADNA或或RNARNA），），在活細胞內(nèi)以在活細胞內(nèi)以復制復制方式進行增殖的方式進行增殖的非細胞型非細胞型微生物。微生物。 在自然界中存在方式：在自然界中存在方式： 病毒基因形式病毒基因形式: : 細胞內(nèi)，以分子狀態(tài)存在。細胞內(nèi)，以分子狀態(tài)存在。 病毒體病毒體( (virionvirion）: :細胞外，細胞外，完整、成熟完整、成熟的病毒顆粒，的病毒顆粒， 具有具有感染性感染性。病毒的宿主范圍病毒的宿主范圍 感

3、染所有的生物細胞感染所有的生物細胞 具有宿主特異性具有宿主特異性 據(jù)感染宿主將病毒分為據(jù)感染宿主將病毒分為 - 人類病毒人類病毒 動物病毒動物病毒 植物病毒植物病毒 噬菌體噬菌體病毒的大小病毒的大?。? 1）電子顯微鏡）電子顯微鏡（2 2）計量單位是納米（）計量單位是納米（nanometernanometer，nmnm）以以 病毒體病毒體的直徑表示的直徑表示（3 3）最大的病毒是痘病毒，最小的病毒如鼻）最大的病毒是痘病毒，最小的病毒如鼻 病毒病毒第一節(jié)病毒的形態(tài)、結構與化學組成第一節(jié)病毒的形態(tài)、結構與化學組成微生物的大小比較葡萄球菌(1000nm） 牛痘病毒300250nmABCDEFG立克次

4、體450nm衣原體390nmA、大腸桿菌噬菌體、大腸桿菌噬菌體 ( 65 95nm )B、腺病毒、腺病毒 (70nm )C、脊髓灰質(zhì)炎病毒脊髓灰質(zhì)炎病毒 (30nm )D、乙腦病毒、乙腦病毒 ( 40nm )E、蛋白分子、蛋白分子 (10nm )F、流感病毒、流感病毒 ( 100nm )G、煙草花葉病毒、煙草花葉病毒形形 態(tài)態(tài)： 球形球形 絲狀絲狀 子彈狀子彈狀 磚塊狀磚塊狀 蝌蚪狀蝌蚪狀 常見種類：常見種類： 痘病毒（痘病毒（Poxvirus） 乙肝病毒（乙肝病毒（HBV） 輪狀病毒（輪狀病毒（Rotavirus） 噬菌體（噬菌體（Bacteriophage） 病毒的結構病毒的結構（1 1）

5、基因組：病毒體）基因組：病毒體核心核心；由；由DNADNA或或RNARNA組成組成 功能：病毒遺傳變異的物質(zhì)基礎功能：病毒遺傳變異的物質(zhì)基礎（2）蛋白衣殼：包裹在蛋白衣殼：包裹在核酸核酸外的蛋白質(zhì)外的蛋白質(zhì) 由由殼殼微微粒粒組成組成 功能：保護病毒核酸；表現(xiàn)病毒生物學特性功能：保護病毒核酸；表現(xiàn)病毒生物學特性； 介導病核酸進入宿主細胞；具有抗原性介導病核酸進入宿主細胞；具有抗原性（3 3）核衣殼：病毒核酸和蛋白衣殼的總稱）核衣殼：病毒核酸和蛋白衣殼的總稱1 1、螺旋對稱、螺旋對稱2 2、立體對稱：多數(shù)、立體對稱：多數(shù)3 3、復合對稱、復合對稱20面立體對稱型面立體對稱型20個面、12個頂角、3

6、0個棱邊螺旋對稱型復合對稱型復合對稱型（1 1）包膜（包膜（viral envelopeviral envelope）：包裹核衣殼的結構，由：包裹核衣殼的結構，由脂質(zhì)脂質(zhì) 和和糖蛋白糖蛋白組成組成 作用：作用：保護核衣殼；保護核衣殼； 具有具有抗原性抗原性，誘發(fā)機體免疫應答；，誘發(fā)機體免疫應答； 決定對宿主細胞的決定對宿主細胞的親嗜性親嗜性； 有包膜病毒可被脂溶劑滅活。有包膜病毒可被脂溶劑滅活。特殊結構及其功能特殊結構及其功能 裸病毒裸病毒(naked virus)(naked virus)：無包膜病毒體：無包膜病毒體 包膜病毒包膜病毒(enveloped virus)(enveloped v

7、irus)：核衣殼外有包膜圍繞：核衣殼外有包膜圍繞包膜組成包膜組成 1 1）脂質(zhì)）脂質(zhì) 來源：宿主細胞的核膜或細胞質(zhì)膜來源：宿主細胞的核膜或細胞質(zhì)膜 2 2）糖蛋白糖蛋白 來源：糖獲自宿主細胞，蛋白質(zhì)由來源：糖獲自宿主細胞，蛋白質(zhì)由病毒基因病毒基因編碼編碼 也稱包膜子?；蛞卜Q包膜子粒或刺突（刺突（spikespike） 如流感病毒的包膜突起有病毒血凝素（如流感病毒的包膜突起有病毒血凝素（H H）和）和 神經(jīng)氨酸酶神經(jīng)氨酸酶(N)(N)兩種兩種（2 2）觸須：常見于腺病毒）觸須：常見于腺病毒 功能：凝聚和毒害敏感的宿主細胞功能：凝聚和毒害敏感的宿主細胞特殊結構及其功能特殊結構及其功能病毒體結構模

8、式圖病毒體結構模式圖殼微粒殼微粒衣殼衣殼核心（核樣物）核心（核樣物）核衣殼核衣殼包膜包膜包膜病毒包膜病毒包膜子粒包膜子粒(刺突刺突)病毒的化學組成與功能病毒的化學組成與功能病毒核酸：病毒核酸：病毒基因組，參與感染、增殖病毒基因組，參與感染、增殖 、遺傳、變異、遺傳、變異 DNA DNA病毒和病毒和RNARNA病毒病毒 病毒蛋白質(zhì)：病毒蛋白質(zhì)： 結構蛋白結構蛋白: : 構成病毒有形成分（衣殼、包膜、構成病毒有形成分（衣殼、包膜、 基質(zhì)）基質(zhì)） 非結構蛋白：不參與病毒體構成（酶等）非結構蛋白：不參與病毒體構成（酶等）脂類和糖類：脂類和糖類：存在于包膜上存在于包膜上第二節(jié)第二節(jié) 病毒基因組的特征病毒

9、基因組的特征 特點特點 容量小容量小 組成簡單組成簡單 高效利用高效利用 適應性廣適應性廣病毒基因組核酸的結構特征病毒基因組核酸的結構特征 只含有一種核酸：只含有一種核酸：DNA or RNADNA or RNA 多樣性：線型和環(huán)型多樣性：線型和環(huán)型; ; 單、雙鏈單、雙鏈 雙鏈雙鏈DNADNA 、單鏈、單鏈DNADNA、雙鏈、雙鏈RNA RNA 、單鏈、單鏈RNARNA 大小差別懸殊：大小差別懸殊：3000 bp3000 bp400K bp400K bp 組成方式多樣：完整連續(xù)排列組成方式多樣：完整連續(xù)排列 or or 多個分節(jié)段多個分節(jié)段 單連單連RNARNA病毒基因組核酸存在極性病毒基因

10、組核酸存在極性 多數(shù)病毒基因組都是單倍體多數(shù)病毒基因組都是單倍體 某些病毒核酸具有感染性某些病毒核酸具有感染性病毒基因組的功能特點病毒基因組的功能特點 半保留和全保留復制半保留和全保留復制 遺傳不穩(wěn)定性，易突變遺傳不穩(wěn)定性，易突變 轉(zhuǎn)錄有固定的時間順序轉(zhuǎn)錄有固定的時間順序 轉(zhuǎn)錄不對稱性轉(zhuǎn)錄不對稱性 多順反子轉(zhuǎn)錄多順反子轉(zhuǎn)錄 具感染性和整合性具感染性和整合性病毒基因組復制方式多樣病毒基因組復制方式多樣 dsDNA病毒的復制病毒的復制 ssDNA病毒的復制病毒的復制 +ssRNA病毒的復制病毒的復制 -ssRNA病毒的復制病毒的復制 dsRNA病毒的復制病毒的復制 +ssRNA逆轉(zhuǎn)錄病毒的復制逆轉(zhuǎn)

11、錄病毒的復制 dsDNA嗜肝病毒的復制嗜肝病毒的復制 dsDNA病毒病毒 mRNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯子代病毒子代病毒DNA 半保留半保留復制復制 裝配裝配核衣殼核衣殼+ssDNA病毒病毒 mRNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)-ssDNA病毒病毒dsDNA病毒病毒DNA合成合成 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯 子代子代-ssDNA 半保留半保留復制復制 裝配裝配核衣殼核衣殼DNA病毒的復制病毒的復制 =mRNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)+ssRNA病毒病毒+ssRNA-ssRNA復制中間體復制中間體翻譯翻譯 子代子代+ssRNA 解鏈解鏈裝配裝配核衣殼核衣殼ssRNA病毒的復制病毒的復制 mRNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)-ssRN

12、A病毒病毒+ssRNA-ssRNA復制中間體復制中間體 子代子代-ssRNA 裝配裝配核衣殼核衣殼解鏈解鏈+ssRNA-ssRNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄+ssRNA-ssRNA翻譯翻譯dsRNA病毒的復制病毒的復制 mRNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)dsRNA病毒病毒+ssRNA-ssRNA翻譯翻譯 子代子代dsRNA 裝配裝配 核衣殼核衣殼解鏈解鏈轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄+ssRNA逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄病毒的復制病毒的復制子代子代+ssRNA +ssRNA逆轉(zhuǎn)錄病毒逆轉(zhuǎn)錄病毒復制中間體復制中間體裝配裝配核衣殼核衣殼轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄cDNA-RNA:DNA雜交體雜交體酶解酶解RNADNA-合成合成DNA+dsDNA整合酶整合酶細胞染色體細

13、胞染色體(前病毒前病毒)剪接剪接mRNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)釋放釋放翻譯翻譯 閉環(huán)超螺旋閉環(huán)超螺旋DNA mRNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 翻譯翻譯dsDNA嗜肝嗜肝病毒的復制病毒的復制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄 開環(huán)雙鏈開環(huán)雙鏈DNA子代子代+ssRNA 裝配裝配逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄DNA合成合成-ssDNA ds DNA 第三節(jié)第三節(jié) 病毒的增殖病毒的增殖 復制復制 （replication） 利用利用宿主細胞宿主細胞的的酶酶系統(tǒng)，系統(tǒng)，原材料原材料和和生物合成的場生物合成的場所所，在，在病毒基因病毒基因的指令下，由親代到子代病毒的的指令下，由親代到子代病毒的增殖過程。增殖過程。 復制周期：復制周期： 從病毒從病毒接觸接觸宿主細胞

14、開始，經(jīng)過基因組復制，最宿主細胞開始，經(jīng)過基因組復制，最后從宿主細胞中后從宿主細胞中釋放釋放出子代病毒的過程。出子代病毒的過程。 步驟：步驟： 吸附吸附( (adsorption)adsorption) 穿入穿入( (penetration)penetration) 脫殼脫殼( (uncoating)uncoating) 生物合成生物合成( (biosynthesis)biosynthesis) 組裝、成熟與釋放組裝、成熟與釋放 (assembly maturation and release) 復制增殖過程復制增殖過程吸附：吸附：病毒的配體位點與細胞表面的特異受病毒的配體位點與細胞表面的特異

15、受 體的結合體的結合, ,是感染的是感染的第一步第一步。三階段：三階段： 布朗運動；靜電結合；特異性結合：吸附布朗運動；靜電結合；特異性結合：吸附步驟一步驟一 吸附吸附無包膜病毒無包膜病毒：胞飲或胞吞胞飲或胞吞（endocytosisendocytosis）步驟二步驟二 穿入穿入 不同病毒，穿入方式不同不同病毒，穿入方式不同 包膜病毒包膜病毒：包膜包膜融合融合( (fusion)fusion) 病毒包膜與細胞膜融合，核衣殼直接進入胞漿內(nèi)病毒包膜與細胞膜融合，核衣殼直接進入胞漿內(nèi) 噬菌體噬菌體：注入式注入式 - - 病毒核酸直接進入胞漿內(nèi)病毒核酸直接進入胞漿內(nèi)步驟三步驟三 脫殼脫殼 釋放核酸釋放

16、核酸 宿主細胞溶酶體酶水解病毒衣殼蛋白宿主細胞溶酶體酶水解病毒衣殼蛋白 步驟四：生物合成步驟四：生物合成 病毒病毒核酸核酸合成合成 病毒病毒蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)合成合成 合成特點：合成特點：早期早期合成非結構蛋白，酶合成非結構蛋白，酶 晚期晚期復制核酸、合成結構蛋白等復制核酸、合成結構蛋白等 此階段無完整病毒可見，血清學方法檢測不到此階段無完整病毒可見，血清學方法檢測不到病毒抗原，稱為病毒抗原，稱為隱蔽期隱蔽期 組裝過程：組裝過程： 無包膜病毒：衣殼病毒核酸無包膜病毒：衣殼病毒核酸 核衣殼核衣殼 包膜病毒：核衣殼包膜包膜病毒：核衣殼包膜 病毒體病毒體釋放過程：釋放過程： 無包膜病毒：溶細胞的方式釋放無

17、包膜病毒：溶細胞的方式釋放 包膜病毒：出芽方式釋放包膜病毒：出芽方式釋放 步驟五步驟五 組裝、成熟與釋放組裝、成熟與釋放 - - 出芽釋放：出芽釋放：包膜病毒，不直接破壞宿主細胞包膜病毒，不直接破壞宿主細胞流感病毒出芽釋放流感病毒出芽釋放皰疹病毒出芽穿過核膜獲得包膜皰疹病毒出芽穿過核膜獲得包膜0.1m HIV病毒出芽釋放病毒出芽釋放 - - 溶細胞性釋放溶細胞性釋放： 無包膜病毒無包膜病毒 宿主細胞損傷、崩解宿主細胞損傷、崩解 病毒的生長曲線病毒的生長曲線 隱蔽期隱蔽期 對數(shù)生長期對數(shù)生長期 細胞死亡期細胞死亡期病毒的異常增殖和干擾現(xiàn)象病毒的異常增殖和干擾現(xiàn)象 正常增殖，產(chǎn)生病毒體正常增殖，產(chǎn)

18、生病毒體 異常增殖異常增殖，不能形成病毒體，不能形成病毒體頓挫頓挫感染感染缺陷病毒缺陷病毒 頓挫感染頓挫感染( (Abortive infection) )： 概念：病毒在細胞內(nèi)復制增殖后，但概念：病毒在細胞內(nèi)復制增殖后，但因細因細胞條件不合適，胞條件不合適，不能不能組裝、釋放組裝、釋放有感染性的有感染性的病毒顆粒。病毒顆粒。 細胞稱為：非容納細胞細胞稱為：非容納細胞 病毒的異常增殖病毒的異常增殖 缺陷病毒缺陷病毒（ defective virus）：概念：病毒基因組不完整概念：病毒基因組不完整/ /某位點改變，不能復制某位點改變，不能復制出病毒體。出病毒體。 與輔助病毒共感染與輔助病毒共感染

19、/ /培養(yǎng)培養(yǎng) 正常增殖正常增殖 缺陷干擾顆粒缺陷干擾顆粒( (Defective interfering particles, DIPDIP) 發(fā)揮干擾作用的缺陷病毒病毒的干擾現(xiàn)象病毒的干擾現(xiàn)象（interference）概念：兩種病毒感染同一細胞，可發(fā)生一種病毒概念：兩種病毒感染同一細胞，可發(fā)生一種病毒抑抑制制另一種病毒增殖的現(xiàn)象。另一種病毒增殖的現(xiàn)象。發(fā)生范圍：發(fā)生范圍： 1）自身干擾）自身干擾 2）同種干擾）同種干擾 3）異種干擾）異種干擾 （1 1）突變）突變機制：機制：點突變（溫度敏感條件致死突變，點突變（溫度敏感條件致死突變，ts ts） 缺失突變?nèi)笔蛔兺蛔冎觐愋停和蛔冎觐愋停?/p>

20、1 1）毒力改變突變株：制備疫苗）毒力改變突變株：制備疫苗2 2）條件致死突變株：溫度敏感突變株）條件致死突變株：溫度敏感突變株3 3）宿主適應突變株：制備疫苗等）宿主適應突變株：制備疫苗等第四節(jié)第四節(jié) 病毒的病毒的遺傳和遺傳和變異變異（2）基因重組）基因重組ABABabAbAbaBaB1 1）活病毒間的重組）活病毒間的重組2 2）滅活病毒間的重組：多重復活）滅活病毒間的重組：多重復活3 3）死、活病毒間的重組：交叉復活）死、活病毒間的重組：交叉復活（3）表型重組）表型重組1 1）表型混合：裝配過程發(fā)生錯誤形成）表型混合：裝配過程發(fā)生錯誤形成2 2）基因型混合：兩種病毒）基因型混合：兩種病毒核酸核酸混裝在同一衣殼內(nèi)混裝