病毒學(xué)第四章-病毒的侵染與復(fù)制課件

第四章病毒的侵染與復(fù)制第一節(jié)病毒復(fù)制研究的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)第二節(jié)病毒的復(fù)制周期第三節(jié)病毒的異常復(fù)制第四節(jié)朊病毒1可編輯課件PPT本章重點(diǎn)1.烈性噬菌體繁殖的一般過(guò)程2.一步生長(zhǎng)曲線3.病毒核酸的復(fù)制4.朊病毒的復(fù)制與致病機(jī)理2可編輯課件PPT

復(fù)制（replication）:病毒感染細(xì)胞后，在病毒核酸控制下合成病毒的核酸與蛋白質(zhì)等成分，然后在宿主細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)或核內(nèi)裝配成病毒顆粒，再以各種方式釋放到細(xì)胞外，感染其他細(xì)胞，這種增殖方式叫復(fù)制。3可編輯課件PPT第一節(jié)病毒復(fù)制研究的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一、噬菌體—細(xì)菌培養(yǎng)系統(tǒng)1、細(xì)菌容易培養(yǎng)，數(shù)目易于控制。2、形成噬菌斑容易觀察。3、實(shí)驗(yàn)重復(fù)快。其相關(guān)研究為植物病毒和動(dòng)物病毒的復(fù)制所借鑒。4可編輯課件PPT

二、噬菌體(phage)的繁殖噬菌體并沒(méi)有個(gè)體的生長(zhǎng)過(guò)程，而只有其基本成分的合成和裝配，即首先將各個(gè)部件合成出來(lái)，然后裝配，所以一般將噬菌體的繁殖稱做復(fù)制。根據(jù)噬菌體與宿主的關(guān)系：烈性噬菌體：指感染宿主細(xì)胞后，能夠使宿主細(xì)胞裂解的噬菌體.溫和噬菌體（或溶源性噬菌體）：噬菌體感染細(xì)胞后，將其核酸整合（附著）到宿主的核DNA上，并且可以隨宿主DNA的復(fù)制而進(jìn)行同步復(fù)制，在一般情況下，不引起寄主細(xì)胞裂解的噬菌體。5可編輯課件PPT烈性噬菌體的繁殖過(guò)程一般分為五個(gè)階段：吸附、侵入、復(fù)制、裝配和釋放。1、烈性噬菌體的繁殖6可編輯課件PPT①吸附：噬菌體和宿主細(xì)胞上的特異性吸附部位進(jìn)行特異性結(jié)合，噬菌體以尾絲牢固吸附在受體上后，靠刺突“釘”在細(xì)胞表面上。②侵入：核酸注入細(xì)胞的過(guò)程。噬菌體尾部所含酶類物質(zhì)可使細(xì)胞壁產(chǎn)生一些小孔，然后尾鞘收縮，尾髓刺入細(xì)胞壁，并將核酸注入細(xì)胞內(nèi)，蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)胞外。③復(fù)制：包括核酸的復(fù)制和蛋白質(zhì)合成。噬菌體核酸進(jìn)入宿主細(xì)胞后，會(huì)控制宿主細(xì)胞的合成系統(tǒng)，然后以噬菌體核酸中的指令合成噬菌體所需的核酸和蛋白質(zhì)。7可編輯課件PPT④裝配：主要步驟有：DNA分子的縮合——通過(guò)衣殼包裹DNA而形成頭部——尾絲及尾部的其它部件獨(dú)立裝配完成——頭部與尾部相結(jié)合——最后裝上尾絲，至此，一個(gè)個(gè)成熟的形狀、大小相同的噬菌體裝配完成。8可編輯課件PPT⑤釋放：方式：裂解：包括T4噬菌體在內(nèi)的大多數(shù)噬菌體以裂解細(xì)胞的方式釋放。分泌：噬菌體穿出細(xì)胞，細(xì)胞并不裂解。（絲狀噬菌體）通常情況下，一個(gè)噬菌體通過(guò)上述五個(gè)過(guò)程能合成100——300個(gè)噬菌體。烈性噬菌體的這種生長(zhǎng)繁殖方式也稱為一步生長(zhǎng)，9可編輯課件PPT10可編輯課件PPT

2、一步生長(zhǎng)曲線

一步生長(zhǎng)曲線是定量描述烈性噬菌體生長(zhǎng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)曲線。（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)依據(jù)：通常噬菌體和細(xì)菌的混合比例為1:10，保證1個(gè)菌體只被1個(gè)噬菌體感染,避免二次吸附；細(xì)菌群體被噬菌體同步感染。11可編輯課件PPT（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程:

敏感菌10mlPhage1ml

混勻，5min,使之吸附

離心或用抗phage血清處理,去除過(guò)量phage

高倍稀釋,吸附phage的菌懸液(避免多次吸附)37℃培養(yǎng),定時(shí)取樣

12可編輯課件PPT噬菌斑:概念：將少量噬菌體與大量敏感菌混合培養(yǎng)在營(yíng)養(yǎng)瓊脂中，在平板表面布滿宿主細(xì)胞的菌苔上,可以用肉眼看到一個(gè)個(gè)透明的不長(zhǎng)菌的小圓斑，稱為噬菌斑。(每個(gè)噬菌斑一般是由一個(gè)噬菌體粒子形成的。)

應(yīng)用:

噬菌斑可用于檢出、分離、純化噬菌體和進(jìn)行噬菌體的計(jì)數(shù)。噬菌斑13可編輯課件PPT14可編輯課件PPT

取樣人為裂解處理（每5min）樣品中加入氯仿裂解細(xì)胞

24-48h

裂解液加入敏感菌液中

適當(dāng)稀釋混合液

涂布于瓊脂培養(yǎng)基上

計(jì)數(shù)噬菌斑15可編輯課件PPT

取樣（每5min）離心除去細(xì)菌上清加入敏感菌液中適當(dāng)稀釋混合液涂布計(jì)數(shù)噬菌斑

16可編輯課件PPT

以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo),以噬菌斑數(shù)為縱坐標(biāo),繪制成的曲線為一步生長(zhǎng)曲線?？煞忠韵码A段：潛伏期(latentphase)裂解期(burstphase)穩(wěn)定期(plateauphase)

一步生長(zhǎng)曲線17可編輯課件PPT一步生長(zhǎng)曲線18可編輯課件PPT潛伏期：從噬菌體吸附細(xì)菌到細(xì)菌細(xì)胞釋放新的噬菌體之前的這段時(shí)期。曲線平行于橫軸，噬菌體數(shù)無(wú)變化。樣品中無(wú)游離的噬菌體。(潛伏期前的噬菌斑數(shù)是噬菌體數(shù),也就是感染噬菌體的細(xì)菌數(shù)).病毒在感染細(xì)胞內(nèi)消失到細(xì)胞內(nèi)重新出現(xiàn)新的感染病毒的時(shí)期為隱蔽期(eclipseperiod)。

裂解期：曲線直線上升，子代噬菌體不斷釋放到培養(yǎng)基中,直到達(dá)到一個(gè)極限。穩(wěn)定期:感染細(xì)胞后復(fù)制的子代噬菌體全部釋放，噬菌斑數(shù)穩(wěn)定，一次感染結(jié)束。19可編輯課件PPT裂解量:每一受感染細(xì)胞所釋放的新的噬菌體的平均數(shù)。

穩(wěn)定期噬菌斑數(shù)裂解量=

潛伏期噬菌斑數(shù)不同的噬菌體或同種噬菌體感染敏感菌后所釋放的噬菌體數(shù)不同，與噬菌體種類、宿主細(xì)胞菌齡以及環(huán)境因數(shù)有關(guān)。T4約為100，ΦX174約為1000，f2高達(dá)10000、T2僅為200。

20可編輯課件PPTMOI:multiplicityofinfection，感染復(fù)數(shù)。傳統(tǒng)的MOI概念起源于噬菌體感染細(xì)菌的研究。其含義是感染時(shí)噬菌體與細(xì)菌的數(shù)量比值，也就是平均每個(gè)細(xì)菌感染噬菌體的數(shù)量。噬菌體的數(shù)量單位為pfu。一般認(rèn)為MOI是一個(gè)比值，沒(méi)有單位，其實(shí)其隱含的單位是pfunumber/cell。后來(lái)MOI被普遍用于病毒感染細(xì)胞的研究中，含義是感染時(shí)病毒與細(xì)胞數(shù)量的比值。

21可編輯課件PPT

3、溫和噬菌體與溶源性細(xì)菌溫和噬菌體(temperaturephage)：噬菌體感染細(xì)胞后，將其核酸整合（附著）到宿主的核DNA上，并且可以隨宿主DNA的復(fù)制而進(jìn)行同步復(fù)制，在一般情況下，不引起寄主細(xì)胞裂解的噬菌體。原噬菌體（或前噬菌體,prophage）：即整合在宿主核DNA上的噬菌體的核酸。溶原性細(xì)菌(lysogenicbacteria)：指在核染色體上整合有原噬菌體的細(xì)菌?？蛇M(jìn)行正常生長(zhǎng)繁殖，而不被裂解。

22可編輯課件PPT溶原性細(xì)菌的特點(diǎn)：可穩(wěn)定遺傳：子代細(xì)菌都含有原噬菌體，均具有溶原性?？勺园l(fā)裂解：溫和噬菌體的核酸也可從宿主DNA上脫落下來(lái)，恢復(fù)原來(lái)的狀態(tài)，進(jìn)行大量的復(fù)制，變成烈性噬菌體，自發(fā)裂解幾率10-2～10-5。可誘導(dǎo)裂解：用化學(xué)、物理方法誘導(dǎo)具有“免疫性”：溶原菌對(duì)其本身產(chǎn)生的噬菌體或外來(lái)的同源的噬菌體不敏感，對(duì)同源噬菌體具免疫性，對(duì)非同源噬菌體沒(méi)有免疫性?？蓮?fù)愈：自然遺失前噬菌體，但不發(fā)生自發(fā)裂解和誘導(dǎo)裂解溶源轉(zhuǎn)變：由于溶原菌整合了溫和噬菌體的核酸而使自己產(chǎn)生一些新的生理特征。23可編輯課件PPT

三、動(dòng)物病毒—?jiǎng)游锛?xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)20世紀(jì)50年代才建立動(dòng)物細(xì)胞體外連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)。體外培養(yǎng)細(xì)胞只能近似地反應(yīng)動(dòng)物機(jī)體內(nèi)病毒的復(fù)制過(guò)程?？瞻叻椒ㄏ喈?dāng)數(shù)量的病毒不能在細(xì)胞培養(yǎng)物中生長(zhǎng)24可編輯課件PPT25可編輯課件PPT

植物細(xì)胞去掉細(xì)胞壁，而仍有代謝活性的原生質(zhì)部分稱為原生質(zhì)體，20世紀(jì)70年代建立。原生質(zhì)體的離體存活能力、生理活性不十分理想，有些植物原生質(zhì)體的分離、培養(yǎng)與維持還十分困難。目前尚不如動(dòng)物細(xì)胞那樣成熟和方便。四、植物病毒—植物原生質(zhì)體培養(yǎng)系統(tǒng)26可編輯課件PPT第二節(jié)病毒的復(fù)制周期27可編輯課件PPT一、吸附(adsorption)

病毒與細(xì)胞表面特異的受體結(jié)合稱為吸附。病毒與細(xì)胞的最初結(jié)合是可逆的。病毒與受體結(jié)構(gòu)互補(bǔ)后，形成不可逆結(jié)合，這時(shí)即使洗下病毒顆粒，該顆粒也不具有侵襲性。28可編輯課件PPT決定病毒不可逆結(jié)合的因素1、病毒吸附蛋白能夠識(shí)別并吸附細(xì)胞表面受體的病毒表面結(jié)構(gòu)蛋白。T-偶數(shù)噬菌體的吸附蛋白是噬菌體尾絲蛋白。流感病毒包膜上有兩種突起：血凝素和神經(jīng)氨酸酶，但病毒的感染性只能被抗血凝素的抗血清中和。29可編輯課件PPT

流感病毒外面兩種蛋白質(zhì)突起，一是血凝素，一是神經(jīng)氨酸酶。病毒血凝素對(duì)細(xì)胞上含唾液酸的糖蛋白或脂蛋白有特異的親和能力。神經(jīng)氨酸酶與細(xì)胞表面黏液蛋白中的神經(jīng)氨酸也有特異的結(jié)合能力，它的作用是從黏液蛋白釋放乙酰神經(jīng)氨酸，因而使得由細(xì)胞表面芽生的子代病毒，得以脫離細(xì)胞。30可編輯課件PPT2、病毒的細(xì)胞受體

病毒的細(xì)胞受體決定了病毒的宿主范圍、組織親和性、并影響病毒的致病性。細(xì)胞的生理狀態(tài)發(fā)生改變，也會(huì)影響病毒的吸附。

31可編輯課件PPT

例如脊髓灰質(zhì)炎病毒只能附著在靈長(zhǎng)類的動(dòng)物細(xì)胞上，而不能吸附在嚙齒類動(dòng)物細(xì)胞上。

脊髓灰質(zhì)炎病毒的RNA+柯薩奇病毒的蛋白質(zhì)衣殼雜種病毒

侵染小鼠細(xì)胞32可編輯課件PPT噬菌體細(xì)胞受體有嚴(yán)格的種系特異性，因而各種噬菌體具有嚴(yán)格的宿主范圍，這一特性可作為細(xì)菌的分類鑒定指標(biāo)。33可編輯課件PPT

大多數(shù)噬菌體的病毒受體為細(xì)菌細(xì)胞壁上的磷壁酸分子，脂多糖分子以及糖蛋白復(fù)合物，有的則位于菌毛、鞭毛或莢膜上。大部分動(dòng)物病毒的病毒受體為鑲嵌在細(xì)胞膜脂質(zhì)雙分子層中的糖蛋白，也有的是糖脂或唾液酸寡糖苷。植物病毒迄今尚未發(fā)現(xiàn)有特異性細(xì)胞受體。34可編輯課件PPT植物病毒

植物病毒須經(jīng)機(jī)械傳遞或昆蟲(chóng)介體傳遞導(dǎo)致感染。不存在吸附蛋白和受體的特異結(jié)合，其特異性取決于病毒復(fù)制過(guò)程的以后各步。35可編輯課件PPT不侵染番茄TMV株系的RNA+侵染番茄TMV株系的外殼雜種病毒不侵染侵染番茄TMV株系的RNA+不侵染番茄TMV株系的外殼雜種病毒侵染36可編輯課件PPT3、環(huán)境因數(shù)溫度：一定溫度范圍內(nèi)，病毒的吸附速率與溫度成正比。脊髓灰質(zhì)炎病毒在1℃時(shí)的吸附率僅是37℃的十分之一。離子環(huán)境：病毒的吸附蛋白與細(xì)胞受體主要成分是蛋白質(zhì)，趨向帶負(fù)電荷。一般一定濃度的陽(yáng)離子促進(jìn)吸附，陰離子無(wú)此作用。pH：影響病毒與細(xì)胞吸附反應(yīng)的第一步---靜電引力結(jié)合。37可編輯課件PPT二、侵入（penetration）1、噬菌體的侵入

T偶數(shù)噬菌體采取注射的方式其他噬菌體的入侵方式可能不同。38可編輯課件PPT2、動(dòng)物病毒的入侵（1）位移：一些裸露的病毒，如脊髓灰質(zhì)炎病毒在吸附到細(xì)胞膜上后殼體發(fā)生改變，以便只有核酸進(jìn)入細(xì)胞。（2）與細(xì)胞膜融合：副黏病毒（有囊膜病毒）（3）內(nèi)吞作用：又稱病毒胞飲，呼腸孤病毒、乳多空病毒。（有囊膜及無(wú)囊膜病毒）39可編輯課件PPT40可編輯課件PPT3、植物病毒（1）介體感染：主要通過(guò)昆蟲(chóng)。（2）非介體感染：即帶毒植物的嫁接，帶毒花粉的花粉粒萌發(fā)，芽管侵入胚胎等均可使病毒進(jìn)入細(xì)胞。41可編輯課件PPT三、脫殼

病毒侵入細(xì)胞后，病毒的包膜和衣殼被除去而病毒核酸釋放出來(lái)的過(guò)程。大部分依靠細(xì)胞內(nèi)的蛋白酶進(jìn)行脫殼，也有病毒表達(dá)脫殼酶。42可編輯課件PPT四、病毒大分子的合成

病毒感染細(xì)胞后，要么潛伏下來(lái)將核酸整合于細(xì)胞基因組，成為前病毒隨細(xì)胞分裂而傳遞；要么接管細(xì)胞的代謝機(jī)制，利用細(xì)胞合成核酸和蛋白質(zhì)的原料、場(chǎng)所、機(jī)制、能量完成病毒大分子的合成。43可編輯課件PPT大多數(shù)正鏈RNA病毒的RNA分子直接與核糖體結(jié)合，全長(zhǎng)或部分進(jìn)行翻譯。其他病毒基因組均需轉(zhuǎn)錄為mRNA，再進(jìn)行蛋白表達(dá)。在細(xì)胞核內(nèi)復(fù)制的DNA病毒通過(guò)細(xì)胞的DNA依賴的RNA聚合酶Ⅱ執(zhí)行轉(zhuǎn)錄功能，其他病毒則需由病毒編碼獨(dú)特的轉(zhuǎn)錄酶，作為病毒的中間產(chǎn)物。44可編輯課件PPT

病毒大分子的合成包括核酸的復(fù)制和基因組的轉(zhuǎn)錄。病毒基因組的轉(zhuǎn)錄具有嚴(yán)格的時(shí)序性，分早期轉(zhuǎn)錄和晚期轉(zhuǎn)錄。發(fā)生在病毒核酸復(fù)制以前的轉(zhuǎn)錄為早期轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄的基因?yàn)樵缙诨?，早期蛋白主要參與病毒核酸的復(fù)制以及參與抑制宿主細(xì)胞大分子的合成。在核酸復(fù)制開(kāi)始或復(fù)制后進(jìn)行的轉(zhuǎn)錄稱為晚期轉(zhuǎn)錄，晚期蛋白主要是病毒的結(jié)構(gòu)蛋白。45可編輯課件PPT1、病毒核酸復(fù)制概論（1）病毒核酸的復(fù)制模式：半保留復(fù)制和全保留復(fù)制。1）半保留復(fù)制：

在新復(fù)制的dsDNA中，一條是母體DNA鏈，另一條是新合成的子代DNA鏈。是DNA復(fù)制普遍遵循的模式，DNA病毒也大多采用此種方式。但也有一些dsRNA病毒采用。46可編輯課件PPT

半保留復(fù)制47可編輯課件PPT

2）全保留復(fù)制

主要是dsRNA病毒，復(fù)制時(shí)雙鏈基因組仍相互纏繞，只在復(fù)制點(diǎn)局部解開(kāi)幾個(gè)堿基對(duì)，子代雙鏈全是新合成。包括呼腸孤病毒、質(zhì)型多角體病毒、輪狀病毒等。在+ssRNA噬菌體基因組復(fù)制時(shí)所形成的復(fù)制型RF復(fù)制子代+RNA鏈時(shí)也存在這種模式。48可編輯課件PPT

全保留復(fù)制49可編輯課件PPT（2）病毒核酸復(fù)制的主要類型：7類1971年，BaltimoreD根據(jù)病毒基因組的復(fù)制表達(dá)線路，提出了一種分類方法。

（+）DNAⅡ類

(-)DNA(±)

DNAⅥ類(+)RNAmRNA(-)RNAⅠ類Ⅳ類(-)RNAⅤ類(±)RNAⅢ類后來(lái)，學(xué)術(shù)界將嗜肝DNA病毒科和花椰菜花葉病毒科另列一組，這類病毒的dsDNA復(fù)制必須經(jīng)過(guò)逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生DNA(前基因組)50可編輯課件PPT第一類型：dsDNA1）僅在細(xì)胞核內(nèi)復(fù)制（皰疹病毒科、腺病毒科、乳頭狀榴病毒科），需要細(xì)胞因子參與。2）細(xì)胞質(zhì)內(nèi)復(fù)制（痘病毒科），能編碼轉(zhuǎn)錄和復(fù)制所需要的因子，不必依賴細(xì)胞因子。3）虹彩病毒科，其DNA復(fù)制早期在核內(nèi)，晚期在細(xì)胞質(zhì)中。51可編輯課件PPT痘病毒、虹彩病毒、皰疹病毒、腺病毒：

mRNA蛋白質(zhì)dsDNA病毒組裝

dsDNA52可編輯課件PPT病毒（±）DNA病毒（±）DNA子代病毒即早蛋白早期蛋白晚期蛋白

mRNA

mRNA

mRNAⅠ類53可編輯課件PPT第二類型：ssDNA（細(xì)小病毒科），病毒在細(xì)胞核內(nèi)復(fù)制，中間可行成雙鏈中間體作為合成正鏈的模板。大多數(shù)ssDNA序列與mRNA極性相同。細(xì)小病毒、圓環(huán)病毒：

mRNA蛋白質(zhì)ssDNAdsDNA病毒組裝

ssDNA54可編輯課件PPT病毒（+）DNA子代（+）DNA細(xì)胞蛋白病毒蛋白子代病毒

mRNA（±）DNAⅡ類55可編輯課件PPT第三類型：dsRNA（呼腸孤病毒科），病毒有多片段的基因組，每個(gè)片段可單獨(dú)轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)生單個(gè)的單順?lè)醋觤RNA。（也有單片段基因組的）呼腸孤病毒、雙RNA病毒：

mRNA蛋白質(zhì)dsRNA病毒組裝

dsRNA56可編輯課件PPT病毒（±）RNA子代（±）RNA病毒蛋白部分裝配子代病毒

mRNA病毒酶Ⅲ類57可編輯課件PPT第四類型：+ssRNA（微小RNA病毒科、杯狀病毒科、披蓋病毒科、黃病毒科、冠狀病毒科）微小RNA病毒、杯狀病毒、披蓋病毒、黃病毒、冠狀病毒、動(dòng)脈炎病毒：

蛋白質(zhì)（裂解）+ssRNA+ssRNA病毒組裝

-ssRNAdsRNA58可編輯課件PPT1）病毒具有多順?lè)醋觤RNA（微小RNA病毒科、杯狀病毒科、黃病毒科），合成一個(gè)多聚的蛋白產(chǎn)物，隨后被切割形成成熟的蛋白質(zhì)。具有RF中間型。病毒（+）ssRNA子代（+）ssRNA多聚蛋白蛋白加工子代病毒dsRNA結(jié)構(gòu)蛋白非結(jié)構(gòu)蛋白Ⅳ類①59可編輯課件PPTDNA轉(zhuǎn)錄多順?lè)醋觤RNA啟動(dòng)子基因1基因2基因3DNA轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)子基因單順?lè)醋觤RNA60可編輯課件PPTRF(replicativeform)復(fù)制型:是核酸在復(fù)制過(guò)程中出現(xiàn)的一種結(jié)構(gòu)，一般指單鏈DNA的病毒或RNA病毒的基因組ssDNA或ssRNA在復(fù)制時(shí)形成的dsDNA或dsRNA中間分子。61可編輯課件PPT2）病毒具有復(fù)雜的轉(zhuǎn)錄過(guò)程（披蓋病毒科、煙草花葉病毒屬），其轉(zhuǎn)錄的mRNA通常小于基因組RNA，不能做為子代RNA的復(fù)制模板。中間過(guò)程無(wú)RF出現(xiàn)。病毒（+）ssRNA子代（+）ssRNA非結(jié)構(gòu)蛋白mRNA子代病毒結(jié)構(gòu)蛋白Ⅳ類②全長(zhǎng)（-）ssRNA62可編輯課件PPT第五類型：-ssRNA（正黏病毒科、單負(fù)股病毒目）正黏病毒、副黏病毒、彈狀病毒、絲狀病毒等：

蛋白質(zhì)-ssRNA+ssRNA病毒組裝

-ssRNA63可編輯課件PPT①分段的基因組（正黏病毒科），復(fù)制在細(xì)胞核發(fā)生，復(fù)制的第一步是，病毒粒子的RNA依賴的RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生單順?lè)醋觤RNAs，該mRNA也作為模板啟動(dòng)基因組復(fù)制；病毒（-）ssRNA子代（-）ssRNA病毒蛋白子代病毒mRNAⅤ類①病毒酶64可編輯課件PPT②非分段的基因組（單負(fù)股病毒目），從全長(zhǎng)的病毒基因組產(chǎn)生多個(gè)單順?lè)醋觤RNAs，產(chǎn)生多個(gè)mRNA的機(jī)制有兩種可能，一種是轉(zhuǎn)錄后形成的全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄本經(jīng)剪切產(chǎn)生多個(gè)mRNA；另一種是病毒基因組內(nèi)存在轉(zhuǎn)錄起始與終止的信號(hào)。病毒（-）ssRNA子代（-）ssRNA病毒蛋白子代病毒（+）ssRNAⅤ類②病毒酶mRNA65可編輯課件PPT第六類型：+ssRNA，其基因組為二倍體，具有DNA中間體（反轉(zhuǎn)錄病毒科），它不作為mRNA而是反轉(zhuǎn)錄為DNA。反轉(zhuǎn)錄病毒：

mRNA蛋白質(zhì)+ssRNAdsDNA整合到宿主病毒組裝細(xì)胞基因組

+ssRNA66可編輯課件PPT病毒2（+）ssRNA前病毒dsDNA子代病毒（+）ssRNA（-）ssDNAⅥ類病毒反轉(zhuǎn)錄酶mRNA病毒蛋白67可編輯課件PPT第七類型：dsDNA，具有RNA中間體（嗜肝DNA病毒科、花椰菜花葉病毒科），與第六類型不同，其反轉(zhuǎn)錄過(guò)程發(fā)生在病毒粒子成熟過(guò)程中。當(dāng)病毒感染新細(xì)胞時(shí)，首先是修復(fù)缺損的基因，然后再轉(zhuǎn)錄。其dsDNA為開(kāi)環(huán)結(jié)構(gòu)。嗜肝病毒：ss/dsDNAmRNA蛋白質(zhì)病毒組裝

dsDNAss/dsDNA68可編輯課件PPT病毒開(kāi)環(huán)dsDNA超螺旋dsDNA子代病毒（-）ssDNA（+）ssRNAⅦ類反轉(zhuǎn)錄病毒蛋白dsDNA69可編輯課件PPT五、病毒的裝配與釋放病毒大分子合成產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)組分能以一定的方式結(jié)合，組裝成完整子代病毒顆粒。這一復(fù)制階段稱為裝配。絕大多數(shù)DNA病毒在細(xì)胞核內(nèi)組裝，RNA病毒與痘病毒類則在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)組裝。無(wú)包膜病毒組裝成核衣殼即為成熟的病毒體，病毒的早期蛋白，即非病毒結(jié)構(gòu)成分不組裝入病毒，殘留在感染細(xì)胞中。

70可編輯課件PPT

有些病毒（煙草花葉病毒）的殼體蛋白質(zhì)亞基能以類似結(jié)晶作用的方式自發(fā)裝配成病毒殼體。另一種方式為指導(dǎo)裝配，有病毒基因組編碼的非結(jié)構(gòu)蛋白（腳手架蛋白、蛋白水解酶）參與，前者在裝配中有瞬時(shí)功能，完畢后，或參與另一輪的病毒裝配，或被除去。后者對(duì)前體蛋白進(jìn)行加工，穩(wěn)定裝配步驟。71可編輯課件PPT

絕大多數(shù)無(wú)包膜病毒釋放時(shí)被感染的細(xì)胞崩解，釋放出病毒顆粒，宿主細(xì)胞膜破壞，細(xì)胞迅即死亡。

絕大多數(shù)有包膜病毒通過(guò)細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、空泡，或包上細(xì)胞核膜或細(xì)胞膜以出芽方式釋放而成為成熟病毒，在一段時(shí)間內(nèi)逐個(gè)釋出，對(duì)細(xì)胞膜破壞輕，宿主細(xì)胞死亡慢。

從單個(gè)病毒吸附開(kāi)始至所有病毒釋放，此過(guò)程稱為感染周期或復(fù)制周期。一個(gè)感染細(xì)胞一般釋放的病毒數(shù)約為100-1000。72可編輯課件PPT植物病毒大多數(shù)沒(méi)有囊膜，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，核衣殼大都以自我裝配的方式成熟。植物病毒一般不裂解細(xì)胞，而是通過(guò)胞間連絲傳遞給相鄰的細(xì)胞。73可編輯課件PPT74可編輯課件PPT75可編輯課件PPT第三節(jié)病毒的異常復(fù)制

1、缺損病毒：有些病毒由于缺乏某些基因，單獨(dú)感染細(xì)胞時(shí)不能復(fù)制出完整的、具有感染性的病毒顆粒，需要其它病毒基因組或病毒基因的輔助活性，否則，即使在活細(xì)胞內(nèi)也不能復(fù)制。有生物活性的缺損病毒包括4類：76可編輯課件PPT⑴干擾缺損病毒：又稱干擾缺損顆粒（defectiveinterferingparticles,DI顆粒），是病毒復(fù)制時(shí)產(chǎn)生的一類亞基因組的缺失突變體，必須依賴于其同源的完全病毒才能復(fù)制。DI基因組比其完全病毒小，復(fù)制更迅速，在與其完全病毒共感染時(shí)易占據(jù)優(yōu)勢(shì)，從而干擾其復(fù)制。77可編輯課件PPT⑵衛(wèi)星病毒：寄生于與之無(wú)關(guān)的輔助病毒的基因產(chǎn)物的病毒。基因組缺損，必須依賴于輔助病毒才能復(fù)制，它不是由其輔助病毒的基因缺失產(chǎn)生的，是存在于自然界中一種絕對(duì)缺損病毒，形態(tài)結(jié)構(gòu)和抗原性都與輔助病毒不同，基因組很少有同源性。衛(wèi)星病毒現(xiàn)劃歸在亞病毒因子的衛(wèi)星之中。78可編輯課件PPT⑶條件缺損病毒：是一類基因組發(fā)生了突變的病毒條件致死突變體，在允許條件下能夠正常繁殖，在限制條件下導(dǎo)致流產(chǎn)感染，也能干擾野生型病毒復(fù)制。79可編輯課件PPT⑷整合的病毒基因組：某些溫和噬菌體和腫瘤病毒感染宿主細(xì)胞后，病毒基因組整合于宿主染色體，并隨細(xì)胞分裂傳遞給子代細(xì)胞。除非缺損的外源性RNA腫瘤病毒外，病毒整合感染的細(xì)胞沒(méi)有感染性的病毒產(chǎn)生，只有在一定條件下，整合在宿主染色體的病毒基因組才能轉(zhuǎn)入復(fù)制循環(huán)，產(chǎn)生有感染性的病毒顆粒。80可編輯課件PPT2、頓挫感染(abortiveinfection)：病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞，若細(xì)胞缺乏病毒復(fù)制所需的酶、能量和原料等，則病毒不能合成本身成分；雖合成部分或全部成分，不能裝配和釋放，稱為頓挫感染。這類感染過(guò)程有以下2種類型：81可編輯課件PPT⑴流產(chǎn)感染：流產(chǎn)感染分為依賴于細(xì)胞的流產(chǎn)感染和依賴于病毒的流產(chǎn)感染。病毒感染的細(xì)胞是病毒不能復(fù)制的非允許細(xì)胞，將導(dǎo)致依賴于細(xì)胞的流產(chǎn)感染。非允許細(xì)胞內(nèi)，缺失某些參與病毒復(fù)制的酶、tRNA或細(xì)胞因子，僅有少數(shù)病毒基因表達(dá)，不能完成病毒復(fù)制循環(huán)。依賴于病毒的流產(chǎn)感染是由基因組不完整的缺損病毒引起，無(wú)論是感染允許細(xì)胞還是非允許細(xì)胞都不能完成復(fù)制循環(huán)。82可編輯課件PPT⑵限制性感染：因細(xì)胞的瞬時(shí)性允許產(chǎn)生，其結(jié)果或是病毒持續(xù)存在于受染細(xì)胞內(nèi)不能復(fù)制，直到細(xì)胞成為允許性細(xì)胞，才開(kāi)始復(fù)制，或是一個(gè)細(xì)胞群體中僅有少數(shù)細(xì)胞產(chǎn)生病毒子代。83可編輯課件PPT第四節(jié)朊病毒

朊病毒（Prion,簡(jiǎn)稱PrPsc）是20世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)的一種不含核酸的蛋白質(zhì)傳染性顆粒，是包括人在內(nèi)所有動(dòng)物中都具有的正常細(xì)胞朊蛋白(PrPc)的同源異構(gòu)體。正常細(xì)胞朊蛋白在未知因素的作用下，性質(zhì)發(fā)生改變（如空間結(jié)構(gòu)的改變），成為引起疾病的的病原體。朊病毒能夠在人及動(dòng)物中引起一組疾病，命名為傳染性海綿狀腦炎（transmissiblespongiformencephalopathie,TSE）84可編輯課件PPT美國(guó)加州大學(xué)舊金山分校神經(jīng)科主任Prusiner于80年代初首次發(fā)現(xiàn)，并因此獲1997年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)85可編輯課件PPT

使普通DNA及RNA病毒失去感染性的紫外光劑量不能使腦組織勻漿中的朊病毒蛋白失去感染性。蛋白提取物經(jīng)DNA酶及RNA酶作用后仍具有較強(qiáng)的感染性。經(jīng)蛋白酶、蛋白變性劑處理后，蛋白提取物失去感染性。福爾馬林溶液不能完全消除朊病毒的感染性。蛋白質(zhì)致病假說(shuō)的依據(jù)86可編輯課件PPTPrPsc與PrPc的基本特征比較1.

朊病毒是一種蛋白酶抗性蛋白（proteinaseresistantprotein,PrP）。表達(dá)組織：中樞神經(jīng)系統(tǒng)、淋巴系統(tǒng)。存在位置：細(xì)胞膜。無(wú)核酸結(jié)構(gòu)，可抵抗非變性去污劑、核酸酶的作用。因其分子量為27～30kD，稱為PrP27～30。87可編輯課件PPT2.正常人和動(dòng)物的神經(jīng)細(xì)胞編碼這一蛋白的前體分子，被稱之為PrPc（cellularisoformofPrP），分子量33～35kD對(duì)蛋白酶敏感。為區(qū)別朊病毒，將細(xì)胞編碼的PrP稱之為PrPc，朊病毒縮寫(xiě)為PrPsc（scrapieisoformofPrP）在未知因素的作用下，PrPc分子構(gòu)型發(fā)生改變，成為PrPsc。88可編輯課件PPT耐受蛋白酶的消化和常規(guī)消毒作用，只有強(qiáng)堿(10NNaOH)，高壓消毒(136℃，2小時(shí))才能滅活；2.不含核酸，用常規(guī)PCR無(wú)法檢測(cè)；3.超長(zhǎng)的潛伏期（平均20年），發(fā)病前無(wú)法檢測(cè)和診斷；4.變異和跨種族感染，具有大量的潛在感染來(lái)源，主要為牛、羊等反芻動(dòng)物，傳播的潛在危險(xiǎn)不明，很難預(yù)測(cè)和控制；5.感染途徑多—已知有消化道（食入）、神經(jīng)、血液均可感染；由正常PrPc轉(zhuǎn)化成惡性PrPsc的機(jī)理和因素不清，難以預(yù)防；6.100%病死率，缺乏治療藥物，無(wú)法研制預(yù)防疫苗；7.異種間朊病毒感染，受感染動(dòng)物體內(nèi)的朊病毒為該種特異的朊病毒。

朊病毒的特殊性質(zhì)89可編輯課件PPT1.羊瘙癢?。╯crapie）2.瘋牛病（bovinespongiformencephalopathy,BSE）3.庫(kù)魯?。↘uru）4.克-雅氏癥（Creutzefeldt-jakobdisease,CJD）傳染性病毒性癡呆（transmissiblevirusdementia,TVD）5.致死性家族性失眠癥（fatalfamilialinsomnia,FFI）6.吉斯特曼-斯召斯列綜合征（Gerstmann-Strausslersyndrome,GSS）朊病毒感染引起人和動(dòng)物的主要疾病90可編輯課件PPT中樞神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行性退行性海綿樣病變,四大神經(jīng)病理特征：1.神經(jīng)元細(xì)胞空泡變性或海綿樣變（Spongiformchanges）2.神經(jīng)元退化、丟失(Neuronloss)3.星形細(xì)胞增生（Astrocytosis），取代正常的神經(jīng)元細(xì)胞4.形成淀粉樣斑沉積(Amyloidosis)朊病毒病的共同病理特點(diǎn)91可編輯課件PPT朊病毒的分子特征ThecharacteristicsofthePrPmolecule

人類PrP基因位于第20號(hào)染色體。mRNA轉(zhuǎn)譯出253個(gè)aa長(zhǎng)的多肽鏈。多肽氨基端含5個(gè)八肽重復(fù)序列，兩個(gè)糖基化位點(diǎn)，及一個(gè)二硫鍵。PrPc結(jié)構(gòu)中含有3個(gè)α-螺旋結(jié)構(gòu)，兩個(gè)反向平行的β-片層結(jié)構(gòu)。多肽鏈羧基末端的磷脂酰肌醇使朊蛋白附著在細(xì)胞膜表面。92可編輯課件PPTPrPc與PrPsc分子結(jié)構(gòu)特征比較PrPc二級(jí)結(jié)構(gòu)中主要以α-螺旋結(jié)構(gòu)為主，約占40%，僅存在少量β-片層結(jié)構(gòu)。溶解于非變性劑溶液，對(duì)蛋白酶K敏感。2.PrPsc含有50%的β-片層結(jié)構(gòu)，20%的α-螺旋。不溶于非變性劑溶液，當(dāng)用蛋白酶作限制性消化時(shí)，只是在氨基端的序列被部分切割，形成對(duì)蛋白酶具有抗性的PrP27–30。93可編輯課件PPT羊瘙癢病PrPC與PrPSC的三維結(jié)構(gòu)β折疊PrPC（正常）PrPSC（致?。?4可編輯課件PPT

①模板模式：

X蛋白與H2和H3α-螺旋區(qū)域結(jié)合形成PrPc與X蛋白結(jié)合的中間體—PrP*，PrP*促進(jìn)PrPc氨基末端與PrPsc結(jié)合，PrPsc作為模板催化PrPc構(gòu)型發(fā)生改變。PrP