病毒的基本性状.ppt

第二篇病毒学 形态最微小 结构最简单病毒分布广 可寄居于人 动植物和微生物内可引起世界大流行75 的人类传染病由病毒引起 概述 3000BC 埃及孟非思壁画中长老患小儿麻痹症 病毒与疾病的关系 关于人痘和牛痘接种预防天花的历史 中国从宋朝起用人痘接种预防天花 古代中医书籍上的小儿出天花图 命中注定天命所归康熙帝 名玄烨 生于一六五四年 幼年时患上天花病 此症乃满洲人克星 就连顺治皇帝 和硕豫亲王多铎等亦是死于天花 玄烨命硬 竟熬过了此绝症 活了下来 顺治与孝庄皇太后认为玄烨既天资聪敏 又能战胜恶疾 从鬼门关返回人间 必定有天予大任 后来 顺治病逝 玄烨继承大统 八岁登上皇位 是为康熙 清朝第一位 麻子皇帝 康熙 小儿麻痹症 曾造成3000万 年儿童患病 约1 100麻痹 乙型肝炎 全球最严重的公共卫生问题 流行性感冒 发生过多次世界性大流行 麻疹 水痘 腮腺炎 疱疹 狂犬病 病原体病毒 病毒与疾病的关系 近20年来肆虐的病毒性疾病 病原体病毒 SARS AIDS 禽流感 甲流 病毒性疾病的特点 传播快病死率高易引起持续感染与某些肿瘤的发生有关 人类如何揭开病毒秘密 实验一健康烟草发病 肯定病原在患病烟叶中 1886德国mayer 病毒的发现过程 实验二会不会是细菌产生的毒素呢 烟草仍然发病结论 可能是细菌毒素 实验三感染烟草的物质置于凝胶中 现象 感染烟草的物质凝胶中以适度速度扩散细菌仍滞留于琼脂的表面结论 有感染性的活的流质 并取名为病毒 拉丁名叫 Virus 实验四分离提纯烟草花叶病毒 斯坦利 1904 1971 美国著名化学家 1935年提纯了烟草花叶病毒 1946年获得诺贝尔奖 德国科学家考施1939年 第一次在电子显微镜下观察到烟草花叶病毒的形状 实验五观察到烟草花叶病毒 病毒的特点 体积微小结构简单 只含一种类型核酸 严格活细胞内寄生 以复制方式繁殖 非细胞型微生物 病毒 virus 体积最小的一类微生物 能通过除菌滤器 无典型细胞结构和能产生能量的酶系统 只含有一种核酸 仅能在活细胞内以复制方式进行增殖的一类非细胞型微生物 病毒体 virion 具有病毒的典型形态 结构和传染性 完整成熟的病毒颗粒 是病毒在细胞外的结构形式 第22章病毒的基本性状 第一节病毒的大小与形态第二节病毒结构与化学组成第三节病毒的增殖第四节病毒的遗传变异第五节理化因素对病毒的影响第六节病毒的分类 第一节病毒的大小与形态 病毒的大小与形态 大小 测量单位纳米 nm 1nm 1 1000 m最小 20nm最大 300nm 葡萄球菌 1000nm 牛痘病毒300 250nm A B C D E F G 立克次体450nm 衣原体390nm A 大肠杆菌噬菌体 65 95nm B 腺病毒 70nm C 脊髓灰质炎病毒 30nm D 乙脑病毒 40nm E 蛋白分子 10nm F 流感病毒 100nm G 烟草花叶病毒 病毒的大小与形态 形态 病毒形态多样 大致可分为五类球形或近似球形杆 丝 状蝌蚪形砖形弹状 Spherical球形 多见人或动物病毒 Rod shaped杆状或丝状 多见植物病毒 Brick shaped砖块状 poxvirus痘病毒 Bullet shaped子弹状 Rabiesvirus狂犬病毒 Tadpole shaped蝌蚪状phage噬菌体 第二节病毒的结构和化学组成 病毒的结构和化学组成 基本结构 Core核心 Capsid衣壳 Nucleocapsid nakedvirus 核衣壳 裸露病毒 Core核心 Capsid衣壳 Envelope包膜 Envelopevirus包膜病毒 病毒基因组 由核酸组成 DNA RNA 决定病毒的复制 遗传 变异具有感染性 病毒的结构 核心core 病毒的结构和化学组成 结构 衣壳 蛋白质 形态亚单位 壳粒 螺旋对称型20面体对称型复合对称型 有抗原性保护核酸介导进入宿主细胞 与致病性有关 螺旋对称型 20面体立体对称 六邻体 复合对称 包膜 根据有无包膜 可将病毒分为包膜病毒裸露病毒 病毒的结构和化学组成 结构 病毒核衣壳在成熟过程中穿过宿主细胞以出芽方式向外释放时获得的 化学组成为脂质 蛋白质和少量糖类 病毒的结构和化学组成 含有宿主细胞膜的化学成分有的有包膜子粒 刺突 VAP有的有基质蛋白 包膜的组成 病毒的结构 核酸蛋白质脂质和糖类 病毒的结构和化学组成 化学组成 病毒的结构和化学组成 化学组成 病毒只含有一种核酸 DNA或RNA 据此可将病毒分为RNA病毒及DNA病毒两种 核酸 核酸的功能 病毒的结构和化学组成 化学组成 病毒复制的模板 决定病毒的特性 部分核酸具有感染性 感染性核酸 病毒的结构和化学组成 化学组成 特点 除去蛋白衣壳后 若裸露的病毒核酸仍能进入宿主细胞内增殖 叫 感染范围广 感染性低 蛋白质 保护核酸抗原性参与感染过程 衣壳蛋白 包膜蛋白 间质蛋白 酶蛋白 包括 作用 病毒的结构和化学组成 化学组成 结构蛋白 功能蛋白 脂质和糖类 病毒的结构和化学组成 化学组成 主要存在于包膜中 脂质对干燥 热 酸 脂溶剂敏感 包膜破坏后 病毒失去感染性 可用于病毒的鉴定 第三节病毒的增殖 病毒的增殖 增殖方式 复制 replication 以病毒基因为模板 在宿主细胞内经过转录 转释 合成 装配等程序 最终释放出子代病毒的过程 病毒的增殖 复制周期 吸附 脱壳 生物合成 组装成熟与释放 病毒 穿入 宿主细胞 吸附 静电吸附 真正吸附 非特异性可逆 特异性不可逆 病毒的增殖 复制周期 吸附 穿入 胞饮 裸露病毒 融合 包膜病毒 直接进入 噬菌体 病毒的增殖 复制周期 2020 3 17 51 可编辑 脱壳 核酸游离 病毒的增殖 复制周期 细胞内无完整病毒体 生物合成 核酸游离 mmmmmm 早期mRNA转录 早期蛋白质转译 病毒DNA复制 mmmmmm mmmmmm 晚期mRNA转录 晚期蛋白质转译 用一切血清学方法和电镜检查均不能查见处于生物合成阶段的病毒颗粒 故这个阶段叫 隐蔽期 eclipse 病毒的增殖 复制周期 按照病毒基因组不同 生物合成过程有所区别 dsDNA 双链DNA病毒 ssDNA 单链DNA病毒 ssRNA 单正链RNA病毒 ssRNA 单负链RNA病毒 dsRNA 双链RNA病毒 逆转录病毒 病毒的增殖 复制周期 生物合成 双链DNA病毒生物合成 早期蛋白质合成 功能蛋白 步骤 子代DNA复制 晚期蛋白质合成 结构蛋白 早期蛋白的合成 早期蛋白是功能蛋白 能抑制宿主细胞自身的代谢过程并提供病毒核酸复制所需的酶类 病毒核酸 早期mRNA 早期蛋白 双链DNA病毒生物合成 核酸的复制 病毒核酸 早期蛋白 半保留复制 子代核酸 双链DNA病毒生物合成 晚期蛋白的合成 晚期蛋白是结构蛋白 主要为病毒衣壳蛋白 病毒子代核酸 晚期mRNA 晚期蛋白 双链DNA病毒生物合成 双股DNA病毒的生物合成 DNA mRNA 功能蛋白 DNA DNA 大量子代 DNA 半保留复制 转录 子代病毒体 结构蛋白 单链DNA病毒生物合成 需在DNA聚合酶作用下先复制出互补链 再复制出子代DNA和翻译出病毒蛋白 RNA病毒生物合成 ssRNA病毒 单正链RNA 本身 ssRNA可作为mRNA 可直接翻译早期蛋白 ssRNA病毒 单负链RNA 本身 ssRNA不可作为mRNA 需在RNA聚合酶作用下复制出互补的正链RNA 再翻译出早期蛋白 RNA病毒生物合成 双链RNA病毒不是半保留复制 子代RNA全部为新合成RNA逆转录病毒在逆转录酶的作用下 以病毒RNA为模板 合成互补DNA 逆转录病毒生物合成 mmmmmm 互补负链DNA 转录mRNA 转录子代RNA 晚期蛋白 早期蛋白 RNA DNA中间体 逆转录酶 RNA 降解 双链DNA 病毒RNA 逆转录酶 RNADNA RNA酶H DNA聚合酶 双链DNA 整合入细胞染色体 前病毒 provirus 转录 子代mRNA 子代RNA 翻译 子代蛋白质 特点 逆转录酶 逆向转录 逆转录病毒的生物合成 反转录 前病毒形成 组装成熟 DNA病毒在核内RNA病毒在浆内 不同方式释放 病毒的增殖 组装成熟与释放 溶细胞型 细胞裂解 裸露病毒 稳定型 细胞本身不破坏 以出芽方式释放 包膜病毒 细胞间传播 巨细胞病毒 病毒从细胞内释放方式 稳定型释放 出芽 有包膜病毒释放方式 不破坏细胞 但可使细胞表面出现病毒抗原 靶细胞 流感病毒在细胞表面出芽释放电镜照片 病毒的复制周期 吸附穿入 脱壳 生物合成 组装 成熟与释放 早期蛋白质合成核酸复制晚期蛋白质合成 溶细胞型稳定型细胞间桥 复制周期 顿挫感染 病毒进入宿主细胞后 有的细胞缺乏病毒复制所需的酶或其他条件 致使该病毒在其中不能生物合成 或者虽合成了病毒的成分 但不能组装成熟为有感染性的病毒体 叫 非容纳细胞 不能为某病毒复制提供必要条件的细胞 对该病毒是 病毒的增殖 异常增殖 缺陷病毒 因病毒基因不完整或基因位点改变 病毒不能正常增殖 复制不出完整有感染性的病毒颗粒 叫 辅助病毒 与缺陷病毒共同培养时能辅助缺陷病毒增殖出完整的有感染性的病毒体 这种有辅助作用的病毒叫 病毒的增殖 异常增殖 两种病毒感染同一机体或细胞时 一种病毒抑制另一种病毒增殖的现象称干扰现象 病毒的干扰现象 概念 灭活病毒 同 不同种 型 株的活病毒 同 不同种 型 株的活病毒 干扰素破坏吸附与穿入阻止生物合成缺陷性干扰颗粒的存在 病毒的干扰现象 干扰机理 病毒的干扰现象 干扰机理 缺陷性干扰颗粒 defectiveinhibitionparticle DIP 基因组有缺陷但结构蛋白衣壳完整的病毒颗粒 其抗原性与完整病毒相同 可与完整病毒一样吸附于相应的靶细胞 从而干扰完整病毒的复制 阻止 中断发病自身及同型间干扰 病毒的干扰现象 干扰意义 第四节病毒的遗传与变异 基因突变基因重组与重配基因整合病毒基因产物的相互作用 病毒在增殖过程中碱基序列发生置换 缺失 插入 引起 由基因突变产生的病毒表型性状改变的毒株称突变株 基因突变 条件致死突变株只能在某种条件下增殖 而在另一种条件下不能增殖的病毒株 如 温度敏感突变株 ts突变株 仅能在容纳性温度28 31 下增殖 在非容纳性温度 限制性温度下不能增殖 Ts株一般毒力明显降低 常用来制备疫苗 基因突变 缺陷型干扰突变株由于基因缺陷不能单独复制 必须在辅助病毒 野生株 存在时才能进行复制 并能干扰野生株的增殖 与慢性持续性感染发生有关 如SSPE 宿主范围突变株基因突变而扩大了感染宿主细胞范围 及时发现有利于监控疾病 如禽流感病毒人 耐药突变株分析病毒酶编码区基因 有利于发现变异与耐药的关系 基因重组与重配 基因重组两种病毒感染同一宿主细胞 病毒之间交换基因 产生新子代病毒 并能继续增殖 如 交叉复活 多重复活 活病毒 活病毒 灭活病毒 灭活病毒 基因重组 交叉复活 灭活病毒与活病毒感染同一宿主细胞时 因基因重组而使灭活病毒复活 多重复活 两种或两种以上灭活病毒感染同一细胞时 经过基因重组而出现有感染性的子代病毒 基因重组与重配 基因重配基因分节段的RNA病毒 交换RNA片段的基因重组 如 流感病毒 两个不同的流感病毒株通过抗原转移或基因重排 形成新的病毒株 基因整合 病毒感染宿主细胞过程中 将其DNA插入到宿主染色体DNA中 这种病毒基因组与细胞基因组的重组过程称为整合 如溶原性噬菌体 逆转录病毒等 病毒基因产物的相互作用 表型混合 二株病毒共同感染同一细胞时 在成熟装配阶段 发生了错误装配而导致的子代病毒表型改变 同一细胞 A病毒 B病毒 表型混合变异株 第五节理化因素对病毒的影响 灭活 inactivation 病毒受理化因素作用后失去感染性 叫 理化因素对病毒的影响 灭活的病毒仍保留 抗原性 红细胞吸附 血凝 细胞溶解 物理因素温度 病毒耐冷不耐热pH pH6 8稳定 射线 射线和X射线以及紫外线都能灭活病毒化学因素病毒对 的抵抗力比细菌强 病毒对氧化剂 卤素及其化合物敏感 理化因素对病毒的影响 第六节病毒的分类 病毒分类依据 核酸的性质与结构病毒体的大小 形状衣壳对称性和壳粒数目有无包膜对理化因素的敏感性抗原性生物学特性 DNA病毒科分类及重要病毒 RNA病毒科分类及重要病毒 亚病毒 类病毒 viroid 均为植物病毒 由250 400个核苷酸组成 单链杆状RNA 无蛋白质 无衣壳 无包