病毒学综述的学习材料

病毒学综述的学习材料第1页/共49页第一节病毒的概述一、病毒的发现二、病毒的定义三、病毒的基本特征第2页/共49页一、病毒的发现1892年，俄国科学家伊凡诺夫斯基：除去细菌的滤液→仍能传递烟草花叶病。1898年，德国科学家Loeffler与Frosch：口蹄疫病畜的病料通过细菌滤器后→仍能使健康动物发病。这些病原既不是细菌，也不是原虫，被称为“超显微滤过性病毒”、“滤过性病毒”，最后定名为“病毒”。第3页/共49页1899年，荷兰科学家Beijerinck：许多植物病→病毒。1915年，Twort发现细菌的病毒；1917年，d’Herella将细菌的病毒称为“噬菌体”。20世纪40年代，发现感染昆虫的病毒。随着科技的发展，相继发现：真菌的病毒、原生动物的病毒、支原体的病毒,以及许多人类和动物的病毒。第4页/共49页二、病毒的定义究竟“病毒”是什么？病毒是没有细胞结构但有遗传、自我复制等生命特征的微生物，是目前已知的最小的生命体。具有一定的形态、结构和传染性，必须借助电子显微镜才能观察到。与其他微生物比较有许多不同之处，因此要想理解病毒的科学含义，还必须了解病毒的特征。第5页/共49页三、病毒的基本特征病毒只含有1种核酸：DNA或RNA；严格的细胞内寄生；没有核糖体和转移RNA（tRNA），也没有合成蛋白质所必需的酶；病毒不经分裂繁殖，而是在宿主细胞内合成大量组分，进行装配而增殖；病毒对抗生素不敏感。极大多数病毒在不同程度上对干扰素敏感。有些病毒的核酸能整合到宿主细胞的DNA中，从而诱发潜伏性感染或肿瘤性疾病。第6页/共49页病毒种类繁多，分布广泛，可以感染人类、动物、植物和微生物等。按其感染的对象不同，可分别称为:

动物病毒植物病毒细菌病毒（即噬菌体）

病毒能侵害畜禽，引起传染病，造成畜牧业的严重损失。第7页/共49页病毒与其他微生物的比较第8页/共49页第二节病毒的形态结构一、病毒的形态（一）病毒的形态多呈球状或近似球状少呈杆状、丝状、子弹状或砖块状、蝌蚪状（噬菌体）第9页/共49页（二）病毒的大小测量单位为纳米（nm）和埃（A）

（la=1/10nm）。一般为10－250nm；

最大病毒可长达300nm，如痘病毒；最小的病毒，其直径仅为10nm，如口蹄疫病毒等。病毒大多数能通过细菌过滤器。第10页/共49页疱疹病毒痘病毒流感病毒脊髓灰质炎病毒葡萄球菌衣原体第11页/共49页病毒子病毒一个形态和结构上完整的病毒颗粒称为病毒子。病毒—virus;

病毒子—virion;衣壳—capsid;

核衣壳—nucleocapsid;

芯髓—corn;类核体—nucleoid;

囊膜—envelop,peplos.第12页/共49页（三）病毒的形态学特征据形态学，病毒子可分为：20面体立体对称的病毒子；螺旋对称的病毒子；有囊膜的病毒子；形态和结构更为复杂的病毒子第13页/共49页1.20面体对称的病毒子

IcosahedralSymmetry病毒颗粒类似细小的圆形结晶。20面，等边三角形；12顶角，30棱20面体对称的病毒：所有DNA病毒；双股RNA的呼肠孤病毒单股RNA的小RNA病毒、披膜病毒、反录病毒第14页/共49页3-FOLD5-FOLD2-FOLD顶角上看——5重对称；从面中央看——3重对称；边棱看——2重对称。第15页/共49页利用电子显微镜可观察衣壳上有许多颗粒称为壳粒组成：蛋白质20面体对称的病毒一种或几种多肽规则排列成衣壳单体或原体因此：多肽是衣壳的化学单位单体是衣壳的结构单位壳粒由5个或6个单体构成壳粒是衣壳的形态单位五邻体六邻体补充：单体：monomer原体：protommer壳粒：capsommer五邻体：penton六邻体：hexon第16页/共49页20面体对称的病毒=PENTON(pentamer)CAPSOMER第17页/共49页20面体对称的病毒=PENTONCAPSOMERCAPSOMER=HEXON第18页/共49页2.螺旋对称的病毒子

Helicalsymmetry病毒衣壳呈螺旋状的空心圆桶，结构比较简单。长度与核酸有关；螺旋可弯曲，也有不易弯曲的；所有螺旋对称的动物病毒都有囊膜。第19页/共49页螺旋对称的病毒衣壳呈螺旋状的空心圆桶，结构比衣壳20面体简单一种或几种多肽单体或原体单体直接与螺旋状的核酸相连，不形成壳粒第20页/共49页3.有囊膜的病毒子病毒子

内部为20面体或螺旋状的核衣壳；外面包有一层囊膜；有囊膜的病毒多为圆形；但也有外形固定、规则的，如弹状病毒。第21页/共49页4.形态和结构更为复杂的病毒子呈砖状，如痘病毒；病毒子呈精子状，如噬菌体；呈子弹状，如狂犬病病毒。第22页/共49页二、病毒的结构核酸：位于病毒的中心衣壳：病毒外层的蛋白质外壳囊膜：有些病毒核衣壳外的包膜核衣壳病毒子衣壳

囊膜－特殊结构

核酸基本结构第23页/共49页病毒的核酸

分为两大类：DNA或RNA二者不会同时存在大部分病毒的DNA是双股的，RNA是单股的；少数病毒的DNA是单股的——如细小病毒；少数RNA是双股的——如呼肠孤病毒和双RNA病毒；核酸分股情况第24页/共49页DNA病毒的DNA是一条不断裂的长链——单分子不分节段；多数RNA病毒的RNA也是——单分子不分节段；少数RNA病毒的RNA分为几个节段——多分子分节段；如呼肠孤病毒10-12节段，双RNA病毒2节段，流感病毒8节段。核酸分节情况第25页/共49页一般情况下：核酸呈线状；少数DNA病毒的DNA为环状；核酸线性情况第26页/共49页DNA病毒

RNA病毒多数为：双股、线状；少数为：双股、环状；如多瘤病毒单股、线状；如细小病毒单股、环状；如圆环病毒多数为：单股线状、不分节段；单股线状、分节段；如正粘病毒、少数为：布尼病毒、砂粒病毒双股线状；分节段；如呼肠孤病毒和双RNA病毒第27页/共49页在病毒学中常把mRNA的碱基序列作为标准，凡是与此相同的称为“正股核酸”；与此互补的称为“负股核酸”。第28页/共49页病毒核酸的大小：不同病毒的核酸大小差异很大。如：圆环病毒最小——1.7kb；

而某些DNA病毒高达500kb；一般情况：

DNA病毒变化较大——1×106~200×106；

RNA病毒变化较小——2×106~15×106。第29页/共49页人类基因组有30亿个核苷酸组成细菌基因组大约有几百万个核苷酸组成病毒基因组一般只有几千到几万个核苷酸组成如SARS病毒只有3万个核苷酸组成HIV还不到1万个核苷酸人类基因组有30亿个核苷酸，为什麽对付不了只有几千到几万个核苷酸的病毒呢？第30页/共49页（1）病毒容易变异

人20年一代，细菌20分钟一代，病毒核酸20分钟复制一代。(2)病毒必须在活细胞内繁殖(3)病毒常常有很多的宿主(4)病毒的传播途径多种多样(5)病毒是可以利用的第31页/共49页病毒的核酸贮存病毒的全部信息，如把去除囊膜和衣壳的核酸注入易感细胞内即可引起感染，产生完整的病毒子。传染性核酸:作为传染性核酸的条件：不分节段；核酸本身能作为mRNA，或能利用宿主细胞的RNA聚合酶转录病毒的mRNA；病毒子内不携带转录酶。第32页/共49页2.衣壳（1）衣壳包在核酸的外面；

多数为1层，少数为2层（如呼肠孤病毒）；（2）功能：①保护核酸②病毒吸附第33页/共49页（1）不同病毒的囊膜纤突在形态、成分和功能上存在差异。（2）囊膜的功能——主要与病毒吸附细胞有关。（3）囊膜对乙醚敏感可通过乙醚敏感试验来证实有无囊膜。3.囊膜：有些病毒核衣壳外的包膜第34页/共49页螺旋状核酸(RNAPLUS，NPprotein)M1proteinHA–血凝素纤突polymerase(3PROTEINS)双层脂质膜NA–神经氨酸酶typeA,B,C:NP,M1proteinsub-types:HAorNAprotein例：正粘病毒第35页/共49页第三节病毒的化学组成核酸蛋白质脂质与糖第36页/共49页1.核酸前面已经讲述：核酸是病毒的遗传物质，为病毒的复制、遗传和变异等提供遗传信息。DNA或RNA第37页/共49页2.蛋白质结构蛋白：非结构蛋白：囊膜蛋白衣壳蛋白核蛋白病毒吸附；抗原性。病毒组分以外的蛋白；如：复制过程中的酶等。第38页/共49页3.脂质与糖病毒的脂质来自于宿主细胞主要存在于囊膜，以磷脂为主，其次是胆固醇。对脂溶剂敏感。糖类一般以糖蛋白形式存在是某些病毒的纤突成分，如：H、N等，与吸附有关。第39页/共49页第四节病毒的分类分类的机构及标准1966年建立了国际病毒命名委员会（ICNV），1973年更名为国际病毒分类委员会，作为国际公认的病毒分类与命名的权威机构。病毒分类根据形态与结构、核酸与多肽、复制以及对理化因素的稳定性等诸多方面。随着分子生物学技术的发展，病毒基因组的特征对分类愈来愈显得重要。第40页/共49页目前已知的病毒有3600多种，分别属于71个病毒科；其中动物病毒2000余种，分别属于27个病毒科；第41页/共49页过去的分类方案：

宿主范围感染的组织感染细胞的类型传播的方式引发的疾病虫媒病毒（Arboviruses）如：节肢动物第42页/共49页目前病毒分类的主要依据核酸核衣壳有无囊膜复制的方式RNAorDNA分节段or不分节段线状or环状单股or双股如果是单股：是正股还是负股？核酸序列对称性：20面体、螺旋、复合型壳粒的数量第43页/共49页DNA病毒

RNA病毒第44页/共49页DNA病毒双股DNA病毒单股DNA病毒无囊膜单股DNA病毒有囊膜双股DNA病毒无囊膜双股DNA病毒虹彩病毒科—感染性疱疹病毒科痘病毒科嗜肝DNA病毒科腺病毒科—感染性乳多空病毒科细小病毒科圆环病毒科线状环状线状环状线状环状第45页/共49页杯状病毒科—感染性小RNA病毒科—感染性反转录病毒科冠状病毒科—感染性披膜病毒科—感染性弹状病毒科副粘病毒科正链负链呼肠孤病毒科双RNA病毒科线状、分节段RNA病毒双股RNA