病毒的特点意义

病毒的特点意义第1页/共39页第七章病毒第2页/共39页第一节病毒第3页/共39页病毒（Virus）是在19世纪末才被发现的一类微小病原体。第4页/共39页一、病毒的发现和研究历史早在1566年就有了关于疯狗咬人致病，即狂犬病的记载并发现它能够传染给其它许多动物。

另一种病毒病软疣的报告，这张1841年的手绘图就是一个证据。第5页/共39页第一个记载的植物病毒病当属郁金香碎色花病，至今荷兰阿姆斯特丹的博物馆还保存着一张1619年荷兰画家的一幅得病的郁金香静物画。一枚得病的郁金香球茎竟能换来一头牛、一头猪或羊，甚至成吨的谷物或上千磅的奶酪。

第6页/共39页1886年，A.Mayer发现具有传染性的烟草花叶病1892年，D.Ivanovsky烟草花叶病病原体能通过细菌滤器：一种能通过细菌滤器的”细菌毒素”或极小的细菌第7页/共39页1898年，MWBeijerinck对烟草花叶病病原体的研究结果：

能通过细菌滤器；可被乙醇沉淀而不失去其感染性，能在琼脂凝胶中扩散；用培养细菌的方法不能被培养出来，推测只能在植物活细胞中生活；一百多年以来，烟草花叶病毒在病毒学发展史乃至遗传学、生物化学以及当代基因工程中起到了里程碑的作用。第8页/共39页极大地丰富了现代生物学（微生物学、分子生物学、分子遗传学）的理论与技术；病毒学（virulogy）

研究病毒（virus）的本质及其与宿主的相互作用的科学，是微生物学的重要分支学科。有效地控制和消灭人及有益生物的病毒病害；利用病毒对有害生物、特别是害虫进行生物防治；发展以基因工程为中心的生物高新技术产业；第9页/共39页二、病毒的特点和定义1.特点1）不具有细胞结构，具有一般化学大分子的特征。Eg.一些简单的病毒仅由核酸和蛋白质外壳（coat）构成，故可把它们视为核蛋白分子。2）一种病毒的毒粒内只含有一种核酸，DNA或者RNA。朊病毒甚至仅由蛋白质构成3）大部分病毒没有酶或酶系极不完全，不含催化能量代谢的酶，不能进行独立的代谢作用。第10页/共39页4）严格的活细胞内寄生，没有自身的核糖体和tRNA，没有个体生长，也不进行二均分裂，必须依赖宿主细胞进行自身的核酸复制，形成子代。病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过其复制与表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由这些新合成的病毒组分装配（assembly）成子代毒粒，并以一定方式释放到细胞外。病毒的这种特殊繁殖方式称做复制（replication）。5）个体微小，能通过细菌滤器，在电子显微镜下才能看见。6）对大多数抗生素不敏感，对干扰素敏感。对自然条件（紫外线、温度、湿度）抵抗力差。例如利福平可抑制痘病毒复制7）在离体条件下，能以无生命的生物大分子状态存在，并可长期保持其侵染活力。8）有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中，并诱发潜伏性感染。禽流感、SARS病毒65-70℃几分钟即可失活。第11页/共39页病毒和其他生物的比较第12页/共39页病毒（virus)是一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的超显微“非细胞生物”，其本质是一种只含DNA和RNA的遗传因子。超显微的★什么是病毒？没有细胞结构的专性活细胞内寄生2.定义第13页/共39页感染态：活细胞内专性寄生（宿主体内）非感染态：以无生命的生物大分子状态长期存在，并可保持其侵染活性。（离体条件下）病毒的两种存在状态第14页/共39页真病毒（Euvirus）非细胞生物至少含有核酸和蛋白质两种组分。亚病毒（subvirus）类病毒：只含具有独立侵染性的RNA组分拟病毒：只含不具独立侵染性的RNA组分朊病毒：只含单一蛋白质组分第15页/共39页病毒几乎可以感染所有的细胞生物，并具有宿主特异性。噬菌体（phage）植物病毒（plantviruses）动物病毒（animalviruses）三、病毒的宿主范围拟病毒（寄生在病毒中的病毒）第16页/共39页毒粒（virion）：

病毒体、病毒颗粒或病毒粒子（virusparticle）是一团能够自主复制的遗传物质，它们被蛋白质外壳所包围，有的还具有包膜，以保护遗传物质免遭环境破坏，并作为将遗传物质从一个宿主细胞传递给另一个宿主细胞的载体。毒粒是病毒的细胞外颗粒形式，也是病毒的感染性形式。第三节毒粒的性质第17页/共39页1、形态一、毒粒的形态结构第18页/共39页球形颗粒(或称拟球形颗粒)杆状颗粒复杂形状颗粒（如蝌蚪状，卵形）毒粒的形状人、动物和真菌的病毒大多呈球状，少数为弹状或砖状。植物病毒和昆虫病毒则多数为线状和杆状，少数为球状。噬菌体，部分呈蝌蚪状，部分线状或球状。第19页/共39页测定大小的单位是纳米（nm，10－9m)，多数病毒的直径在100nm以下；绝大多数病毒是能通过细菌滤器；须用电镜才能观察到其具体形态和大小.2、大小第20页/共39页最大病毒d=200nm的牛痘苗病毒（smallpox）；最小病毒之一d=28nm的脊髓灰质炎病毒（poliovirus）；第21页/共39页第22页/共39页★病毒长什么样子？病毒的基本结构衣壳或壳体（蛋白质外壳）核心（核酸）DNA：DNA病毒(如天花病毒、腺病毒等)RNA：RNA病毒(如HIV、脊髓灰质炎病毒等)只含有其中一种核酸核衣壳3.典型毒粒的构造第23页/共39页核心（core）或基因组（genome）位于病毒中心的核酸。衣壳（capsid）：包围在核心周围的蛋白质，由蛋白质亚基按对称的形式、有规律地排列而成，是病毒粒的主要支架结构和抗原成分，有保护核酸等作用。由许多在电镜下可辨别的形态学亚单位——衣壳粒（capsomere或capsomer）所构成。有些较复杂的病毒（一般为动物病毒，如流感病毒、疱疹病毒、狂犬病毒、水泡性口膜炎病毒、以及小麦丛矮病毒等），其核衣壳外还被一层含蛋白质或糖蛋白的类脂双层膜覆盖着，这层膜称为包膜（囊膜，envelope）。囊膜上还长有很多管状突起物——刺突（spike）等附属物。第24页/共39页典型病毒粒子的模式构造衣壳(capsid)核心(genome)衣壳粒(capsomere)衣壳核酸包膜（envelope）糖蛋白核衣壳(nucleocapsid)第25页/共39页螺旋对称二十面体对称双对称RNAorDNAProteinCoat(Capsomers)Lipidenvelope病毒粒的对称体制包膜第26页/共39页对称体制螺旋对称二十面体对称双对称无包膜有包膜杆状：烟草花叶病毒（TMV）等丝状：大肠杆菌的f1、fd、M13等卷曲状：正粘病毒（流感病毒）等弹状：狂犬病毒，水泡性口膜炎病毒等无包膜有包膜：疱疹病毒大型：腺病毒等小型：脊髓灰质炎病毒，φX174噬菌体等无包膜：大肠杆菌的T偶数噬菌体（蝌蚪状）等有包膜：痘病毒（砖块状）病毒粒的对称体制第27页/共39页二、毒粒的化学组成

病毒的主要成分为核酸(DNA或RNA)和蛋白质。有的病毒还含有脂质、糖类等其他组分。第28页/共39页1、病毒的核酸核酸构成了病毒的基因组（genome），是病毒粒中最重要的成分，具有遗传信息的载体和传递体的作用。一种病毒的毒粒只含有一种核酸，DNA或是RNA。植物病毒绝大多数含DNA;少数含RNA；动物病毒一部分含DNA，一部分含RNA；噬菌体普遍含DNA，含RNA的极少。第29页/共39页病毒的核酸类型极为多样化：▼病毒的DNA与RNA均有单链和双链：

dsDNAssDNAdsRNAssRNA▼病毒DNA分子有线装和环状之分。▼病毒核酸有正链（＋）和负链（—）的区分。第30页/共39页规定：将碱基序列与mRNA一致的核酸单链定为正链（＋）

，将碱基序列与mRNA互补的核酸单链定为负链（—）。因此，就病毒核酸链的单与双以及正和负有以下6种类型：(±)DNA——大部分DNA病毒

(±)RNA——动物呼肠孤病毒（＋）DNA——大肠杆菌X174噬菌体（＋）RNA——所有单链RNA病毒\大部分植物病毒（—）DNA——腺病毒（—）RNA——流感病毒▼病毒核酸正链（＋）和负链（—）的区分第31页/共39页①是DNA还是RNA；②是单链（ss，singlestrand）结构还是双链（ds，doublestrand）结构；③呈线状还是环状；④单链病毒核酸的极性是正极性还是负极性；⑤是感染性核酸还是非感染性核酸。病毒核酸的类型可从以下几点来区分：病毒核酸的种类是病毒系统分类中最可靠的分子基础第32页/共39页第33页/共39页2.病毒的蛋白质▼有的病毒只有一种蛋白质，多数含有为数不多的几种蛋白质。▼不同病毒蛋白质的氨基酸组成和含量各不相同。第34页/共39页▼病毒蛋白质主要在构成病毒结构、病毒的侵染与增殖过程中发挥作用：

1)蛋白质构成病毒粒子的外壳；保护病毒核酸免受外界理化因子的破坏；2)决定病毒感染的特异性；与易感病毒表面存在的受体具有特异的亲和力,促使病毒粒子的吸附和入侵;3)决定病毒的抗原性,能刺激机体产生抗体;4)构成毒粒酶,,或参与病毒对宿主细胞的入侵（如T4噬菌体的溶菌酶等），或参与病毒复制过程中所需要病毒大分的合成（如逆转录酶等）；一般来说，病毒是不具酶或酶系极不完全的，所以一旦离开宿主就不能独立进行代谢和繁殖。第35页/共39页1、结构蛋白构成一个形态成熟的有感染性的病毒颗粒所必需的蛋白质，包括壳体蛋白、包膜蛋白和毒粒中的酶等。2、非结构蛋白由病毒基因组编码的，在病毒复制过程中产生并具有一定功能，但不结合于毒粒中的蛋白质。分类：第36页/共39页病毒粒子的结构蛋白1、壳体蛋白：构成病毒的壳体，保护病毒的核酸。无包膜病毒的壳体蛋白参与病毒的吸附、进入，决定病毒的宿主嗜性，它们也是病毒的表面抗原。2、包膜蛋白：构成病毒的包膜结构，分为包膜糖蛋白和基质蛋白两类。前者是病毒的主要表面抗原，多为吸附蛋白，它们与细胞受体相互作用启动病毒感染发生；后者肯有支撑包膜，维持病毒结构的作用，并在病毒芽出成熟