兽医微生物学 第二十九章 病毒的结构

兽医微生物学

1999\12\280021内容简介1999\12\280022第二十九章

病毒的结构第三十章病毒的复制第三十一章病毒的遗传与进化第三十二章病毒的与细胞的相互作用第三十三章病毒的致病机理第三十四章双股DNA病毒第三十五章单股DNA病毒第三十六章具有反转录过程的病毒第三十七章双股RNA病毒第三十八章单负股病毒目第三十九章分节段的负股RNA病毒第四十章套式病毒目第四十一章其他正股RNA病毒第四十二章朊病毒第五篇病毒学1999\12\280023第二十九章病毒的结构第一节

病毒的结构特征第二节

病毒的化学组成第三节

病毒的分类第五篇1999\12\280024第29章病毒(Virus)指一类具有一定的形态、结构，只含有一种核酸，必须在活的生物细胞内才能生长繁殖的非细胞微生物。1892年伊凡诺夫斯基〔俄国〕首次发现并报道了烟草花叶病病毒，同年发现动物口蹄疫病毒。病毒在自然界分布广泛，人与动物、植物、藻类、真菌和细菌都有病毒感染。动物病毒种类繁多，多数对宿主有致病作用，引致疫病流行，造成重大损失。如口蹄疫病毒、流感病毒、艾滋病毒〔HIV〕、乙肝病毒等。1999\12\280025第29章第一节病毒的形态大小与结构病毒一般以病毒颗粒或病毒子的形式存在，具有一定的形态、结构及传染性。一、病毒形态与大小病毒颗粒极其微小，测量单位用nm，用电镜才观察到。最大的病毒为痘病毒〔300nm〕，最小的圆环病毒〔17nm〕。病毒颗粒的形态有球状、杆状、丝状或子弹状。有的多形性，如副黏病毒和冠状病毒等。痘病毒为砖状，某些噬菌体为蝌蚪状。1999\12\280026

第29章1999\12\280027

二、病毒的结构完整的病毒颗粒主要由核酸和蛋白质组成。1.核酸芯髓核酸构成病毒的基因组，是病毒复制、遗传和变异等的遗传信息载体，一种病毒只含一种核酸。由核酸芯髓被蛋白质衣壳包裹组成核衣壳。2.衣壳衣壳的成分是蛋白质，保护病毒核酸、介导病毒核酸进入宿主细胞。衣壳蛋白具有抗原性，是病毒的主要抗原。衣壳由一定数量的壳粒组成。壳粒由一个或多个多肽分子组成。不同种类的病毒衣壳所含的壳粒数目不同。第29章1999\12\2800283.囊膜有些病毒在核衣壳外面还有囊膜。囊膜是病毒在成熟过程中从宿主细胞获得的，含有宿主细胞膜或核膜的成分。有的囊膜外表有突起，称为纤突或膜粒。囊膜与纤突构成病毒颗粒的外表抗原，与宿主细胞嗜性、致病性和免疫原性有密切关系。有囊膜的病毒称为囊膜病毒，无囊膜的病毒称裸露病毒〔核衣壳病毒〕。第29章1999\12\280029第29章1999\12\2800210三、对称型根据壳粒数目和排列不同，病毒衣壳主要有螺旋状与20面体两种对称类型。1.螺旋对称壳粒呈螺旋形对称排列，中空。见于弹状、正黏和副黏病毒及杆状病毒。2.20面体对称核衣壳形成球状结构，壳粒排列成20面体对称型式，有20个面〔等边三角形〕、12个顶、30个棱。病毒颗粒顶角由5个相同的壳粒构成，称为五邻体；而三角形面由6个相同壳粒组成，称为六邻体。大多数球状病毒呈次对称型。第29章1999\12\2800211第29章1999\12\28002123.复合对称型其壳粒排列既有螺旋对称又有立体对称的型式。如痘病毒、噬菌体。第二节病毒的化学组成病毒化学组成包括：核酸、蛋白质及脂类与糖。一、核酸1.核酸类型病毒的核酸包括DNA或RNA。核酸可分单股或双股、线状或环状、分节段或不分节段。分节段可称为多分子，不分节段那么为单分子。DNA病毒多数为双股线状，RNA病毒多数为单股线状。第29章1999\12\28002132.病毒的基因组小，最小的DNA病毒圆环病毒的基因组仅1.7kb，最大的DNA病毒疱疹病毒及痘病毒大于200kbp。一般RNA病毒的基因组较小，仅1.7kb-27kbp。3.传染性核酸将某些病毒的核酸注入易感细胞内即能引起感染，并产生完整的病毒颗粒。这样的核酸称为传染性核酸。二、蛋白质1.结构蛋白

指组成病毒的蛋白，约占30％-70％，包括衣壳和囊膜蛋白，是良好的抗原。第29章1999\12\28002142.非结构蛋白是指病毒组分之外的蛋白，如病毒的酶类等。三、脂质与糖均来自宿主细胞，脂质主要存在于囊膜，主要是磷脂(50％-60％)，其次是胆固醇(20％-30％)。用脂溶剂可去除囊膜中的脂质，使病毒失活。糖类一般以糖蛋白的形式存在，是某些病毒纤突的成分。如流感病毒的血凝素(H)、神经氨酸酶(N)等。第29章1999\12\2800215第29章1999\12\2800216第三十章病毒的复制与繁殖第一节吸附、穿入与脱壳第二节生物合成第三节组装与释放第四节病毒的繁殖培养第五节病毒的抵抗力第六节病毒的干扰现象与干扰素第五篇1999\12\2800217第30章第三十章病毒的复制与繁殖病毒只在活细胞内进行复制。以病毒基因为模板，合成其核酸及蛋白质，再组装成完整的病毒颗粒的过程称复制。病毒复制周期，包括吸附、穿入与脱壳、生物合成、组装与释放等步骤。1999\12\2800218

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第一节吸附、穿入与脱壳在病毒感染细胞之后的一个短时间内，病毒完全消失，直至感染数小时后子代病毒出现为止，这阶段称为隐蔽期，一般持续2-12h。1.吸附吸附敏感的宿主细胞是病毒复制的第一步。这过程包含静电吸附及特异性受体吸附两种。静电吸附是可逆的，非特异的。特异性吸附对于病毒感染细胞至关重要，病毒外表的分子如纤突等吸附敏感细胞外表的受体，这种结合是特异的。病毒受体是宿主细胞外表的特殊结构，多为糖蛋白。第30章1999\12\2800220

某些病毒能凝集红细胞，称为病毒血凝作用(HA)，其本质也是病毒与细胞受体的结合。如流感病毒、新城疫病毒，该病毒外表有两种纤突，一种为血凝素(H)，能与红细胞外表的唾液酸受体结合；病毒的特异抗体可抑制其血凝作用，称为血凝抑制作用(HI)。将HA与HI二者结合可用于病毒的快速检测与鉴定。第30章1999\12\2800221病毒红细胞凝集抑制〔HI〕第30章病毒红细胞凝集（HA）1999\12\28002222.穿入与脱壳动物病毒穿入宿主细胞并脱壳的过程，可发生在胞浆膜、内吞小体及核膜。〔1〕在胞浆膜穿入并脱壳病毒吸附宿主细胞后，囊膜与胞膜融合，核酸进入胞浆。如新城疫病毒。〔2〕在内吞小体脱壳某些病毒在吸附细胞，细胞将其吞饮形成内吞小体，核酸释放到胞浆。如流感病毒。〔3〕在核膜脱壳某些无囊膜病毒吸附细胞后，被吞饮形成内吞小体。病毒颗粒从内吞小体中释放进入胞浆，进而向细胞核膜的核孔贴近，病毒基因组从衣壳中逸出，通过核孔进入核内。如腺病毒。第30章1999\12\2800223穿入与脱壳胞浆膜内吞小体核膜第30章1999\12\2800224第二节生物合成病毒的生物合成包括mRNA的转录、蛋白质及DNA或RNA的合成等。

1.转录

病毒基因组转录mRNA是复制过程的关键步骤。动物病毒合成mRNA归纳为7种方式。2.翻译经加工的病毒单顺反子mRNA与细胞核糖体结合，然后采用与细胞mRNA同样的方式翻译蛋白质。某些病毒是多顺反子mRNA，能翻译多种蛋白。第30章1999\12\2800225翻译后加工大多数病毒蛋白需要各种翻译后加工，如磷酸化、脂肪酸酰化、糖基化等。囊膜蛋白的糖基化蛋白从粗面内质网向高尔基体复合物及空泡转运，最后运出胞浆膜，在此过程中发生糖基化。蛋白的翻译后裂解某些病毒的多顺反子RNA可直接翻译获得一个多聚蛋白，然后将其裂解为假设干小蛋白分子。第30章1999\12\2800226第三节组装与释放1.无囊膜病毒无囊膜的20面体病毒产生的壳粒可自我组装，形成衣壳，进而包装核酸形成核衣壳。大多数无囊膜的病毒蓄积在胞浆或核内，使细胞完全裂解释放出病毒颗粒。2.有囊膜病毒有囊膜的病毒以出芽的方式释放，有细胞膜出芽及外吐〔胞吐〕两种形式。有囊膜病毒可在数小时或数天内通过出芽大量释放，对细胞膜并无明显损害。许多从胞浆膜出芽的病毒通常无细胞病变，而且往往与持续性感染有关。第30章1999\12\2800227第30章出芽与胞吐1999\12\2800228第30章1999\12\2800229第30章病毒对低温、甘油、抗生素抵抗力强，一般用低温〔-20℃或更低温度〕、50%甘油生理盐水保存病毒。用抗菌素抑杀病毒材料中污染的细菌真菌。第六节病毒的干扰现象与干扰素一种病毒感染动物机体〔或细胞〕后能产生抑制他种病毒感染的作用，称为病毒的干扰现象。干扰现象产生的原因：1.干扰病毒占据或破坏了同一病毒受体。2.干扰病毒占用了细胞内复制合成工具及原材料。3.病毒感染细胞产生了干扰素。1999\12\2800230第30章干扰素是一种糖蛋白质，几乎所有细胞都能产生，由血流进入全身。进入细胞后诱导产生一种翻译抑制蛋白〔抗病毒蛋白〕，阻止mRNA翻译，抑制多种病毒在细胞内复制。干扰素对干扰对象无特异性，但干扰素有严格的种属特异性。1999\12\2800231附噬菌体1.噬菌体是寄生于细菌、霉形体、螺旋体、放线菌及真菌等的一类病毒，亦称微生物病毒。种类多分布极广。2.形态和结构噬菌体有四种外形：蝌蚪形、微球形、细杆形和柠檬形。3.抗原性及抵抗力噬菌体具有抗原性，能刺激机体产生特异性抗体。该抗体能抑制相应噬菌体感染细菌。第30章1999\12\2800232抵抗力对理化因素的抵抗力较强，70℃30min不失活，56-60℃加热30min，可从含菌材料中别离噬菌体。4.噬菌体的增殖噬菌体的增殖分为吸附、侵入、生物合成、成熟和释放四个阶段。噬菌体可使混浊的细菌液体培养物变为清朗，在固体培养基上可使细菌裂解而呈现无细菌生长的区域，即为噬菌现象。由于噬菌体裂解宿主细胞致使菌苔上形成的一个个透亮不长菌的圆斑，称为噬菌斑，亦称空斑。每一个噬菌斑理论上是由一个噬菌体粒子繁殖形成的。通过噬菌斑计数，可测得每毫升的噬斑形成单位(pfu)数。第30章1999\12\28002335.噬菌体与寄主细菌的关系噬菌体与寄主菌的关系可分为：溶菌反响和溶原化两种类型。凡能使寄主细胞迅速裂解引起溶菌反响的噬菌体，称为烈性噬菌体。侵人寄主细胞后，将其基因整合于细菌基因组中，与细菌DNA一道复制，随细菌的分裂而传给后代，不形成病毒粒子，不裂解细菌。这种现象叫溶原化，引起溶原化的噬菌体叫温和噬菌体。带有噬菌体基因的细菌叫溶原性细菌。溶原性细菌可自发地终止其溶原性，引起溶菌反响而释出噬菌体。第30章1999\12\2800234

6.噬菌体的应用

A.细菌的鉴定和分型噬菌体的噬菌作用具有种和型的特异性，可用于细菌的鉴定与分型。

B.检测未知细菌应用噬菌体效价增长试验可检测标本中的相应细菌。

C.分子生物学研究的工具作为研究病毒增殖的模式，研究核酸复制、转录、重组以及基因表达的调控等的对象。还可作为基因载体，用于遗传工程。

D.用于生物防治

E.危害抗生素生产和发酵工业第30章1999\12\28002351．病毒颗粒的根本结构如何?画出模