華東理工微生物4ppt課件

1、 病毒的記載歷史 人類記載最早的病毒病天花 中國：北宋時期 歐洲：18世紀(jì) 防止天花：牛痘英國鄉(xiāng)村醫(yī)生詹納Edward Jenner 植物病毒病：郁金香碎花病脊髓灰質(zhì)炎病毒病古埃及 .1879年 德國的AMayer發(fā)現(xiàn)煙草花葉病并證明其具有傳染性； 1892年 俄國植物病理學(xué)家DIvanowski對煙草花葉病病原進(jìn)展研討，以為它是由一種極小的“細(xì)菌引起的； 病毒概念的提出：1898荷蘭人MWBeijerinck(貝哲林可)傳染性活液體 病毒的發(fā)現(xiàn).病毒的化學(xué)時期1935年美國人Stanley和Bawden提示了煙草花葉病毒的化學(xué)本質(zhì) 脊髓灰質(zhì)炎病毒 1940年德國的Kausche等初次在電鏡下

2、察看到煙草花葉病毒的桿狀外形。 .病毒的分類 真病毒 亞病毒噬菌體原核生物如細(xì)菌、放線菌，噬藍(lán)綠藻體，支原體噬菌體真菌病毒植物病毒昆蟲病毒動物病毒類病毒viroid擬病毒virusoid朊病毒prion.病毒的根本特點個體極小以nm計，能經(jīng)過濾菌器，形狀多樣，有球狀、桿狀、復(fù)雜形狀。無細(xì)胞構(gòu)造，主要由蛋白質(zhì)、核酸構(gòu)成，一個病毒體內(nèi)僅含一種核酸，核酸以單鏈或雙鏈方式存在。生活方式為專性活細(xì)胞內(nèi)寄生，病毒酶系不全，分開活體后無生命特征。病毒以復(fù)制的方式增殖。對抗生素不敏感，對干擾素敏感。.什么是病毒？病毒：是一類超顯微的非細(xì)胞生物,每一種病毒只含有一種核酸;它們只能在活細(xì)胞內(nèi)營專性寄生;在離體條件

3、下,它們以無生命的化學(xué)大分子形狀存在.病毒粒子的根本形狀球狀、桿狀和復(fù)合狀煙草花葉病毒P2噬菌體T2噬菌體脊髓灰質(zhì)炎病毒.3. 病毒的群體形狀 顯微鏡可以察看到：包涵體 inclusion body， 肉眼可見：噬菌斑plaque 枯斑 lesion 空斑 .噬菌斑的形狀與噬菌體、細(xì)菌及培育基的情況有關(guān)噬菌體所構(gòu)成的噬菌斑空斑：動物病毒在宿主單層細(xì)胞培育物上構(gòu)成.4. 病毒的形狀構(gòu)造 典型病毒粒的構(gòu)造 核衣殼根本構(gòu)造 核酸：由DNA或RNA構(gòu)成病 衣殼：由許多蛋白質(zhì)亞基構(gòu)成毒 包膜非根本構(gòu)造：由類脂或脂蛋白構(gòu)成 刺突非根本構(gòu)造 . 病毒粒的對稱體制： 螺旋對稱 二十面體對稱20個三角形面，12

4、個頂點 復(fù)合對稱.病毒蛋白質(zhì)構(gòu)造蛋白非構(gòu)造蛋白病毒基因組編碼的，在病毒復(fù)制和基因表達(dá)調(diào)控過程中產(chǎn)生,并具有一定功能，但并不結(jié)合于毒粒中的蛋白質(zhì)。構(gòu)成一個形狀成熟的有感染性的病毒顆粒所必需的蛋白質(zhì)。衣殼蛋白；包膜蛋白；基質(zhì)蛋白；.病毒的衣殼衣殼蛋白的組成 20種常用氨基酸衣殼蛋白的功能維護(hù)病毒的基因組決議病毒的抗原性吸附作用血凝作用.病毒包膜的化學(xué)組成1.脂類：占2035550 能被脂溶劑甲醇、氯仿、乙醚等滅活.2.糖蛋白包膜突起糖碳水化合物來自于宿主 吸附蛋白與病毒吸附有關(guān)交融蛋白與侵入有關(guān).病毒包膜的功能維護(hù)病毒病毒吸附細(xì)胞交融血溶抗原性 .病毒基因組的構(gòu)造特征粘性末端末端冗余循環(huán)陳列.二.

5、 病毒的繁衍. 噬菌體并沒有個體的生長過程，而只需其根本成分的合成和裝配，即首先將各個部件合成出來，然后裝配，所以普通將噬菌體的繁衍稱做復(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，可以使宿主細(xì)胞裂解的噬菌體.溫暖噬菌體: 噬菌體感染細(xì)胞后，將其核酸整合附著到宿主的DNA上，并且可以隨宿主DNA的復(fù)制而進(jìn)展同步復(fù)制，在普通情況下，不引起寄主細(xì)胞裂解的噬菌體。.烈性噬菌體的繁衍過程普通分為五個階段：即吸附、侵入、復(fù)制、裝配和釋放1、烈性噬菌體的繁衍.吸附(attachment)： 吸附是特異性的，即在受體細(xì)胞上有吸附位點，這樣的吸附不僅宿主細(xì)胞外表和噬菌體之間構(gòu)成結(jié)實的化學(xué)結(jié)合，而

6、且病毒粒子本身在構(gòu)造上也發(fā)生了變化。.吸附蛋白受體的結(jié)合區(qū)受體的交融區(qū)跨膜區(qū)膜內(nèi)區(qū).細(xì)胞受體單位cellular receptor unit 識別病毒吸附蛋白的細(xì)胞分子大多數(shù)噬菌體在細(xì)胞壁上磷壁酸脂多糖有些是菌毛、鞭毛、莢膜大多數(shù)動物病毒是細(xì)胞膜中的糖蛋白.細(xì)胞受體位點(cellular receptor site) 一個或幾個受體單位組成.病毒吸附蛋白和細(xì)胞受體結(jié)合的機(jī)制峽谷假說存在氫鍵、離子間靜電引力、范德華力 可逆性吸附：病毒粒子與細(xì)胞外表的靜電引力，受pH影響 不可逆性吸附：病毒的吸附蛋白和細(xì)胞外表受體之間發(fā)生結(jié)實的化學(xué)鍵反響 病毒粒子的構(gòu)造發(fā)生改動 .影響病毒吸附的環(huán)境要素溫度離子p

7、H.2. 侵入virus penetration： 注射式侵入 有尾噬菌體. -吸附后，T4噬菌體將尾絲展開并固著于細(xì)胞上， -尾管端攜帶的少量溶菌酶水解肽聚糖，使細(xì)胞壁產(chǎn)生一小孔，注入核酸，而蛋白質(zhì)外殼那么留在細(xì)胞的外面。 -尾鞘可以明顯提高噬菌體核酸的注入速率.細(xì)胞內(nèi)吞膜交融直接侵入部分病毒粒子可直接侵入宿主細(xì)胞無包膜病毒經(jīng)過吸附蛋白和細(xì)胞受體結(jié)合將核酸注入宿主細(xì)胞植物病毒經(jīng)過植物細(xì)胞的小傷口.3. 增殖：包括核酸的復(fù)制和蛋白質(zhì)的合成。 早期基因中期基因晚期基因.4. 成熟或裝配主要步驟有： DNA分子的縮合經(jīng)過衣殼包裹DNA而構(gòu)成頭部尾絲及尾部的其它部件獨立裝配完成頭部與尾部相結(jié)合最后裝

8、上尾絲，至此，一個個成熟的外形、大小一樣的噬菌體裝配完成。.5. 裂解釋放 子代噬菌體成熟后，在脂肪酶和蛋白酶的作用下，細(xì)胞裂解，子代噬菌體釋放release。 裸病毒和有包膜的病毒釋放過程略有不同，在細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞核中成熟的病毒借助于宿主細(xì)胞的裂解而釋放。. 有包膜的病毒經(jīng)過出芽或者分泌的方式從細(xì)胞中釋放。病毒可以從細(xì)胞膜、核膜或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中獲得包膜。 核衣殼附著于膜的內(nèi)側(cè)，和膜一同擠出。.噬菌體效價的測定效價titre每mL試樣中所含有的具侵染性的噬菌體粒子數(shù)，又稱噬菌斑構(gòu)成單位(pfu測定效價的方法單層平板法雙層平板法.同一樣品根據(jù)噬菌斑計算的效價和用電鏡計算的效價之比 成斑率EOP)= 噬

9、菌斑效價/電鏡效價噬菌體的EOP普通大于50%；植物或動物病毒的EOP普通為10%成斑率efficiency of plating.病毒對宿主細(xì)胞的影響病毒感染宿主細(xì)胞后，可在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)展復(fù)制，引起細(xì)胞形狀和功能的改動.一、病毒感染引起細(xì)胞死亡 殺細(xì)胞 穩(wěn)定態(tài)感染 二、構(gòu)成包含體 三、誘導(dǎo)細(xì)胞交融 四、導(dǎo)致紅細(xì)胞凝集 五、腫瘤病毒引起細(xì)胞轉(zhuǎn)化、使細(xì)胞惡性生長.病毒感染引起細(xì)胞死亡的緣由： 病毒粒子或病毒合成產(chǎn)物構(gòu)成的細(xì)胞代謝妨礙和毒性作用 細(xì)胞發(fā)生病變后構(gòu)成的本身繼發(fā)性作用.定量描畫烈性噬菌體生長規(guī)律的實驗曲線以培育時間為橫坐標(biāo),以噬菌斑數(shù)為縱坐標(biāo) 埋伏期 裂解期 穩(wěn)定期 一步生長曲線 (one

10、-step growth curve).埋伏期：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期.曲線平行于橫軸，噬菌體數(shù)無變化. 裂解期：曲線直線上升,子代噬菌體不斷釋放到培育基中,直到到達(dá)一個極限.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，一次感染終了。.用噬菌體的稀釋液去感染高濃度的宿主細(xì)胞，保證每個細(xì)胞所吸附的噬菌體至多一個。經(jīng)數(shù)分鐘吸附后，在混合液中參與適量相應(yīng)的抗血清，中和未吸附的噬菌體。然后用保溫的培育液稀釋此混合液，同時終止抗血清的作用，置于適宜的溫度下培育。其間每隔數(shù)分鐘取樣，延續(xù)測定其效價并繪制成圖。測定方法.裂解量平穩(wěn)期的平均效價數(shù)/埋伏期平均效價數(shù)

11、.溫暖噬菌體與溶源性細(xì)菌溫暖噬菌體：噬菌體感染細(xì)胞后，將其核酸整合到宿主的染色體上，并且可以隨宿主DNA的復(fù)制而進(jìn)展同步復(fù)制，在普通情況下，不引起寄主細(xì)胞裂解的噬菌體。原噬菌體或前噬菌體： 即整合在宿主核DNA上的噬菌體的核酸。 溶原性細(xì)菌：指在核染色體上整合有原噬菌體的細(xì)菌?？蛇M(jìn)展正常生長繁衍,而不被裂解。 .溶原性細(xì)菌的特點：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：溫暖噬菌體的核酸也可從宿主DNA上零落下來，恢復(fù)原來的形狀，進(jìn)展大量的復(fù)制，變成烈性噬菌體，自發(fā)裂解幾率10-210-5 ?？烧T導(dǎo)裂解：用化學(xué)、物理方法誘導(dǎo)具有“免疫性：溶原菌對其本身產(chǎn)生的噬菌體或外來的同

12、源的噬菌體不敏感，對同源噬菌體具免疫性，對非同源噬菌體沒有免疫性?？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暖噬菌體的核酸而使本人產(chǎn)生一些新的生理特征。.三、 亞病毒.真病毒亞病毒subvirus類病毒viroid)擬病毒(virusoid朊病毒prion 病毒.1. 類病毒類病毒的發(fā)現(xiàn)：20世紀(jì)七十年代，馬鈴薯紡錘型塊莖病PSTV) 病原 目前曾經(jīng)測序的類病毒變異株有100多個， 均在植物中發(fā)現(xiàn)。 專性活細(xì)胞寄生，能獨立感染宿主 .類病毒的構(gòu)造方式圖構(gòu)造特點： 為共價閉合環(huán)狀的單鏈RNA分子，棒狀構(gòu)造雙鏈區(qū)和單鏈區(qū)相間，通常含有246399個核苷酸，馬鈴

13、薯紡錘型塊莖病PSTV)359個核苷酸無mRNA活性，不編碼任何蛋白.T構(gòu)造區(qū)：T1區(qū)和T2區(qū)，分別位于類病毒棒狀RNA分子的兩端。其中的保守序列與類病毒的復(fù)制起始有關(guān)，T1區(qū)保守序列是CCUC，T2區(qū)保守序列是CCUUC，這些保守序列有利于復(fù)制酶(DNA依賴性RNA聚合酶II)的結(jié)合。. P構(gòu)造區(qū)：由1517個堿基組成，富含A 與類病毒所致的植物病害病癥有關(guān)， PSTVd的不同變異株可以分別引起植物的溫暖病癥，嚴(yán)重病癥或死亡，這些不同的變異株是由P構(gòu)造區(qū)的堿基改動構(gòu)成的。 PSTVd引起植物病害病癥的嚴(yán)重程度與P構(gòu)造區(qū)的穩(wěn)定性有關(guān)，PSTVd的P區(qū)穩(wěn)定性愈差，越容易翻開鏈間氫鍵，那么病害病癥

14、越嚴(yán)重。.類病毒棒狀RNA的C構(gòu)造區(qū)有一個高度保守 CC CCGG 的U凸出螺旋區(qū)，即 GGUGGCC，它與一些蛋白的結(jié)合位點極為類似能夠是RNA聚合酶的結(jié)合位點或與負(fù)鏈RNA合成的起始有關(guān)。.C構(gòu)造區(qū)的兩側(cè)分別存在有一個由9個核苷酸構(gòu)成的反向反復(fù)序列。這一反向反復(fù)序列可構(gòu)成一個桿狀環(huán)圈構(gòu)造，它能夠是類病毒復(fù)制中間體、即多聚RNA分子加工成為單體RNA的構(gòu)造信號。因此C構(gòu)造區(qū)能夠是類病毒復(fù)制的一個重要控制區(qū)域。.類病毒的V構(gòu)造區(qū)變異程度最大，即使是很相近的類病毒，其V構(gòu)造區(qū)的同源性也都小于50，該區(qū)亦與致病性有關(guān)，但僅由V區(qū)堿基改動而導(dǎo)致植物病害病癥變化的類病毒還尚未發(fā)現(xiàn)。. 類病毒的復(fù)制 類

15、病毒RNA不具有mRNA的活性，也不編碼任何蛋白質(zhì)，復(fù)制是從RNA到RNA的直接轉(zhuǎn)錄，不涉及DNA 其RNA能夠作為調(diào)理RNA作用于寄主的控制系統(tǒng)，完全依賴于宿主的轉(zhuǎn)錄酶系統(tǒng)復(fù)制。.2. 擬病毒類類病毒、殼內(nèi)類病毒或 衛(wèi)星病毒 擬病毒，輔助病毒helper virus 指一類包裹在真病毒粒中的有缺陷的類病毒，由裸露的DNA或環(huán)狀單鏈RNA組成被擬病毒寄生的真病毒為輔助病毒擬病毒的發(fā)現(xiàn)：1981年在絨毛煙的斑駁病毒中分別到1986年，苜蓿暫時性條斑病毒LTSV，lucernetransient streak virus、莨菪斑駁病毒SNMV，solanumnodiflorum mottle vi

16、rus和地下三葉草斑駁病毒SCMoV，subterraneanclover mottle vitus。 .擬病毒的特點： 單獨沒有侵染性，必需依賴輔助病毒才干侵染和復(fù)制，其復(fù)制需求輔助病毒編碼的RNA依賴性RNA聚合酶。 擬病毒可干擾輔助病毒的復(fù)制 其RNA和DNA和病毒基因組相比較，沒有序列同 源性 .3. 朊病毒1982年由prusiner 發(fā)現(xiàn)，并因此獲得了1997年的諾貝爾生理和醫(yī)學(xué)獎 什么是朊病毒一種疏水性的蛋白侵染因子.朊蛋白PrPc42的螺旋和少量的折疊(3) 朊病毒蛋白PrPsc30的螺旋和折疊(45) 朊蛋白PrPc一種分子量為3335kD的正常細(xì)胞蛋白截短方式朊病毒蛋白PrP27-3021的螺旋和大量的折疊(54) 朊蛋白和朊病毒蛋白蛋白酶抗性 聚集成淀粉樣顆粒.朊病毒所引起的疾病 震顫病或稱庫魯(Kuru)、 克雅氏病(CJD)或稱為老年癡呆 牛海綿腦病(BSE)即瘋牛病、貓海綿腦病(FSE)、 致死性家族失眠癥FFI)、 綿羊搔癢癥、山羊搔癢癥、 大耳鹿慢性耗費病(CWD)、 傳染性雪貂白質(zhì)腦病(TME)疾病特