第二章 病毒的復(fù)制

第二章病毒的復(fù)制

復(fù)制（replication)病毒在活細(xì)胞內(nèi)，以其基因?yàn)槟０澹诿傅淖饔孟?，分別合成病毒基因及蛋白質(zhì)，再組裝成完整的病毒顆粒。復(fù)制周期（replicationcycle）

從病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞開始，經(jīng)過基因組復(fù)制和病毒蛋白合成，至釋放出子代病毒的全過程。病毒的復(fù)制周期主要包括吸附和穿入、脫殼、生物合成、組裝和釋放四個(gè)連續(xù)步驟。復(fù)制周期病毒的一步生長(zhǎng)曲線（one-stepgrowthcurve）

感染比（multiplicityofinfection,MOI）是指在一個(gè)系統(tǒng)中感染病毒的細(xì)胞數(shù)與細(xì)胞總數(shù)之比

一、吸附和穿入（一）吸附(adsorption)分兩個(gè)階段：靜電吸附：病毒體與細(xì)胞接觸，進(jìn)行靜電結(jié)合。非特異性、可逆。真正的吸附：病毒體表面位點(diǎn)（蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)）與宿主細(xì)胞膜上相應(yīng)的受體結(jié)合。是決定病毒感染的真正開始。病毒受體（virusreceptor）是宿主細(xì)胞表面的特殊結(jié)構(gòu)，多為糖蛋白輔受體（coreceptor）有些病毒顆粒吸附除需受體外還需其他結(jié)構(gòu)細(xì)胞嗜性（celltropism）病毒與受體的特異結(jié)合反映了病毒感染的細(xì)胞嗜性血凝作用（haemagglutination,HA），其本質(zhì)也是病毒與細(xì)胞受體的結(jié)合血凝抑制作用（haemagglutination-inhibition,HI）病毒的特異抗體可抑制其血凝作用血吸附（haemadsorption）是一種特殊形式的血凝作用，是將紅細(xì)胞吸附于病毒感染的宿主細(xì)胞表面，也可用于病毒的檢測(cè)流感病毒的HA及NA纖突結(jié)構(gòu)模式圖HA結(jié)合部位NA活性部位病毒囊膜AdsorptionofaNakedVirustoaSusceptibleHostCell——Attachmentsitesontheviralcapsidbindtocorrespondinghostcellreceptors.

AdsorptionofanEnvelopedVirustoaSusceptibleHostCell

Attachmentsitesontheviralenvelopebindtocorrespondinghostcellreceptors.

（二）穿入(penetration)

病毒體吸附在宿主細(xì)胞膜上后，可通過數(shù)種穿入方式進(jìn)入細(xì)胞：1.無囊膜的病毒

一般經(jīng)過細(xì)胞膜吞入，稱為病毒胞飲,如腺病毒、小RNA病毒等PenetrationofaNakedVirusbyEndocytosis

PenetrationofaNakedVirusbyEndocytosis,step-3.

heentirevirusisplacedinanendocyticvesicle.

2.有囊膜的病毒囊膜與宿主細(xì)胞膜融合，病毒的核衣殼直接進(jìn)入細(xì)胞漿內(nèi)吞飲（pinocytosis）或稱病毒胞飲（viropexis）

細(xì)胞膜吞入內(nèi)吞小體（endosome）

PenetrationofanEnvelopedVirusbyFusionofItsEnvelopewiththeHostCellMembrane,PenetrationofanEnvelopedVirusbyEndocytosis

Thehostcellmembraneinvaginatesforminganendocyticvesicle

PenetrationofanEnvelopedVirusbyEndocytosis,step-3.

Theentirevirusisplacedinanendocyticvesicle

二、脫殼(uncoating)

不同病毒脫殼方式不一，多數(shù)在宿主細(xì)胞溶酶體酶作用下脫殼，釋放出基因組核酸。UncoatingofanEnvelopedVirusEnteringbyEndocytosis,

Theviralenvelopefuseswiththeendocyticvesiclemembraneandthenucleocapsidisreleased.

UncoatingofanEnvelopedVirusEnteringbyEndocytosis,step-3.

Thecapsidisdegradedreleasingtheviralnucleicacid.

圖22-5流感病毒的吸附、穿入與脫殼（據(jù)Greber）核膜血凝素神經(jīng)氨酰酶（HN）M1vRNPs胞漿膜凹窩內(nèi)吞小體核孔復(fù)合物基質(zhì)蛋白2（M2）基質(zhì)蛋白1（M1）病毒RNA-核衣殼蛋白（vRNA-NP）三、生物合成(biosynthesis)病毒基因組一旦從衣殼中釋放后，就利用宿主細(xì)胞提供的低分子物質(zhì)合成大量的病毒核酸和結(jié)構(gòu)蛋白。早期，病毒復(fù)制合成所必需的復(fù)制酶和一些抑制蛋白生物合成階段，病毒處于隱蔽期（eclipseperiod）根據(jù)病毒基因組如何轉(zhuǎn)錄成mRNA、如何指令合成蛋白質(zhì)，病毒的生物合成過程可基本歸為6大類：雙股DNA病毒、單股DNA病毒、單正股RNA病毒、單負(fù)股RNA病毒、逆轉(zhuǎn)錄病毒和雙股RNA病毒。

四、組裝與釋放病毒核酸與衣殼裝配在一起，形成病毒子。絕大多數(shù)DNA病毒均在細(xì)胞核內(nèi)組裝，RNA病毒和痘病毒在細(xì)胞漿內(nèi)組裝。（一）組裝（二）釋放絕大多數(shù)無囊膜病毒釋放，一次同步，破壞宿主細(xì)胞膜，細(xì)胞迅速死亡。絕大多數(shù)有囊膜病毒以出芽方式釋出時(shí)包上細(xì)胞核膜或細(xì)胞膜而成為成熟病毒。逐個(gè)釋出，非一次同步，細(xì)胞死亡緩慢。VirusObtainingItsEnvelopefromHostCellMembranebyBudding

復(fù)制周期(+)RNAcanbetranslatedintoviralprotein.(+)and(-)strandsarecomplementary.

★TranscriptionofViralNucleicAcidintoViralmRNA親代病毒子吸附穿入脫殼病毒DNA早期mRNA早期蛋白（酶等）子代病毒DNA晚期mRNA病毒結(jié)構(gòu)蛋白子代病毒子雙股DNA病毒的增殖周期圖22-8DNA病毒生物合成途徑示意DNA病毒的復(fù)制過程單鏈正股RNA病毒復(fù)制（-）ssRNA親代病毒（+）ssRNA早期蛋白（+）ssRNAdsRNA復(fù)制中間型（-）ssRNA（+）ssRNA大量子代（+）ssRNA晚期蛋白裝配子代病毒單股負(fù)股RNA病毒病毒自身攜帶依賴RNA的RNA多聚酶。親代（-ssRNA）（+）mRNA蛋白質(zhì)（+）ssRNA，（復(fù)制中間型）子代（-）sRNA子代病毒多聚酶逆