病毒和亞病毒已修改

病毒和亞病毒已修改第1頁/共103頁*概述1892年俄國植物病理學(xué)家伊萬若夫斯基D.Ivanovsky首次發(fā)現(xiàn)了煙草花葉病的病原，認(rèn)為它是能通過細(xì)菌濾器的“細(xì)菌毒素”或極小的“細(xì)菌”。1898年荷蘭學(xué)者M(jìn).W.Beijerinck獨(dú)立進(jìn)行了煙草花葉病病原的研究，首次提出其病原是一種“傳染性的活性液體”命為名“病毒”。1935年美國的Stanley首次從煙草花葉病病葉中提純了病毒結(jié)晶并証實(shí)該結(jié)晶具有致病力第2頁/共103頁*概述1971年Diener發(fā)現(xiàn)了一種只含小分子ＲＮＡ而不含蛋白質(zhì)類病毒１９８１～１９８３年發(fā)現(xiàn)了擬病毒１９８２年發(fā)現(xiàn)了朊病毒第3頁/共103頁第一節(jié)

病毒

一、病毒的概念

病毒是一類個(gè)體微小、結(jié)構(gòu)簡單、專性活細(xì)胞寄生的非細(xì)胞大分子微生物。

1995年報(bào)告了4000余種病毒，歸劃為49個(gè)病毒科

第4頁/共103頁*第一節(jié)

病毒

一、病毒的概念病毒特點(diǎn)：*個(gè)體極其微小:

可通過細(xì)菌過濾器,必須在電鏡下察*沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu):核酸（DNA或RNA）和蛋白質(zhì)*專性寄生:

*繁殖方式簡單:

以復(fù)制方式增殖*對一般抗生素不敏感，對干擾素敏感*在離體條件下,能以無生命的生物大分子狀態(tài)長期存在，并可保持其感染活性*有些病毒的核酸能整合到宿主基因組中，誘發(fā)感染第5頁/共103頁第一節(jié)

病毒

二、病毒的形態(tài)與大小用nm表示，大小差異較大

小的病毒，菜豆畸矮病毒，大小僅為９～１１nm，植物的雙粒病毒直徑18-20nm，口蹄疫病毒21nm大的病毒，動物的痘病毒大小300～450×170～260nm，最大的副粘病毒達(dá)１４０００nm1．病毒的大?。旱?頁/共103頁第一節(jié)

病毒

二、病毒的形態(tài)與大小2．病毒的形態(tài)

基本形態(tài)：球形顆粒、桿狀顆粒、復(fù)雜形狀顆粒

球形病毒、卵球形病毒------動物病毒

（腺病毒）桿狀病毒或絲狀--------------植物病毒（煙草花葉病毒）

蝌蚪形病毒------------------細(xì)菌病毒（大腸桿菌Ｔ偶數(shù)噬菌體）

第7頁/共103頁第8頁/共103頁第9頁/共103頁各種動物病毒第10頁/共103頁各種植物病毒第11頁/共103頁各種噬菌體第12頁/共103頁第一節(jié)

病毒

三．病毒的化學(xué)組成

基本化學(xué)組成為核酸和蛋白質(zhì)，有包膜的病毒還有脂類和糖類。

第13頁/共103頁第一節(jié)

病毒

三．病毒的化學(xué)組成1

、

病毒的核酸：

核酸是病毒的遺傳物質(zhì)，控制著遺傳變異、增殖和對宿主的感染性等一種病毒只含有一種核酸ssDNA、dsDNA、ssRNA、dsRNA類型。核酸有的線狀，有的環(huán)狀

第14頁/共103頁第一節(jié)

病毒

三．病毒的化學(xué)組成植物病毒--------大部分是單鏈RNA，如TMV；少數(shù)為DNA(dsss)動物病毒-----有些是DNA，有些是RNA(dsss)噬菌體----------大部分是雙鏈DNA,少數(shù)含單鏈DNA或單鏈RNA（dsss）

藻類病毒--------雙鏈DNA昆蟲病毒--------多數(shù)含DNA,少數(shù)含RNA不同病毒的核酸含量差別較大，5%---50%第15頁/共103頁第一節(jié)

病毒

三．病毒的化學(xué)組成2、病毒的蛋白質(zhì)

分為結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白

結(jié)構(gòu)蛋白：有感染性的病毒所必需非結(jié)構(gòu)蛋白：病毒復(fù)制所需的蛋白

一些簡單病毒僅由一種或幾種蛋白質(zhì)構(gòu)成，一些復(fù)雜的可多達(dá)20～30余種。

第16頁/共103頁第一節(jié)

病毒

三．病毒的化學(xué)組成蛋白質(zhì)的功能

主要是構(gòu)成病毒粒子的外殼，保護(hù)病毒核酸；

決定病毒感染的特異性，與宿主特異親和；

具有抗原性，能刺激集體產(chǎn)生相應(yīng)的抗體。

第17頁/共103頁第一節(jié)

病毒

三．病毒的化學(xué)組成病毒的其他成分包膜：包被在病毒核殼體外（含脂類、糖類等）病毒的脂類存在于包膜中，來源于宿主細(xì)胞，50-60%為磷脂，余下為膽固醇，構(gòu)成脂雙層結(jié)構(gòu)糖類多以糖蛋白或糖脂形式存在包膜表層。第18頁/共103頁第19頁/共103頁有關(guān)病毒結(jié)構(gòu)的幾個(gè)基本概念病毒粒子衣殼衣殼粒核衣殼包膜（囊膜）和刺突

第20頁/共103頁病毒的構(gòu)造病毒粒的基本成分是核酸和蛋白質(zhì)。其中核酸位于病毒粒的中心，稱為核心或基因組，蛋白質(zhì)包圍在核心周圍，形成衣殼。核心和衣殼合稱核衣殼，它是任何病毒都具有的基本結(jié)構(gòu)。一些病毒，其核衣殼外還覆蓋著一層含蛋白質(zhì)或糖蛋白的類脂雙層膜，稱為“包膜”。病毒的對稱機(jī)制病毒從形態(tài)上看是對稱的，病毒的對稱形式有三種，即：螺旋對稱，二十面體對稱，和復(fù)合對稱。第21頁/共103頁

第一節(jié)

病毒

四

、病毒粒子的不同結(jié)構(gòu)

1、

二十面體對稱病毒-----腺病毒

腺病毒252個(gè)衣殼粒，排成二十面體結(jié)構(gòu)，核酸位于中心（線狀dsDNA）多瘤病毒72個(gè)衣殼粒；

脊髓灰質(zhì)炎病毒32個(gè)衣殼粒。

第22頁/共103頁第23頁/共103頁腺病毒第24頁/共103頁第25頁/共103頁

第一節(jié)

病毒

四

、病毒粒子的不同結(jié)構(gòu)

2、螺旋對稱病毒----煙草花葉病毒（TMV）

病毒表面的衣殼粒逆時(shí)針方向有規(guī)律地螺旋對稱排列，形成一中空柱，核酸（ssRNA）位于衣殼內(nèi)側(cè)螺旋狀溝內(nèi)。由95%衣殼蛋白和5%單鏈RNA組成

TMV給煙草帶來極大的危害第26頁/共103頁煙草花葉第27頁/共103頁煙草花葉病毒第28頁/共103頁感染煙草感染蘭花第29頁/共103頁

第一節(jié)

病毒

四

、病毒粒子的不同結(jié)構(gòu)

3、

復(fù)合對稱病毒---------T4噬菌體蝌蚪形：頭部、頸部、尾部三部分

頭部為20面體對稱結(jié)構(gòu)（dsDNA）

尾部為螺旋對稱結(jié)構(gòu)（由尾鞘、尾髓、基板、刺突、尾絲）頭尾相連處有一呈六角形盤狀的頸環(huán)，其上有６根頸須，頸環(huán)和頸須稱頸部

第30頁/共103頁第31頁/共103頁第32頁/共103頁T4噬菌體第33頁/共103頁λ-噬菌體第34頁/共103頁第一節(jié)

病毒

五．病毒的群體特征

1．包含體

某些病毒感染宿主細(xì)胞后，在宿主細(xì)胞中出現(xiàn)的顯微鏡可見的小體。

有的在細(xì)胞質(zhì)（狂犬病毒）有的在細(xì)胞核（皰疹病毒）有的在細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)都有（麻疹病毒）

第35頁/共103頁第一節(jié)

病毒

五．病毒的群體特征

2．

噬菌斑

少量烈性噬菌體與大量敏感細(xì)胞混合后，涂布在培養(yǎng)基平板上，一定溫度下培養(yǎng)10-20h后，可見到嗜菌的透明小圓斑，為噬菌斑，

直徑1-3mm左右------負(fù)菌落

第36頁/共103頁3、空斑和病斑

以單層動物細(xì)胞受動物病毒侵染產(chǎn)生的透明斑為空斑。

腫瘤病毒感染單層動物細(xì)胞，產(chǎn)生細(xì)胞劇增。稱為病斑

4、

枯斑

植物葉片上的植物病毒群體為枯斑。

第37頁/共103頁第38頁/共103頁噬菌體侵染大腸桿菌第39頁/共103頁噬菌斑噬放線菌斑第40頁/共103頁第41頁/共103頁第42頁/共103頁病毒的分類病毒分類的指標(biāo)包括：基因組核酸、衣殼（capsid）的形狀、是否有包膜（envelope）。病毒能夠?qū)⑦z傳信息儲存在六種不同類型的核酸中，然后轉(zhuǎn)錄為病毒mRNA(seeFig.2F)，再結(jié)合到宿主細(xì)胞核糖體（ribosome）上翻譯成病毒蛋白質(zhì)（viralproteins）。第43頁/共103頁病毒的核酸類型病毒ＤＮＡＲＮＡ單鏈雙鏈單鏈雙鏈線狀環(huán)狀線狀環(huán)狀（線狀）（線狀）第44頁/共103頁六、噬菌體（bacteriophage,phage）的一般介紹噬菌體：是原核生物的病毒，包括噬細(xì)菌體、噬放線菌體、噬藍(lán)細(xì)菌體噬真菌體：是真核生物的病毒噬菌體的形態(tài)：有３種基本形態(tài)包括蝌蚪狀（dsDNA）、球狀（ssDNA、ssRNA）、絲狀（ssDNA）。

1987年電鏡觀察過2850種噬菌體，,其中2700種有尾。第45頁/共103頁七、

病毒的繁殖

以噬菌體為例，了解病毒的繁殖：

無個(gè)體生長過程，只是基本成分的組合：核酸復(fù)制

+蛋白質(zhì)合成------裝配為病毒粒子。

第46頁/共103頁七、

病毒的繁殖

（一）噬菌體的繁殖1、繁殖過程吸附---侵入----增殖（復(fù)制+合成）---裝配----裂解（釋放）烈性噬菌體：凡在短時(shí)間內(nèi)能完成（20～60min）完成吸附、侵入、增殖、裝配，導(dǎo)致細(xì)胞裂解的噬菌體為烈性噬菌體；

溫和性噬菌體：有些噬菌體進(jìn)入寄主細(xì)胞后，并不進(jìn)行復(fù)制和裂解細(xì)胞，而是將它們的ＤＮＡ整合在染色體上并隨著寄主細(xì)胞的生長繁殖而傳下去，一般不引起寄主細(xì)胞裂解第47頁/共103頁第48頁/共103頁病毒的核酸類型）DNARNA單鏈

雙鏈（線狀）環(huán)狀線狀病毒線狀環(huán)狀雙鏈（線狀）單鏈第49頁/共103頁

尾絲與宿主特異結(jié)合，時(shí)間很短宿主表面有多個(gè)吸附位點(diǎn)，如感染復(fù)數(shù)m.o.i２５０～3６0，不同噬菌體吸附的位點(diǎn)不同，如脂多糖、脂蛋白、磷壁酸、鞭毛等，吸附可以受外界條件的影響，如陽離子、輔助因子、pH、溫度等。

1.噬菌體的繁殖過程（1）、吸附

第50頁/共103頁（1）、吸附

每一個(gè)敏感細(xì)胞所能吸附的相應(yīng)噬菌體的數(shù)量稱為感染復(fù)數(shù)（m.o.i）,m.o.i一般可達(dá)到250-360，超大m.o.i可引起自外裂解

第51頁/共103頁

T4噬菌體從吸附到侵入只需15秒，吸附引起構(gòu)象變化，將核酸注入宿主細(xì)胞內(nèi)，而蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)胞外，如果兩種以上侵入，只有一種得以增殖。

（2）、侵入

第52頁/共103頁第53頁/共103頁（3）、增殖

T4噬菌體的dsDNA，早期轉(zhuǎn)錄------早期蛋白

酶（RNA）次早期轉(zhuǎn)錄-----次早期蛋白

酶（DNA）晚期轉(zhuǎn)錄------晚期蛋白

（結(jié)構(gòu)蛋白等）

第54頁/共103頁第55頁/共103頁第56頁/共103頁第57頁/共103頁第58頁/共103頁第59頁/共103頁（4）裝配、裂解、釋放各個(gè)部件自行裝配T4噬菌體需要30種蛋白參與水解酶水解細(xì)胞膜、細(xì)胞壁-------裂解-----釋放子代噬菌體大腸桿菌T系列15---25min裂解量：平均每一宿主細(xì)胞裂解后產(chǎn)生的子代噬菌體數(shù)T2位150個(gè)，T4為100個(gè)第60頁/共103頁第61頁/共103頁2、噬菌體的效價(jià)測定（噬菌體個(gè)數(shù)/ml）噬菌體的效價(jià)：每mL試樣中所含有的侵染性的噬菌體粒子數(shù)0.10.2噬菌體稀釋液敏感宿主菌液第62頁/共103頁雙層平板檢測噬菌斑底層平板上層平板噬菌體+宿主第63頁/共103頁3、噬菌體的一步生長曲線

少量病毒（噬菌體）與敏感細(xì)胞接觸，病毒吸附后，高倍稀釋，繼續(xù)培養(yǎng)，定時(shí)取樣測定培養(yǎng)物中的病毒效價(jià)，以感染時(shí)間為橫坐標(biāo)，病毒效價(jià)為縱坐標(biāo)，繪制出病毒特征性的繁殖曲線，即一步生長曲線

一步生長曲線：

第64頁/共103頁第65頁/共103頁潛伏期：釋放子代病毒粒子所需的最短時(shí)間，（噬菌體以分鐘計(jì)，動物病毒、植物病毒以小時(shí)或天計(jì)），大腸桿菌約25min裂解期：裂解量：每個(gè)受染細(xì)胞所釋放產(chǎn)生的子代病毒數(shù)

目，幾十到萬個(gè)。

裂解量=平穩(wěn)期的平均噬菌斑數(shù)

/潛伏期的平均噬菌斑數(shù)

第66頁/共103頁第67頁/共103頁第68頁/共103頁七、

病毒的繁殖

（二）、溫和噬菌體和溶源菌

（１）溫和性噬菌體：

當(dāng)噬菌體DNA進(jìn)入細(xì)胞后，在宿主與病毒的相互作用下，病毒DNA整合到宿主的DNA上，同宿主DNA同步復(fù)制，但不合成自己的蛋白質(zhì)殼體，因此宿主細(xì)胞不分裂而能繼續(xù)生長繁殖，這種噬菌體為溫和性噬菌體。如入噬菌體就是大腸桿菌Ｋ１２的溫和性噬菌體，用E.coliK12（入）表示．這種現(xiàn)象稱溶源性即溫和噬菌體侵入宿主細(xì)胞后所產(chǎn)生的某些特性。

第69頁/共103頁噬菌體的溶源性原（前）噬菌體：溫和噬菌體中處于整合狀態(tài)的核酸。（2）溶源菌：指在核染色體組上整合有前噬菌體并能正常生長繁殖而不被裂解的細(xì)菌（或其他微生物）。特點(diǎn)：A自發(fā)裂解B誘發(fā)裂解C免疫性D復(fù)愈E溶源轉(zhuǎn)變F

溶源性病毒周期第70頁/共103頁

七、

病毒的繁殖

（二）、溫和噬菌體和溶源菌

整合的DNA為前噬菌體，或原噬菌體，原噬菌體一旦脫離宿主DNA就開始復(fù)制，引起宿主裂解（10-5）。含有原噬菌體的宿主細(xì)胞稱為溶源菌，溶源菌所特有的性質(zhì)為溶源性。

第71頁/共103頁第72頁/共103頁1、溶源性表現(xiàn)如下：

溶源性產(chǎn)生烈性噬菌體的潛在能力：10-2～10-5

具有同源噬菌體感染的免疫性（CI抑制蛋白產(chǎn)生）

溶源菌在外界理化因子誘導(dǎo)下，可發(fā)生高頻率的裂解

宿主細(xì)胞有時(shí)能產(chǎn)生新的生理特性，如溶源性白喉?xiàng)U菌產(chǎn)生白喉毒素

第73頁/共103頁溫和性噬菌體的三種狀態(tài)：游離態(tài)、原噬菌體態(tài)、營養(yǎng)期噬菌體第74頁/共103頁常見的溫和性噬菌體大腸桿菌λ噬菌體大腸桿菌Mu-1噬菌體大腸桿菌P1、P2噬菌體

第75頁/共103頁其中大腸桿菌λ噬菌體研究最清楚，

E.coliK12（λ）表示cos位點(diǎn)------12個(gè)堿基對構(gòu)成的粘性末端第76頁/共103頁第77頁/共103頁第78頁/共103頁2、溶源菌的檢測（自發(fā)或誘導(dǎo)）

少量溶源菌與大量指示菌混合，加瓊脂培養(yǎng)基倒平板，培養(yǎng)后顯示出特殊噬菌斑。

第79頁/共103頁指示菌菌苔溶源菌菌落透明的裂解圈溶源菌獨(dú)特噬菌斑第80頁/共103頁（三）植物病毒的繁殖植物病毒種類繁多，有700余種植物病毒大多為單鏈ＲＮA,基本形態(tài)桿狀、絲狀和球狀｜植物病毒對寄主的專一性較差如TMV就可侵染百余種植物植物受侵染后表現(xiàn)三種外部癥狀和內(nèi)部癥狀借植物細(xì)胞間連絲擴(kuò)散植物病毒的增殖過程與噬菌體相似，但也有區(qū)別：因無特殊吸附結(jié)構(gòu)，只能被動侵入植物病毒在侵入后才脫去衣殼第81頁/共103頁豆科黃萎病毒第82頁/共103頁煙草花葉病毒第83頁/共103頁（四）動物病毒人類的傳染病70—80%由病毒引起人類的惡性腫瘤15%由病毒引起許多病毒人獸共患繁殖過程與噬菌體有一些差異，如侵入過程、脫殼過程第84頁/共103頁HIV病毒第85頁/共103頁第86頁/共103頁流感病毒第87頁/共103頁動物病毒侵入與釋放第88頁/共103頁流感病毒釋放第89頁/共103頁流感病毒生活史第90頁/共103頁八、病毒與實(shí)踐

（一）噬菌體與發(fā)酵工業(yè)噬菌體對發(fā)酵工業(yè)危害很大細(xì)菌發(fā)酵、放線菌發(fā)酵感染噬菌體較多發(fā)酵周期延長發(fā)酵液由渾濁-------變清發(fā)酵異常、發(fā)酵液粘稠、泡沫驟增

第91頁/共103頁八、病毒與實(shí)踐

（一）噬菌體與發(fā)酵工業(yè)檢測：檢測到噬菌斑

電鏡下看到噬菌體

防止：嚴(yán)格衛(wèi)生嚴(yán)格活菌排放篩選抗性菌株

第92頁/共103頁第93頁/共103頁八、病毒與實(shí)踐

（二）昆蟲病毒與生物防治利用病毒殺滅有害昆蟲前景誘人

病毒改造后作為基因工程的載體第94頁/共103頁第二節(jié)

亞病毒只含有核酸或蛋白質(zhì)一種成分的分子病原體為亞病毒包括：類病毒擬病毒朊病毒第95頁/共103頁類病毒是小分子量、裸露的、環(huán)狀閉合的、缺乏蛋白質(zhì)外殼的感染性的單鏈RNA分子的病原體。據(jù)報(bào)道，動物中有DNA類病毒類病毒第96頁/共103頁類病毒

只含RNA（環(huán)狀ssRNA）專性細(xì)胞寄生在活細(xì)胞內(nèi)的分子病原體

1971年，馬鈴薯紡錘形塊莖病，dsRNA），目前已發(fā)現(xiàn)多種侵染植物，如橘桔裂皮病、菊花矮化病、黃瓜白果病、椰子死亡病等傳播途徑：機(jī)械損傷和營養(yǎng)繁殖有較長的潛伏期在細(xì)胞核內(nèi)由RNA到RNA直接轉(zhuǎn)錄不編