第一章-非细胞型微生物的形态及结构.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,主要内容:,病毒的形态和大小,病毒的结构和化学组成,病毒的生物学特性,亚病毒,（一）病毒的发现,病毒在自然界广泛分布，人、动物、植物、藻类、真菌和细菌有,毒感染。其中动物种类繁多，多数对动物有致病性，导致疫病大流行，,造成巨大损失。,1898年荷兰学者贝杰林克首次发现-烟草花叶病毒。,1898年德国细菌学家莱夫勒和弗罗施发现了口蹄疫病毒。,1915年托特发现了细菌病毒。,20世纪40年代才发现昆虫病毒。,非细胞生物,（真）病毒：至少含核酸和蛋白质两种组分,亚病毒,类病毒：只含具侵染性的RNA组分,卫星RNA：只含有不具侵染性的RNA组分,朊病毒：只含蛋白质,一、概 述,埃及孟非思壁画中长老患小儿麻痹症。,(四)病毒和其他微生物主要区别,微生物类别 在无生命培 二分裂 核酸 核糖体 对抗生素 对干扰素,养基上生长 繁 殖 的敏感性 的敏感性,细菌 +D+R +-,支原体 +D+R +-,立克次氏体 -+D+R -+-,衣原体 -+D+R -+,病毒 -D/R -+,注：D=DNA R=RNA 有些细菌和立克次体对干扰素也敏感,二、,病毒的形态和大小,(,一）病毒的形态,1、单个病毒形态,病毒颗粒的形态多种多样，一般有以下几种形态：砖形、弹状、球形、蝌蚪形、丝形等。,2、病毒的群体形态,（二）病毒的大小（10-450nm),个体小，必需在电镜下观察；,不同病毒的毒粒大小差别很大；,毒粒的形状大致可分球形颗粒(或称拟球形颗粒)、杆状颗粒和复杂形状颗粒（如蝌蚪状，卵形）等少数几类。,从内到外为核酸芯髓、衣壳、囊膜。,基本结构,核酸芯髓,衣壳,囊膜,纤突,特殊成分,核衣壳,（三）病毒的结构,核酸和少量的功能性蛋白质构成病毒的核心,。,成分：主要成分为核酸（DNA或RNA）。,功能：核酸是病毒的基因组，为病毒复制、遗传,、变异及对宿主的感染性 等提供遗传信,息。,1、病毒的核心,衣壳是由一定数量的壳粒组成的包裹病毒心髓的一层蛋白质结构。每个壳粒又是由一个或多个多肽分子组成的。,（1）成分：蛋白质。,（2）功能：,保护病毒的核酸免受环境中核酸酶或其它影响因素的破坏,介导病毒核酸进入宿主细胞中,衣壳蛋白具有抗原性，是病毒颗粒的主要抗原成分,由于不同种类的病毒衣壳所含壳粒数不同，所以衣壳可作为病毒鉴别和分类的依据之一。,2、衣壳,（3）对称形式,病毒衣壳结构的对称形式有二十面体立体对称、螺旋状对称和复合,对称三种。在动物病毒中衣壳结构的对称形式主要为二十面体立体对称和螺旋状对称。,二十面体立体对称,衣壳20面体是具有20个等边三角形面,30条边（棱）和12个顶的多面体。,除痘病毒科外，所有DNA病毒的衣壳均为20面体。双股RNA的呼肠孤病毒科、双RNA病毒科，以及单股RNA的微BNA病毒科、披膜病毒科、黄病毒科、星状病毒科、嵌杯病毒科的病毒衣壳也为20面体。,二十面体立体对称的代表-腺病毒,螺旋状对称型,螺旋对称的代表-烟草花叶病毒,壳体呈杆状或丝状外观。蛋白质亚基有规律地沿着中心轴呈螺旋排列,形成高度有序、对称的稳定结构。核酸位于壳体内侧的螺旋状沟中,多为单链RNA。正黏病毒科、副黏病毒科、弹状病毒科、冠状病毒科等病毒的衣壳属此类。,复合对称型,有少数病毒（如噬菌体）的壳体为复合对称结构。壳体既有螺旋对称结构,又有20面体对称部分。具有复合对称壳体结构。,复合对称型的代表-T偶数噬菌体,3、囊膜和纤突,有些病毒在核衣壳外还有一层囊膜结构，囊膜是病毒在成熟过程中从宿主细胞中获得的，含有宿主细胞膜或核膜的化学成分。另外有的囊膜表面有突起，称为纤突，如禽流感病毒，在囊膜上有两种纤突，一种是血凝素，另一种是神经氨酸酶,（1）成分：主要成分是蛋白质、多糖和脂类。,（2）功能：囊膜与纤突构成病毒的表面抗原，,与宿主细胞嗜性、致病性及免疫原,性有着十分密切的关系。,病毒的化学组成包括四类物质：核酸、蛋白质、脂类和糖。其中核酸和蛋白质是最主要的成分。,核酸是病毒的遗传物质；,控制着病毒的增殖及对宿主的感染性；,一种病毒的毒粒只含有一种核酸：,DNA,或是,RNA,。,4、病毒的化学组成,核酸,核酸,RNA,DNA,单股,双股,线状 多数病毒,环状 多瘤病毒、乳头瘤病毒,环状 猪圆环病毒,线状 猪细小病毒,单股,双股,线状,环状,环状,线状 分节段 少数病毒 如呼肠孤病毒,不分节段 多数病毒,分节段 少数病毒 如禽流感病毒,（1）分 类,蛋白质,结构蛋白,结构蛋白,约占病毒总重量的70%，较少为30-40%。它们构成全部衣壳成分和囊膜的主要成分，具有保护病毒核酸的功能。衣壳蛋白、囊膜蛋白、纤突蛋白可特异地吸附于易感细胞受体上并促进病毒穿入细胞，是决定病毒对宿主细胞嗜性的重要因素。病毒的结构蛋白是良好的抗原，可诱导机体产生免疫应答。,非结构蛋白,非结构蛋白,指病毒组分以外的蛋白，是病毒复制过程中的某些中间产物，具有酶活性或其它功能。,脂类与糖,脂类主要存在于囊膜中，约50-60%为磷脂，20-30%为胆固醇。用脂溶剂可去除膜中的脂类物质。所以常用乙醚或氯仿处理病毒，再检测其活性，以确定该病毒是否具有囊膜结构。,糖类一般以糖蛋白形式存在，是某些病毒的纤突成分，如禽流感病毒的HA和NA，它们与病毒吸附细胞受体有关。,四、病毒的生物学特性,（一）病毒血凝现象,红细胞凝集（HA）：有的病毒囊膜上含有血凝素（如禽流感病毒,的血凝素），能与多种动物的红细胞表面的,糖蛋白受体相结合所产生的 凝集现象，称为,红细胞凝集简称血凝。,作用：测定病毒的滴度或检测被检材料中是否存在病毒。,血凝抑制试验（HI）：红细胞凝集现象可以被特异性抗体,所抑制称 为血凝抑制试验。,另外，当病毒囊膜上含有神经氨酸酶时，凝集的红细胞在37,C,时会与病毒发生分离，其原因是神经氨酸酶能够破坏血凝素的受体-唾液酸糖蛋白。,作用：鉴定病毒、检测抗体滴度。,（二）包涵体,是某些病毒感染细胞于细胞浆或细胞内产生的特殊结构，称为包涵体。,可通过固定染色在光学显微镜下观察到。它可是单个，也可是多个，有的较大，有的较小，或圆形或无规则形，因病毒种类不同，包涵体可嗜酸性（伊红染色成粉红色），也可嗜碱性（苏木精染色成蓝色）。,1、分类,（1）按所处的位置分,胞浆包涵体：如痘病毒、狂犬病病毒、副黏病毒等,核内包涵体：如腺病毒、细小病毒等,胞浆、核内包涵体：犬温热病毒、猪细胞巨化病毒 等同时可产生两种包涵体,有的是病毒合成的场所：如痘病毒的病毒胞浆，又称病毒工厂。,（2）按包涵体的性质不同分,病毒成分的蓄积：如狂犬病病毒产生的Negri氏体，是堆积的核衣壳。,有的则是细胞退行性变化产物：如疱疹病毒感染所产生的“猫头 鹰眼”。,有的是又大量晶格样排列的病毒颗粒组成：如腺病毒的包涵体。,病毒在一些宿主细胞中产生的包涵体,A 天花病毒在家兔角膜细胞质中产生的小体,B 狂犬病毒在犬脑神经细胞质中的内基氏小体,C 家兔角膜接种疱疹病毒后，上皮细胞核涵体,CSRV接种后,在CO单层细胞中包涵体的增长过程及对宿主细胞的影响,A.正常细胞对照;B.接种后6h;C.接种后12h;D.接种后18h。,图中可见的黑色圆点即为有包涵体的细胞100,2、功 能,检查包涵体的有无、出现部位、形状、大小及染色特性，可作为某些病毒性疾病诊断的一个依据。,1、滤过性,由于病毒能通过细菌滤器，故曾称病毒为,“滤过性病毒”。常用滤器有赛氏滤器、玻璃滤器、微孔滤膜滤器。,2、浮密度,由于病毒粒子太小，不能直接进行其密度的 测定，而将提纯的病毒粒子悬浮于某液体中进行间接测定，称为浮密度。,（三）病毒的物理性状,五、亚病毒,亚病毒是一类比病毒更为简单，仅具有某种核酸不具有蛋白质，或仅具有蛋白质而不具有核酸，能够侵染动植物的微小病原体。包括类病毒、拟病毒和朊病毒。,（一）概念,1971年Diener首次报道，引起马铃薯纺锤形块茎病的病原体是一种低相对分子质量RNA，它没有蛋白质外壳，在其感染的植物组织中也末发现病毒样颗粒。这种小分子RNA能在敏感细胞内自我复制，并不需要辅助病毒。由于其结构和性质都与已知的病毒不同，故Diener等把它称做类病毒。,迄今已鉴定的类病毒达20多种，根据它们是否含有中央保守区和核酶结构分为两个科，马铃薯纺锤形块茎类病毒科含中央保守区，不含核酶保守序列;而鲜梨白斑类病毒科没有中央保守区，但有核酶保守序列、能够自我切割。,（二）类型,1、类病毒,2、拟病毒,拟病毒是一类包裹在植物病毒衣壳内的病毒，其核酸为线状或环状单链RNA。其宿主为植物病毒。,3、朊病毒,朊病毒是一类能引起哺乳动物的亚急性海绵样脑病的病原因子，这些疾病包括人的库鲁病、克雅氏病（CJD）、新型克雅氏病、和致死性家族失眼病（FFI)，发生于动物中的羊搔痒症、貂的传染性脑病（TME)、黑尾鹿与糜鹿的慢性消耗病、猫海绵状脑病、捕抓的野生动物的海绵状脑病以及牛海绵状脑病。,由于这类病原因子能引起人与动物的致死性中枢神经系统疾病，并且它们具有不同于病毒的生物学性质和理化性质，故一直引起人的极大的兴趣，并以羊搔痒病为模型进行了大量的研究。肮病毒在电镜下呈杆状颗粒，直径25nm-200nm（一般为125-150nm）。总是呈丛状排列，每丛大小和形状不一，多时可含100个。,疯牛病(牛海绵状脑病),一种感染性蛋白粒子致病因子称朊病毒,PrP,c,已被克隆,空间结构由,_,螺旋构成,朊病毒可由,_,螺旋(PrP,c,)变成,_,折叠(PrP,sc,),PrP,sc,为致病型蛋白粒子,PrP,sc,在神经细胞内沉积,细胞破裂,组织出现无数空洞-状如筛子称为海绵状脑病,朊病毒的理化性质,羊搔痒病因子无免疫原性;对紫外线、辐射、非离子型去污剂、蛋白酶等能使病毒灭活的理化因子有较强的抗性;高温、核酸酶，如烃胺、亚硝酸之类的核酸变性剂都不能破坏其感染性；SDS、尿素、苯酚之类的蛋白质变性剂都能使之失活。,从羊搔痒病因子实验感染的仓鼠脑组织中分离到一种相对分子质量710,4,3010,4,的蛋白质。由于这种蛋白质可与搔痒病因子共纯化;其浓度与搔痒病因子的传染性正相关;这种蛋白纯化后具有传染性;并且其感染性可被中和抗体中和，故将这种蛋白称做肮病毒蛋白（PrP）由于该蛋白来源于羊搔痒病，故以PrPsc表示。,由于迄今末能证明它含有核酸，故多数人认为羊搔痒病因子的化学本质是蛋白质。Prusiner(1982)提出它们是一种蛋白质侵染颗粒，并将之称做Prion或Virino即肮病毒。,朊病毒的结构,病理性折叠,螺旋,克病最初病例养殖场主,克病潜伏期可达数十年,克病可通过血液传染,海绵状脑病,羊 肉 干 粉,疯牛病,牛,PrP,c,PrP,sc,？,病羊肉,病牛肉,人,不致病,克雅氏病,牛海绵状脑病,1、病毒颗粒的基本结构如何？画出模式图。,2、病毒的核衣壳的对称型有哪些？各有什么特点？,3、阐述病毒核酸及蛋白的特点。,4、如何确定病毒是否有囊膜？其依据何在？,讨论 思考题 作业,