第三章病毒-2.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,*,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,*,（一）,原核生物的病毒,噬菌体,（二）,植物病毒,（三）,人类和脊椎动物病毒,（四）,昆虫病毒,二、4类病毒及其繁殖方式,一种噬菌体感染大肠杆菌,一组噬菌体,1、噬菌体的增殖,一般可分为,吸附,、,侵入,、,增殖,、,成熟装配,与,裂解释放,五步。,烈性噬菌体生活周期,什么是烈性噬菌体？,噬菌体感染细菌细胞后，在细胞内增殖，凡短时间内导致寄主细胞裂解的叫烈性噬菌体或毒性噬菌体。,T4噬菌体是一个典型的烈性噬菌体。,（参见P173）,动物宿主细胞及细菌表面病毒受体,的存在可通过生化、遗传等实验证明,但,至今仍未发现植物病毒的细胞受体,存在。,（2）,侵入,噬菌体吸附在细菌细胞壁的受点上以后，,核酸注入,细菌细胞中，,蛋白质,壳体留在,外面,。,从吸附到侵入，时间间隔很短，只有几秒到几分钟。,如果大量噬菌体在短时间内吸附于同一细胞上，使细胞壁产生许多小孔，也可引起细胞立即裂解，但并未进行噬菌体的增殖，这种现象称为,自外裂解。,（3）,增殖,噬菌体的DNA进入细胞后，寄主细胞产生一系列变化，,细菌的合成作用受到阻抑，噬菌体逐渐控制细胞的代谢,，由噬菌体DNA为模板，在寄主细胞一系列酶的作用下，合成装配噬菌体所需的DNA或RNA和蛋白质,（4）,成熟（装配）,（5）裂解（释放）,2、噬菌体效价的测定,效价,：表示每毫升试样中所含的具有侵染性的噬菌体粒子数，又称噬菌斑形成单位数或感染中心数。,方法：,双层平板法,3、一步生长曲线,定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线称为一步生长曲线。,潜伏期，裂解期，平稳期,。,一步生长曲线实验最早由Ellis和Delbruck（1939）所设计。,其基本步骤是：,1）用噬菌体的稀悬液去感染高浓度的宿主细胞，以保证每个细胞至多,不超过一个噬菌体吸附。,2）经数分钟吸附后，混合液中加入一定量的该噬菌体的抗血清，借以中和尚未吸附的噬菌体。,3,）然后用保温的培养液稀释此混合液，同时可中止抗血清的作用。随即置于该细菌最适生长温度下培养。,4）在一定的时间内，每隔数分钟从混合悬液中取出一份试样，并作效价测定。,5）以感染时间为横坐标,病毒的感染效价为纵坐标,绘制出病毒特征性的繁殖曲线,取培养物直接,测定病毒数量,将培养物过滤,去细胞后测定,病毒数量,将细胞裂解后测定病毒的数量.,前期可将培养物先离心去上清,以消除未吸附病毒的影响,（1）潜伏期：,是指,噬菌体,侵入宿主细胞至,噬菌体粒子,释放出胞外前的一段时间,。,隐蔽期,，是指病毒的核酸侵入宿主细胞后至第一个病毒粒子装配前的一段时间，此时宿主细胞内不含有完整的、有侵染力的成熟病毒粒子。,潜伏后期,，,病毒粒子装配成熟，胞内具侵染性的成熟病毒粒子数目渐增，但没有释放出胞外。寄主细胞的裂解标志着潜伏期的结束。,（2）裂解期：,是指宿主细胞迅速裂解，溶液中病毒粒子急剧上升的一段时间。病毒没有个体生长，其宿主细胞裂解也是突发的。,（3）平稳期：,是指感染病毒的宿主细胞全部裂解，溶液中病毒效价达到最高点以后的时期。,两个特征性数据,潜伏期：,是病毒颗粒吸附于细胞到受染细胞释放出子代病毒颗粒所需的最短时间，不同病毒的潜伏期长短不同，,噬菌体以分钟计，动物病毒和植物病毒以小时或天计。,裂解量：,是每个受染细胞所释放的子代病毒颗粒的平均数目，,其值等于潜伏期受染细胞的数目除稳定期受染细胞所释放的全部子代病毒数目，即等于稳定期病毒效价与潜伏期病毒效价之比。,裂解量,=-,稳定期受染细胞所释放的全部子代病毒数目,潜伏期,受染细胞的数目,通过一步生长曲线测定，,噬菌体的裂解量一般为几十到上百个，植物病毒和动物病毒可达数百乃至上万个。,进行一步生长曲线的测定，能了解噬菌体在菌体内的,最短潜伏期，和平均收获量，,还可测知理化因素的变化对噬菌体感染循环的时间和对每个被感染菌体释放噬菌体的影响。,4、溶源性,某些噬菌体侵染细菌后，将自身基因组整合到细菌细胞染色体上，随寄主细胞分裂而同步复制，并不引起细菌裂解释放噬菌体，因而被称作,温和噬菌体,。这种噬菌体与细菌共存的特性称为,溶原性,，被侵染的细胞被称作溶原性细胞或,溶原菌,，整合到细菌细胞染色体上的病毒被称作,前病毒,或,前噬菌体,。,温和噬菌体的存在形式有三种：,游离态,：指成熟后被释放并有侵染性的游离噬菌体粒子；,整合态,：指整合在宿主核染色体上处于前噬菌体的状态,（一种潜伏的形式）,营养态,：指前噬菌体经外界理化因子诱导后，脱离宿主核基因组而处于积极复制和装配的状态。,温和噬菌体的种类很多，常见的有,E.coli,的、Mu-1、P1和P2噬菌体等。其中，,噬菌体,是研究最为透彻的一种温和噬菌体。,溶源性感染对细胞的影响,：,（1）溶原性转变：温和噬菌体在菌体细胞内以前噬菌体形式存在可导致宿主细胞的表型改变，这种改变与其生命周期是否完成没有直接关系，这种改变称为溶原性转变。,（2）免疫作用：,前噬菌体基因还导致溶原性细菌对同类型噬菌体的侵染具有免疫作用,，阻止携带与溶原性菌体所含的前噬菌体DNA相同的噬菌体的吸附和生物合成，但这种免疫作用不能阻止溶原菌被别种类型的温和噬菌体或烈性噬菌体所侵染。前噬菌体基因的表达可以产生一种阻遏蛋白，抑制该病毒自身在菌体内的复制。,（3）致病性改变：某些溶原菌还因所含的前噬菌体的作用导致致病性改变。例如，白喉棒状杆菌和肉毒梭状芽孢杆菌，若不含有前噬菌体，是不会引起人类疾病的；一旦被相应的温和噬菌体侵染，含有了编码毒素基因的前噬菌体后，就从不产生毒素的菌株转变为产毒素的菌株，造成侵染组织的损伤，分别引发白喉和肉毒中毒症状。,（4）溶原性可以是可逆的：前噬菌体可以自发地或在外界刺激诱导下被激活，裂解寄主细胞，进入裂解途径。前噬菌体离开细菌基因组进入裂解途径的几率很低（约1/10000-1/100000）。,溶原性循环,裂解性循环,裂解性循环,E.Coli,K12(),表示一株带有前噬菌体的大肠杆菌K12溶源菌株。,检验溶源菌的方法：,是将少量溶源菌与大量的敏感性指示菌相混合，然后与琼脂培养基混匀后倒一平板。过一段时间后溶源菌就长成菌落。由于在溶源菌分裂过程中有极少数个体会发生自发裂解，其释放的噬菌体可不断侵染溶源菌菌落周围的指示菌菌苔，所以会产生一个个,中央有溶源菌小菌落、四周有透明圈的特殊噬菌斑。,（二）植物病毒,植物病毒大部分属于,ssRNA病毒,，其基本形态有杆状、丝状和等轴对称的近球状二十面体，,一般没有包膜。,植物患病毒病后，主要出现三类症状：,因叶绿体被破坏或不能合成新的叶绿素，而引起,花叶、黄化或红化等症状；,植株发生,矮化、丛枝或畸形等,；,形成,枯斑或坏死等症状。,植株感染病毒的症状,畸形,褪绿和矮化,花叶,植物病毒的侵染途径,通过因人为地或自然的机械损伤所形成的微伤口进入细胞；或者靠携带有病毒的媒介，主要靠是有吮吸式口器的昆虫取食将病毒带入细胞。,植物病毒一旦进入细胞后，增殖产生的子代病毒或病毒核酸可通过病毒编码的运动蛋白与胞间连丝的相互作用从受染细胞进入邻近细胞。,（三）人类和脊椎动物病毒,各种脊椎动物都广泛寄生着相应的病毒，但研究较多的是那些与人类健康、与畜禽家养脊椎动物疾病相关的那些病毒。已知与人类健康有关的病毒超过300种，与其它脊椎动物有关的病毒超过900种。人类传染病约有70-80%是由病毒所引起。脊椎动物病毒根据其核酸类型可分为,dsDNA病毒、ssDNA病毒、dsRNA病毒和ssRNA病毒,；有的衣壳外含包膜，有的不含包膜；有的病毒包膜外还含有刺突。,艾滋病毒,1、脊椎动物,病毒繁殖,1.吸附:病毒通过刺突与细胞受体特异结合吸附到寄主细胞上,2.侵入:病毒被吞噬到囊泡中,囊膜破裂,病毒核酸被释放到细胞质。,3.生物合成:在病毒基因控制下,细胞合成新病毒的基本成分，核酸、衣壳粒蛋白和刺突蛋白。,4.成熟装配:刺突蛋白整合到形成病毒包膜的细胞膜中,核酸和衣颗粒蛋白装配成核衣壳。,5.释放:有包膜病毒以出芽方式离开细胞膜,携带着含刺突的包膜。成熟的病毒粒子具侵染性。,病毒刺突与寄主细胞上受体的特异结合过程示意图：,吸附,1）裸露病毒,侵入,增殖、成熟,裂解,2）有包膜病毒,2、新显病毒,“新显病毒”（,emerging virus,)，“,emerge,”的英文原意是“出现”的意思，新显病毒是指那些以往局部低水平感染的病毒或具有种间屏障的病毒，将其寄主范围扩大到了别的物种，引起了大范围的人类传染性疾病。,如埃博拉病毒、拉沙病毒、艾滋病毒等。最近出现的SARS病毒、禽流感病毒等就属于这一类。它们引发的传染病对人类的健康与生命带来严重威胁，必须引起我们高度重视。,新显病毒产生的原因：,1）与人类对环境的破坏有关。,2）与现代交通、旅游发展和人类大规模地迁居有关。,3）病毒基因的突变，改变了宿主范围或致病力。,4）与人和动物的密切接触有关,病毒感染的防治,接种疫苗,生物制剂,中药预防,干扰素等,流感病毒,流感病毒,（四）昆虫病毒,大多数昆虫病毒可在宿主细胞内形成,包涵体,。由于昆虫病毒的包涵体在显微镜下一般均呈多角状，因此称为,多角体,。,多角体一般具有这样几个特点,：,外形呈多角、多面体；,大小一般在0.510m间，多数约3m；,成分为碱溶性结晶蛋白；,其内包裹着数目不等的病毒粒子；,具有保护病毒粒子抵御不良环境的功能；,可在细胞核或细胞质内形成。,第二节 亚病毒,什么是亚病毒？,什么是类病毒、拟病毒和朊病毒？,凡在,核酸,和,蛋白质,两种成分中，只含有其中之一的分子病原体，称为,亚病毒,。该名词最早是由Lwoff提出（1981年）。,一、类病毒,类病毒：,只含有,RNA,一种化学组分、专性活细胞内寄生的分子病原体,.,1,、发现,：,马铃薯纺锤形块茎病（,PSTD,）最早是在美国发现的，它可使马铃薯减产,2070%,。我国在黑龙江省发现,。,19671971,年在美国工作的瑞士学者,Diener,发现，患,PSTD,的块茎抽提物经超离心和凝胶电泳后，出现一条比一般病毒分子更小的,10,S,的区带。经一系列试验后，证明它是一个,没有衣壳包裹的,RNA,分子,，经过电镜观察，发现它是一条长,50nm,的棒形闭合环状,ssRNA,分子，他称它为,PSTV,。,从此，一类新的病原体,类病毒,就被广泛承认并进行了深入的研究。在,19771988,年间陆续发现的类病毒已有,18,种，例如番茄散顶病、柑橘裂皮病、菊花矮化病、菊花褪绿斑驳病、黄瓜白果病、椰子死亡病和酒花矮化病等的类病毒。,目前只在植物体中发现,。,所有的类病毒 RNA 没有 mRNA 活性，不编码任何多肽，它的复制是借助寄主的 RNA 聚合酶 II 的催化，在细胞核中进行的 RNA 到 RNA 的直接转录。(,依赖于DNA的RNA聚合酶),二、拟病毒,拟病毒,又称,类类病毒,或,病毒卫星,，,可认为是一类包裹在真病毒粒子中的有,缺陷的类病毒,。,发现：,1981,年,Randles,等在绒毛烟中分离到一种直径为,30nm,的二十面体病毒，称,绒毛烟斑驳病毒（,VTMoV,）,。,拟病毒极其微小，一般仅由裸露的RNA或DNA 组成。被拟病毒“寄生”的真病毒又称,辅助病毒,，拟病毒则成为它的“卫星”。,三、卫星病毒,卫星病毒是一类基因组缺损、需要依赖辅助病毒，基因才能复制和表达，才能完成增殖的亚病毒，不单独存在，常伴随着其他病毒一起出现。,如大肠杆菌噬菌体P4，缺乏编码衣壳蛋白的基因，需辅助病毒大肠杆菌噬菌体P2同时感染，且依赖P2合成的壳体蛋白装配成含P2壳体的P4壳体，与较小的P4 DNA组装成完整的P4颗粒，完成增殖过程。,四、卫星RNA,是一类存在于某专一病毒粒（辅助病毒）的衣壳粒内，并完全依赖后者才能复制自己的小分子RNA病原因子。,五、朊病毒,1、定义,朊病毒,又称“,普列昂,”或,蛋白质侵染因子,。朊病毒是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性的,疏水蛋白质。,4.发现及其研究的意义：,朊病毒的发现在生物学界引起震惊，因为它与目前公认的“中心法则”即生物遗传信息流的方向是“DNA,RNA,蛋白质”的传统观念发生抵触，因而有可能是分子生物学的发展带来革命性的影响，同时还有可能为弄清一系列疑难传染性疾病的病原，带来新的希望。,思考题：,什么是病毒？它有何特点？,什么是一步生长曲线？,什么是,温和噬菌体、烈性噬菌体、溶源菌,？,何谓亚病毒？有那些类型？并说明其特点。,什么是病毒的包涵体、噬菌斑？病毒的群体形态有几种,?,