第三章--病毒.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,*,*,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,第一节 病毒,病毒的发现：1892年俄国的植物病理学家D.Ivanovsky研究了烟草花叶病的病原,认为它是一种能通过细菌滤器的“细菌毒素”或极小的“细菌”。1898年荷兰学者M.W.Berijerinck独立进行了烟草花叶病病原体的研究,首次提出其病原是一种“传染性的活性液体”或称“病毒”。从此,许多学者陆续发现了各种植物病毒、动物病毒和细菌病毒噬菌体。,病毒的定义,病毒的定义：随着对病毒研究的不断深入，原先对病毒的定义不断地被修改，至今仍无一个科学而严谨的定义。但有一个基本的定义：,病毒是一类超显微的非细胞生物,，每一种病毒只含有一种核酸；它们只能在活细胞内营专性寄生，靠其宿主代谢系统的协助复制核酸、合成蛋白质等组分，然后进行装配得以繁殖；在离体条件下，以无生命的大分子状态长期存在并保持其侵染活性。,病毒的群体特点,种类繁多,多样性丰富,变异迅速,专一性强,有致病性,变异迅速,病毒复制周期短、子代病毒数量多,RNA基因组病毒，复制时更容易发生错误,DNA复制的出错率：10,-7,-10,-11,RNA复制的出错率：10,-4,宿主专一性,完全依赖特定的宿主细胞，甚至是特定的细胞状态,但专一性并非绝对,（人畜共患病）,致病性,病毒是许多疾病的罪魁,流感病毒：,1918年大爆发，造成2000万人死亡,人免疫缺陷病毒（HIV）：,不到20年，已造成2000多万人死亡，及数千万病毒携带者,乙肝病毒：,中国有1.5亿携带者，是肝癌的重要病因之一,但：致病并非病毒的本意,许多古老的病毒与寄主建立了平衡关系,大多数病毒因为无明显致病性而不为人所知,很多死亡其实是人体免疫系统造成的,一、病毒的形态特征,病毒的个体形态：病毒的个体极其微小，结构简单，但它们却是形态各异，丰富多彩。,病毒的大小,研究病毒大小的方法：,1、电子显微镜测量法，可观察病毒形态结构，测量病毒体的大小；,2、分级超过滤法，使用超滤膜的滤孔，估计病毒颗粒的大小；,3、超速离心沉淀法，根据病毒的沉降速度推算病毒的分子量与大小；,4、X射线衍射分析法，研究病毒的结构和亚单位等。,病毒粒子的大小：20nm-300nm,有的线形病毒长达数微米,病毒的大小和形状,病毒粒子的基本形态,球状、杆状和复合状,烟草花叶病毒,P2噬菌体,T2噬菌体,脊髓灰质炎病毒,病毒粒子的基本形态,包膜病毒与无包膜病毒,疱疹病毒,流感病毒,腺病毒,毒粒的壳体结构,衣壳(capsid),核心(genome),衣壳粒(capsomere),衣壳,核酸,包膜,envelope）,糖蛋白,核衣壳(nucleocapsid),一些病毒核壳外覆盖着一层脂蛋白膜称为包膜。是由细胞膜衍生来的，为脂双层构造。在包膜形成时，细胞膜蛋白被病毒的包膜糖蛋白取代。,病毒的包膜糖蛋白具有多种生物学活性，是启动病毒感染所必需的。,病毒的包膜结构,病毒的基本结构：,衣 壳,核 酸,包 膜,刺 突,核衣壳,病毒的化学组成,包 膜,(envelope),(1)概念：指核衣壳外包裹的由类脂、多糖或蛋白质组成的一层构造较复杂的包膜，亦称被膜或外膜。,(2)包膜的形成:,来源于宿主细胞膜或 核膜:如流感病毒。,在宿主细胞内合成：如痘苗病毒。,(3)包膜的特点:,包膜的结构具有,高度稳定性,a.维系病毒体结构；,b.保护病毒核酸；,c.起始病毒感染所必需（识别）。,(4),包膜的功能:,（5)包膜蛋白的种类:,A 包膜糖蛋白：,概念：,主要在包膜外侧，是包膜的重要结构组成,。,功能：,a.,引起感染的先决条件，为病毒的吸附蛋白,。,b.,在病毒进入时发挥作用，与细胞质膜融合。,c.,是病毒表面和受染细胞质膜上的特异抗原,决定簇。,d.,具多种生物学活性,。,B.,基质蛋白：(有些病毒无）,概念：位于包膜内侧的非糖基化蛋白。,功能：a.支撑包膜，维系病毒结构；,b.识别病毒核衣壳，联系核衣壳与病毒,糖蛋白。,刺 突,（spikes),概念：,病毒包膜或衣壳表面的突起物。,流感病毒刺突含N-乙酰神经氨酸酶（与粘膜细胞上神经氨酸作用）,刺 突 的 功 能:,a.可启动感染；,b.可诱生免疫保护作用；,c.可中和抗体；,d.可促使病毒从宿主细胞上释放.,毒粒的结构类型,裸露的二十面体毒粒,裸露的螺旋毒粒,有包膜的二十面体毒粒,有包膜的螺旋毒粒,毒粒的化学组成,核酸,蛋白质,脂类,糖类,其它,核酸,DNA或RNA,类型：单链DNA、双链DNA、单链RNA和双链RNA,单链DNA和RNA分为正链和负链。,正链DNA：与mRNA的序列相同。,负链DNA：与mRNA的序列相反。,正链RNA:可作为mRNA直接进行翻译,负链RNA：其核苷酸序列与其mRNA序列互补,病毒的蛋白质,病毒蛋白分为,结构蛋白和非结构蛋白,。,结构蛋白,指构成一个成熟的有感染性的病毒粒子所必需的蛋白质，包括：壳体蛋白、包膜蛋白和存在于毒粒中的酶等；,非结构蛋白,指在病毒复制过程中产生并具有一定功能，但不结合于病毒粒子中的蛋白质。,蛋白质,结构蛋白,：指构成一个形态成熟的有感染性的病毒颗粒所必需的蛋白质。,非结构蛋白,：指由病毒基因组编码的，在病毒复制过程中产生并具有一定功能，但不结合于毒粒中的蛋白质。,壳体蛋白,：,构成病毒外壳,保护病毒核酸免受核酸酶及其他理化因子的破坏,包膜蛋白,：,决定病毒感染的特异性,与易感细胞表面存在的受体具特异亲合力,促使病毒粒子的吸附决定病毒的抗原性,并能刺激机体产生相应的抗体,毒粒酶,：参与病毒进入、释放等，参与病毒大分子的合成。,壳体蛋白的功能,能维持病毒的形态结构；,保护核酸；,具有粘附作用，能与细胞表面结合，介导病毒的感染和决定病毒对细胞的亲和性；,具有抗原性。,螺旋对称形,壳粒沿病毒基因螺旋对称排列，形成杆状的核衣壳，如烟草花叶病毒、狂犬病病毒、正粘和副粘病毒。,烟草花叶病毒为杆状；,狂犬病病毒为弹状；,正粘病毒（流感病毒）和副粘病毒为多形性结构，且有包膜。,脂类,：来源于细胞的脂类化合物。,糖类,：包膜糖蛋白,其它,：亚精胺、精胺等,弹状病毒,卵圆形病毒,蝌蚪状病毒,杆状病毒,砖型病毒,丝状病毒,球状病毒,病毒的群体形态：,病毒感染宿主细胞后，可形成由大量病毒粒子和蛋白质构成的病毒群体：包含体、噬菌斑、空斑、病斑和枯斑。,噬菌斑,枯斑,苹果花叶病,植株感染病毒的症状,1.畸形,2.褪绿和矮化,植株感染病毒的症状,植株感染病毒的症状,3.花叶,烟草花叶病毒,有包膜螺旋的对称病毒,麻疹病毒（副粘病毒）,有包膜螺旋的对称病毒,流感病毒：RNA基因组分成8个片段，它们分别形成螺旋对称核衣壳，然后聚集在一起，外覆以包膜,流感病毒,有包膜螺旋的对称病毒(续）,狂犬病毒（弹状病毒）：螺旋对称的核衣壳为短杆状，外覆包膜，但一端内陷，呈子弹状,二十面体对称,壳粒排列形成20面体对称型，有12个顶、20个面和30条棱的立体结构，包裹核酸形成球状或近似球状的结构。20面体的每个面都是等边三角形，由许多壳粒镶嵌组成，见于多数球状病毒。,肠道病毒中的脊髓灰质炎病毒、柯萨奇病毒都是20面体对称球形。,双层、多层二十面体衣壳,轮状病毒,花椰菜花叶病毒(Caulimovirus)的三层结构,双层、多层二十面体衣壳（续）,包膜病毒,乙型肝炎病毒（HBV）,包膜病毒,人免疫缺陷病毒（,HIV,）,衣壳形成时为二十面体，在病毒粒子包装成熟时“塌陷”成楔状,复合对称,病毒体的结构较为复杂，其壳粒排列既有螺旋对称，又有立体对称的形式，如痘病毒和噬菌体。,IV.病毒的分类,最初病毒的分类是基于它们的致病性或宿主的性质，只要具有共同的特性就可以将它们归为一个类群，然而病毒还有很多更重要的特征（如病毒的结构和组成），引起了病毒学家的广泛关注。,在1995年召开的国际病毒分类委员会（ICTV）的第6次报告会议上通过的国际分类系统，包括1个目，71个科，11个亚科和164个属（含有4000多种病毒）。,现行病毒分类体系,i.,病毒种名：,不采用双名法和优先法则,病毒种的命名由几个有实际意义的词组成：,噬菌体：由于寄主、病症类似，,常用字母，数字表示,，,例：,T4,，,l,植物和昆虫病毒：,寄主病症,Virus,：,例：,Tobacco mosaic virus,（,烟草花叶病毒）,Bombyx,mori,nuclear,polyhedrosis,virus,（,家蚕核型多角体病毒）,i,.,病毒种名（续）：,病毒种的命名由几个有实际意义的词组成（续）,动物病毒：多种类型,寄主病毒类型（数字,）：,human,herpesvirus,8,人疱疹病毒,8,型,寄主病症,virus,（,数字,）：,human,immunodeficient,virus-1,人免疫缺陷病毒,发现者,virus,（,现已取消，但已有的可沿用）：,Eppestein,-Barr Virus,EB,病毒,发现地,virus,：,Nipah,virus,尼帕病毒,i.,病毒种名（续）：,病毒名称用斜体书写，首字母大写,现共有已定名的病毒,6000,余种,暂定种,(tentative species),：,当,ICTV,不能肯定某病毒的分类地位时，该病毒可以作为暂定种列入适宜的属和科,是病毒分类中的一个特点,暂定种不用斜体，第一个字母采用大写。,二、,噬菌体的繁殖过程（以烈性噬菌体为例）,Section DVirus structure,爱滋病病毒(HIV)侵染细胞模式图,一步生长曲线,（,One-step growth curve of virus replication）,定量描述烈性噬菌体（植物病毒以及动物病毒）特征性的繁殖的实验曲线,三个重要参数潜伏期、裂解期、裂解量,潜伏期,：从噬菌体吸附细菌细胞至细菌细胞释放出新的噬菌体的最短时间。,隐蔽期,：从噬菌体吸附细菌细胞到细胞内重新出现噬菌体的颗粒的最短时间。,裂解期,：从被感染的第一个细胞裂解至最后一个细胞裂解完毕所经历的时间。,稳定期,：指感染后的宿主细胞已全部裂解，溶液中噬菌体效价达到最高点的时期。,裂解量,每种噬菌体侵入敏感细胞，平均每个细胞最后能装配完成和释放出的噬菌体数称为裂解量，它是相对固定的。,裂解量的计算公式：,裂解量=a/b,a:稳定期平均噬菌斑数,b:潜伏期平均噬菌斑数,病毒的复制周期,从病毒吸附细胞到子代病毒从受染细胞释放到细胞外的病毒复制过程。,病毒的复制,（Virus Replication,）,吸附,（Attachment）,侵入（Penetration）,早期复制（Early steps in replication）,增殖（Reproduction）,蛋白合成（Synthesis of proteins）,装配,（Assembly）,释放,（Release）,吸附（Attachment）,吸附是病毒表面蛋白与细胞受体特异性的结合，导致病毒附着于细胞表面。,病毒吸附蛋白（VAP)：是能够特异性地识别细胞受体并与之结合的毒粒表面的结构蛋白分子。,细胞受体(cell receptor):指能被病毒吸附蛋白特异性地识别并与之结合，介导病毒进入细胞，启动感染发生的细胞表面组分。,注：,病毒吸附蛋白与细胞受体间的结合力来源于空间结构的互补性及各种作用力。,吸附(adsorption),吸附的机理：尾丝尖端与受体发生共价结合。,吸附(adsorption),影响因素：噬菌体数量；阳离子；辅助因子；温度。,左：,E.coli,phage吸附在,E.coli,上右：腺病毒吸附在鸡红细胞上,病毒吸附蛋白与细胞受体间的结合力来源于空间结构的互补性，相互间的电荷、氢键、疏水性相互作用及范德华力。,侵入（Penetration）,尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖，使细胞壁产生小孔；尾鞘收缩，核酸通过中空的尾管压入胞内，蛋白质外壳留在胞外；,侵入方式,噬菌体：注射式,动物病毒：,移位（translocation）,内吞（endocytosis）,病毒包膜与细胞膜融合,抗体依赖的增强作用,植物病毒：,人为创伤,媒介物：昆虫,脱壳：,脱壳是病毒侵入后，病毒的包膜和壳体除去而释放出病毒核酸的过程。它是病毒基因组进行功能表达所必需的感染事件。,1)移位：,受体介导的内吞作用，受体与病毒（脊髓灰质炎病毒）多价的相互作用;引起病毒结构变化，病毒直接穿入。,2)内吞作用：,吞入的病毒在吞噬小泡中，与溶酶体结合后释放。,3)与细胞膜融合：,由包膜病毒具有的细胞融合活性的包膜糖蛋白介导，核衣壳进入。,4）抗体依赖的增强作用：,病毒与特异性抗体结合，形成病毒-抗体复合物，再与细胞表面的免疫球蛋白受体结合进入细胞。,动物病毒侵入方式：,脱壳,（uncoating）,多为受体介导，温度为3538时，在宿主细胞水解酶和热裂解酶作用下完成。,1)经溶酶体酶的作用脱壳：如包膜病毒和,内吞进入的病毒；,2)壳体沿细胞骨架从进入位点移到核孔后降解，如腺病毒,3)不完全脱壳：如呼吸孤病毒；,4）病毒自己合成脱壳酶脱壳：如痘病毒；,病毒大分子的合成,利用宿主的RNA聚合酶合成病毒mRNA，再在细胞质中进行转译并合成蛋白质。,病毒生物合成分期进行：,病毒基因组早期基因的表达：,病毒基因组的复制：,病毒基因组晚期基因的表达：,早期基因转录的产物：,早期mRNA;,早期蛋白：参与病毒核酸复制的蛋白；,参与改变或抑制宿主细胞大分子合成的蛋白,病毒合成,mRNA,的六种途径,病毒基因组晚期基因的表达：,转录产物：晚期mRNA;,翻译产物：晚期蛋白；（病毒的结构蛋白）,增殖过程中基因表达特点,基因表达有先有后,基因表达的顺序为:早期表达;次早期表达;核酸复制;晚期表达,晚期表达的结果是合成了各种装配蛋白(另外还有溶菌酶),病毒核酸的复制,双链DNA的复制,:()DNA()DNA,单链DNA的复制:+DNA -DNA DNA +DNA,双链RNA的复制:,RNA,+RNA-RNA ,RNA,+RNA复制+RNA-RNA RNA+RNA,-RNA复制:-RNA,+RNA(mRNA),Pr(RNA复制酶),逆转录病毒单链RNA的复制:,+RNA,(-)DNA,(,)DNA,+RNA,图1：病毒核酸链接,入寄主核酸链,病毒核酸的复制,图2：病毒核酸复制,病毒核酸的转录,含DNA的病毒:DNA mRNA,含+DNA病毒:+DNA DNA mRNA,含RNA病毒:RNA mRNA,含+RNA病毒:+RNA RNA mRNA,含-RNA病毒:-RNA mRNA,蛋白合成（Synthesis of proteins）,一旦宿主内核酸被转录和翻译(在RNA病毒情况中只有翻译)，在新的噬菌体核酸指导下合成所需的酶。有时这些称为早期蛋白，许多噬菌体切断宿主蛋白质合成和降解宿主的基因组，因此，保证所有细胞生物合成机构受噬菌体的基因组指令。经过一个短时间之后，通常转换到产生大量噬菌体结构蛋白、噬菌体装配所需的支架蛋白和裂解及噬菌体释放所需的蛋白。这些称为晚期蛋白。,噬菌体的生物合成,dsDNA噬菌体如T4噬菌体,ssDNA噬菌体如X174噬菌体,正链RNA噬菌体如MS2噬菌体,病毒利用宿主的生物合成机构和场所，使病毒核酸表达和复制，产生大量的病毒蛋白质和核酸。,动物病毒的生物合成,DNA病毒：,单纯泡疹病毒和腺病毒,，在宿主细胞核内的RNA聚合酶作用下，从病毒DNA上转录病毒mRNA，然后转移到胞浆核糖体上，指导合成蛋白质。,痘病毒,，本身含有RNA聚合酶，可在胞浆中转录mRNA。,HBV,，在受染细胞核内利用宿主RNA聚合酶进行转录,细小病毒,，仅依靠宿主细胞DNA聚合酶进行DNA复制,泡疹病毒和痘病毒,，病毒编码的DNA聚合酶,DNA病毒复制,正链RNA病毒如冠状病毒：,RNA直接附着于宿主细胞核糖体上，翻译成聚蛋白前体，并迅速被蛋白水解酶降解为结构蛋白和非结构蛋白如RNA聚合酶,RNA复制，以亲代RNA为模板形成一双链结构，称“复制型”。再从互补的负链复制出多股子代正链RNA,正链RNA病毒复制,负链RNA病毒如流感病毒：,病毒体中含有RNA聚合酶，从负链RNA转录出mRNA，翻译出病毒结构蛋白和酶,病毒RNA的复制与正链RNA相似。,负链RNA病毒复制,dsRNA病毒如呼肠孤病毒：,基因组分段编码mRNA，以毒粒携带转录酶转录负链RNA,以转录的正链RNA复制合成负链RNA，产生子代dsRNA,二倍体正链RNA病毒如逆转录病毒：,复制过程分二个阶段：,第一阶段，病毒进入胞浆后，以RNA为模板，在逆转录酶和tRNA引物的作用下，合成负链DNA（即RNA：DNA），正链RNA被降解，进而以负链DNA为模板形成双链DNA（即dsDNA），转入细胞核内，环化后整合成宿主DNA，成为前病毒。,第二阶段，前病毒DNA转录出病毒mRNA，翻译出病毒蛋白质。同样从前病毒DNA转录出病毒正链RNA，在胞浆内装配，以出芽方式释放。被感染的细胞仍持续分裂将前病毒传递至子代细胞。,右:逆转录病毒的复制过程下:DNA肿瘤病毒的生活史,植物病毒的生物合成,正链RNA病毒如TMV：,正链RNA的复制，以亲代RNA为模板复制负链，再以负链为模板合成子代正链RNA,基因组RNA为mRNA直接翻译蛋白质,装配（Assembly）和释放（Release）,一旦噬菌体衣壳成分和核酸已被充分合成，新的噬菌体颗粒自发组装，同时衣壳包装核酸。,许多噬菌体通过裂解细菌细胞壁而释放，这就是生活周期常称为裂解周期，而噬菌体称为烈性噬菌体。酶软化细胞壁和每个细胞释放裂解50-1000个之间的噬菌体。,装配（Assembly）,释放（Release）,附1：植物病毒,植物病毒没有专门的吸附结构，通过昆虫口器、摩擦伤口和人为伤口进入寄主细胞。植物病毒在入住宿主细胞后脱去蛋白质外壳。,TMV的衣壳粒以双层盘的形式组装成衣壳，pH的改变、RNA的嵌入对衣壳的装配起关键作用。,附2：人类和脊椎动物病毒,脊椎动物病毒包括,DNA,和,RNA,病毒,腺病毒,的复制可代表DNA病毒的复制,脊髓灰质炎病毒的复制可代表RNA病毒的复制,动物病毒,的释放方式多种多样，主要有以下几种形式：,1.,无包膜的病毒,，如腺病毒通过细胞裂解或局部破裂而释放。,2.,有包膜的DNA病毒,，如疱疹病毒，以细胞质中通道释放到细胞外。,3.,有包膜的RNA病毒,，如副流感病毒用出芽方式通过寄主细胞膜，释放到细胞外并获得细胞源性的包膜和产生刺突。,1.吸附：腺病毒吸附在宿主细胞表面的糖蛋白受体上。,2.穿入：通过吞噬作用进入胞内。,3.脱壳：寄主细胞的蛋白酶 水解腺病毒衣壳。,4.在宿主细胞核内转录早期 mRNA并翻译早期蛋白,。,5.在宿主细胞核内复制出病毒的DNA和晚期mRNA。,一些带有囊膜的病毒，如单纯疱疹病毒，当它们的核酸和衣壳蛋白组装完毕后，它们将以“出芽”的方式，包裹寄主细胞的细胞膜或核膜，从寄主细胞中释放出来。,引起爱滋病的病毒人类免役缺陷病毒（HIV）从淋巴细胞中释放出来,噬菌体效价的测定,效价表示每毫升试样中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数。又称噬菌斑形成单位（pfu）或感染中心,斑点试验法,液体稀释管法,双层平板法,单层平板法,快速玻片法,45C培养,涂布菌悬液,点样,噬菌斑,斑点试验法,液体稀释管法,试样（未知效价的噬菌体液）,培养液和宿主细胞,计数管中完整宿主细胞数,（定时取样对活细胞计数）,噬菌体数=原细胞数 活细胞数,双层平板法,琼脂平板,菌液+噬菌体试样+琼脂培养基,培养10天,计数噬菌斑,噬菌斑数=试样中噬菌体数,快速玻片法,试样+宿主细胞+琼脂培养基,低倍镜下计数噬菌斑,充分混匀,短期培养,布在灭菌玻片上,噬菌体增殖规律的描述方法,离 心 术,抗病毒血清,培养,定时取样测噬菌斑数,以培养时间为横坐标，以噬菌斑数为,纵坐标，绘出的曲线为一步生长曲线。,五、病毒的非增殖性感染,（non-productive infection),增殖性感染,（productive infection）,：此感染发生在允许细胞内，并产生有感染性的病毒子代。,非增殖性感染,（non-productive infection):,病毒在敏感细胞中复制时受阻，导致病毒感染的不完全循环，结果在受染细胞内不产生有感染性的病毒子代。,非增殖性感染,（non-productive infection),流产感染(abortive infection),限制性感染(restrictive infection),潜伏感染(latent infection),缺损病毒(defective viruses),干扰缺损颗粒(defective interfering particles),卫星病毒(satellite viruses),条件缺损病毒(conditionally defective viruses),整合的病毒基因组(integrated viruses),流产感染(abortive infection),依赖于细胞的流产感染：病毒感染其非允许细胞后，仅有少数病毒基因表达，病毒不能完成复制循环，导致流产。,依赖于病毒的流产感染：此类感染有基因组不完整的缺损病毒引起。这类病毒因一个或多个病毒复制必需基因有缺损，丧失了其功能，所以不能完成复制循环。,限制性感染(restrictive infection),因细胞的瞬时允许性产生，其结果或是病毒持续存在于受染细胞内不能复制，直到细胞成为允许性细胞，病毒才能繁殖；或是一个细胞群体中仅有少数细胞产生病毒子代。,潜伏感染,(latent infection),在受染细胞内有病毒基因组持续存在，但并无感染性病毒颗粒产生，而且受染细胞也不会被破坏。感染到一定程度会使细胞转化为恶性细胞。,干扰缺损颗粒,(defective interfering particles),是病毒复制时产生的一类亚基因组的缺失突变体。不能独自完成复制循环，必须依赖于其同源的完全病毒才能复制。,卫星病毒(satellite viruses),是存在于自然界中的一种绝对缺损病毒，不能独立复制，须依靠辅助病毒，辅助病毒与其无关系。,条件缺损病毒,(conditionally defective viruses),在允许条件下能够正常繁殖，在非允许条件或称限制条件下导致流产感染发生。,整合的病毒基因组,(integrated viruses),病毒基因组整合于宿主染色体，并随细胞分裂传递给子代细胞,溶源性噬菌体(lysogenic phage)：,能够导致溶源性发生的噬菌体称温和噬菌体或称溶源性噬菌体,(lysogenic phage)。,溶 源性(lysogeny):,病毒,感染宿主细胞后不能完成复制循环，噬菌体基因组长期存在于宿主细胞内，没有成熟噬菌体产生。这一现象称做,前噬菌体(prophage):,附着或融合在溶源性细菌染色体上的温和噬菌体基因组称为原噬菌体或前噬菌体。,溶源性细菌(lysogenic bacteria):,含有温和噬菌体的DNA,而又找不到形态上可见的噬菌体粒子的宿主细菌叫溶源性细菌。,溶源性细菌的基本特性：,自发裂解 诱发裂解 免疫性,复愈性,溶源转变,溶源菌,细菌的溶源性具有,遗传性,溶源菌对同源噬菌体具有,免疫性,溶源性细菌在培养中,不易被查觉,非溶源细胞,自发裂解和诱导裂解：有少数,噬菌体可自发或,诱发裂解宿主细胞变成烈性噬菌体,溶源性细胞可获得一些,新的生理特性,复愈,:溶源菌,失去前噬菌体,白喉杆菌,白喉毒素,噬菌体,宿主发病,六、病毒与宿主的相互作用(Interaction of viral and host cell),噬菌体感染对原核细胞的影响,病毒感染对真核细胞的影响,机体的病毒感染,1.非杀细胞感染(non-cytocidal),：病毒侵入后能在宿主内生长，且宿主不死亡。,无变化,CPE：致细胞病变效应。细胞形态结构改变。,细胞转化：癌变。有些病毒能整合到宿主基因组上，如HBV(DNA病毒)、HIV(RNA病毒),细胞融合：病毒与细胞表面有相同蛋白,包涵体,一、细胞水平,包涵体（inclusion body）,是病毒的聚集体;,是病毒的合成部位;,是病毒蛋白和与病毒感染有关的蛋白质：,非病毒性包涵体,由化学因子或细菌感染形成：,2.杀细胞感染(cytocidal):,病毒将细胞杀死，裂解、释放。,3.溶源性,：,病毒进入细胞后与宿主染色体结合，随染色体复制而复制，但不产生子代蛋白，当外界条件刺激，其会自行脱落，晚期表达蛋白，形成子代有感染的病毒,1.转录,抑制转录因子，如宿主转录酶，从而抑制宿主蛋白的合成,2.翻译,病毒产生的蛋白可降解宿主的mRNA,核糖体：病毒本身无核糖体，与宿主相竞争。,3.复制 宿主染色体形成子代的过程中，病毒影响复制酶,4.细胞结构,细胞膜：细胞融合、细胞膜通透性改变,细胞骨架：水解、被病毒利用，构成自身成分,二、大分子合成及细胞结构水平,三、机体的病毒感染,感染症状：显性感染和隐性感染,感染部位：局部感染和系统感染,感染时间：急性感染和持续性感染,是病毒与机体相互作用所产生的各种现象的总和,感染类型：,感染因素,病毒：,致病性：是特定的病毒种引起感染过程的潜在能力，是病毒种的特征,毒力：特定的毒株致病性的强弱即病毒的毒力,病毒数量：引起机体感染的病毒,剂量,机体,机体的免疫力、抵抗力、机体的年龄、激素分泌水平、生理状态、营养状况、中枢神经活动及遗传因素等均影响病毒对机体的感染过程。,环境条件,自然环境和人文环境,T淋巴细胞中的爱滋病毒,血液淋巴中的单泡病毒,细胞遇病毒袭击而濒临死亡(图中蓝点是病毒),第二节 亚病毒,一、类病毒,二、拟病毒（卫星病毒）,三、朊病毒,1971年T.O.Diener阐明马铃薯纺锤形块茎病毒的病原是一种具有感染性和自主复制能力的低分子RNA,（,类病毒,，Diener,1971）,以后又发现了称之为,拟病毒,(Randles,1981)的植物病毒,Prusiner发现了,朊病毒,类病毒(viroid),类病毒是裸露的，仅含一个单链环状低相对分子质量RNA分子的病原体。,特点,无mRNA活性（不能编码蛋白质）,能在敏感细胞内自我复制，无需辅助病毒,只有RNA,无蛋白质外壳,拟病毒(virusoids),一类被包裹在植物病毒粒体内部的类病毒，被称为拟病毒。拟病毒含有两种RNA分子，一种和一般病毒中的类似，另一种RNA分子与类病毒有相似的理化性质和结构，也是环状的。不过这两种RNA分子单独都不表现致病性，只有联合起来才具有复制和感染性。这种类似类病毒的RNA称之拟病毒（Virusoid）。,卫星病毒(satellite viruses),特点：,单独没有侵染性，必须依赖辅病毒才能侵染复制。复制时需辅助病毒编码酶，都编码有壳体蛋白,植物,卫星,病毒对辅助病毒的依赖性相当专一,卫星RNA(satellite RNA),特点：,单独没有侵染性，必须依赖辅助病毒才能侵染复制的小分子单链RNA片段。与辅助病毒的基因组无明显的同源性。,其RNA不具有编码能力，被包装在辅助病毒衣壳内，本身对辅助病毒的复制不是必需的。,不同卫星RNA的复制方式不同。,卫星RNA 显著影响其辅助病毒在宿主中所产生的症状。,朊病毒(prion),又称蛋白质侵染因子。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疏水蛋白质。,羊瘙痒病是羊的一种中枢神经系统退化性紊乱疾病。表现为毛脱落，皮肤瘙痒，失去平衡和后肢麻痹等症状。这种“羊瘙痒病”的病原是经过近两个世纪的研究未能解决的一个谜。直至1982年，美国加洲大学旧金山分校动物病毒学家SBPrusiner发现羊瘙痒病是蛋白质侵染引起的疾病，并称为“Prion”即朊病毒。,现在已经发现与朊病毒有关的疾病有羊瘙痒病、貂脑病、人的库鲁病（震颤病）和克雅氏病。有人还推测人类的一些慢性退化性紊乱疾病，像早老年痴呆，帕金森氏病、糖尿病、风湿性关节炎和红斑狼疮等疾病也可能是由朊病毒引起的。,疯牛病(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）,朊病毒可由,-螺旋,(PrP,c,)变成,-折叠,(PrP,sc,),病毒感染的防治,接种疫苗,生物制剂,中药预防,干扰素等,第三节 病毒与实践,一、噬菌体与发酵工业,二、生物防治,三、病毒在基因工程中的应用,病毒的发现,思考题,病毒有什么特点？,病毒学研究的基本方法及基本原理有哪些？,病毒壳体结构特点如何？,病毒核酸的类型和结构特征,病毒的复制循环,病毒的感染类型及对宿主的影响,亚病毒因子的类型及特点,名词解释,致细胞病变效应,盲传,感染单位,效价,半数效应剂量,毒粒,包膜,刺突,感染性核酸,吸附,潜伏期,裂解量,装配,允许细胞,非增殖性感染,限制性感染,干扰缺损病毒,卫星病毒,条件缺损病毒,整合感染,溶源性,致病性,卫星RNA,类病毒,阮病毒,毒力,