4.病毒和亚病毒-金牌教练.ppt

病毒学(virulogy)发展史十九世纪末，动植物病毒性传染病致病因子的认识1935年，Stanley分离提纯了TMV结晶(nobelprize)Bawden提示了TMV实质是核蛋白1940年，Kausche用电镜看到了TMV的杆状外形1952年Kershey和Chase噬菌体传物质是DNA1955年，Franenkel-conrat完成病毒拆开实验Cncnc-microCncnc-micro1960年，Anderer弄清了TMV外壳蛋白亚基aa排序1965年，Spiegelma首次在细胞外复制E.coly噬菌体1970年，Baltimore和Temin发现反转录酶1以后相继发现了亚病毒，朊病毒，拟病毒并相继测出各类病毒核酸一级结构病毒学(virulogy)发展史完成了几种病毒基因组的测序并将完成所有病毒测序1 1 1d1d病毒和亚病毒（非细胞型生物）Cncnc-micro病毒(virus)亚病毒病毒与实践1 1 1 病毒(virus)Cncnc-micro病毒的形态构造和化学组分各类病毒及其繁殖方式没有细胞构造,故也称分子生物;形态极其微小,必须在电镜下才能观察,一般都具过滤性;其主要成分仅是核酸和蛋白质两种;每一种病毒只含一种核酸,不是DNA就是RNA;既无产能酶系,也无蛋白合成系统;病毒特征Cncnc-microCncnc-micro利用宿主细胞设备进行增殖,不存在个体生长和二均分裂等细胞繁殖方式;在宿主活细胞内营专性寄生;在离体条件下,能以无生命的化学大分子状态存在,并可行成结晶;对一般抗生素不敏感,但对于干扰素敏感.病毒特征病毒的大小形态三类典型形态的病毒病毒的化学组分Cncnc-micro病毒的形态构造和化学组分电子显微镜法(利用负染法)分级过滤法超速离心法沉降法电泳法X射线晶体衍射研究方法Cncnc-micro 病病 毒毒 大大 小小牛痘苗病毒传染性浓泡皮炎病毒腮腺炎病毒T偶数病毒疱疹病毒大蚊病毒流感病毒烟草花叶病毒腺病毒多瘤病毒脊髓灰质炎病毒1微米典型病毒粒子的构造病毒粒子的对称体质病毒的群体形态和和病毒形态包涵体(inclusionbody)噬菌斑(plaque)空斑(plaque)枯斑(lesion)Cncnc-micro典型病毒粒子的构造和衣壳(capsid)核心(genome)衣壳粒(capsomere)衣壳核酸包膜（envelope）糖蛋白核衣壳(nucleocapsid)病毒粒子的对称体质螺旋对称二十面体对称复合对称(A)Filamentous(B)Complex(C)Eicosahedral(D)EnvelopedRNAorDNAProteinCoat(Capsomers)Lipidenvelope包涵体（inclusionbody）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噬菌斑(plaque)下层培养基下层培养基双层培养基双层培养基敏感菌敏感菌+上层培养基上层培养基噬菌体稀释液噬菌体稀释液培养培养噬菌斑噬菌斑噬菌斑噬菌斑敏感菌菌苔敏感菌菌苔空斑和病斑在动物细胞培养物上的与噬菌斑类似的空斑,称为病斑.因为受肿瘤病毒感染.Cncnc-micro枯斑三类典型形态的病毒二十面体对称的代表-腺病毒复合对称的代表-T偶数噬菌体螺旋对称的代表-烟草花叶病毒(TMV)Cncnc-micro螺旋对称的代表-烟草花叶病毒(tobaomosaicvirus,TMV)二十面体对称的代表-腺病毒(Adenovirus)衣壳粒总数N=10(n-1)2+2n为每条边的衣壳粒数刺突tailpinsPhaga,bacterioohaga95nm95nmheadnecktail（24环）尾丝(tailfibers)65nm病毒的蛋白质构成病毒外壳,保护病毒核酸免受核酸酶及其他理化因子的破坏Cncnc-micro病毒蛋白还构成了病毒组成的酶.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病毒的核酸DNA,RAN之分单双链（singlestrsnd,ss/doublestrand,ds）之分环状,线状之分(闭合,开放)正负链之分基因组是单分子、双分子、三分子、多分子其它化学成分脂类糖类Cncnc-micro原核生物病毒-噬菌体植物病毒人类和脊椎动物病毒昆虫病毒各类病毒及其繁殖方式Cncnc-microCncnc-micro原核生物病毒-噬菌体噬菌体的增殖噬菌体效价的测定一步生长曲线溶源性吸附侵入增殖噬菌体(bacteriophage,phage)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。侵入(penetration)收缩的尾鞘（12环）Cncnc-micro增殖(replication)增殖过程中基因表达的特点病毒核酸的复制病毒核酸的转录增殖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;晚期表达前一次表达产物是后一次表达的MRNA聚合酶晚期表达的结果是合成了各种装配蛋白(另外还有溶菌酶)Cncnc-micro双链DNA的复制:()DNA()DNA单链DNA的复制:+DNA-DNADNA+DNA双链RNA的复制:RNA+RNA-RNARNA+RNA复制:+RNA-RNARNA+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肿瘤病毒病毒核酸的复制左图：病毒核酸链接入寄主核酸链右图：病毒核酸复制病毒核酸的复制病毒核酸的转录含DNA的病毒:DNAmRNA+DNA病毒:+DNADNAmRNA含RNA病毒:RNAmRNA含+RNA病毒:+RNARNAmRNA含-RNA病毒:-RNAmRNA最后最后:大肠杆菌死亡并破裂，释放出里面的病毒，新一代病毒开始新的生命旅程微生物与人类生活噬菌体效价的测定效价指噬菌体悬液的浓度。即噬菌体数/ml样品。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Cncnc-micro45C培养涂布菌液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。溶源性温和噬菌体特点：游离态温和噬菌体存在形式：整合态营养态具有整合能力；具有同步复制能力；都是dsDNA;Cncnc-micro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植物病毒植物感染病毒后的主要症状植物病毒增殖过程植物病毒病的控制Cncnc-micro黄豆黄萎病毒花叶、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物感染病毒后的主要症状植物感染病毒后的主要症状植物黄萎病Cncnc-micro借昆虫刺吸式口器进入“侵入”方式通过伤口进入再通过胞间连丝或输导组织迅速向其它部位扩散引起普遍感染。嫁接不释放烟草花叶病毒植物病毒侵入宿主细胞后才能发生脱壳植物病毒病的控制转基因植物抗病毒番茄选用天抗性品种改变作制度使用刹虫剂消灭昆虫介体化药转基因抗病毒植物的开发T淋巴细胞中的爱滋病毒人类脊椎动物病毒病毒感染对真核细胞的影响病毒感染对个体的影响结果病毒与癌症关系病毒感染的防治病毒感染对真核细胞的影响机理病毒感染的致细胞病变效应病毒感染对宿主大分子合成的影响病毒对细胞结构的影响Cncnc-micro病毒对细胞的影响结果病毒基因表达产物引起病毒复制的次级效应病毒感染对宿主大分子合成的影响宿主细胞转录的抑制宿主细胞翻译的抑制宿主细胞DNA复制的抑制血液淋巴中的单泡病毒被病毒感染的T淋巴细胞病毒对细胞结构的影响病毒对宿主细胞膜的影响病毒对细胞骨架的影响包涵体细胞凋亡电镜下的流感病毒细胞无任何明显变化细胞病变（损伤、死亡）细胞增生（恶性肿瘤）病毒感染对真核细胞的影响结果细胞遇病毒袭击而濒临死亡（图中蓝点是病毒）病毒感染对个体的影响结果隐性感染疾病综合症死亡瘤形成携带者潜伏状态埃博拉病毒病毒与癌症的关系原癌基因（人类基因组中的正常基因）癌基因癌症物理化学生物因素逆转录病毒致癌机理+RNA(-)DNA()DNA+RNA肿瘤病毒整合到宿主基因组宿主癌基因活化宿主癌变Cncnc-micro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昆虫病毒核型多角体病毒(nuclearpolyhedrosisvirus,NPV)质型多角体病毒(cytoplasmicpolyhedrosisvirus,CPY)颗粒体病毒(granulosisvirus,GV)昆虫病毒做为生物农药优点：专一性高毒力大后效长使用方便对人畜安全无公害缺点危害经济动物收集病毒昆虫病毒生产过程昆虫病毒生产过程饲养昆虫病毒感染斜纹夜蛾病毒杀虫剂及甜菜夜蛾病毒杀虫剂：一种核型多角体病毒（NPV）1 1 1 亚病毒类病毒(Viroid)拟病毒(Virusoid)朊病毒(Prion)Cncnc-micro类病毒(Viroid)马铃薯纺锤块茎病的病原体长50nm棒状RNA分子179核苷酸半体180核苷酸半体RNA由组成两半体间有7成碱基以氢键方v式结合共形成122个碱基对VirusandViroidDiseasesofPotato拟病毒(virusoids)是包裹在动植物病毒粒子中的类病毒探索核酸的结构与功能探索RNA-2和RNA-1间的关系组建弱毒疫苗探索病毒本质和生命起源Cncnc-micro朊病毒(prion,virino)疯牛病疯牛病(海绵状脑病海绵状脑病)一种感一种感 染性蛋白粒子致病因子称朊病毒染性蛋白粒子致病因子称朊病毒PrPc已被克隆已被克隆,空间结构由空间结构由a_螺旋构成螺旋构成朊病毒可由朊病毒可由a_螺旋螺旋(PrPc)变成变成b_折叠折叠(PrPsc)PrPsc为致病型蛋白粒子为致病型蛋白粒子PrPsc在神经细胞内沉积在神经细胞内沉积细胞破裂细胞破裂组织出现无数空洞组织出现无数空洞-状如筛子称为海绵状脑病状如筛子称为海绵状脑病朊病毒的三维结构朊病毒(prion,virino)PrPsc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PrPcPrPsc？病羊肉病牛肉人不致病克雅氏病PrPc病毒与实践发酵周期明显延长碳源消耗缓慢发酵液清淡发酵产物形成缓慢或根本不形成噬菌体检测会发现大量噬菌斑电镜可看到噬菌体后果：减产例罐噬菌体与实践发酵生产时防错施决不使用可疑菌种严格环境卫生活菌液严禁排放通气加料严控严格执行会客制度设备灭菌使用抗噬菌体菌珠补救方法：尽快提取产品加药抑制及时更换菌种Cncnc-micro噬真菌体与实践动物细胞干扰素磨菇病毒RNA青霉细胞内病毒粒子数与青霉分沁量病源噬菌体治疗真菌病Cncnc-micro病毒在基因工程中的应用噬菌体作为原核生物基因工程的载体Cncnc-micro动物DNA病毒作为动物基因工程的载体植物DNA病毒作为植物基因工程的载体昆虫DNA病毒作为真核生物基因工程的载体Hela细胞刺突tailpinsPhaga,bacterioohaga95nm95nmheadnecktail（24环）尾丝(tailfibers)65nmadsorptionEarly work on virusesIn1892DmitriIvanowskifoundthatTMDVcouldpassthroughafilterthatstoppedallknownbacteria-sadlyhethoughtthathisfilterwasfaulty!In1898MartinusBeijerinckrepeatedthisworkandcoinedthetermContagium Vividum FluidumfortheagentLoeffler&FrischconfirmedthisforFMDValsonotingthattheagentdidnotloseinfectivityoverawiderangeofdilutions-ieitmustbeabletoreplicateIn1900sWalterReedcoinedthenameVIRUSfortheagentofyellowfever-VIRUS(L.SlimyliquidorPoison)(A)Filamentous(B)Complex(C)Eicosahedral(D)EnvelopedRNAorDNAProteinCoat(Capsomers)LipidenvelopeWhatisavirus?