从细胞生物学角度看病毒正文.doc

从细胞生物学角度看病毒
病毒是由核酸分子（DNA或RNA）与蛋白质构成的非细胞形态的营寄生生活的生命体，是一类超显微的非细胞结构。病毒的最基本特点之一即与细胞的最根本区别之一是每个病毒仅含一种核酸分子。病毒没有自己的代谢机构，没有酶系统。因此病毒离开了宿主细胞，就成了没有任何生命活动、也不能独立自我繁殖的化学物质。一旦进入宿主细胞后，它就可以利用细胞中的物质和能量以及复制、转录和转译的能力，按照它自己的核酸所包含的遗传信息产生和它一样的新一代病毒。多数病毒直径在100nm(20-200nm），较大的病毒直径为300－450nm，如痘病毒科，较小的病毒直径仅为18-22nm，如双联病毒科。多数病毒只能在电子显微镜下才能看到。
对于病毒的起源曾有过种种推测，一种观点认为病毒可能类似于最原始的生命；另一种认为病毒可能是从细菌退化而来，由于寄生性的高度发展而逐步丧失了独立生活的能力，例如由腐生菌→寄生菌→细胞内寄生菌→支原体→立克次氏体→衣原体→大病毒→小病毒；还有一种则认为病毒可能是宿主细胞的产物。这些推测各有一定的依据，目前第三种越来越具有说服力。因此病毒在生物进化中的地位是未定的。但是，不论其原始起源如何，病毒一旦产生以后，同其他生物一样，能通过变异和自然选择而演化。
病毒根据遗传物质，可分为DNA病毒、RNA病毒和蛋白质病毒（如：朊病毒），根据病毒结构，可分为真病毒（简称病毒和亚病毒（包括类病毒、拟病毒、朊病毒），根据寄主类型，可分为噬菌体（细菌病毒）、植物病毒（如烟草花叶病毒）、动物病毒（如禽流感病毒、天花病毒、HⅣ等），根据性质，可分为温和病毒（HⅣ）和烈性病毒（狂犬病毒）。
病毒主要由内部的遗传物质和蛋白质外壳组成。核酸位于它的中心，称为核心或基因组,核酸是带有遗传密码的病毒基因组。通过遗传学和生物化学方法，已查明一些病毒的基因图谱。对MS2和ΦΧ174噬菌体、花椰菜花叶病毒、SV40和乙型肝炎病毒核酸的核苷酸序列，已全部查明。蛋白质包围在核心周围，形成了衣壳，衣壳是病毒粒的主要支架结构和抗原成分，有保护核酸等作用。衣壳是由许多在电镜下可辨别的形态学亚单位—衣壳粒所构成。核心和衣壳合称核心壳。有些较复杂的病毒（一般为动物病毒，如流感病毒），其核心壳外还被一层含蛋白质或糖蛋白的类脂双层膜覆盖着，这层膜称为包膜。包膜中的类脂来自宿主细胞膜。有的包膜上还长有刺突等附属物。包膜的有无及其性质与该病毒的宿主专一性和侵入等功能有关。昆虫病毒中有1类多角体病毒，其核壳被蛋白晶体所包被，形成多角形包涵体。 　　病毒的复制过程叫做复制周期，其大致可分为连续的五个阶段：吸附、侵入、增殖、成熟（装配）、裂解（释放）。
严重急性呼吸综合征又称传染性非典型肺炎，简称SARS，是一种因感染SARS冠状病毒引起的新的呼吸系统传染性疾病。主要通过近距离空气飞沫传播，以发热头痛，肌肉酸痛，乏力，干咳少痰等为主要临床表现，严重者可出现呼吸窘迫。本病具有较强的传染性，在家庭和医院有显著的聚集现象。2003年4月16日，WHO宣布，一种新型冠状病毒是SARS的病原，并将其命名为SARS冠状病毒。该病毒很可能来源于动物，由于外界环境的改变和病毒适应性的增加而跨越种系屏障传染给人类，并实现了人与人之间的传播。该冠状病毒为单股正链RNA 病毒，基因组含29736个核苷酸，其中编码聚合酶蛋白 la\lb、 棘蛋白(S)、小膜蛋白(E)、膜蛋白(M)、核壳蛋白(N)的基因已被证实。SARS病毒有包膜，表面有棘突，对热、乙醚、酸均敏感。该病毒的抵抗力和稳定性要优于其他人类冠状病毒。SARS病毒不大可能在短期内被“消灭”和自动消失，SARS在人类再次出现的可能性很大。
甲型H1N1流感为急性呼吸道传染病，其病原体是一种新型的甲型H1N1流感病毒，在人群中传播。早期被称为猪流感。与以往或目前的季节性流感病毒不同，该病毒毒株包含有猪流感、禽流感和人流感三种流感病毒的基因片段。人群对甲型H1N1流感病毒普遍易感，并可以人传染人，人感染甲流后的早期症状与普通流感相似，包括发热、咳嗽、喉痛、身体疼痛、头痛、发冷和疲劳等，有些还会出现腹泻或呕吐、肌肉痛或疲倦、眼睛发红等。但是要提醒的是甲型H1N1流感是可防、可控的。只要积极作好预防，也是比较安全的。目前预防甲型H1N1流感的疫苗已投入使用。甲型H1N1病毒属于正粘病毒科，甲型流感病毒属，其遗传物质为RNA。典型病毒颗粒呈球状，直径为80nm～120nm，有囊膜。囊膜上有许多放射状排列的突起糖蛋白，分别是血凝素HA、神经氨酸酶NA 和M2蛋白。病毒颗粒内为核衣壳, 呈螺旋状对称, 直径为10nm。甲型H1N1病毒为单股负链RNA病毒，基因组约为13.6 kb，由大小不等的8个独立片段组成。尽管不同亚型之间可以组成很多种流感病毒血清型，但是可造成人感染猪流感病毒的血清型主要有H1N1、H1N2 和H3N2。甲型H1N1流感病毒是A型流感病毒，携带有H1N1亚型猪流感病毒毒株，包含有禽流感、猪流感和人流感三种流感病毒的核糖核酸基因片段，同时拥有亚洲猪流感和非洲猪流感病毒特征。医学测试显示，目前主流抗病毒药物对这种毒株有效。流感病毒有三种类型：甲型（A型）流感病毒感染哺乳动物以及鸟类；乙型（B型）流感病毒只感染人类，疾病的产生通常较甲型病毒温和；丙型（C型）流感病毒只感染人类，并不会引起严重的疾病。甲型流感病毒，包括上百种不同亚型的流感病毒。对于这些亚型的不同命名，来自于H和N的不同。H和N，是指甲型流感病毒表面的两大类蛋白质。H是红细胞凝集素，其作用像一把钥匙，帮助病毒打开宿主细胞的大门；N是神经氨酸苷酶，能够破坏细胞的受体，使病毒在宿主体内自由传播。根据H和N的形态，甲型流感病毒可由15种H型和9种N型进行排列组合，比如H1N1和H5N1等。即使是同一种甲型的流感病毒，也可能因为基因序列的变化，在病毒的传播性、致死率等方面出现很大差异。　　　　
病毒研究的发展常常与病毒培养和检测方法的进步有密切的关系，特别在脊椎动物病毒方面，小鼠和鸡胚接种、组织培养、超速离心、凝胶电泳、电子显微镜和免疫测定等技术，对病毒学的发展具有深刻的影响。对病毒的研究有助于对细胞基本生命活动规律的研究。在有包膜的病毒如流感中，膜蛋白一方面与外层脂质相连结，另一方面又同内部的核壳相连结，起到维系病毒内外结构的作用。糖蛋白位于包膜表面，有的形成突起，如流感病毒的血凝素，能与细胞膜受体结合。这些对细胞生物学中膜功能及信号传导的研究都有重要意义。病毒虽无完整的酶系统，但常含有一些特殊的酶，如流感病毒的神经氨酸酶和噬菌体的溶菌酶。此外，呼肠孤病毒科、弹状病毒科、正粘病毒科和副粘病毒科病毒粒中含RNA多聚酶，反录病毒科含反转录酶，均与核酸复制有关。这些酶与细胞中的酶可能有关联，还有遗传机制的调控都与细胞密不可分。目前已查明十几种病毒蛋白的全氨基酸序列。这些序列与细胞中遗传调控翻译出来的氨基酸序列又有什么联系呢？其实，病毒也并非一无是处，它在人类生存和进化的过程当中，扮演了不同寻常的角色，人和脊椎动物直接从病毒那里获得了100多种基因，而且人类自生复制DNA的酶系统，也可能来自于病毒。细胞中的某些疑问也许可以在病毒中找到答案。
病毒除了在细胞结构、成分以及功能方面有重大参考价值以外，虽然对人类危害巨大，还有值得欣慰的用处，或许在这个过程中人类就能找到破解它的方法。例如噬菌体可以作为防治某些疾病的特效药，烧伤病人可在患处涂抹绿浓杆菌噬菌体稀释液；在细胞工程中，某些病毒可以作为细胞融合的助融剂，如仙台病毒；在基因工程中，病毒可以作为目的基因的载体，使之被拼接在目标细胞的染色体上 　　在专一的细菌培养基中添加的病毒可以除杂；病毒可以作为精确制导药物的载体；病毒可以作为特效杀虫剂；病毒还可以用来治疗疾病，比如癌症；病毒疫苗对人类预防病毒有好处，促进了人类的进化，人类的很多基因都是从病毒中得到的。但它可以在动物身上造成疾病，这些不完整的生命形态的存在说明无生命与有生命之间没有不可逾越的鸿沟。病毒作为最小、最简单的有机体，必将成为研究细胞生物学的桥梁，包括基因组在时间和空间上的表达、生命活动自组装过程的调控程序与调控机制、基因表达的产物对细胞最重要生命活动的调节、细胞信号传导的研究等等。病毒与细胞在进化上的关系目前也是一个未解决的重大课题，因此病毒的知识对于我们学习细胞生物学是重要的，有助于我们对生命与细胞概念的理解与认识。对生命活动的研究，是一个永不止步的过程。
11级基地二班易云海（2011150319）