《非细胞型生物》PPT课件.ppt

chap 3 病毒和亚病毒 1 病毒（Virus） 2 亚病毒(subvirus),病毒发现的历史 Ivnowsky (1892): TMV Beijerinck (1898)： filterable virus Loeffler（1898）口蹄疫病毒 Towort（1915）噬菌体,非细胞生物： -真病毒 -亚病毒： 类病毒、拟病毒、朊病毒,1 . 病毒（真病毒） 病毒 病毒是一类核酸和蛋白质等少数几 种成分组成的超显微非细胞生物，本 质是一种只含DNA或RNA的遗传因子， 能以感染态和非感染态两种状态存在。,病毒的分类： 寄主： 动物病毒、植物病毒、噬菌体 遗传物质： DNA病毒、RNA病毒、 形态： 杆状 (螺旋状）、多面体、复合型,病毒的特征 1.形态极其微小 2.无细胞构造的分子生物 3.只含一种核酸 4.高度的寄生性 5.通过装配方式进行繁殖 6.离体可保持长期的侵染活性 7.对抗生素通常不敏感 8.有些能够整合到寄主的基因组中,病毒与人类： 1）病毒对人类健康的危害 2）对人类生活的影响 2）病毒作为分子生物学研究的工具： -DNA是遗传物质的证明 （噬菌体感染实验） -遗传物质转移的载体(转染) -蛋白质工程（噬菌体展示技术),建议读物：,H5N1型禽流感病毒（蓝色）正攻击红色细胞,H:红细胞凝聚(血)素(Hemagglutinin) , 115个亚型; N:神经氨酸 (醇)酶, Neuraminidase 19个亚型,疯牛病,HIV,病毒的计量 单位： nm 病毒的基因组： Q：3个基因,一、形态构造与化学成分 （一、大小）,（二）病毒粒子结构与组成,壳粒：构成病毒外壳的形态亚单位。,病毒 粒子,核心：由DNA或RNA构成,核衣壳 （基本 构造 ）,衣壳：由许多衣壳粒蛋白构成,包膜 （非基本构造）：由类脂和糖蛋白构成,有的带有刺突,流感病毒刺突 血凝素蛋白：与宿主唾液酸结合 神经氨酸酶：帮助病毒进入宿主,病毒的群体形态 1、包涵体（病毒）： 昆虫病毒在宿主细胞内聚集而成的晶体结构。,2、噬菌斑 3、空斑,4、枯斑（组织坏死）,蚀（噬）斑测定（plaque assay）： 在生长的宿主表面，铺上细菌或动物病毒，在单层细胞上形成的蚀（噬）斑，可以认为由单个病毒增殖产生的。由此，可以通过蚀（噬）斑形成单位(pfu)来计算单位体积样品中病毒的数量。,病毒感染性作为病毒数目测定的依据,（三）病毒核酸（基因组）, dsDNA/ssDNA dsRNA/ssRNA 线状/环状， 闭环/缺口环 单分子/双分子 /三分子/多分子,HBV（人乙肝病毒）的缺口环,正链为缺口环;负链密闭,多分子基因组（流感病毒）,（四）噬菌体形态 1、噬菌体的模式结构：T偶数噬菌体,头部： 颈部： 尾部： 尾鞘、 尾管、 基板、刺突、 尾丝、,噬菌体形态,二、病毒的繁殖方式 （一）噬菌体 烈性噬菌体 感染后短时间内能连续 完成繁殖过程而使宿主细胞裂解的噬菌体。 温和噬菌体 感染后其基因组整合到宿主的基因组上，并随宿主基因组的复制而同步，而不引起宿主细胞的裂解的噬菌体。,繁殖过程（烈性噬菌体）：,1）吸附：尾丝与宿主表面特异受体结合 2）侵入：溶菌酶水解肽聚糖，核酸进入宿 主细胞。 3）增殖：控制细胞代谢系统，合成噬菌体 的各种 “部件”。,增殖过程的3阶段：,1）早期转录-翻译： 2）次早期转录-翻译 3）晚期转录-翻译,4）成熟： 自装配过程。 5）释放：多种酶 类作用，促进细 胞裂解，释放子 代噬菌体。,噬菌体的测定(效价的测定) 效价:生物制品活性（数量）高低的标志， 通常采用生物学方法测定。 噬菌体效价： 又称噬菌斑形成单位（pfu）数,指每毫升试样中含有侵染性噬菌体的粒子数。,双层平板法,技术要点： 1.双层琼脂 , 2.半固体琼脂 3.高浓度宿主细胞, 4.倒上皿温度,双层平板法测定效价的优点 1）弥补平板不平 2）噬菌斑位于同个平面，较清晰 3）上层为半固体培养基，有利噬菌体 扩散,一步生长曲线（Debruck，1939） 定量描述烈性噬菌体生长规律的 实验曲线，用于反映各种噬菌体潜伏 期、裂解期和裂解量的特征曲线。,请设想病毒增殖过程群体数量的变化过程？,1、用噬菌体的稀释液感染高浓度的宿主细胞； 2、数分钟后，加入抗噬菌体的抗血清（中和未吸附的噬菌体）； 3、将上述混合物用培养物大量稀释，终止抗血清的作用和防止新释放的噬菌体感染其它细胞； 4、保温培养并定期检测培养物中的噬菌体效价（对噬菌体含量进行计数）； 5、以感染时间为横坐标，病毒的效价(噬菌斑数/ml)为纵坐标，绘制出病毒特征性的繁殖曲线；,实验步骤 问题：1）在一个培养系统中，如何测定噬菌体数量？,裂解期： 平稳期： 效价最高期 裂解量： 每个受染细胞产生的噬菌体的总数。 （平稳期pfu/ 受染细胞？）,潜伏期：(侵入到装配): 隐悔期；胞内累积期,温和噬菌体 溶原性（溶原现象）:温和噬菌体侵入宿主后并不引起宿主细胞裂解的现象称之。 溶原菌：受温和噬菌体感染的宿主称之为溶原菌。 前噬菌体：整合在宿主基因组上的温和噬菌体的核酸。,溶源原因 1) 合成阻遏蛋白，阻遏噬菌体mRNA合成 (关闭某些噬菌体蛋白基因(晚期蛋白） 的表达) 2) 整合酶的合成,OL,OR为操纵基因 PL, PR 为启动子, 噬菌体整合过程,Phr:光反应酶,温和噬菌体的自发或诱发裂解 UV、X射线和氮芥子气能干扰或 破坏阻遏蛋白的作用，从而使噬 菌体失去溶源控制，进入裂解过 程。,噬菌体感染结果,作业: 分析诱导裂解和自发裂解后子代噬菌体行为?,温和噬菌体存在状态 - 游离态 -整合态 -营养态,温和噬菌体的检查,(二) 植物病毒和动物病毒 植物病毒的特点 -病毒粒子形态螺旋对称 -通过昆虫、伤口等传播途径进入宿主细胞 -核酸主要为SSRNA -引起花叶、黄化、从枝、枯斑等症状,植物病毒形态,+SSRNA： RNA的碱基序列与病毒的mRNA序列相同，可以直接用于指导蛋白质的合成。 （但逆转录病毒则需逆转录为DNA才能合成蛋白质。）,-SSRNA： RNA的碱基序列与病毒的mRNA序列互补，需要合成+mRNA，才能合成相应的蛋白质。,植物病毒的装配,动物病毒与人类疾病,核酸类型,动物病毒的增殖 （吸附）侵入脱壳增殖释放,一些病毒宿主的表面受体： 腺病毒 CAR蛋白 HIV T-辅助细胞上的CD4 流感病毒A型 含唾液酸的糖蛋白 狂犬病毒 神经元上乙酰胆碱,病毒粒子的感染与释放（流感病毒：-RNA）,以出芽方式释放 包膜蛋白插入膜中， 细胞膜出芽方式释放 病毒粒子。,感染结果,HIV病毒,AIDS发展过程,疫苗,昆虫病毒 包涵体：包裹着病毒粒子、光学显微镜 可见的碱溶性结晶蛋白质。,类型 -核型多角体病毒（NPV） -质型多角体病毒（CPV） -颗粒体病毒（GV）,.2 亚病毒,凡在核酸和蛋白质两种成分中,只含其中之一 的分子病原体,称为亚病毒。 1、类病毒(viroid) 只含RNA一种成分，专性寄生在活细胞内的分子病原体。,裸露环状的ssRNA 分子量很小，约 由246-375核苷酸组成 寄生多种植物。,建议读物：,2、拟病毒(virusoid ) 类类病毒(病毒卫星),包裹在真病毒颗粒 中有缺陷的类病毒。 -仅含裸露的RNA - 分子量很小，约由300-400个核苷酸组成 -复制需要真病毒的协助 -寄生于多种动植物。,3、朊病毒（Prion） 一类不含核酸的传染性蛋白质因子，