病毒 环境中的微生物类群

第二章环境中的微生物类群 第一节非细胞生物第二节原核微生物第三节真核微生物 非细胞生物 真 病毒 仅有核酸和蛋白质组成 亚病毒 类病毒 只含具侵染性的RNA组分拟病毒 只含有不具侵染性的RNA组分朊病毒 只含蛋白质 第一节非细胞生物 一 病毒 概念 是含有DNA或RNA 能在活细胞内增殖 在活细胞外具有一般化学大分子特征 以亚显微的大分子状态存在 可以作为致病因子 也可当作遗传成分的非细胞型微生物 病毒 1 特征 个体极小 能通过细菌滤器 须用电镜才能观察到其具体形态和大小 无细胞结构没有酶或酶系统极不完全 不能进行代谢活动专性活细胞内寄生 在活细胞外 没有生命特征对抗生素不敏感 对干扰素敏感 病毒 2 分类 按侵染的寄主细胞分 微生物病毒 植物病毒 动物病毒 按核酸分类 DNA病毒 RNA病毒 1 微生物病毒 无尾部结构的二十面体有尾部结构的二十面体 噬菌体有裂解性噬菌体 lyticphage 和溶源性噬菌体 temperatephage 两种类型 2 植物病毒 3 动物病毒 病毒 3 结构与化学成分 成熟的 具有侵染力的单个病毒颗粒常称作病毒粒子 病毒 4 对称性三类典型形态的病毒 廿面体对称的结构 球状 螺旋对称的结构 杆状 复合对称的结构 蝌蚪状 1953年发现这是一种动物病毒 致病性 消化道炎症等 外形呈典型的二十面体有12个角 20个面和30条棱 12个五邻体 240个六邻体核心是线状双链DNA dsDNA 只能培养在人的组织细胞上能使宿主细胞形成包涵体衣壳粒总数N 10 n 1 2 2n为每条边的衣壳粒数252个衣壳粒 Microbiology 二十面体对称的球状病毒腺病毒 Adenovirus 五邻体 六邻体 呈直杆状 长300nm 宽15nm 中空内径4nm 由158个氨基酸组成一个皮鞋状的衣壳粒 壳蛋白 占95 2130个衣壳粒相对分子量为17500 总共2130个衣壳粒 排列成130圈螺旋 核酸核心是单链的RNA 核心RNA占5 相对分子质量为260万 含有6390个核苷酸 每3个核苷酸与一个衣壳粒相结合 盘绕于蛋白质的中空内径中 螺旋对称的杆状病毒烟草花叶病毒 TMV T4由头部 核心是双链线状DNA 颈部和尾部 尾鞘 尾管 基板 刺突和尾丝 三个部分构成 复合对称的蝌蚪状病毒 偶数噬菌体 5 增殖过程吸附侵入生物合成 复制 装配 成熟 释放 裂解 病毒 尾丝尖端与宿主细胞表面的特异性受体接触 可触发尾丝散开 附着在受体上 随之把刺突 基板固定 1 吸附 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得华力 吸附是病毒感染细胞的第一步 病毒对寄主细胞的吸附有高度的特异性 是吸附在寄主细胞表面的某种特定受体上 受体实际上是细胞表面的一定化学组成部分 如流感病毒的受体是糖蛋白 存在于敏感动物红细胞及黏膜细胞上 脊髓灰质炎病毒的受体是脂蛋白 存在于对病毒敏感的人或猴的肠道和神经细胞表面 感染复数 multiplicityofinfection 每一敏感细胞可吸附的相应噬菌体的数量 影响吸附因素 2 侵入 吸附 尾钉固着 尾鞘收缩 尾管穿入 DNA注入 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 人工方法分离得到的裸露DNA 也可进入到细胞内 不过尾鞘的收缩可提高噬菌体核酸注入的速度和成功率 3 增殖 核酸复制蛋白质合成 4 成熟 装配 5 裂解 释放 噬菌斑 二 亚病毒 概念 在核酸核蛋白质两种成分中 只含其中之一的分子病原体 1 类病毒 viroid 目前所知道的最小 只含RNA一种成分 裸露 专性细胞内寄生的分子生物 只在植物体中发现 最早的类病毒是1971年发现的马铃薯纺锤块茎病类病毒 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 2 拟病毒 virusoids 拟病毒也称为类类病毒 它是一种环状单链RNA 它的侵染对象是植物病毒 近年来在动物病毒中也有发现 丁型肝炎病毒 被侵染的植物病毒被称为辅助病毒 拟病毒必须通过辅助病毒才能复制 单独的辅助病毒或拟病毒都不能使植物受到感染 典型的拟病毒 绒毛烟的斑驳病毒 1981年 莨菪斑驳病毒苜蓿暂时性条斑病毒 朊病毒又称 普列昂 或蛋白质侵染因子 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 3 朊病毒 prion 羊瘙痒病 传染性水貂脑软化病 马鹿和鹿的慢性消瘦病 猫的海绵状脑病等 疯牛病 1996年春 库鲁病 克雅氏综合症 格斯特曼综合症和致死性的家族失眠症 典型的朊病毒引起的疾病 朊病毒引起的人类疾病 其病症与病理变化的主要特征与患病动物十分相似 临床表现虽然朊毒体病大多都表现为渐进性的痴呆 共济失调及肌阵挛等 但不同的朊毒体病也有各自的一些特点 如散发性克 雅病发病年龄较大多先有痴呆后有共济失调 而新变异型克 雅病发病年龄较轻 库鲁病震颤显著 往往先有共济失调后出现痴呆 格斯特曼综合症多仅有共济失调等小脑受损表现 少见痴呆 致死性家族性失眠症以进行性加重的顽固失眠为特征 三 病毒对物理 化学因素的抵抗力及在污水处理过程中的去除效果 一 病毒对物理因素的抵抗力 1 温度高温对病毒具有灭活功能 在细胞外 大多数病毒55 65 1h内就会失活原因 高温破坏病毒的蛋白质和核酸 其中蛋白质的灭活速度快 蛋白质变性后影响对宿主的吸附能力 消弱了病毒的感染力 低温不会灭活病毒 通常在 75 保存病毒 2 光及其他辐射 1 紫外辐射紫外线对病毒具有灭活功能 原因 破坏病毒的核酸 使核酸的嘧啶受到影响 形成胸腺嘧啶二聚体 2 可见光在氧气和染料条件下 肠病毒对可见光敏感而被杀死 称为 光灭活作用 原因 染料附着核酸上 催化光的氧化过程 引起病毒死亡 3 离子辐射X射线 射线也有灭活病毒的作用 4 干燥干燥是控制病毒的重要条件 如 相对湿度 RH 越低 病毒的存活时间越短 当土壤的水分低于10 时 病毒会迅速灭活 二 病毒对化学因素的抵抗力 1 体内灭活的化学物质 抗体和干扰素抗体 病毒入侵后 体内会产生特异蛋白质 用于抵抗病毒 入侵的病毒为抗原 产生的蛋白质为抗体 干扰素 病毒入侵后 体内会产生一种糖蛋白质 它可以诱导宿主产生抗病毒的蛋白质对病毒灭活 干扰素起的是间接作用 2 体外灭活的化学物质 酚 低渗缓冲液 甲醛 亚硝酸 氨 醚类等破坏病毒蛋白质的化学物质 酚类物及低缓冲溶液破坏核酸的化学物质 甲醛亚硝酸氨影响病毒脂类被膜的化学物质 醚氯仿 三 病毒在环境中的存活和在污水处理过程中的去除效果 1 病毒在环境中的存活 2 污水处理过程中对病毒的去除效果