病毒和朊病毒

1、病毒和朊病毒病毒和朊病毒 生物学导论I：分子、细胞与生物的发育 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.2 一、病毒的发现和研究历史一、病毒的发现和研究历史 1886年，年，A. Mayer 发现具有传染性的烟草花叶病；发现具有传染性的烟草花叶病； 1892年，年，D. Ivanovsky:烟草花叶病病原体能通过细菌滤器：烟草花叶病病原体能通过细菌滤器： 一种能通过细菌滤器的一种能通过细菌滤器的”细菌毒素细菌毒素”或或极小的细菌极小的细菌 1898年，年，M W Beijerinck对烟草花叶病病原体的研究结果：对烟草花叶病病原体的研究结果： 能通过细菌

2、滤器；能通过细菌滤器； 可被乙醇沉淀而不失去其感染性，可被乙醇沉淀而不失去其感染性， 能在琼脂凝胶中扩散；能在琼脂凝胶中扩散； 用培养细菌的方法不能被培养出来，推测只能在植物活细胞中生活；用培养细菌的方法不能被培养出来，推测只能在植物活细胞中生活； 比细菌小的具有传染性的活的流质（比细菌小的具有传染性的活的流质（contagium vivum fluidumcontagium vivum fluidum） 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.3 1900年前后，包括口蹄疫（年前后，包括口蹄疫（foot and mouth disease）在内的）在内

3、的 多种动植物疾病病原体的滤过性特性被证明。多种动植物疾病病原体的滤过性特性被证明。 filterable viruses（滤过性病毒）（滤过性病毒） viruses（病毒）（病毒） 19351935年，年，W M StanleyW M Stanley首次提纯并结晶了烟草花叶病毒；首次提纯并结晶了烟草花叶病毒； BawdenBawden等证明烟草花叶病毒的本质为等证明烟草花叶病毒的本质为核蛋白核蛋白； 19401940年，年，KauscheKausche首先用电镜观察到烟草花叶病毒颗粒；首先用电镜观察到烟草花叶病毒颗粒； 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University

4、 No.4 禽流感病毒正在侵染细胞（禽流感病毒正在侵染细胞（20072007年）年） 病毒学（病毒学（VirologyVirology）：研究病毒（）：研究病毒（virusvirus）的本质及其与）的本质及其与 宿主的相互作用的科学。宿主的相互作用的科学。 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.5 例如一些简单的病毒仅由核酸和蛋白质外壳（例如一些简单的病毒仅由核酸和蛋白质外壳（coat）构成，）构成， 故可把它们视为核蛋白分子故可把它们视为核蛋白分子。 二、病毒的特点和定义二、病毒的特点和定义 特点特点 1）不具有细胞结构不具有细胞结构，具有一般化学大

5、分子的特征。，具有一般化学大分子的特征。 2）一种病毒的）一种病毒的毒粒内只含有一种核酸毒粒内只含有一种核酸，DNA或者或者RNA。 3）没有催化能量代谢的酶或酶系极不完全，）没有催化能量代谢的酶或酶系极不完全，不能进行独立不能进行独立 的代谢作用的代谢作用。 4）严格的活细胞内寄生严格的活细胞内寄生，必须依赖宿主细胞进行自身的核，必须依赖宿主细胞进行自身的核 酸复制，形成子代。酸复制，形成子代。 5）个体微小个体微小，在电子显微镜下才能看见。，在电子显微镜下才能看见。 6）对大多数抗生素不敏感对大多数抗生素不敏感，对干扰素敏感。，对干扰素敏感。 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao To

6、ng University No.6病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.7 性性质质 细细菌菌 立立克克次次氏氏体体 支支原原体体 衣衣原原体体 病病毒毒 直直径径大大于于 3 30 00 0n nm m + + + + - - 在在无无生生命命培培养养基基生生长长 + + - - + + - - - - 专专性性活活细细胞胞内内寄寄生生 - - + + + + + + 双双分分裂裂 + + + + + + + + - - 含含有有 D DN NA A 和和 R RN NA A + + + + + + + + - - 核核酸酸感感染染性性 - - -

7、 - - - - - + +a a 核核糖糖体体 + + + + + + + + - - 产产能能代代谢谢 + + + + + + - - - - 细细胞胞膜膜 + + + + + + + + - - 对对抗抗生生素素的的敏敏感感 + + + + + + + + - -b b 对对干干扰扰素素的的敏敏感感 - - - - - - - - + + 单细胞微生物与病毒性质的比较单细胞微生物与病毒性质的比较 a DNAa DNA病毒和病毒和RNARNA病毒中的一部分病毒中的一部分; ;b 利福平可抑制痘病毒复制利福平可抑制痘病毒复制 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong Univers

8、ity No.8 病毒的个体特点 形体极其微小，必须在电子显微镜下才能观察，形体极其微小，必须在电子显微镜下才能观察， 一般都可通过细菌滤器；一般都可通过细菌滤器； 无细胞构造；无细胞构造； 主要成分仅为核酸和蛋白质；主要成分仅为核酸和蛋白质； 每一种病毒只含一种核酸，每一种病毒只含一种核酸，DNA或或RNA； 无产能酶系，也无蛋白质合成系统；无产能酶系，也无蛋白质合成系统； 不存在个体的生长；不存在个体的生长； 细胞内专性寄生；细胞内专性寄生； 在离体条件下，以无生命的大分子存在。在离体条件下，以无生命的大分子存在。 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University

9、No.9 病毒的定义病毒的定义 迄今仍无一个科学而严谨的定义迄今仍无一个科学而严谨的定义 病毒为具有独立于其宿主进化史的绝对细胞内寄生物，它的病毒为具有独立于其宿主进化史的绝对细胞内寄生物，它的DNADNA 或或RNARNA基因组被其所编码的蛋白质壳体化（基因组被其所编码的蛋白质壳体化（encapsidationencapsidation）。）。 -（FieldsFields等，等，19901990年）年） 非细胞生物非细胞生物 （真）病毒：至少含核酸和蛋白质二种组分（真）病毒：至少含核酸和蛋白质二种组分 亚病亚病 毒毒 类病毒：只含具侵染性的类病毒：只含具侵染性的RNA组分组分 卫星卫星RN

10、A：只含有不具侵染性的：只含有不具侵染性的RNA组分组分 朊病毒（普列昂）：只含蛋白质朊病毒（普列昂）：只含蛋白质 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.10 三、病毒的宿主范围及其多样性三、病毒的宿主范围及其多样性 病毒几乎可以感染所有的细胞生物，并具有宿主特异病毒几乎可以感染所有的细胞生物，并具有宿主特异 性性 噬菌体（噬菌体（phage） 植物病毒（植物病毒（plant viruses） 动物病毒（动物病毒（animal viruses） 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.11 - -形态：形态： 最

11、小：细小病毒（最小：细小病毒（20nm20nm） 最大：痘病毒（最大：痘病毒（300nm300nm） 最长：线状病毒（最长：线状病毒（800-900nm,800-900nm,最长：最长：14000nm14000nm） 核酸类型：核酸类型： DNA/RNADNA/RNA；单链；单链/ /双链双链/ /部分单链；线状部分单链；线状/ /环状。环状。 病毒的多样性病毒的多样性 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.12 四、病毒的培养和纯化四、病毒的培养和纯化 1 1、病毒的培养、病毒的培养 噬菌体噬菌体细菌培养物细菌培养物 培养液培养液 营养琼脂平板营养琼

12、脂平板 细菌培养液变清亮细菌培养液变清亮 细菌平板成为残细菌平板成为残 迹平板迹平板 二元培养物法二元培养物法 病毒和朊病毒 噬菌体经过适当稀释再接种细菌平板，培养噬菌体经过适当稀释再接种细菌平板，培养 后在菌苔上可形成圆形局部透明区域，即后在菌苔上可形成圆形局部透明区域，即噬噬 菌斑菌斑(plague)(plague) 如同对细菌计数一样，形成的噬菌斑也可用如同对细菌计数一样，形成的噬菌斑也可用 于对噬菌体的数目进行估算。于对噬菌体的数目进行估算。 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.14病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong Univ

13、ersity No.15 动物病毒的培养：动物病毒的培养： 1、实验动物、实验动物 2、鸡胚、鸡胚 3、多种细胞培养、多种细胞培养 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.16 免疫缺陷动物免疫缺陷动物(SCID (SCID 小鼠）小鼠） 对病毒感染无免疫排斥 可接入人的免疫细胞等，使 之具有人的免疫功能，用于 研究HIV、疱疹病毒等与免 疫系统的相互关系 SCID：severe combined immunodeficient 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.17 鸡胚的构造和病毒培养 羊膜腔羊膜腔 尿囊

14、腔尿囊腔 卵黄囊卵黄囊 尿囊绒膜尿囊绒膜 单纯疱疹病毒单纯疱疹病毒 痘病毒痘病毒 劳氏肉瘤病毒劳氏肉瘤病毒 流感病毒流感病毒 腮腺炎病毒腮腺炎病毒 单纯疱疹病毒单纯疱疹病毒 流感病毒流感病毒 腮腺炎病毒腮腺炎病毒 新城疫病毒新城疫病毒 鸟类腺病毒鸟类腺病毒 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.18病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.19 1、病毒的培养 若标本经过适当稀释进行接种并辅以若标本经过适当稀释进行接种并辅以 染色处理，病毒可在培养的细胞单层染色处理，病毒可在培养的细胞单层 上形成肉眼可见的局部病损

15、区域，即上形成肉眼可见的局部病损区域，即 蚀斑（蚀斑（plaque）或称空斑）或称空斑。 大多数动物病毒感染敏感细胞培养层能引大多数动物病毒感染敏感细胞培养层能引 起其显微表现的改变，即起其显微表现的改变，即致细胞病变效应致细胞病变效应 （cytopathic effect,CPE），例如细胞聚，例如细胞聚 集成团、肿大、圆缩、脱落，细胞融合形集成团、肿大、圆缩、脱落，细胞融合形 成多核细胞，细胞内出现包涵体成多核细胞，细胞内出现包涵体 （inclusion body），乃至细胞裂解等。），乃至细胞裂解等。 细胞培养层细胞培养层 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong Univer

16、sity No.20 植物病毒的培养植物病毒的培养 植物病毒敏感植物叶片 产生坏死斑，或称 枯斑 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.21 蛋白质提纯方法蛋白质提纯方法 （盐析、等电点沉淀、有机溶剂沉淀、凝胶层析、离子交换等）（盐析、等电点沉淀、有机溶剂沉淀、凝胶层析、离子交换等） 2 2、 病毒纯化病毒纯化 标准标准 纯化的病毒应保持感染性纯化的病毒应保持感染性 病毒是有感染性的生物体病毒是有感染性的生物体 病毒具有化学大分子的属性病毒具有化学大分子的属性 纯化的病毒应具有理化性质均一性纯化的病毒应具有理化性质均一性 方法方法 主要化学组成为蛋白质

17、主要化学组成为蛋白质 具有一定的大小、形状和密度具有一定的大小、形状和密度 差速离心差速离心 梯度离心梯度离心 （超速离心超速离心） 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.22 四、四、 毒粒的性质毒粒的性质 毒粒（病毒颗粒）：毒粒（病毒颗粒）：病毒的细胞外颗粒形式，也是病毒的病毒的细胞外颗粒形式，也是病毒的 感染性形式。感染性形式。 一团能够自主复制的遗传物质一团能够自主复制的遗传物质 蛋白质外壳蛋白质外壳 包膜包膜 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.23 1、毒粒的形态、毒粒的形态 病毒的大小和形状病毒

18、的大小和形状 个体小，必需在电镜下观察；个体小，必需在电镜下观察； 不同病毒的毒粒大小差别很大；不同病毒的毒粒大小差别很大； 形状：形状：球形球形（或称拟球形颗粒）（或称拟球形颗粒） 杆状杆状 等少数几类。等少数几类。 复杂形状复杂形状（如蝌蚪状，卵形）（如蝌蚪状，卵形） 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.24 采用各种电镜技术观察毒粒的形态结构采用各种电镜技术观察毒粒的形态结构 Orf virus：口疮病毒口疮病毒(接触性脓疱皮炎病毒接触性脓疱皮炎病毒) （负染技术）负染技术） Ebola virus ：埃博：埃博拉病毒（正染技术）拉病毒（正染技

19、术） Vaccinia virus 痘病毒痘病毒 （投影技术）（投影技术） 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.25 2 2、毒粒的壳体结构、毒粒的壳体结构 壳体或衣壳（壳体或衣壳（capsid）：）： 包围着病毒核酸的蛋白质外壳包围着病毒核酸的蛋白质外壳 壳体结构类型壳体结构类型 螺旋对称螺旋对称 二十面体对称二十面体对称 双对称双对称 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.26 螺旋对称壳体：螺旋对称壳体： 亚基有规律地沿着中心轴亚基有规律地沿着中心轴 （核酸）呈螺旋排列，进（核酸）呈螺旋排列，进 而形成

20、高度有序、对称的而形成高度有序、对称的 稳定结构。稳定结构。 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.27 例：烟草花叶病毒例：烟草花叶病毒 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.28 二十面体对称壳体：二十面体对称壳体： 蛋白质亚基围绕具立方对称的正蛋白质亚基围绕具立方对称的正 多面体的角或边排列，进而形成多面体的角或边排列，进而形成 一个封闭的蛋白质的鞘。一个封闭的蛋白质的鞘。 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.29 若以一定数目的亚基排列成具有一定表面若以一定数

21、目的亚基排列成具有一定表面 积的立方对称实体，以二十面体容积为最积的立方对称实体，以二十面体容积为最 大，能包装更多的病毒核酸，所以病毒壳大，能包装更多的病毒核酸，所以病毒壳 体多取二十面体对称（体多取二十面体对称（icosahedral symmetry）结构。）结构。 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.30 具有双对称结构的典型例子是具有双对称结构的典型例子是有尾噬菌体有尾噬菌体（tailed phagetailed phage）, ,其壳体由头部和其壳体由头部和 尾部组成。包装有病毒核酸的尾部组成。包装有病毒核酸的头部头部通常呈通常呈二十面体

22、对称，尾部二十面体对称，尾部呈呈螺旋对称螺旋对称。 双对称结构双对称结构/ /复杂对称：复杂对称： 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.31 3 3、 病毒的包膜结构病毒的包膜结构 蛋白质壳体蛋白质壳体 + 核酸（核心），又称核衣壳。核酸（核心），又称核衣壳。 核壳体（核壳体（nucleocapsid）：）： 裸露毒粒（裸露毒粒（naked virion）：仅由核衣壳构成的病毒颗粒）：仅由核衣壳构成的病毒颗粒 包膜（包膜（envelope）：）： 核衣壳外的一层脂蛋白膜，由宿主细胞膜衍生而来核衣壳外的一层脂蛋白膜，由宿主细胞膜衍生而来 作用：作用：保

23、护病毒核壳；保护病毒核壳； 启动病毒感染；启动病毒感染； 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.32病毒和朊病毒 病毒包膜的基本结构与生物膜相病毒包膜的基本结构与生物膜相 似，是似，是脂双层膜脂双层膜。 在包膜形成时，细胞在包膜形成时，细胞膜蛋白膜蛋白被病被病 毒的包膜糖蛋白取代。毒的包膜糖蛋白取代。 刺突刺突（spikespike）：包膜或核衣壳）：包膜或核衣壳 上的突起。上的突起。 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.34 有包膜的二十面体毒粒；有包膜的二十面体毒粒； 裸露的二十面体毒粒裸露的二十面体毒粒

24、 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.35 有包膜的螺旋毒粒有包膜的螺旋毒粒 裸露的螺旋毒粒；裸露的螺旋毒粒； 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.36 复杂对称的病毒复杂对称的病毒 Vaccinia virus 痘病毒痘病毒 在病毒中体积最大，在光学显微镜在病毒中体积最大，在光学显微镜 下勉强可见。下勉强可见。 有尾噬菌体有尾噬菌体 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.37 ii. 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.

25、38 病毒粒子的基本形态病毒粒子的基本形态 球状、杆状和复合状的无包膜病毒的无包膜病毒 烟草花叶病毒烟草花叶病毒P2噬菌体噬菌体T2噬菌体噬菌体脊髓灰质炎病毒脊髓灰质炎病毒 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.39 病毒粒子的基本形态病毒粒子的基本形态 包膜病毒包膜病毒 疱疹病毒疱疹病毒 流感病毒流感病毒 腺病毒腺病毒 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.40病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.41 HIV病毒病毒 人类免疫缺陷病毒（人类免疫缺陷病毒（Human

26、Immunodeficiency Virus），它会），它会 造成人类免疫系统的缺陷。造成人类免疫系统的缺陷。 1981年，此病毒在美国首次发现。年，此病毒在美国首次发现。 它是一种感染人类免疫系统细胞的它是一种感染人类免疫系统细胞的 慢病毒（慢病毒（Lentivirus），属反转录病），属反转录病 毒的一种。至今无有效疗法的致命毒的一种。至今无有效疗法的致命 性传染病。该病毒破坏人体的免疫性传染病。该病毒破坏人体的免疫 能力，导致免疫系统的失去抵抗力能力，导致免疫系统的失去抵抗力 ，从而导致各种疾病及癌症得以在，从而导致各种疾病及癌症得以在 人体内生存，发展到最后，导致艾人体内生存，发展到最

27、后，导致艾 滋病（获得性免疫缺陷综合征）。滋病（获得性免疫缺陷综合征）。 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.42 20082008年诺贝尔奖年诺贝尔奖 德国科学家哈拉尔德楚尔豪森因发现人乳突淋瘤病毒人乳突淋瘤病毒 引发子宫颈癌获此殊荣； 两名法国科学家弗朗索瓦丝巴尔西诺西和吕克吕克蒙塔蒙塔 尼尼因发现人类免疫缺陷病毒人类免疫缺陷病毒获此殊荣。 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.43病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.44 五、毒粒的化学组成五、毒粒的化学组成

28、毒粒毒粒 （化学组成）（化学组成） 核酸；核酸； 蛋白质；蛋白质； 脂类；脂类； 碳水化合物；碳水化合物； 基本化学组成基本化学组成 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.45 1 1、病毒的核酸、病毒的核酸 t 核酸是病毒的遗传物质；核酸是病毒的遗传物质； t 一种病毒的毒粒只含有一种核酸：一种病毒的毒粒只含有一种核酸：DNA或是或是RNA； 病毒核酸病毒核酸 单链单链DNA（ss DNA）；）； 双链双链DNA（ds DNA）；）； 单链单链RNA（ss RNA）；）； 双链双链RNA（ds RNA）；）； 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao

29、 Tong University No.46 2 2、病毒的蛋白质、病毒的蛋白质 病毒蛋白质病毒蛋白质 结构蛋白结构蛋白 非结构蛋白非结构蛋白 病毒基因组编码的，在病毒复制过程中产生病毒基因组编码的，在病毒复制过程中产生 并具有一定功能，但并不结合于毒粒中的蛋并具有一定功能，但并不结合于毒粒中的蛋 白质。白质。 构成一个形态成熟的有感染性的病毒颗粒所必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。需的蛋白质。 壳体蛋白；壳体蛋白； 包膜蛋白；包膜蛋白； 存在于毒粒中的酶；存在于毒粒中的酶； 参与病毒的入侵或复制参与病毒的入侵或复制 （如逆转录酶等）（如逆转录酶等）； 保护作用保护作用

30、启动感染启动感染 （决定感染的特异性）（决定感染的特异性） 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.47 六、六、 病毒的复制病毒的复制 病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过其复制与病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过其复制与 表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由这些新合成的表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由这些新合成的 病毒组分装配（病毒组分装配（assemblyassembly）成子代毒粒，并以一定方式释放）成子代毒粒，并以一定方式释放 到到 细胞外。细胞外。病毒的这种特殊繁殖方式称做复制（病毒的这种特殊繁殖方式称做

31、复制（replicationreplication）。）。 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.48 1 1）感染宿主细胞；）感染宿主细胞； 2 2）病毒核酸复制与表达；）病毒核酸复制与表达； 3 3）产生子代病毒基因组和新的蛋白质；）产生子代病毒基因组和新的蛋白质； 4 4）组分装配（）组分装配（assemblyassembly）成子代毒粒；）成子代毒粒； 5 5）释放到细胞外；）释放到细胞外； 6 6）重复上述过程；）重复上述过程； 病毒的复制过程（复制周期）病毒的复制过程（复制周期） 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong Univ

32、ersity No.49 2、病毒感染的起始、病毒感染的起始 1 1）吸附：）吸附： 毒粒毒粒敏感细胞敏感细胞 随机碰撞而接触（静电引力或氢键）随机碰撞而接触（静电引力或氢键） 可逆吸附，无特异性可逆吸附，无特异性（非细胞颗粒也可吸附）（非细胞颗粒也可吸附） 病毒表面蛋白与细胞受体的结合病毒表面蛋白与细胞受体的结合 特异性，不可逆吸附，特异性，不可逆吸附，启动病毒感染的第一阶段启动病毒感染的第一阶段 病毒和朊病毒 吸附于大肠杆菌上的噬菌体吸附于大肠杆菌上的噬菌体 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.51 2 2）侵入：）侵入： 侵入又称侵入又称病毒内

33、化病毒内化，一个病毒吸附后几乎立即发生，一个病毒吸附后几乎立即发生， 是一个依赖于能量的感染步骤。是一个依赖于能量的感染步骤。 不同的病毒不同的病毒- -宿主系统的病毒侵入机制不同宿主系统的病毒侵入机制不同 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.52 有尾噬菌体的侵入方式：注射方式将噬菌体核酸注入细胞有尾噬菌体的侵入方式：注射方式将噬菌体核酸注入细胞 通过尾部刺突固着于细胞；通过尾部刺突固着于细胞； 尾部的尾部的酶酶水解细胞壁，产生小孔；水解细胞壁，产生小孔； 尾鞘收缩，核酸通过中空的尾管压入胞内；尾鞘收缩，核酸通过中空的尾管压入胞内； 吸附吸附尾钉固

34、着尾钉固着尾鞘收缩尾鞘收缩尾管穿入尾管穿入DNA注入注入 存在于毒粒中的酶存在于毒粒中的酶 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.53 动物病毒的侵入方式：动物病毒的侵入方式： 病毒穿过细胞膜的移位方式；病毒穿过细胞膜的移位方式； 细胞的内吞功能；细胞的内吞功能； 毒粒包膜与细胞质毒粒包膜与细胞质 膜的融合；膜的融合； 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.54病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.55 植物病毒的侵入方式：植物病毒的侵入方式： 通过机械损伤所形成的通过

35、机械损伤所形成的微伤口微伤口进入细胞；或者靠携带有进入细胞；或者靠携带有 病毒的媒介，主要靠是有病毒的媒介，主要靠是有吮吸式口器的昆虫吮吸式口器的昆虫取食将病毒带入取食将病毒带入 细胞。细胞。 植物病毒一旦进入细胞后，增殖产生的子代病毒或病毒植物病毒一旦进入细胞后，增殖产生的子代病毒或病毒 核酸可通过核酸可通过病毒编码的运动蛋白（病毒编码的运动蛋白（movement proteinmovement protein）与）与 胞间连丝的相互作用胞间连丝的相互作用从受染细胞进入邻近细胞。从受染细胞进入邻近细胞。 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.56 3

36、）脱壳：）脱壳： 脱壳是病毒侵入后，病毒的包膜和脱壳是病毒侵入后，病毒的包膜和/或壳体或壳体 除去而放出病毒核酸的过程。除去而放出病毒核酸的过程。 T-偶数噬菌体脱壳与侵入是一起发生的偶数噬菌体脱壳与侵入是一起发生的 动物病毒存在不同的结构类型和不同的侵入方式，动物病毒存在不同的结构类型和不同的侵入方式， 其脱壳过程也较复杂。其脱壳过程也较复杂。 病毒的毒粒消失，失去原有的感染性，进入潜隐期。病毒的毒粒消失，失去原有的感染性，进入潜隐期。 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.57 3、病毒大分子的合成、病毒大分子的合成 病毒基因组进入胞内病毒基因组进

37、入胞内 病毒利用宿主的生物合成能力，使病毒核酸表达和病毒利用宿主的生物合成能力，使病毒核酸表达和 复制，产生大量的病毒蛋白质和核酸。复制，产生大量的病毒蛋白质和核酸。 病毒和朊病毒 病毒生物合成的第一步是病毒mRNA的合成 dsDNA virus (class I): 与寄主基因 组相同的方式产生mRNA和复制 DNA。 ssDNA virus (class II): 先 合成一条双链DNA，这条 双链DNA指导DNA复制与 mRNA合成。 ssRNA(+) virus (class IV): 可直接作 为mRNA使用。 ssRNA(-) virus (class V) : 以此为模板合成mR

38、NA 反转录病毒 (class VI): 属RNA病毒，通过反 转录产生双链DNA中 间媒介，再以此指导 mRNA与病毒基因组 的合成 dsRNA virus (class III): 以 其中一条链为模板合成 mRNA Viruses in Class VII (ds DNA) 通 过一条RNA中间体来合成DNA， 需要反转录酶。但与I类病毒以相 同方式产生mRNA. 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.59 病毒生物合成的第一步病毒生物合成的第一步 是病毒是病毒mRNA的合成的合成 特异性酶蛋白及蛋白质特异性酶蛋白及蛋白质 外壳的合成外壳的合成

39、病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.60 4、病毒的装配与释放、病毒的装配与释放 新合成的毒粒结构组分组装成完整的病毒颗粒，称做新合成的毒粒结构组分组装成完整的病毒颗粒，称做病毒的装配，病毒的装配， 亦称成熟（亦称成熟（maturationmaturation）或形态发生（）或形态发生（morphogenesismorphogenesis）。）。 成熟的子代病毒颗粒依一定途径释放到细胞外成熟的子代病毒颗粒依一定途径释放到细胞外 病毒的释放标志病毒复制周期结束病毒的释放标志病毒复制周期结束 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong Unive

40、rsity No.61 七、朊病毒七、朊病毒 PrionsPrions 蛋白质感染性因子，其胞外形式只含有蛋白质而蛋白质感染性因子，其胞外形式只含有蛋白质而 无核酸（无核酸（可以引起同种或异种蛋白质构象改变而可以引起同种或异种蛋白质构象改变而 致病或功能改变致病或功能改变）。）。 可引起动物脑部疾病可引起动物脑部疾病 bovine spongiform encephalopathy (mad cow desease)牛牛 海绵状脑病海绵状脑病(疯牛病疯牛病) Human Kuru Human Cretzfeldt-Jakob Disease (CJD) 病毒和朊病毒 人的库鲁病人的库鲁病(ku

41、ru)、克雅氏病、克雅氏病(Creutzfeldt Jakob disease, CJD)等等 羊搔痒症羊搔痒症(scrapie) 牛海绵状脑病牛海绵状脑病(spongiform encephalopathy) 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.63 疯牛病疯牛病 最先在澳大利亚的殖民国新几内亚发现的，开始是人有此最先在澳大利亚的殖民国新几内亚发现的，开始是人有此 症状，后来发现此病与牛有关，经研究病因是牛海绵状脑症状，后来发现此病与牛有关，经研究病因是牛海绵状脑 病的发作，病程一般为病的发作，病程一般为14天至天至6个月，其神经症状可分为三个月，

42、其神经症状可分为三 个类型。：个类型。： 1. 最常见的是精神状态的改变，如恐惧、暴怒和神经质。最常见的是精神状态的改变，如恐惧、暴怒和神经质。 2. 3的病例出现姿势和运动异常，通常为后肢共济失调、的病例出现姿势和运动异常，通常为后肢共济失调、 颤抖和倒下。颤抖和倒下。 3. 90的病例有感觉异常，表现多样，但最明显的是触觉的病例有感觉异常，表现多样，但最明显的是触觉 和听觉减退。和听觉减退。 大部分患牛（大部分患牛（87）出现的临诊症状可分为以上三种。这）出现的临诊症状可分为以上三种。这 与中枢神经系统的弥漫性病变相一致。与中枢神经系统的弥漫性病变相一致。 病毒和朊病毒 Shanghai

43、Jiao Tong University No.64 朊病毒致病机理朊病毒致病机理 Neuronal cells produce normal prion protein (PrPc) in cell. Abnormally folded prion protein (PrPsc) can catalyze refolding of PrPc to PrPsc. PrPsc is protease resistant, insoluble, and forms aggregates in neural cells. This eventually leads to destruction of

44、 neural tissues and neurological symptoms. 其致病作用是由于动物体内正常的蛋白质其致病作用是由于动物体内正常的蛋白质PrPPrP c c改变折叠状态为 改变折叠状态为 PrPPrP sc sc所致，而这二种蛋白质的一级结构并没有改变。 所致，而这二种蛋白质的一级结构并没有改变。 病毒和朊病毒 病毒和朊病毒 Prusiner (1982)Prusiner (1982)提出羊搔痒病因子是一种蛋白质侵染颗粒提出羊搔痒病因子是一种蛋白质侵染颗粒 （proteinaceous infectious particleproteinaceous infectious particle），并将之称做），并将之称做PrionPrion或或VirinoVirino。 朊病毒朊病毒 1997年，年，Stanley B. Prusiner荣获诺贝尔奖荣获诺贝尔奖 病毒和朊病毒 Shanghai Jiao Tong University No.67 朊病毒不仅与