2019-病毒PPT学习教案

1、会计学12019-病毒病毒病毒是一类既具有化学大分子属性，又具有生物体基病毒是一类既具有化学大分子属性，又具有生物体基本特征；既具有细胞外的感染性颗粒形式，又具有细本特征；既具有细胞外的感染性颗粒形式，又具有细胞内的繁殖性基因形式的独特生物类群。胞内的繁殖性基因形式的独特生物类群。超显微的、没有细胞结构的、专性活细胞内寄生、超显微的、没有细胞结构的、专性活细胞内寄生、以复制方式进行繁殖的实体。以复制方式进行繁殖的实体。第1页/共77页1、特点、特点表表7-1 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

2、 利福平可抑制痘病毒复制利福平可抑制痘病毒复制性质 细菌 立克次氏体 支原体 衣原体 病毒 直径大于 300nm + + - 在无生命培养基生长 + - - - 专性活细胞内寄生 - + + + 双分裂 + + + + - 含有 DNA 和 RNA + + + + - 核酸感染性 - - - - +a 核糖体 + + + + - 产能代谢 + + + + - 细胞膜 + + + + - 对抗生素的敏感 + + + + -b 对干扰素的敏感 - - - - + 第2页/共77页2、定义、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的进化史的绝对细胞内寄生物，

3、它的病毒为具有独立于其宿主的进化史的绝对细胞内寄生物，它的DNA或或RNA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（encapsidation）。）。 -（Fields等，等，1990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毒亚病毒类病毒：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RNA：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：只含蛋白质朊病毒：只含蛋白质第3页/共77页三、病毒的宿主范围三、病毒的宿主范围病毒几乎可以感染所有的细胞生物，并具有宿主特异性病毒几乎可以感染

4、所有的细胞生物，并具有宿主特异性原核生物原核生物动物：动物：动物病菌动物病菌植物植物噬菌体（细菌）噬菌体（细菌）嗜蓝（绿）藻体嗜蓝（绿）藻体支原体噬菌体支原体噬菌体植物病毒植物病毒嗜藻体嗜藻体真菌病毒真菌病毒根据病毒的宿主范围可以将病毒分为根据病毒的宿主范围可以将病毒分为噬菌体、植物病毒、动物噬菌体、植物病毒、动物病毒病毒等。等。动物病毒又可以分为原生动物病毒、无脊椎动物病毒、脊椎动动物病毒又可以分为原生动物病毒、无脊椎动物病毒、脊椎动物病毒。已发现的植物病毒以种子植物为宿主的植物病毒最多，物病毒。已发现的植物病毒以种子植物为宿主的植物病毒最多，另外，在藻类和真菌中也发现有病毒。另外，在藻类和

5、真菌中也发现有病毒。第4页/共77页四、病毒的分类和命名四、病毒的分类和命名宿主的类型宿主的类型毒粒的结构和组成毒粒的结构和组成复制的模式复制的模式引起疾病的特点引起疾病的特点1 . 分类原则分类原则2、分类等级、分类等级目（目（order）virales科（科（family）viridae （亚科（亚科virinae）属（属（genus）virus种（种（species）种名（命名由少而有意义的词组成）种名（命名由少而有意义的词组成）ICTV 1996年年 第十届国际病毒大会（第十届国际病毒大会（38条新命名原则）条新命名原则）第5页/共77页3、分类系统、分类系统七大类七大类 62个病毒科

6、个病毒科(包括了包括了4000余种病毒余种病毒)dsDNA（天花病毒）（天花病毒）ssDNA（疱疹病毒）（疱疹病毒）dsRNA（呼肠孤病毒）（呼肠孤病毒）负意负意ssRNA（流感病毒）（流感病毒）正意正意ssRNA（髓灰质炎病毒）（髓灰质炎病毒）DNA和和RNA逆转录病毒逆转录病毒亚病毒因子亚病毒因子第6页/共77页第三节第三节 毒粒的性质毒粒的性质 病毒是一类既具有化学大分子属性，又具病毒是一类既具有化学大分子属性，又具有生物体基本特征；既具有细胞外的感染性颗有生物体基本特征；既具有细胞外的感染性颗粒形式，又具有细胞内的繁殖性基因形式的独粒形式，又具有细胞内的繁殖性基因形式的独特生物类群。特

7、生物类群。第7页/共77页毒粒（病毒颗粒）：毒粒（病毒颗粒）： 病毒的细胞外颗粒形式，也是病毒的感染性形式。病毒的细胞外颗粒形式，也是病毒的感染性形式。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保护遗传物质免遭环境破坏，并作为将遗传物质从一个宿主细胞保护遗传物质免遭环境破坏，并作为将遗传物质从一个宿主细胞传递给另一个宿主细胞的载体。传递给另一个宿主细胞的载体。蛋白质外壳蛋白质外壳 包膜包膜一、病毒的形态结构：毒一、病毒的形态结构：毒粒粒第8页/共77页尽管发现的病毒有数千种，但毒粒的形状大致可以分为球尽管发现的病毒有数千种，但毒粒的形状大致可以分为球形颗粒、杆状颗粒和复杂形状颗粒。形

8、颗粒、杆状颗粒和复杂形状颗粒。各种毒粒的大小、形态差异很大各种毒粒的大小、形态差异很大不同病毒的毒粒大小和形状差别很大，用于衡量病毒不同病毒的毒粒大小和形状差别很大，用于衡量病毒 的单的单位是钠米。毒粒的直径从几钠米到几百钠米不能，一般小于位是钠米。毒粒的直径从几钠米到几百钠米不能，一般小于100nm。必须借助电子显微镜能够观察。必须借助电子显微镜能够观察。第9页/共77页病毒颗粒在电镜下观察有五种形态：病毒颗粒在电镜下观察有五种形态：球形（球形（Sphericity）：大多数人类和动物病毒为球）：大多数人类和动物病毒为球形，如脊髓灰质炎病毒、疱疹病毒及腺病毒等；形，如脊髓灰质炎病毒、疱疹病毒

9、及腺病毒等；丝形（丝形（Filament）：多见于植物病毒，如烟草花）：多见于植物病毒，如烟草花叶病病毒，人类流感病毒有时也是丝形；叶病病毒，人类流感病毒有时也是丝形；弹形（弹形（Bullet-shape）：形似子弹头，如狂犬病毒、）：形似子弹头，如狂犬病毒、疱疹性口炎病毒等，其他多为植物病毒；疱疹性口炎病毒等，其他多为植物病毒；砖形（砖形（Brick-shape）：如天花病毒、牛痘苗病毒）：如天花病毒、牛痘苗病毒等；等；蝌蚪形（蝌蚪形（Tadpole-shape）：由一卵圆形的头及一）：由一卵圆形的头及一条细长的尾组成，如噬菌体。条细长的尾组成，如噬菌体。第10页/共77页Orf virus

10、：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（正染技术）Vaccinia virus 痘苗病毒痘苗病毒（投影技术）（投影技术）第11页/共77页脊髓灰质炎病毒脊髓灰质炎病毒烟草花叶病毒烟草花叶病毒疱疹性口炎病毒疱疹性口炎病毒天花病毒天花病毒第12页/共77页T4噬菌体噬菌体丝状有包膜的病丝状有包膜的病毒毒（流感冒病毒）（流感冒病毒） 第13页/共77页最大最大最长最长最小最小最细：最细：大肠杆菌的大肠杆菌的f1噬菌体噬菌体5 800nm虫豆病毒虫豆病毒 450nm牛痘病毒牛痘病毒 300 250 1

11、00nm甜菜甜菜黄黄花病毒花病毒 1250 10nm铜绿假单细胞菌噬菌体铜绿假单细胞菌噬菌体1300 10nm口蹄口蹄疫病毒疫病毒 21nm乙型肝炎病毒乙型肝炎病毒 18nm苜蓿花叶病毒苜蓿花叶病毒 16.5nm玉米条纹病毒玉米条纹病毒 1218nm烟草坏死病毒烟草坏死病毒 16nm菜豆畸矮病毒菜豆畸矮病毒 911nm（一）病毒的大小、形态（一）病毒的大小、形态第14页/共77页核壳核壳包膜包膜：脂类、糖类、蛋白质脂类、糖类、蛋白质核心：核心：DNA/RNA壳体：蛋白质壳体：蛋白质毒粒毒粒1、壳体、壳体病毒衣壳由一至几种蛋白组成，有保护病毒核酸病毒衣壳由一至几种蛋白组成，有保护病毒核酸不受酶消

12、化的作用不受酶消化的作用 。 构成壳体的基本单位是构成壳体的基本单位是衣壳粒衣壳粒，衣壳粒是由，衣壳粒是由5-6个同种多肽分子折叠缠绕形成的蛋白质亚基组成。个同种多肽分子折叠缠绕形成的蛋白质亚基组成。第15页/共77页 根据蛋白亚基的几何排列，可以将壳体分为三种根据蛋白亚基的几何排列，可以将壳体分为三种结构类型：结构类型：螺旋对称壳体、二十面体对称壳体、复合螺旋对称壳体、二十面体对称壳体、复合对称壳体。对称壳体。第16页/共77页螺旋壳体外形似具有蛋螺旋壳体外形似具有蛋白质外壁的空心管。白质外壁的空心管。烟草花叶病毒的遗传物烟草花叶病毒的遗传物质质RNA盘绕在壳体内盘绕在壳体内面由蛋白质亚基形

13、成的面由蛋白质亚基形成的沟内。沟内。最主要的特点是长形，最主要的特点是长形，壳体形似一中空柱，用壳体形似一中空柱，用高分辨率电镜可见其表高分辨率电镜可见其表面有精细的螺旋结构。面有精细的螺旋结构。螺旋对称壳体螺旋对称壳体（烟草花叶病毒）（烟草花叶病毒）第17页/共77页 病毒粒子看似小的结晶或球形，实质上病毒粒子看似小的结晶或球形，实质上是一个多面体，每个面是一个等边三角形。是一个多面体，每个面是一个等边三角形。二十面体对称壳体二十面体对称壳体（腺病毒）（腺病毒）第18页/共77页 若以一定数目的亚基排列成具有一定表面积若以一定数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大

14、，能包的立方对称实体，以二十面体容积为最大，能包装更多的病毒核酸，所以病毒壳体多取二十面体装更多的病毒核酸，所以病毒壳体多取二十面体对称（对称（icosahedral symmetry）结构。）结构。第19页/共77页二十面体病毒经过负染色二十面体病毒经过负染色后在透射电镜下观察，会发后在透射电镜下观察，会发现二十面体壳体的结构非常现二十面体壳体的结构非常复杂，壳体由铃形或按钮形复杂，壳体由铃形或按钮形的形态学单位组成，即的形态学单位组成，即壳粒壳粒。每个壳粒一般由每个壳粒一般由5-6个蛋白个蛋白质亚基组成，如五聚体含有质亚基组成，如五聚体含有五个蛋白质亚基，六聚体含五个蛋白质亚基，六聚体含有

15、六个蛋白质亚基。有六个蛋白质亚基。第20页/共77页大肠杆菌的大肠杆菌的T2、T4、T6噬菌体已经被认真地研究过。其壳体噬菌体已经被认真地研究过。其壳体由头部和尾部组成。它们的头类似二十面体，头部含有由头部和尾部组成。它们的头类似二十面体，头部含有DNA基因组，其尾部由颈、中空的尾管、包围在尾管外的尾鞘、尾基因组，其尾部由颈、中空的尾管、包围在尾管外的尾鞘、尾丝和基片组成。丝和基片组成。 复合对称结构复合对称结构（有尾噬菌体）（有尾噬菌体）第21页/共77页2、包膜、包膜病毒的蛋白质壳体和病毒核酸（核心）构成的复合物，又称病毒的蛋白质壳体和病毒核酸（核心）构成的复合物，又称核壳。核壳。核衣壳（

16、核衣壳（nucleocapsid）：）：仅由核衣壳构成的病毒颗粒仅由核衣壳构成的病毒颗粒裸露毒粒（裸露毒粒（naked virion）：）：如烟草花叶病毒、脊髓灰质炎病毒（如烟草花叶病毒、脊髓灰质炎病毒（Poliovirus）等一些简单的病毒的毒粒。）等一些简单的病毒的毒粒。包膜（包膜（envelope）：）：有包膜的病毒有包膜的病毒有些病毒核衣壳包裹着的一层脂蛋白膜，它是病毒以出芽有些病毒核衣壳包裹着的一层脂蛋白膜，它是病毒以出芽（budding）方式成熟时，由细胞膜衍生而来的。有维系毒粒结）方式成熟时，由细胞膜衍生而来的。有维系毒粒结构，保护病毒核壳的作用。特别是病毒的包膜糖蛋白，具有多构

17、，保护病毒核壳的作用。特别是病毒的包膜糖蛋白，具有多种生物学活性，是启动病毒感染所必需的。种生物学活性，是启动病毒感染所必需的。第22页/共77页病毒的基本结构是核衣壳，一些简单的病毒毒粒的核衣壳就是病毒的基本结构是核衣壳，一些简单的病毒毒粒的核衣壳就是它的全部组成，有的复杂病毒在核衣壳外还有包膜，其上有刺它的全部组成，有的复杂病毒在核衣壳外还有包膜，其上有刺突。突。有些病毒的包膜可被溶剂，如乙醚破坏，这类病毒被称为有些病毒的包膜可被溶剂，如乙醚破坏，这类病毒被称为“对对乙醚敏感乙醚敏感”。有些病毒毒粒包膜表面具有突起物，称作刺突。具有抗原性。有些病毒毒粒包膜表面具有突起物，称作刺突。具有抗原

18、性。第23页/共77页病毒包膜的基本结构病毒包膜的基本结构与生物膜相似，是脂与生物膜相似，是脂双层膜。双层膜。构成包膜的成分是构成包膜的成分是脂脂类、糖类类、糖类、蛋白质蛋白质。动物病毒的包膜通常来自于宿主细胞的核膜或者质膜，其动物病毒的包膜通常来自于宿主细胞的核膜或者质膜，其脂脂类和糖类类和糖类是正常宿主细胞的成分。但是，是正常宿主细胞的成分。但是，包膜蛋白包膜蛋白是由病毒是由病毒基因编码的，并能从包膜表面突起为包膜刺突。基因编码的，并能从包膜表面突起为包膜刺突。流感病毒流感病毒包膜结构及成分包膜结构及成分第24页/共77页刺突可能与病毒对宿主细胞的吸附有关刺突可能与病毒对宿主细胞的吸附有关

19、包膜的作用包膜的作用例如例如 流感病毒：流感病毒：一 些 刺 突 具 有 神 经 氨 基 酸 酶 活 性一 些 刺 突 具 有 神 经 氨 基 酸 酶 活 性（N），能帮助病毒穿过呼吸上皮表），能帮助病毒穿过呼吸上皮表面的粘液层，达到宿主细胞；另一些面的粘液层，达到宿主细胞；另一些刺突为血凝素蛋白（刺突为血凝素蛋白（H），可使毒粒），可使毒粒与红细胞膜结合引起血细胞凝集。与红细胞膜结合引起血细胞凝集。第25页/共77页（三）毒粒的结构类型（三）毒粒的结构类型四种主要结构类型四种主要结构类型裸露的二十面体毒粒；裸露的二十面体毒粒；裸露的螺旋毒粒；裸露的螺旋毒粒；有包膜的二十面体毒粒；有包膜的二十

20、面体毒粒；有包膜的螺旋毒粒；有包膜的螺旋毒粒；不同病毒的毒粒结构复杂程度有很大的区别，不同病毒的毒粒结构复杂程度有很大的区别，根据根据病毒毒粒有无包膜以及壳体的对称形式，可以将毒病毒毒粒有无包膜以及壳体的对称形式，可以将毒粒分为四种主要结构类型。粒分为四种主要结构类型。一、病毒的形态结构：毒一、病毒的形态结构：毒粒粒第26页/共77页裸露的二十面体毒粒裸露的二十面体毒粒有包膜的二十面体毒粒；有包膜的二十面体毒粒；第27页/共77页裸露的螺旋毒粒裸露的螺旋毒粒有包膜的螺旋毒粒有包膜的螺旋毒粒第28页/共77页complex virusesVaccinia virus 痘苗病毒痘苗病毒在病毒中体积

21、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 类核类核侧体侧体外膜外膜有些病毒，如有尾噬菌体、有些病毒，如有尾噬菌体、痘病毒等结构更为复杂，痘病毒等结构更为复杂，不能包括在这些结构类型不能包括在这些结构类型之内。之内。第29页/共77页非结构蛋白非结构蛋白壳体蛋白壳体蛋白包膜蛋白包膜蛋白毒粒酶毒粒酶二、二、 毒粒的化学组成毒粒的化学组成基本化基本化学组成学组成第30页/共77页1、 病毒的核酸病毒的核酸核酸是病毒的遗传物质核酸是病毒的遗传物质 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； 尽管病毒的基因组结构

22、多样，但它们都遵循中心法则：所有尽管病毒的基因组结构多样，但它们都遵循中心法则：所有的遗传信息都是从核酸到蛋白质；的遗传信息都是从核酸到蛋白质； 所有的病毒都是利用宿主细胞的翻译机制，因此，不论其基所有的病毒都是利用宿主细胞的翻译机制，因此，不论其基因组结构怎样，所形成的信使因组结构怎样，所形成的信使RNA（mRNA）都是能被宿主）都是能被宿主核糖体翻译的。核糖体翻译的。第31页/共77页除了逆转录病毒基因组为二倍体外，其他病毒的除了逆转录病毒基因组为二倍体外，其他病毒的基因组都是单倍体。基因组都是单倍体。病毒的核酸包括四种类型，其中动物病毒四种类病毒的核酸包括四种类型，其中动物病毒四种类型都

23、有，植物病毒大多数为单链型都有，植物病毒大多数为单链RNA，噬菌体有单，噬菌体有单链链DNA、RNA，但大多数为双链，但大多数为双链DNA。第32页/共77页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）第33页/共77页双链病毒双链病毒，主要是，主要是DNA病毒又可以分为有单链裂口的线状病毒又可以分为有单链裂口的线状双链，有交联末端的线状双链，闭合环状双链。双链，有交联末端的线状双链，闭合环状双链。主要包括主要包括粘性末端、循环排列和末端重复序列等。粘性末端、循环排列和末端重复序列等。 噬菌体的线性噬菌

24、体的线性DNA的可逆性环化，这是由于有粘性末端存在的可逆性环化，这是由于有粘性末端存在。第34页/共77页单链病毒单链病毒，主要是主要是RNA病毒，病毒，核酸可按照它的极性核酸可按照它的极性（polarity）或意义（）或意义（sense）进行分类。）进行分类。如果如果ssRNA的碱基序列与病毒的碱基序列与病毒mRNA的序列相同，则这种的序列相同，则这种RNA链为正极性，称为链为正极性，称为（脊髓灰质炎病毒、烟草花叶病毒（脊髓灰质炎病毒、烟草花叶病毒都是正链都是正链RNA）；）；如果如果ssRNA核酸序列与其核酸序列与其mRNA互补，则为互补，则为（狂犬病（狂犬病毒、腮腺炎病毒、麻疹病毒和流感

25、病毒）；毒、腮腺炎病毒、麻疹病毒和流感病毒）；也有某些病毒的也有某些病毒的RNA是双意，即部分为正极性，部分为负极是双意，即部分为正极性，部分为负极（沙粒病毒）。（沙粒病毒）。第35页/共77页正链正链RNA病毒，病毒，RNA可直接起病毒可直接起病毒mRNA的作用，的作用，附着到宿主细胞核糖体上，翻译出病毒蛋白。从正附着到宿主细胞核糖体上，翻译出病毒蛋白。从正链链RNA病毒颗粒中提取出病毒颗粒中提取出RNA，注入适宜的细胞，注入适宜的细胞时有感染性；时有感染性；负链负链RNA病毒的毒粒中含有依赖病毒的毒粒中含有依赖RNA的的RNA聚聚合酶，可催化合成互补链，成为病毒合酶，可催化合成互补链，成为

26、病毒mRNA。 由由于负链于负链RNA不能直接用作不能直接用作mRNA，所以被提纯的，所以被提纯的全序列长病毒全序列长病毒RNA不具感染性。不具感染性。第36页/共77页不同病毒的核酸均可能具有各自不同的结构特征不同病毒的核酸均可能具有各自不同的结构特征流感病毒是有包膜的负链流感病毒是有包膜的负链RNA病毒，基因组病毒，基因组RNA分成几个节分成几个节段，称为段，称为分节段的基因组分节段的基因组。当两个基因组有差异的品系感染同一细胞时，当两个基因组有差异的品系感染同一细胞时，RNA基因组的基因组的一些片断会连在一起，从而导致病毒表面抗原的变化，这是一些片断会连在一起，从而导致病毒表面抗原的变化

27、，这是造成流感经常发生的原因。造成流感经常发生的原因。8个基因组片断编码个基因组片断编码10种病毒蛋白质，一些蛋白质参与病毒种病毒蛋白质，一些蛋白质参与病毒RNA的复制，另外一些是病毒粒子的结构蛋白。的复制，另外一些是病毒粒子的结构蛋白。第37页/共77页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并具病毒基因组编码的，在病毒复制过程中产生并具有一定功能，但并不与毒粒结合的蛋白质，有一定功能，但并不与毒粒结合的蛋白质，如正如正链链RNA病毒在复制时产生的依赖于病毒在复制时产生的依赖于RNA的的RNA聚合酶聚合酶。构

28、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见参见P174第38页/共77页 壳体蛋白是构成病毒壳体结构的蛋白质，由壳体蛋白是构成病毒壳体结构的蛋白质，由一种或多种蛋白质构成，一些复杂病毒的壳体蛋一种或多种蛋白质构成，一些复杂病毒的壳体蛋白多达白多达20余种。余种。壳体蛋白壳体蛋白包膜蛋白包膜蛋白 包膜糖蛋白和基质蛋白两类。其中包膜糖蛋白包膜糖蛋白和基质蛋白两类。其中包膜糖蛋白是病毒的主要表面抗原，它们与细胞受体相互作用是病毒的主要表面抗原，它们与细胞受体相互作用启动感染

29、；基质蛋白具有支撑包膜、维持病毒结构启动感染；基质蛋白具有支撑包膜、维持病毒结构的作用，更重要的是它介导核壳与包膜糖蛋白之间的作用，更重要的是它介导核壳与包膜糖蛋白之间的识别，在病毒出芽成熟过程中发挥重要作用。的识别，在病毒出芽成熟过程中发挥重要作用。第39页/共77页参与病毒复制的酶参与病毒复制的酶参与病毒感染复制的酶有三个来源：参与病毒感染复制的酶有三个来源：1）宿主细胞酶或经病毒修饰改变了的宿主细胞酶；）宿主细胞酶或经病毒修饰改变了的宿主细胞酶；2）病毒的一些非结构蛋白，如正链）病毒的一些非结构蛋白，如正链RNA病毒在复制病毒在复制时产生的依赖于时产生的依赖于RNA的的RNA聚合酶；聚合

30、酶；3）是存在于毒粒内的酶，即毒粒酶）是存在于毒粒内的酶，即毒粒酶。毒粒酶根据其。毒粒酶根据其功能分为两类：一类是参与病毒的进入、释放等过功能分为两类：一类是参与病毒的进入、释放等过程的酶；另一类是参与病毒的大分子合成的酶。程的酶；另一类是参与病毒的大分子合成的酶。第40页/共77页2、病毒的蛋白质、病毒的蛋白质病毒结构蛋白的主要生理功能：病毒结构蛋白的主要生理功能：1）构成蛋白质外壳，保护病毒核酸免受核酸酶及）构成蛋白质外壳，保护病毒核酸免受核酸酶及 其它理化因子的破坏；其它理化因子的破坏；2）决定病毒感染的特异性，与易感细胞表面存在）决定病毒感染的特异性，与易感细胞表面存在 的受体具特异性

31、亲和力，促使病毒粒子的吸附的受体具特异性亲和力，促使病毒粒子的吸附 和入侵；和入侵；3）决定病毒的抗原性，能刺激机体产生相应的抗体；）决定病毒的抗原性，能刺激机体产生相应的抗体；4）构成毒粒酶，或参与病毒对宿主细胞的入侵）构成毒粒酶，或参与病毒对宿主细胞的入侵 （如（如T4噬菌体的溶菌酶等），或参与病毒复制噬菌体的溶菌酶等），或参与病毒复制 过程中所需要病毒大分子的合成过程中所需要病毒大分子的合成.一般来说，病毒是不具酶或酶系极不完全的，一般来说，病毒是不具酶或酶系极不完全的，所以一旦离开宿主就不能独立进行代谢和繁殖。所以一旦离开宿主就不能独立进行代谢和繁殖。第41页/共77页复制周期（复制周

32、期（replicative circle）或称复制循环：）或称复制循环：自病毒吸附于细胞开始，到子代病毒从感染细胞释放到细胞自病毒吸附于细胞开始，到子代病毒从感染细胞释放到细胞外的病毒复制过程。外的病毒复制过程。 吸附；吸附； 侵入侵入； 脱壳；脱壳； 病毒大分子的合成，包括病毒基因组的表达与复制；病毒大分子的合成，包括病毒基因组的表达与复制； 装配与释放；装配与释放；病毒的复制周期病毒的复制周期第42页/共77页三、病毒感染的起始三、病毒感染的起始1、吸附：、吸附：毒毒粒粒敏感细胞敏感细胞病毒病毒表面蛋白表面蛋白与细胞受体的结合与细胞受体的结合特异性，不可逆吸附，启动病毒感染的第一阶段特异性

33、，不可逆吸附，启动病毒感染的第一阶段第43页/共77页（参见（参见P173）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德华力。性，相互间的电荷、氢键、疏水性相互作用及范德华力。不同种系的细胞具有不同病毒的不同种系的细胞具有不同病毒的细胞受体细胞受体，病毒受体的细胞种系特异性决定了病毒的病毒受体的细胞种系特异性决定了病毒的宿主范围。宿主范围。细胞的病毒受体，是指能够被病毒吸附蛋白特异性识别并与之细胞的病毒受体，是指能够被病毒吸附蛋白特异性识别并与之结合的细胞表面组分。不同病毒的吸附速率常数有很

34、大差别，结合的细胞表面组分。不同病毒的吸附速率常数有很大差别，很多内外因素都可以影响吸附速率，如温度、离子浓度、抗体、很多内外因素都可以影响吸附速率，如温度、离子浓度、抗体、蛋白酶等等。蛋白酶等等。第44页/共77页分别吸附于大肠杆菌性分别吸附于大肠杆菌性毛和菌体上的噬菌体毛和菌体上的噬菌体第45页/共77页侵入又称病毒内化，它是一个病毒吸附后几乎立即发生，侵入又称病毒内化，它是一个病毒吸附后几乎立即发生，依赖于能量的感染步骤。不同的病毒依赖于能量的感染步骤。不同的病毒-宿主系统的病毒侵入机宿主系统的病毒侵入机制不同。制不同。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

35、除去而释放出病或壳体除去而释放出病毒核酸的过程。脱壳是病毒基因组进行功能表达所必需的感毒核酸的过程。脱壳是病毒基因组进行功能表达所必需的感染事件。染事件。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，进入潜伏期。病毒的毒粒消失，失去原有的感染性，进入潜伏期。2、侵入和脱壳：、侵入和脱壳：第46页/共77页2、侵入和脱壳：、侵入和脱壳：有尾噬菌体有尾噬菌体：注射方式将噬菌体核酸注入细胞注射方式将噬菌体核酸注入细胞通

36、过尾部刺突固着于细胞；通过尾部刺突固着于细胞；尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖，是细胞壁产生小孔；尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖，是细胞壁产生小孔；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；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；吸附吸附尾钉固着尾钉固着尾鞘收缩尾鞘收缩尾管穿入尾管穿入DNA注入注入如果大量噬菌体在短时间内吸附于同一细胞上，使细胞壁产生许多如果大量噬菌体在短时间内吸附于同一细胞上，使细胞壁产生许多小孔，也可引起细胞立即裂解，但并未进行噬菌体的增殖，这种现小孔，也可引起细胞立即裂解，但并未进行噬菌体的增殖，这种现象称为自外裂解（象称为自外裂解（lysis

37、from without）。）。第47页/共77页2 2、侵入和脱壳：、侵入和脱壳： 、动物病毒动物病毒：裸露的病毒直接侵入裸露的病毒直接侵入，如脊髓灰质炎如脊髓灰质炎病毒在吸附到细胞膜上后，壳体结构发病毒在吸附到细胞膜上后，壳体结构发生很大变化，以便只有其核酸被释放到生很大变化，以便只有其核酸被释放到细胞质中。细胞质中。有包膜的病毒通过胞吞作用进入细胞有包膜的病毒通过胞吞作用进入细胞，病毒通过受体介导的内吞作用形成被病毒通过受体介导的内吞作用形成被膜小泡，包膜与溶酶体融合，将核壳释放到细胞质中，最终核酸从壳体中被释膜小泡，包膜与溶酶体融合，将核壳释放到细胞质中，最终核酸从壳体中被释放，完成脱

38、壳放，完成脱壳有包膜的病毒毒粒与有包膜的病毒毒粒与细细胞质膜融合，胞质膜融合，如如副粘病副粘病毒的包膜可能直接与宿毒的包膜可能直接与宿主细胞膜融合，核壳进主细胞膜融合，核壳进入细胞质中，并在细胞入细胞质中，并在细胞质中完成脱壳。质中完成脱壳。第48页/共77页2、侵入和脱壳：、侵入和脱壳：植物病毒：植物病毒：通过因人为或自然的机械损伤所形成的通过因人为或自然的机械损伤所形成的微伤口微伤口进入细胞；进入细胞；或者靠携带有病毒的媒介，主要是或者靠携带有病毒的媒介，主要是吮吸式吮吸式口器的昆虫取口器的昆虫取食将病毒带入细胞。食将病毒带入细胞。植物病毒一旦进入细胞后，增殖产生的子代病毒或病毒核酸植物病

39、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病毒编码的可通过病毒编码的运动蛋白运动蛋白（movement proteinmovement protein）与）与胞间连胞间连丝丝的相互作用从受染细胞进入邻近细胞。的相互作用从受染细胞进入邻近细胞。至今仍未发现植物病毒的细胞受体存在。至今仍未发现植物病毒的细胞受体存在。第49页/共77页病毒基因组的表达与复制存在着强烈的时序性病毒基因组的表达与复制存在着强烈的时序性，主要表现在基主要表现在基因组转录的时间组织上，即基因组转录是分期进行的，可将此因组转录的时间组织上，即基因组转录是分期进行的，可将此过程划分为三个连续的阶段：过程划分为三个连续

40、的阶段：病毒早期基因的表达、病毒基因病毒早期基因的表达、病毒基因组的复制、病毒晚期基因的表达。组的复制、病毒晚期基因的表达。病毒基因组进入胞内病毒基因组进入胞内宿主细胞的代谢发生改变宿主细胞的代谢发生改变病毒利用宿主的生物合成机构和场所，使病毒核酸表达和复制，病毒利用宿主的生物合成机构和场所，使病毒核酸表达和复制，产生大量的病毒蛋白质和核酸。产生大量的病毒蛋白质和核酸。3、病毒大分子的合成、病毒大分子的合成第50页/共77页单纯疱疹病毒单纯疱疹病毒(有包有包膜的双链膜的双链DNA病毒病毒)脱壳后立即由宿主脱壳后立即由宿主RNA聚合酶转录产生聚合酶转录产生mRNA,指导数种指导数种早期早期蛋白的

41、合成蛋白的合成（病毒（病毒DNA复制所需要的酶复制所需要的酶和调控蛋白）和调控蛋白）感染感染4小时后内病毒小时后内病毒DNA利用病毒特异利用病毒特异的的DNA聚合酶在细聚合酶在细胞核内复制胞核内复制晚期病毒结构蛋白的合成晚期病毒结构蛋白的合成第51页/共77页吸附吸附侵入侵入早期：病毒特异性酶的合成早期：病毒特异性酶的合成病毒核酸复制病毒核酸复制病毒结构蛋白质合成病毒结构蛋白质合成装配装配释放释放病毒大分子合成病毒大分子合成第52页/共77页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（maturatio

42、n）或形态发生（）或形态发生（morphogenesis）。）。成熟的子代病毒颗粒然后依一定途径释放、裂解、分泌到细胞成熟的子代病毒颗粒然后依一定途径释放、裂解、分泌到细胞外。外。裸露的和有包膜的病毒毒粒的释放机制不同。裸露的和有包膜的病毒毒粒的释放机制不同。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4、病毒的装配与释、病毒的装配与释放放第53页/共77页裸露病毒常是以裂解细胞方式释放裸露病毒常是以裂解细胞方式释放第54页/共77页有包膜病毒的装配与释放通常有包膜病毒的装配与释放通常是同时完成的是同时完成的;首先病毒编码的包膜蛋白插入首先病毒编码的包膜蛋白插入细胞质膜，然后核

43、壳释放的同细胞质膜，然后核壳释放的同时以出芽方式形成包膜。时以出芽方式形成包膜。第55页/共77页1、病毒包膜蛋白、病毒包膜蛋白（血凝素和神经（血凝素和神经氨基酸酶）插入氨基酸酶）插入到宿主细胞膜到宿主细胞膜2、 壳 体 达 到、 壳 体 达 到细胞膜内表面细胞膜内表面并与之结合，并与之结合，同时病毒蛋白同时病毒蛋白聚集该位点聚集该位点3、宿主膜蛋白、宿主膜蛋白被排出，最后细被排出，最后细胞膜出芽形成病胞膜出芽形成病毒包膜，同时释毒包膜，同时释放成熟毒粒放成熟毒粒流感病毒以质膜出芽形式释放流感病毒以质膜出芽形式释放第56页/共77页有包膜的动物病毒是在从宿主细胞质膜芽出的过程中裹上包膜有包膜的

44、动物病毒是在从宿主细胞质膜芽出的过程中裹上包膜而形成包膜病毒而形成包膜病毒人类免疫缺陷病毒以质膜出芽形式释放人类免疫缺陷病毒以质膜出芽形式释放第57页/共77页第五节第五节 病毒的非增殖性感染病毒的非增殖性感染第58页/共77页 病毒对敏感细胞的感染并不一定都病毒对敏感细胞的感染并不一定都能导致病毒繁殖，产生具有感染性的病能导致病毒繁殖，产生具有感染性的病毒子代。根据最终的感染结果，感染细毒子代。根据最终的感染结果，感染细胞的感染可分为两类：胞的感染可分为两类：第59页/共77页增殖性感染（增殖性感染（productive infection）：）： 感染发生在病毒能在其内完成复制循环的允许细

45、感染发生在病毒能在其内完成复制循环的允许细胞内，并以胞内，并以有感染性病毒子代产生有感染性病毒子代产生为特征；为特征；非增殖性感染（非增殖性感染（nonproductive infection）：）： 感染由于病毒、或是细胞的原因，致使病毒的复制在感染由于病毒、或是细胞的原因，致使病毒的复制在病毒进入敏感细胞后的某一阶段受阻，结果导致病毒感染病毒进入敏感细胞后的某一阶段受阻，结果导致病毒感染的不完全循环的不完全循环。在此过程中，由于病毒与细胞的相互作用在此过程中，由于病毒与细胞的相互作用，虽然亦可能导致细胞发生某些变化，甚至产生细胞病变，虽然亦可能导致细胞发生某些变化，甚至产生细胞病变，但在受

46、染细胞内，但在受染细胞内，不产生有感染性的病毒子代。不产生有感染性的病毒子代。第60页/共77页2、限制性感染：、限制性感染： 是因为细胞的瞬时允许性产生的，是因为细胞的瞬时允许性产生的， 其其结果是病毒存在于细胞内但不能复制，或者是一个细胞群结果是病毒存在于细胞内但不能复制，或者是一个细胞群体内仅有少数细胞产生病毒子代。体内仅有少数细胞产生病毒子代。3、潜伏感染：、潜伏感染：受感染细胞内的受感染细胞内的病毒基因组持续存在，但病毒基因组持续存在，但细胞内无感染性病毒颗粒的产生，宿主细胞也不被破坏。细胞内无感染性病毒颗粒的产生，宿主细胞也不被破坏。参见参见P186一、非增殖性感染的类型一、非增殖

47、性感染的类型1、流产感染：、流产感染：1）如果病毒感染的细胞是病毒不能复制的）如果病毒感染的细胞是病毒不能复制的非允许细胞，将导致依赖于细胞的流产感染，其原因是这非允许细胞，将导致依赖于细胞的流产感染，其原因是这些细胞缺失某些参与病毒复制的酶。些细胞缺失某些参与病毒复制的酶。2）依赖于病毒的流）依赖于病毒的流产感染是由基因组不完整的缺损病毒引起的。产感染是由基因组不完整的缺损病毒引起的。第61页/共77页二、缺损病毒二、缺损病毒 定义：定义：因一个或多个病毒复制所必需的基因有缺损，因一个或多个病毒复制所必需的基因有缺损，丧失其功能，当感染允许细胞或者是不允许细丧失其功能，当感染允许细胞或者是不

48、允许细胞后都不能完成复制循环的一类病毒。胞后都不能完成复制循环的一类病毒。1、干扰缺损颗粒（、干扰缺损颗粒（DI颗粒）颗粒）DI颗粒是病毒复制时产生的一类亚基因组的缺失突变体颗粒是病毒复制时产生的一类亚基因组的缺失突变体。不能完成复制循环，必须依赖其同源的完全病毒才能复制不能完成复制循环，必须依赖其同源的完全病毒才能复制通常无感染性通常无感染性干扰其完全病毒的复制干扰其完全病毒的复制DI病毒在病毒病毒在病毒持续性感染持续性感染的形成中也可能起着重要作用的形成中也可能起着重要作用 第62页/共77页病毒的持续感染病毒的持续感染(慢性感染和潜伏感染慢性感染和潜伏感染)持续感染可能由多种因素所致：持

49、续感染可能由多种因素所致：病毒基因组整合进宿主染色体；病毒基因组整合进宿主染色体；病毒抗原性减弱，对免疫系统不敏感；病毒抗原性减弱，对免疫系统不敏感；突变成毒性更低和复制更慢的形式；突变成毒性更低和复制更慢的形式；缺失突变产生缺失突变产生DI颗粒，干扰病毒复制，从而减弱病毒对宿颗粒，干扰病毒复制，从而减弱病毒对宿主的损伤。主的损伤。第63页/共77页 世界范围内，乙型肝炎病毒感染超过两亿人。世界范围内，乙型肝炎病毒感染超过两亿人。1976年世界卫生组织开会定名乙型肝炎抗原，从而明确乙肝年世界卫生组织开会定名乙型肝炎抗原，从而明确乙肝的病因。的病因。 目前已经证明病毒至少与目前已经证明病毒至少与

50、6种人类癌症的发病相关。种人类癌症的发病相关。其中乙型肝炎病毒与肝细胞性肝癌相关；丙型肝炎病毒其中乙型肝炎病毒与肝细胞性肝癌相关；丙型肝炎病毒引起肝硬化，进一步导致肝癌。引起肝硬化，进一步导致肝癌。 乙型肝炎表面抗原（乙型肝炎表面抗原（HBsAg）存在于患者血液中，）存在于患者血液中，表明已感染乙型肝炎病毒，它是大规模筛选乙型肝炎患表明已感染乙型肝炎病毒，它是大规模筛选乙型肝炎患者的基础，同时也是重组者的基础，同时也是重组DNA技术产生的第一个人类乙技术产生的第一个人类乙型肝炎病毒疫苗的基础。型肝炎病毒疫苗的基础。第64页/共77页乙型肝炎由乙型肝炎病毒（乙型肝炎由乙型肝炎病毒（HBV）感染引

51、起，为有着复杂结构的）感染引起，为有着复杂结构的双链环状双链环状DNA病毒病毒丹氏颗粒丹氏颗粒42nm（乙肝病毒的完整乙肝病毒的完整颗粒，具包膜、颗粒，具包膜、二十面体核壳）二十面体核壳）长度为长度为20-200nm丝状体，是第一丝状体，是第一种形态的聚合体种形态的聚合体，属于表面抗原，属于表面抗原系统系统20nm球状颗粒，无核酸球状颗粒，无核酸无感染性，无感染性，含有乙型肝含有乙型肝炎表面抗原（炎表面抗原（HBsAg）HBV的电镜形态有三种的电镜形态有三种：第65页/共77页2、温和噬菌体的溶源性反应、温和噬菌体的溶源性反应感染宿主细胞后能在细胞内正常复制并最终杀死细胞，形成感染宿主细胞后能

52、在细胞内正常复制并最终杀死细胞，形成裂解循环（裂解循环（lytic cycle）。）。感染宿主细胞后不能完成复制循环，噬菌体基因组长期存在感染宿主细胞后不能完成复制循环，噬菌体基因组长期存在于宿主细胞内，没有成熟噬菌体产生。于宿主细胞内，没有成熟噬菌体产生。在大多数情况下，温和噬菌体的基因组都整合于宿主染色体中在大多数情况下，温和噬菌体的基因组都整合于宿主染色体中（如（如噬菌体），亦有少数是以质粒形成存在（如噬菌体），亦有少数是以质粒形成存在（如P1噬菌体）。噬菌体）。烈性噬菌体（烈性噬菌体（virulent phage）：）：温和噬菌体或称溶源性噬菌体（温和噬菌体或称溶源性噬菌体（lysog

53、enic phage）：）：溶源性（溶源性（lysogeny）：）：以溶源状态存在的噬菌体不能以溶源状态存在的噬菌体不能完成复制循环，噬菌体基因组长期存在于宿主细胞完成复制循环，噬菌体基因组长期存在于宿主细胞内，没有成熟噬菌体产生，这一现象称溶源性。内，没有成熟噬菌体产生，这一现象称溶源性。参见参见P183第66页/共77页温和噬菌体的溶源性反应：温和噬菌体的溶源性反应：整合于细菌染色体或以质粒形式存在的温和噬菌体整合于细菌染色体或以质粒形式存在的温和噬菌体基因组称做原噬菌体（基因组称做原噬菌体（prophage）在原噬菌体阶段，噬菌体的复制被抑制，宿主细胞在原噬菌体阶段，噬菌体的复制被抑制，

54、宿主细胞正常地生长繁殖，而噬菌体基因组与宿主细菌染色正常地生长繁殖，而噬菌体基因组与宿主细菌染色体同步复制，并随细胞分裂而传递给子代细胞。体同步复制，并随细胞分裂而传递给子代细胞。细胞中含有以原噬菌体状态存在的温和噬菌体基因组细胞中含有以原噬菌体状态存在的温和噬菌体基因组的细菌称做溶源性细菌（的细菌称做溶源性细菌（lysogenic bacteria）溶源性细菌经自发裂解或诱发裂解，进入裂解循环溶源性细菌经自发裂解或诱发裂解，进入裂解循环第67页/共77页溶源性感染对细胞的影响溶源性感染对细胞的影响被温和噬菌体感染后形成的溶源性细菌具有被温和噬菌体感染后形成的溶源性细菌具有“免疫性免疫性”，即

55、使其它同类噬菌体，即使其它同类噬菌体虽然可以再次感染该细胞，但不能增殖，也不能导致溶源性细菌裂解。虽然可以再次感染该细胞，但不能增殖，也不能导致溶源性细菌裂解。免疫性是由原噬菌体产生的阻遏蛋白的可扩散性质所决定的。免疫性是由原噬菌体产生的阻遏蛋白的可扩散性质所决定的。溶源性细菌有时还能获得一些新的生理特性，例如白喉杆菌只有在含有特定溶源性细菌有时还能获得一些新的生理特性，例如白喉杆菌只有在含有特定类型的原噬菌体时才能产生白喉毒素，引起被感染机体发病。类型的原噬菌体时才能产生白喉毒素，引起被感染机体发病。原噬菌体引起的溶源性细菌除免疫性外的其他的表形改变，包括原噬菌体引起的溶源性细菌除免疫性外的

56、其他的表形改变，包括溶源菌细胞表面性质的改变和致病性转变被称为溶源转变溶源菌细胞表面性质的改变和致病性转变被称为溶源转变(lysogenic conversion)。 溶源菌中的温和噬菌体基因组通常不影响细胞的繁溶源菌中的温和噬菌体基因组通常不影响细胞的繁殖功能，但它们可能引起其他的细胞变化。殖功能，但它们可能引起其他的细胞变化。(1)免疫性免疫性(2)溶源转变溶源转变第68页/共77页噬菌体的的溶源性反应：噬菌体的的溶源性反应：进入宿主后线状基因组进入宿主后线状基因组依靠粘性末端环化依靠粘性末端环化Cos位点位点第69页/共77页噬菌体建立溶原的噬菌体建立溶原的2个必需条件：个必需条件： 所有晚期蛋白的产生必须被关闭所有晚期蛋白的产生必须被关闭基因组被整合到宿主染色体中基因组被整合到宿主染色体中第70页/共77页第六节第六节 亚病毒因子亚病毒因子一、一、卫星病毒（卫星病毒（satellite viruses） 寄生于与之无关的辅助病毒（寄生于与之无关的辅助病毒（heper v