病原14.病毒学总论.ppt

1、第二十二章，病毒学总论，3000BC，埃及孟非思墙壁画长老患小儿麻痹症。 细小病毒(virus )的概念是体积小、结构简单、仅有一种核酸(RNA或DNA )、能够在活的敏感细胞球内复制增殖的非细胞球型微生物。细小病毒和原核细胞型微生物的主要差异、细小病毒的基本特征、体微、结构简单，非细胞结构含有除菌过滤烟嘴、电镜可见的一种核酸(DNA或RNA )的专一性细胞球内寄生以复制方式增殖，一般对抗生素不敏感，对干扰素敏感， 细小病毒引起疾病的特点，传播性病死率是肿瘤的形成关系，亚细小病毒，概念：小于细小病毒的更为简单的感染因子。 常见种类：1.类细小病毒2 .朊病毒，1 .类细小病毒，小，棒状RNA分

2、子无涂层或被膜在核内增殖，严格的细胞球内寄生多与植物疾病有关，2 .朊病毒，概念：具有感染性的蛋白质因子。 相关疾病：人慢性退化功能故障病，第一节细小病毒基本性状，一、细小病毒大小和形态完整的细小病毒颗粒，具有典型的形态结构，具有感染性。 测定单位为毫微米(nm，1/1000m) 150nm大型细小病毒(最大300 nm )，微生物的大小比较，、葡萄球菌(1000nm) a .大肠菌群噬菌体(65 95nm )，b，腺病毒(70nm )，c，小儿麻痹细小病毒(30nm )，d，b脑细小病毒(30nm ) 2 .棒状病毒粒子等； 3 .蝌蚪型病毒粒子。 多数细小病毒呈球形或近球形、棒状、丝状，少

3、数呈子弹头状、砖状，噬菌体可呈蝌蚪状。 细小病毒的形态，细小病毒的形态，2 .细小病毒结构化学组成功能，(1)细小病毒的结构核酸构成核心蛋白构成核和核-壳共同构成核-壳(裸细小病毒)一部分细小病毒在核-壳外被膜(被膜病毒)，核-壳被膜刺穿，病毒基本结构示意图核心：核酸基因组被病毒遗传， 决定变异和复制外壳：蛋白质外壳保护、媒介感染、抗原性被膜：脂质、蛋白质、糖被膜、被膜子粒(刺突)保护、媒介感染、抗原性、细小病毒体构造模式图、 您可以选择、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者细小病毒结构出现了不同的对称形式：1. 20

4、面立体对称型2 .螺旋对称型3 .复合对称型、外壳对称结构型、1.20面立体对称型、RNA、壳粒、2 .螺旋对称型、3 .复合对称型、包膜打孔机突起或包膜子粒：被膜嵌入的糖蛋白具有细小病毒专一性表面呈棘状突起。 与宿主细胞球接纳体选择性结合，引起感染。 有被膜的细小病毒对脂溶剂和其他有机溶剂敏感，失去被膜就会失去感染性。 包膜细小病毒，裸细小病毒，Cubic，Helical，(2)细小病毒的化学组成和功能，基本组成：核酸和蛋白质。 复膜细小病毒和部分无复膜细小病毒还含有脂质和糖类。 部分细小病毒含有多胺类化合物、无机阳离子等。 1、细小病毒核酸及功能、#多样性：核酸种类： DNA/RNA； 形

5、态分类：线状/环状单/双/-； 基因可以与分段开放引导人信息帧(ORF )之间重叠。不分节段(Polio细小病毒) RNA-V分节段(RNA肿瘤细小病毒) ssRNA不分节段(残奥黏病毒) RNA-V - RNA-V分节段(正粘细小病毒) dsrna-。 DNA-V dsDNA-DNA (HSV )、核酸的功能、遗传物质：研究复制和变异感染性核酸的物质基础生命物质的模型分子生物学工具、2 .细小病毒蛋白质及非结构蛋白质：调节蛋白质、酶催化剂类等。 功能：结构蛋白质：衣壳保护作用免疫原性接纳体的配体细胞球毒性。 非结构蛋白质：调节复制相关酶催化剂类的病原相关酶催化剂蛋白等。 可以检测的目标。 3

6、 .细小病毒的脂质和功能，在许多细小病毒的被膜内存在脂质化合物，如磷脂复合物、脂肪酸、甘油三酸酯和胆固醇等。 大部分这些个脂质是病毒粒子在细胞球内成熟，在胞质膜以葡萄牙生方式释放，直接从宿主胞质膜获得。 细小病毒脂的存在与细小病毒的吸附和侵入有关。 4 .细小病毒的糖类和功能，细小病毒的核酸包含戊糖，以及部分细小病毒含有少量碳水化合物，是由核糖或者脱氧核糖和磷酸组成的核酸骨架。 具有被膜的细小病毒中的碳水化合物以果寡糖侧链的形式与蛋白质结合，形成被膜糖蛋白。 与有细小病毒的特殊功能和抗原的专一性有关。 第二节细小病毒增殖，细小病毒体在细胞球外处于静止状态，基本上与无生命物质相似，进入细小病毒活

7、着的细胞球就发挥生物活性。 由于细小病毒缺乏完整的酶体系、合成自身成分的原料和能量，也没有核糖体，决定了其专一性寄生性。 1细小病毒增殖过程、增殖条件：存活的敏感细胞球增殖方式：复制细小病毒复制周期：以细小病毒基因为铸造模型，通过DNA多聚酶、RNA多聚酶等将细胞球转化为复制病毒基因组，转录、翻译相应的病毒蛋白，最终释放子病毒。 脱壳生物合成组装成熟与释放、细小病毒复制的过程、接触结合特异吸附(细小病毒配体位点与胞质膜特异接纳体结合)、吸附与穿用， “融合- -隐蔽期：从脱脱到出现新的感染细小病毒的时间称为“隐蔽期”。 方式：1.溶酶体酶催化剂分解去除。 2 .在细胞球吸附过程中，细小病毒的R

8、NA释放到细胞球浆中。 3、细小病毒进入细胞球浆后，合成细小病毒脱壳酶催化剂，完成脱壳。 (3)生物合成、DNA细小病毒和核糖核酸病毒虽然存在复制的生化差异，但复制的结果均合成核酸分子和蛋白质涂层，构建新的感染性细小病毒。 复制周期大约需要68个小时。 隐藏期6种：双链DNA细小病毒单链DNA细小病毒单链正链核糖核酸病毒单链负链核糖核酸病毒双链核糖核酸病毒逆转录细小病毒区域： DNA细小病毒核内(痘消除细小病毒) RNA病毒细胞质(流感病毒及部分副粘病毒除外)，(3)生物合成，(1) 根据遗传中心规律，DNA - RNA -蛋白质过程：双链DNA细小病毒入侵宿主细胞球后，以细小病毒DNA为铸造

9、模型，在RNA多聚酶的作用下，转录细小病毒mRNA，然后转移到细胞球浆核糖体，翻译合成早期蛋白质复制病毒DNA所需的酶。 在该酶催化剂的作用下，以亲DNA为铸造模型，以核酸半保留形式复制多数子双链DNA。 进而以子DNA为铸造模型，转录细小病毒晚期mRNA，转录细小病毒的大量晚期蛋白质即结构蛋白质。 转录、翻译、细小病毒复制过程；(2)单株核糖核酸病毒复制、核糖核酸病毒核酸大多为单株，而细小病毒的全部遗传信息都包含在RNA中。 根据细小病毒核酸的极性，将核糖核酸病毒分为两组：细小病毒RNA的碱化学基序列与mRNA完全相同，称为正链核糖核酸病毒。该细小病毒RNA起到直接细小病毒mRNA的作用，附

10、着在宿主细胞球的核糖体上，翻译细小病毒蛋白。 细小病毒RNA碱序列与mRNA互补的称作负链核糖核酸病毒。 负链核糖核酸病毒的粒子中含有依赖于RNA的RNA多聚酶，催化合成互补链，形成细小病毒mRNA，对细小病毒蛋白进行翻译。 正链核糖核酸病毒的复制以脊髓灰质炎细小病毒为例，其中侵入的RNA直接附着在宿主细胞球的核糖体上，翻译大分子蛋白质，通过蛋白质水解作用酶催化剂快速分解为结构蛋白质和非结构蛋白质，例如依赖RNA的RNA聚合酶。 在该酶催化剂的作用下，以亲RNA为铸造模型形成双链结构，称作“复制型”。 再从互补的负链复制多股子正链RNA，这种完全的负链和生长中的多股正链组成的结构称为“复制中间

11、体”。 新的子RNA分子在复制环境中有3种功能： (1)为了进一步合成复制型而作为数字大板块；(2)继续作为mrna；(3)构成感染性细小病毒RNA。 细小病毒复制过程、负链核糖核酸病毒复制、流感细小病毒、残奥流感细小病毒、狂犬病、腮腺炎细小病毒等复膜细小病毒属于该范畴。 在细小病毒中含有RNA的RNA多聚酶从入侵链中转录mRNA，在翻译细小病毒结构蛋白质和酶催化剂的同时，作为铸造模型在依赖RNA的RNA多聚酶的作用下合成分子的负链RNA。 (3)逆转录细小病毒复制、细小病毒体包含依赖于单链正链RNA和RNA的DNA多聚酶(反转录酶)和tRNA . 其复制过程可分为两个阶段：第一阶段，细小病毒

12、核酸进入细胞质后，以RNA为铸造模型，并在依赖RNA的DNA多聚酶和tRNA引物的作用下，合成负链DNA (即RNA:DNA )，使正链RNA分解，并以负链DNA为铸造模型，将双链DNA 同样从原有的细小病毒DNA复制细小病毒RNA，编入细胞球内，以出芽放出。 感染的细胞球继续分裂，将前细小病毒传达给子细胞球。 (4)组装成熟与释放、概念：组装：新合成的细小病毒核酸和细小病毒结构蛋白质在感染细胞球内组合形成病毒粒子的过程称为组装. 释放：病毒粒子从细胞球内转移到细胞球外的过程是释放。 组装位置：许多DNA细小病毒在核内复制DNA，在细胞球内合成蛋白质，转移到核内组装成熟。 痘苗病毒的全部成分和

13、组装在细胞球内完成。 核糖核酸病毒往往在细胞球内复制核酸、合成蛋白质及组装。 感染后6小时，一个细胞球最多可产生10000个病毒粒子。细小病毒组装成熟后释放的方式，1 .破细胞球：宿主细胞球分裂，细小病毒释放到周围环境，可以看到无腺病毒、脊髓灰质炎细小病毒等复盖膜的细小病毒2 .出芽：出芽，疱疹病毒在核膜上获得复盖膜，流感病毒在细胞膜上获得复盖膜并成熟，然后出芽成熟病毒3 .细胞球间桥或细胞融合：在相邻细胞球之间传播。 4 .整合：致癌细小病毒，异常增生2 .细小病毒，(1)缺损病毒缺损病毒：染色体组常见于不完整的细小病毒体。 缺损病毒不能复制，但能干扰同种成熟细小病毒体进入细胞球，又称为缺陷

14、干扰粒子。 辅助细小病毒：可提供缺损病毒所需因子的细小病毒。 (2)感染细胞球条件不当，细小病毒进入细胞球但不能复制的感染过程。 三、细小病毒复制与凋亡、细小病毒感染是调节凋亡的重要因素，细小病毒感染后不仅通过自身基因的表达激活或抑制凋亡的发生，还可连同凋亡调节基因参与凋亡的调节。 细小病毒感染诱导宿主细胞球凋亡的反应历程1 .刺激细胞球产生IFN、肿瘤抑制蛋白p53等物质： IFN诱导酪氨酸蛋白激酶R (PKR )合成，增强PKR活性，激活Fas基因表达。 p53使细胞周期停滞在G1期，诱导细胞凋亡。 2 .控制细胞球的信号控制特罗尔系统：打乱细胞球信号控制特罗尔系统，使细胞球更容易凋亡。3

15、 .特异蛋白质的产生：直接诱导细胞球的凋亡。 第三节细小病毒的遗传和变异，一.细小病毒染色体组的特征二.病毒变异的反应历程三.病毒变异的实际意义，细小病毒的遗传和变异的基本概念，细小病毒的遗传：病毒在复制过程中，其子女保持并继承了与亲病毒性状的相对稳定性，并保存其毒种。 细小病毒变异：是指细小病毒在复制过程中发生某种性状的变化。 细小病毒突变的反应历程：1.遗传变异：核酸发生变化，可以遗传。 2 .非遗传变异：核酸不变，不遗传。 1 .细小病毒染色体组的特点1 .结构简单：细小病毒的染色体组与细菌和真核细胞相比约小3-10个基因，但在细小病毒间染色体组差较大。 形式多样化： DNA/RNA；

16、单链/双链； 闭环/线性分子分段性/连续性。 3 .非查询密码区域少：大部分细小病毒染色体组用于查询密码蛋白质，只有非常小的不能翻译。 这与真核细胞DNA冗长的佝偻现象是不同的。 4 .可插入的外源基因：导入细小病毒的外源基因是真核细胞的基因，可产生目的基因产物。 5 .易发生突然变异：细小病毒增殖快，突变株多。 可以用来预防疾病。 6 .基因重叠：即同一DNA片段查询密码2种或3种蛋白质，使小染色体组可以具有多种遗传信息。 在其他生物中仅见于腺粒体和质粒DNA。 二、病毒变异反应历程、细小病毒突变的反应历程：可分为遗传变异和非遗传变异。 (1)遗传变异(2)非遗传变异，(1)遗传变异，遗传变

17、异包括基因变异和转基因。 1 .突变型基因概念：指细小病毒染色体组中核酸碱化学基的组成和序列上的化学变化，可以是一个核苷酸的变化，也可以是一百几千个核苷酸的缺失或易位。 突然变异的产物：突变株与原来的野生型细小病毒相比，在细小病毒的宿主范围、组织嗜性、毒力、抗原组成和温度等方面出现了变化。 细小病毒突然变异一般分为自发突然变异和引导突然变异。 (1)自发突然变异、自发突然变异在没有已知的诱变剂的条件下，细小病毒的子代产生高比例的变异体，最后引起表型变异。 在细小病毒复制中的自然变异率为10 10。 DNA细小病毒和核糖核酸病毒在突然变异频率上有很大差异。 核糖核酸病毒比DNA细小病毒高。-3，-11，(2)诱发突然变异，概念：用温度、放射性射线、5-溴尿嘧啶、亚硝酸盐等不同物理或化学诱变剂处理细小病毒所产生的突然变异。 常见的突然变异类型有：1)条件致死突变株：细小病毒突然变异后可在特定条件下生长，不能在原条件下繁殖而领便当。 温度易感性突变株(ts株)可在2835下增殖，3740下不能增殖，野生型毒株可在两种温度下增殖。 这是因为在不特定的温度下，变异基因查询密码的蛋白质缺乏的到相应的功能。 因此，许多ts株又是减毒株。 分离多种动物病毒ts株，选择遗传稳定性好的品种，制备流感细小病毒疫苗和小儿麻痹症细小病毒疫苗等弱毒生疫苗。 2 )宿