2016第四讲+非细胞生物

第四讲非细胞生物—病毒（virus）病毒是一类体积微小，结构简单，含一种类型核酸（DNAorRNA），必须在活动的细胞内才能生长增殖的非细胞型微生物病毒的特点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；没有细胞构造，故也称分子生物；其主要成分仅是核酸和蛋白质两种；每一种病毒只含有一种核酸，不是DNA就是RNA；病毒的特点既无产能酶系也无蛋白质合成系统；在宿主细胞协助下，通过核酸的复制和核酸蛋白装配的形式进行增殖，不存在个体生长和二均等分裂等细胞繁殖方式；在宿主的活细胞内营专性寄生；在离体条件下，以无生命的化学大分子状态存在，并可形成结晶；对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感。病毒的大小与形态病毒的结构与化学组成病毒的分类病毒的增殖(病毒在细胞中增殖的检测指标)病毒的人工培养病毒的干扰现象与干扰素噬菌体病毒与人类的关系病毒与其它微生物的比较侧定大小的单位是纳米（10－9)，多数病毒的直径在100nm以下；绝大多数病毒是能通过细菌滤器；须用电镜才能观察到其具体形态和大小.直径：100nm左右（20~200），电镜下才可看到。病毒：细菌：真菌=1：10：100葡萄球菌(1000nm）牛痘病毒300×250nmABCDEFG立克次体450nm衣原体390nmA、大肠杆菌噬菌体(65×95nm)B、腺病毒(70nm)C、脊髓灰质炎病毒(30nm)D、乙脑病毒(40nm)E、蛋白分子(10nm)F、流感病毒(100nm)G、烟草花叶病毒病毒的个体形态病毒体结构模式图壳粒衣壳核心（核样物）核衣壳包膜包膜病毒包膜子粒（刺突蛋白）病毒只含一类核酸（DNA或RNA），至今还没发现一种病毒同时兼有两类核酸。病毒核酸分子有线状和环状之分。病毒核酸有正链（＋）和负链（—）的区分有些RNA病毒的核酸分子还有分段现象规定：将碱基序列与mRNA一致的核酸单链定位正链，将碱基序列与mRNA互补的核酸单链定位负链。因此，就病毒核酸链的单与双以及正和负有以下6种类型：(±)DNA——大部分DNA病毒(±)RNA——动物呼肠孤病毒（＋）DNA——大肠杆菌X174噬菌体（＋）RNA——大部分植物病毒（—）DNA——腺病毒（—）RNA——流感病毒大多数病毒的衣壳是由一个个衣壳粒以非共价键、按一定对称形式有规律地排列而成的。螺旋对称型，如烟草花叶病毒（TMV）二十面体对称型，如腺病毒。复合对称型，如T4噬菌体衣壳蛋白的主要功能构成病毒的壳体，保护病毒的核酸。无包膜病毒的壳体蛋白参与病毒的吸附、侵入，决定病毒的宿主嗜性。病毒的表面抗原。包膜蛋白是构成病毒包膜结构的蛋白质，包括包膜糖蛋白（也称刺突或包膜子粒）和基质蛋白两类。主要功能是：是病毒的主要表面抗原，它们与细胞受体相互作用启动病毒感染发生，有些还介导病毒的侵入。还可能具有凝集脊椎动物红血球细胞、细胞融合以及酶等活性。基质蛋白构成膜脂双层与核衣壳之间的亚膜结构，具有支撑包膜、维持病毒结构的作用，并在病毒芽出成熟过程中发挥重要作用。病毒虽无完整的酶系统，但常含有一些特殊的酶，如噬菌体的溶菌酶。此外，呼肠孤病毒科、弹状病毒科、正粘病毒科和副粘病毒科病毒粒中含RNA多聚酶，反录病毒科含反转录酶，均与核酸复制有关。包膜（envelope）：由类脂或脂蛋白组成的病毒外膜，病毒在成熟过程中的出芽方式从宿主细胞释放时获得一层外膜（含宿主细胞膜成分）病毒粒的化学组成核酸蛋白质壳体蛋白包膜蛋白毒粒酶：包括参与病毒进入释放的酶，如T4噬菌体的溶菌酶；参与大分子合成酶，如嗜肝DNA病毒的逆转录酶病毒的脂类：50~60%的磷脂及胆固醇病毒的糖：以寡糖侧链存在或粘多糖存在其他组成：丁二胺、亚精胺、精胺等阳离子化合物及金属阳离子。（真）病毒(virus)：至少含有核酸和蛋白质两种组分类病毒(viroid)：只含单独具侵染性的RNA组分拟病毒(virusoid)：只含不具单独侵染性的RNA组分朊病毒(prion)：只含蛋白质一种组分吸附—穿入与脱壳—生物合成—装配—释放首先是病毒与宿主细胞之间通过静电引力发生的非特异性吸附。其次是病毒与宿主细胞之间有选择性和有特殊亲和力的特异性吸附。它是病毒感染具有明显选择性的理论基础。①无包膜的DNA病毒如腺病毒，核酸与衣壳在细胞核内装配，细胞溶解后一次释放。②无包膜的RNA病毒如脊髓灰质炎病毒，核酸与衣壳在细胞浆内装配，细胞溶解后一次释放。③有包膜的DNA病毒如单纯疱疹病毒，在核内装配为核衣壳。释放方式有三种：一是移至核膜以芽生方式进入胞浆，获得核膜成分作为包膜。并由此渐渐释放到细胞外；二是通过核膜裂隙进入胞浆，从胞浆膜上获得包膜，沿核周围与内质网相通的部位从细胞内逐渐释放。三是复合病毒如牛痘病毒的DNA与蛋白质均在胞浆中合成，形成“未成熟颗粒”经再分化成为成熟颗粒，其中一部分通过细胞表面释放，大部分则通过细胞与细胞之间接触而扩散释放。④有包膜的RNA病毒如副流感病毒，核酸与蛋白质在胞浆中装配螺旋状核衣壳，并在感染过程中使病毒特异性Ag成分（如血凝素、神经氨酸）整合于细胞膜上。当病毒以芽生方式通过细胞膜时，获得襄膜，并产生剌突。亲代±DNA早期转录mRNA早期翻译早期蛋白子代±DNA复制装配成熟子代病毒粒子晚期转录mRNA晚期翻译晚期蛋白亲代±DNA早期转录mRNA早期翻译早期蛋白子代±DNA复制装配成熟子代病毒粒子晚期转录mRNA晚期翻译晚期蛋白mRNA转录逆转录病毒亲代+RNA蛋白质逆转录酶+RNA:-DNA杂交双链RNaseH酶解RNA水解物±DNAmRNA转录逆转录病毒亲代+RNA子代病毒粒子蛋白质逆转录酶+RNA:-DNA杂交双链RNaseH酶解RNA水解物复制（整合入宿主细胞染色体—前病毒）子代+RNAmRNA转录逆转录病毒亲代+RNA蛋白质逆转录酶+RNA:-DNA杂交双链RNaseH酶解RNA水解物±DNAmRNA转录逆转录病毒亲代+RNA子代病毒粒子蛋白质逆转录酶+RNA:-DNA杂交双链RNaseH酶解RNA水解物复制（整合入宿主细胞染色体—前病毒）子代+RNA动物接种鸡胚培养细胞培养卵黄囊尿囊腔羊膜腔绒(毛)膜清蛋白细胞病变效应（CPE）红细胞吸附被感染的细胞出现包涵体干扰现象细胞代谢改变•干扰现象interference当两种病毒同时感染同一细胞时，可发生一种病毒的增殖抑制了另一种病毒增殖的现象。•产生原因——干扰素interferon，IFN——第一种病毒改变了细胞表面受体结构或细胞代谢途径；或抑制第二种病毒mRNA的转译在体外实验中，通过细胞培养和接种杀细胞性病毒，经过一定时间后，可用显微镜观察到细胞变圆，坏死，从瓶壁脱落等现象，称之细胞病变作用。CPE正常细胞概念：感染病毒的宿主细胞内，出现在光学显微镜下可见的大小、形态、数量不等的小体，称为包涵体。在宿主细胞内形成包涵体是病毒的特征，不同的病毒其形成的包涵体具有不同的形态、结构、和特性，可用于分类鉴定。包涵体在细胞中的形成部位：位于细胞核内—如包疹病毒位于细胞质内—如狂犬病毒等胞核内胞质都有—麻疹病毒包涵体的本质—---大多数是病毒粒子组成的，少数是细胞对病毒的反应。了解研究包涵体的实践意义—-病毒鉴定临床诊断依据狂犬病毒包涵体（Negribody）巨细胞病毒包涵体干扰现象感染后virohostcell能干扰随后进入的病毒的增殖。干扰素（interferon，IFN）1957，IsaacsandLindenmann动物集体细胞受病毒感染或在IFN诱生剂作用下所产生的能抑制病毒增殖和具有多种生物学活性（抑制细胞生长，免疫调节，抗肿瘤）的一类糖蛋白。IFN种类IFN-α：由白细胞产生IFN-β：由成纤维细胞产生IFN-γ：由活化的T淋巴细胞产生IFN性质抗病毒范围广抗病毒作用有种属特异性（同种细胞高于异种细胞，人，灵长类动物产生的IFN才对人起作用）对病毒的增殖有干扰作用对病毒的蛋白质合成起作用免疫调节和抗肿瘤作用IFN的产生和作用机制IFN诱生剂polyI：C（多聚肌苷酸—多聚胞苷酸）细胞内繁殖的微生物LPS，真菌多糖促有丝分裂剂（植物血凝素）IFN的制备及应用细胞诱生基因工程抗病毒，抗肿瘤噬菌体(bacteriophage,phage)：是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒。噬菌体具有病毒的一些特性：个体微小，可以通过滤菌器；没有完整的细胞结构，主要由蛋白质构成的衣壳和包含于其中的核酸组成；只能在活的微生物细胞内复制增值，是一种专性细胞内寄生的微生物。噬菌体分布极广，凡是有细菌的场所，就可能有相应的噬菌体的存在。噬菌体的大小与形态噬菌体的化学组成与结构噬菌体与宿主菌细胞的关系形态蝌蚪形微球形丝状大小蝌蚪形噬菌体：头部80~100纳米，二十面体对称，尾部100~200纳米。T-系噬菌体——T-系噬菌体是研究的最广泛而又深入的细菌噬菌体，按发现的先后顺序进行从T1---T7编号，后来发现其中偶数者的形态都相同（蝌蚪形收缩性长尾），故统称T偶数噬菌体。化学组成：噬菌体主要由核酸和蛋白质组成。核酸为噬菌体的遗传物质，为DNA或RNA，并由此将噬菌体分成DNA噬菌体和RNA噬菌体。蛋白质构成噬菌体头部的衣壳及尾部，起着保护核算的作用，并决定噬菌体外形和表面特征。抗原性：噬菌体具有抗原性，能刺激集体产生特异性抗体。抵抗力：噬菌体对理化因素及多数化学消毒剂的抵抗力比一般细菌的繁殖体强，75℃，30min灭活。噬菌体能耐受低温和冰冻，但对紫外线和X射线敏感。烈性噬菌体—感染宿主细胞，增殖，宿主细胞裂解，死亡温和噬菌体—噬菌体DNA整合入细菌染色体中，以前噬菌体形成一代代传下去。烈性噬菌体的增殖和溶菌温和噬菌体的基因组能与宿主菌基因组整合，并随细菌分裂传至子代细菌的基因组中，不引起细菌裂解。整合在细菌基因组中的噬菌体基因组称为前噬菌体(prophage)，带有前噬菌体基因组的细菌称为溶原性细菌(lysogenicbacterium).前噬菌体偶尔可自发地或在某些理化和生物因素的诱导下脱离宿主菌基因组而进入溶菌周期，产生成熟噬菌体，导致细菌裂解。某些前噬菌体可导致细菌基因型和性状发生改变，这称为溶原性转换。可稳定遗传，即溶源菌的子细胞一般也是溶原性的。自发裂解和诱发裂解（具有产生噬菌体的潜在能力）具有抗同原噬菌体感染的“免疫性”溶源性细菌的复愈获得新的生理特性（溶源性转变）局限性转导溶源菌有以下特性：在液体培养基中，噬菌现象可使浑浊菌液变得澄清。在固体平板培养基中，噬菌现象可形成噬菌斑。噬菌体效价--------指噬菌体的浓度，即每毫升样品含噬菌体的个数。通常是在含敏感菌的平板上形成噬菌斑进行噬菌体的计数，以每毫升中含有的噬菌斑形成单位（plaqueformingunit/ml或pfu/ml)表示其效价。病毒与人类的关系病毒在医药工业中的应用生产疫苗、抗病毒血清药理模型基因治疗基因工程药物病毒与人类疾病在人类的传染并中，病毒引起的75%.（如流感病毒、乙肝病毒、HIV病毒）12435678PB2PB1RNPRNAM2M1NAHA分节段的（-）SSRNAPARNA多聚酶核糖核蛋白（RNP）流感病毒的形态与结构流感病毒分型根据RNP和M蛋白（基质蛋白）的不同，可分为甲（A），乙（B），丙（C）型。根据HA和NA分为若干亚型（H1~H13，N1~N9）。HA，NA易变异，而引起大流行。1997年，香港地区禽类流感病毒（H5N1）传染给人，引起全球恐慌。流感病毒的变异流感的传播途径以空气飞沫传播为主，其次是通过病毒污染的茶具、食具、毛巾等间接传播，密切接触也是传播流感的途径之一。传播速度和广度与人口密度有关。抵抗力不耐热，对干燥、乙醚、甲醛和乳酸等敏感。药物治疗离子通道阻断剂：金刚烷胺神经氨酸酶（NA）抑制剂：奥司他韦以血凝素为靶点的抗流感药物：司他弗林接种疫苗流感病毒灭活疫苗病毒表面抗原