病毒的复制

第二章病毒的复制病毒不能经分裂繁殖，而是由其核酸通过在宿主细胞内的复杂生物合成，获得大量组分，进行装配而增殖。因此了解病毒如何进入细胞而后增殖的知识是很有意义的。所有动物病毒的增殖都涉及如下过程1、病毒吸附到易感细胞表面2、穿入细胞内3、脱去衣壳、暴露核酸4、生物合成5、装配6、成熟释放BindingFusionReversetranscriptionNuclearlocalizationUncoatingIntegrationTranscriptionSplicingRNAexportGenomicRNAmRNATranslationModificationBuddingAssemblyMaturationEndocytosisLysosome第一节病毒的吸附、穿入与脱壳一、吸附吸附易感细胞是病毒复制的第一步。1、静电吸附；非特异、可逆。2、特异性受体吸附：特异、不可逆。吸附吸附融合内吞溶酶体二、穿入1、吞饮作用：病毒从细胞膜转入细胞浆，与溶酶体结合形成吞饮泡，核衣壳最终从吞饮泡中释放。2、跨膜转位：病毒与受体结合后直接穿入细胞膜，而不形成吞饮泡。3、融合：有囊膜的病毒在吸附后，囊膜与细胞膜融合，使核衣壳进入细胞内。穿入（有囊膜病毒）herpesviruses,paramyxoviruses,HIV穿入（有囊膜病毒）穿入（有囊膜病毒）穿入（有囊膜病毒）穿入（有囊膜病毒）穿入（无囊膜病毒）直接通过胞浆膜穿入（无囊膜病毒）直接通过胞浆膜吸附融合内吞溶酶体三、脱壳多数病毒的脱壳是与穿入同时进行的。不同病毒的脱壳又各有特色，例如：1.痘病毒的脱壳分为两个阶段进行；2.呼肠孤病毒只脱去外层衣壳，内层衣壳不脱去，形成亚病毒颗粒；3.小RNA病毒在吸附的同时，就发生衣壳蛋白消失，即吸附的同时就发生了脱壳。第二节病毒的生物合成实验观察证明：吸附于细胞的病毒通常迅速消失，不能或极少发现细胞内（上）的病毒粒子。这表明，吸附的病毒很快侵入细胞，并迅速裂解，从侵入的病毒消失到新的子代病毒出现的这一段时间称为“隐蔽期”（晦暗期）。隐蔽期隐蔽期是病毒增殖过程中最主要的阶段—生物合成。此时，病毒的遗传信息向细胞传达，细胞在病毒遗传信息的控制下合成病毒的各种组分及所需的酶类（包括病毒转录或复制时所需的聚合酶），最后新合成的病毒成分装配成完整的病毒子。隐蔽期病毒核酸和蛋白质复制的几个阶段：这只是人为的划分，他们是连续的。1、mRNA的转录2、mRNA的译制3、病毒核酸的复制4、mRNA的再度转录5、mRNA的再度译制合成DNA或RNA聚合酶和一些早期蛋白合成晚期蛋白，包括：结构蛋白和一些调控蛋白病毒的转录和复制方式，目前归纳为7个基本类型第一类：双链DNA病毒•包括痘、乳多空、腺、疱疹、虹彩等病毒；这些病毒的DNA按照模板方式进行，呈半保留型：1、DNA双链氢键断开；2、两条单链通过互补方式，各自形成一条新链。亲代病毒子吸附、穿入、脱壳病毒DNA早期mRNA酶、T抗原等子代病毒DNA晚期mRNA病毒结构蛋白子代病毒子①②③④⑤⑥⑦⑧⑨第二类：单链DNA病毒•包括细小病毒；病毒脱壳后首先形成双股DNA（±DNA），称为复制型，以此为模板进行半保留型复制。DNA的复制在细胞核内，依赖于细胞的酶。mRNA的转录和蛋白质的合成与双股DNA相似。⑩子代病毒子亲代病毒子吸附、穿入、脱壳单链DNA早期mRNA酶、T抗原等±DNA晚期mRNA病毒结构蛋白±DNA①②③④⑤⑥⑦⑧子代病毒DNA⑨⑨第三类：双链RNA病毒•包括呼肠孤病毒、双RNA病毒；病毒脱壳后首先不对称的转录出+RNA，+RNA既能作为mRNA，又能作为模板合成子代双链RNA。⑩酶、蛋白质等子代病毒子亲代病毒子吸附、穿入、脱外壳暴露芯髓早期mRNA+RNA晚期mRNA病毒结构蛋白+RNA①②③④⑤⑥⑦⑧⑨子代病毒RNA⑨第四类：单股正链RNA病毒•包括小RNA、披膜、嵌杯、冠状病毒等；母代的RNA可直接作为mRNA，又能作为模板合成－RNA；－RNA反过来可复制子代+RNA。⑩子代病毒子核糖体抑制因子RNA-RNA聚合酶－RNA晚期mRNA病毒结构蛋白＋RNA③④⑤⑥⑦⑧⑨亲代病毒子吸附、穿入、脱壳①②子代病毒＋RNA±RNA⑨第五类：单股负链RNA病毒•包括正粘、副粘、嵌沙、弹状、布尼病毒等；母代的－RNA合成＋RNA，＋RNA可作为mRNA，又可作为模板合成子代的－RNA；子代病毒子mRNA酶、早期蛋白晚期mRNA病毒结构蛋白＋RNA亲代病毒子吸附、穿入、脱壳①②子代病毒－RNA±RNA－RNA③④⑤⑥⑦⑧⑨⑧第六类：反转录病毒•为单股正链RNA。1、以病毒RNA为模板，反转录生成±DNA中间体；2、双链DNA整合于细胞基因组DNA中；3、子代RNA由整合的病毒RNA转录而来；4、母代和子代RNA都呈现mRNA活性。子代病毒子mRNA病毒结构蛋白±DNA亲代病毒子吸附、穿入、脱壳子代病毒－RNA整合于宿主细胞DNA＋RNA①②③④⑤⑥⑦⑧第七类：双链环状DNA病毒•包括嗜肝DNA病毒。该类病毒核酸为双链、环状，其中含有部分单链区，单链区长度不等，短链为正链，长度在整个基因组长度的50~100%之间。1、首先经补链作用成为共价闭合的双链DNA；2、在核内转录出RNA；3、其中有前基因组RNA作为复制的模板，经反转录合成－DNA链，RNA随之被RnaseH降解；4、再以－DNA为模板合成＋DNA。＋＋－－母代DNA＋－子代DNA补链超螺旋转录前基因组RNA反转录－DNABindingFusionReversetranscriptionNuclearlocalizationUncoatingIntegrationTranscriptionSplicingRNAexportGenomicRNAmRNATranslationModificationBuddingAssemblyMaturationEndocytosisLysosome第三节病毒的装配与释放新合成的病毒核酸和病毒蛋白在感染的细胞内逐步成熟。所谓成熟是指：核酸进一步被修饰，病毒蛋白亚单位以最佳物理方式形成衣壳。病毒核酸进入衣壳形成病毒子，这就是装配。病毒粒子是如何从细胞中释放的？1.无囊膜的病毒多以细胞裂解方式释放。Lysis2.有囊膜的病毒多以出芽或胞吐方式释放。BuddingExocytosis有囊膜病毒的释放过程也是病毒获得囊膜的过程。1）在胞浆内复制和装配的病毒2）在胞核内复制和装配的病毒3）还有一些病毒是在高尔基体或粗面内质网出芽时，获得囊膜，以胞吐形式释放在胞浆膜上出芽，获得囊膜；在核膜上出芽，获得囊膜；以储泡形式释放如：痘、副粘、披膜、反转录病毒等如：疱疹病毒等。如：黄、冠状、动脉炎、布尼等。痘病毒的装配与成熟塞里基森林病毒的出芽HIV的出芽与成熟uninfectedHIVinfected(athighermagnifcation)HIVinfected细菌病毒的生活隐蔽期噢，一只倒霉的大肠杆菌遇到了细菌病毒！病毒马上抓住猎物不放，但是大肠杆菌体积是病毒的1000倍。病毒怎么办呢？请看：病毒的蛋白质外壳发挥作用，将病毒的核酸物质注入大肠杆菌体内，注意病毒的外壳最后会被弃在寄主体外。病毒的核酸链（蓝色部分）经过一系列作用，接入寄主的核酸链中，进而控制寄主的生命活动。利用寄主本身的营养物质复制出成千上万的病毒核酸，同时新产生的病毒核酸链又指挥寄主的细胞，利用寄主的营养物质大量地生产病毒外壳蛋白质，最后把外壳与病毒核酸一起装配成完整的新病毒.左图：病毒核酸链接入到寄主核酸链中右图：病毒核酸链指挥大量复制自己最后:大肠杆菌死亡并破裂，释放出里面的病毒，新一代病毒开始新的生命旅程看：随着时间的推移，细菌的数量变得越来越少，这是因为它们被细菌病毒杀死了，这种现象也称为“溶菌”现象。