微生物學真病毒

1、第四章病毒和亞病毒,第一節(jié) 病毒,病毒（Virus）是在19世紀末才被發(fā)現(xiàn)的一類微小病原體。,一、病毒的發(fā)現(xiàn)和研究歷史,1886年，A. Mayer 發(fā)現(xiàn)具有傳染性的煙草花葉病,1892年，D. Ivanovsky煙草花葉病病原體能通過細菌濾器： 一種能通過細菌濾器的”細菌毒素”或極小的細菌,1898年，M W Beijerinck對煙草花葉病病原體的研究結果：,能通過細菌濾器； 可被乙醇沉淀而不失

2、去其感染性， 能在瓊脂凝膠中擴散； 用培養(yǎng)細菌的方法不能被培養(yǎng)出來，推測只能在植物活細胞中生活；,極大地豐富了現(xiàn)代生物學（微生物學、分子生物學、分子遺傳學）的理論與技術；,病毒學（virulogy）,研究病毒（virus）的本質(zhì)及其與宿主的相互作用的科學，是微生物學的重要分支學科。,有效地控制和消滅人及有益生物的病毒病害；利用病毒對有害生物、特別是害蟲進行生物防治；發(fā)展以基因工程為中心的生物高新技術產(chǎn)業(yè)；,,真病毒（Euviru

3、s）,非細胞生物,至少含有核酸和蛋白質(zhì)兩種組分。,亞病毒（subvirus）,,,類病毒：只含具有獨立侵染性的RNA組分,擬病毒：只含不具獨立侵染性的RNA組分,朊病毒：只含單一蛋白質(zhì)組分,,二、病毒的特點和定義,1. 特 點,1）不具有細胞結構，具有一般化學大分子的特征。,Eg. 一些簡單的病毒僅由核酸和蛋白質(zhì)外殼（coat）構成，故可把它們視為核蛋白分子。,2）一種病毒的毒粒內(nèi)只含有一種核酸，DNA或者RNA。,朊病毒甚至僅由蛋白質(zhì)

4、構成,3）大部分病毒沒有酶或酶系極不完全，不含催化能量代謝的酶，不能進行獨立的代謝作用。,4）嚴格的活細胞內(nèi)寄生，沒有自身的核糖體，沒有個體生長，也不進行二均分裂，必須依賴宿主細胞進行自身的核酸復制，形成子代。,病毒感染敏感宿主細胞后，病毒核酸進入細胞，通過其復制與表達產(chǎn)生子代病毒基因組和新的蛋白質(zhì)，然后由這些新合成的病毒組分裝配（assembly）成子代毒粒，并以一定方式釋放到細胞外。病毒的這種特殊繁殖方式稱做復制（replicati

5、on）。,5）個體微小，在電子顯微鏡下才能看見。,6）對大多數(shù)抗生素不敏感，對干擾素敏感。,例如利福平可抑制痘病毒復制,7）在離體條件下，能以無生命的生物大分子狀態(tài)存在，并可長期保持其侵染活力。,8）有些病毒的核酸還能整合到宿主的基因組中，并誘發(fā)潛伏性感染。,病毒（virus)是一類由核酸和蛋白質(zhì)等少數(shù)幾種成分組成的超顯微“非細胞生物”，其本質(zhì)是一種只含DNA和RNA的遺傳因子。,,超顯微的,★什么是病毒？,沒有細胞結構的,專性活細胞內(nèi)

6、寄生,2. 定 義,感染態(tài)：活細胞內(nèi)專性寄生（宿主體內(nèi)）,非感染態(tài)：以無生命的生物大分子狀態(tài)長期 存在，并可保持其侵染活性。 （離體條件下）,,病毒的兩種存在狀態(tài),病毒幾乎可以感染所有的細胞生物，并具有宿主特異性,,,噬菌體（phage）植物病毒（plant viruses）動物病毒（animal viruses）,三、病毒的宿主范圍,四、病毒的

7、形態(tài)結構和大小 （一） 病毒的大小,絕大多數(shù)的病毒都是能通過細菌過濾器的微小顆粒，直徑在20～200nm的范圍內(nèi)，必須在電鏡下觀察。,最大病毒d=200nm的牛痘苗病毒（smallpox）；最小病毒之一d=28nm的脊髓灰質(zhì)炎病毒（polio virus）；,病毒是一類非細胞生物，故稱之為病毒?；虿《倔w（virion），有時也稱病毒顆粒或病毒粒子（virus particle），專指成熟的、結構完整的和有感染性的單個病毒。,

8、（二） 病毒的形態(tài)結構,球形顆粒(或稱擬球形顆粒),桿狀顆粒,復雜形狀顆粒（如蝌蚪狀，卵形）,毒粒的形狀,,采用各種電鏡技術觀察病毒粒的形態(tài)結構,Orf virus：口瘡病毒(接觸性膿皰皮炎病毒)（負染技術）,Ebola virus ：埃博拉病毒（正染技術）,Vaccinia virus 痘苗病毒（投影技術）,各種毒粒的大小、形態(tài)差異很大,煙草花葉病毒,細菌M13噬菌體,細菌T4噬菌體,大腸桿菌,細菌f2、MS2噬菌體,脊髓灰質(zhì)炎病

9、毒,牛痘病毒,腺病毒,衣原體,人血紅細胞,★病毒長什么樣子？,病毒的基本結構,,衣殼（蛋白質(zhì)外殼）,核心（核酸）,,DNA：DNA病毒(如天花病毒、腺病毒等),RNA：RNA病毒(如HIV、脊髓灰質(zhì)炎病毒等),,,只含有其中一種核酸,核衣殼,1. 典型病毒粒的構造,核心（core）或基因組（genome）位于病毒中心的核酸。,衣殼（capsid）：包圍在核心周圍的蛋白質(zhì)，由蛋白質(zhì)亞基按對稱的形式、有規(guī)律地排列而成，是病毒粒的主要支

10、架結構和抗原成分，有保護核酸等作用。由許多在電鏡下可辨別的形態(tài)學亞單位——衣殼粒（capsomere 或 capsomer）所構成。,有些較復雜的病毒（一般為動物病毒，如流感病毒、皰疹病毒、狂犬病毒、水泡性口膜炎病毒、以及小麥叢矮病毒等），其核衣殼外還被一層含蛋白質(zhì)或糖蛋白的類脂雙層膜覆蓋著，這層膜稱為包膜（囊膜，envelope）。,囊膜上還長有很多管狀突起物——刺突（spike）等附屬物。,對稱體制,螺旋對稱,二十面體對稱,復合對稱

11、,有包膜,無包膜,桿狀：煙草花葉病毒（TMV）等,絲狀：大腸桿菌的f1、fd、M13等,卷曲狀：正粘病毒（流感病毒）等,彈狀：狂犬病毒，水泡性口膜炎病毒等,無包膜,有包膜：皰疹病毒,大型：腺病毒等,小型：脊髓灰質(zhì)炎病毒， φX174噬菌體等,無包膜：大腸桿菌的T偶數(shù)噬菌體（蝌蚪狀）等,有包膜：痘病毒（磚塊狀）,,,,,,,,2. 病毒粒的對稱體制,病毒粒大量聚集并使宿主細胞發(fā)生病變時，就形成了具有一定形態(tài)、構造并

12、能用光鏡加以觀察和識別的特殊“群體”，稱之為包涵體（inclusion body） 。,3. 病毒的群體形態(tài),（1）包涵體（inclusion body）,也有在細胞質(zhì)和細胞核內(nèi)都存在的類型。,包涵體,多數(shù)位于細胞質(zhì)內(nèi)，具嗜酸性；,少數(shù)位于細胞核內(nèi)，具嗜堿性；,,包涵體的類型,①是病毒的聚集體,③是病毒蛋白和與病毒感染有關的蛋白,④非病毒性包涵體,②大多數(shù)由動物病毒引起的包涵體，是病毒的合成部位。,,病毒包涵體的應用,①用于病毒病的診

13、斷,②用于生物防治,,（2）噬菌斑（plaque）,將少量的噬菌體與大量的宿主細胞的混合液與45℃左右的瓊脂培養(yǎng)基在培養(yǎng)皿中充分混勻，鋪平后培養(yǎng)10小時左右，肉眼可見一個個透亮不長菌的小圓斑，即為噬菌斑（plaque），是由噬菌體在菌苔上形成的“負菌落”。,（3）空斑（plaque）,由動物病毒在宿主單層細胞培養(yǎng)物上形成一個與噬菌斑類似的肉眼可見的局部病損區(qū)域，稱之為蝕斑或稱空斑（plaque）。,Dulbecco和Vogt于1953年

14、發(fā)明了單層動物細胞上的病毒空斑計數(shù)法，可進行有活性的動物病毒粒子的計數(shù)。,由植物病毒在植物葉片上形成的局部壞死斑，稱之為枯斑（lesion，病斑）。,（4）枯斑（ lesion ）,（三） 噬菌體的形態(tài),噬菌體的六種主要形態(tài),五、3類典型形態(tài)的病毒及其代表,1. 螺旋對稱的代表——煙草花葉病毒,煙草花葉病毒簡稱TMV（tobaco mosaic virus），是一種植物病毒，在病毒學發(fā)展史上有其獨特的地位。它是發(fā)現(xiàn)最早、研究最深入和了解

15、最清楚的一種病毒。,直接影響烤煙的產(chǎn)量和質(zhì)量,感病植物癥狀： 花葉、葉片輕度扭曲，當天氣干燥和炎熱的時候，下部葉容易受到花葉燒傷。早期感病植株還表同矮化癥狀。,由6390個核苷酸構成，每3個核苷酸與一個蛋白質(zhì)亞基相結合,衣殼含2130個皮鞋狀的蛋白亞基,5％ ssRNA,95％衣殼蛋白,煙草花葉病毒的形態(tài)和結構,2. 二十面體對稱的代表——腺病毒,腺病毒（Adenovirus）是一類動物病毒，于1953年首次從手術切除的

16、小兒扁桃體中分離到。,主要侵染呼吸道、眼結膜和淋巴組織，是急性咽炎、咽結膜炎、流行性角膜結膜炎和病毒性肺炎等的病原體。,有12個角、20個面、30條棱。衣殼由252個衣殼粒組成，包括,核心是由36500bp（堿基對）的線狀雙鏈DNA（dsDNA）構成。,六鄰體（hexon）的衣殼粒240個（均勻分布在20個面上）；五鄰體（penton）的衣殼粒12個（分布在12個頂角上）；每個五鄰體上突出一根末端帶有頂球的蛋白纖維，稱為刺突（spi