病毒和亞病毒

1、1,第四章 病毒和亞病毒病毒(Virus):19世紀(jì)末才發(fā)現(xiàn)。 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”。,2,非細胞生物,,（真）病毒：至少含核酸和蛋白質(zhì)二種組分,亞病毒因子,,類病毒：只含具侵染性的RNA組分擬病毒：只含有不具獨立侵染性的RNA組分朊病毒：只含蛋白質(zhì)衛(wèi)星病毒：與真病毒伴生的缺陷病毒 衛(wèi)星RNA:只含與侵染無關(guān)的RNA組分病毒與細胞的關(guān)系.flv,3,定義：迄今仍無一個科學(xué)而嚴(yán)

2、謹?shù)亩x，病毒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或者RNA的遺傳因子，它們能以感染態(tài)和非感染態(tài)兩種狀態(tài)存在。在宿主體內(nèi)時呈感染態(tài)（活細胞內(nèi)專性寄生），依賴宿主的代謝系統(tǒng)獲取能量、合成蛋白質(zhì)和復(fù)制核酸，然后通過核酸與蛋白質(zhì)的裝配而實現(xiàn)其大量增殖；在離體條件下，它們以無生命的生物大分子狀態(tài)長期存在，并可保持其侵染性。,第一節(jié) 病 毒,4,特點：非細胞型生物，有區(qū)別于細胞型特征：

3、1、形體十分微小，濾過，電鏡可見；2、無細胞結(jié)構(gòu)，分子生物，由核酸和蛋白組成，且一種病毒僅含一種類型核酸；3、專性活細胞內(nèi)寄生，有宿主專一性，無獨立代謝酶系，依賴宿主自身復(fù)制；4、對抗生素不敏感，對干擾素敏感。5、離體條件下，以無生命的生物大分子狀態(tài)存在，可長期保持其侵染活力。6、以核酸和蛋白質(zhì)等“元件”的裝配實現(xiàn)其大量繁殖。7、某些病毒的核酸還能整合到宿主基因組中，誘發(fā)流潛伏性感染。,5,一、病毒的形態(tài)構(gòu)造和化學(xué)成分,（一

4、）病毒的大小,個體小，必需在電鏡下觀察；多在100nm左右,不同病毒的毒粒大小差別很大；,毒粒的形狀大致可分球形顆粒(或稱擬球形顆粒)、桿狀顆粒和復(fù)雜形狀顆粒（如蝌蚪狀，卵形）等少數(shù)幾類。,,,,,6,（二）病毒的形態(tài),1、典型病毒粒的構(gòu)造,基本成分,核酸——位于中心，稱為核心或基因組,蛋白質(zhì)——包圍在核心周圍，形成衣殼,,,核心和衣殼合稱核衣殼，為病毒的基本結(jié)構(gòu)。有些復(fù)雜的病毒在衣殼的外面包裹著一層由脂類和多糖組成的包膜。有

5、的包膜上還長有刺突。,7,8,,9,2、病毒粒的對稱體制,10,11,,成熟的具有侵染力的病毒顆粒稱為病毒粒子（virion）。毒粒的形狀大致可分球形顆粒(或稱擬球形顆粒)、桿狀顆粒和復(fù)雜形狀顆粒（如蝌蚪狀，卵形）等少數(shù)幾類。,12,,13,3、病毒的群體形態(tài),當(dāng)病毒大量聚集在細胞內(nèi)，形成有一定形態(tài)的特殊群體，包涵體。噬菌體感染細菌后，使細菌細胞破裂死亡，連續(xù)重復(fù)感染使大量的細菌死亡，形成一個個透明不長細菌的小圓斑，稱為噬菌斑。

6、人工培養(yǎng)的單層動物細胞感染病毒后，也會形成類似噬菌斑的動物病毒群體，稱為空斑。單層動物細胞受到腫瘤病毒的感染后，會使動物細胞惡性增生，形成類似細菌菌落的病灶，稱為病斑。煙草花葉病毒感染煙草后，在葉片上出現(xiàn)的一個個壞死的病灶，稱為枯斑。,14,15,（三）3類典型形態(tài)的病毒及其代表,由于衣殼粒在殼體上的不同排列，病毒具有以下3種形態(tài)結(jié)構(gòu)： （三類病毒）1、螺旋對稱2、二十面體對稱3、復(fù)合對稱,16,1、螺旋狀對稱型：煙草花

7、葉病毒（TMV）呈直桿狀，長300nm，寬15nm，中空內(nèi)徑4nm，由158個氨基酸組成一個皮鞋狀的衣殼粒，總共2130個衣殼粒，核酸核心 ssRNA。,,17,二十面體具有12個角、20個面 和30條棱。腺病毒的衣殼是典型的二十面體對稱， 由252個衣殼組成，沒有包膜。腺病毒的核心是由dsDNA構(gòu)成的。 其基因組的大小都約為36500個核苷酸對。是急性咽炎、咽結(jié)膜炎、流行性角膜結(jié)膜炎的病原體。,

8、2、二十面體對稱型：,18,T4由頭部（核心是雙鏈線狀DNA）、頸部和尾部（尾鞘、尾管、基板、刺突和尾絲）三個部分構(gòu)成。,3、復(fù)合對稱型：Ｔ偶數(shù)噬菌體,19,20,4、 病毒的核酸：基因組,核酸是病毒的遺傳物質(zhì)；控制著病毒的增殖及對 宿主的感染性； 　一種病毒的毒粒只含有一種核酸：DNA或是RNA；,病毒核酸,,單鏈DNA（ss DNA）雙鏈DNA（ds DNA）單鏈RNA（ss RNA）雙鏈RNA（ds R

9、NA）,21,病毒核酸的種類有以下指標(biāo)：①是DNA還是RNA；②是單鏈（ss，single strand）結(jié)構(gòu)還是雙鏈（ds，doublestrand）結(jié)構(gòu)；③呈線狀還是環(huán)狀；④是閉環(huán)還是缺口環(huán)；⑤基因組是單組分、雙組分、三分子還是多分子。⑥核酸的堿基或堿基對及核苷酸序列等。,22,病毒的核酸：大多數(shù)植物病毒：RNA，少數(shù)為DNA；噬菌體：大多數(shù)為DNA，少數(shù)為RNA；動物病毒，包括昆蟲病毒：DNA或RNA，真菌病毒

10、都是dsRNA,藻類病毒：dsDNA。 RNA病毒多數(shù)是單鏈，極少數(shù)為雙鏈；DNA病毒多數(shù)為雙鏈，少數(shù)單鏈。,23,24,二、病毒的分類,國際病毒分類委員會（ICTV):第8次報告（2005年）：把病毒分3個目：單負股病毒目套式病毒目尾病毒目共73科，289屬,25,病毒的命名,采用英文或英文化的拉丁詞，只用單名，用斜體字母書寫，目、科、亞科和屬名也用斜體，后綴分別用拉丁詞“-virales, -viridae, -v

11、irinae, -virus”,26,二、四類病毒及其繁殖方式,原核生物的病毒——噬菌體植物病毒人類和脊椎動物病毒昆蟲病毒,27,（一）原核生物的病毒——噬菌體,侵染細菌、放線菌等細胞型原核微生物的病毒叫噬菌體。,28,,29,6 種主要形態(tài),A型：ds DNA, 蝌蚪狀，收縮性尾。B型：ds DNA, 蝌蚪狀，非收縮性尾。C型： ds DNA, 非收縮性尾。D型：ss DNA, 球狀，無尾，大頂衣殼粒。E型：ss

12、RNA, 球狀，無尾，小頂衣殼粒。F型：ss DNA, 絲狀，無頭尾。,30,1、噬菌體的繁殖,病毒粒子并無個體的生長過程，而只有其兩種基本成分的合成和裝配，即： 核酸復(fù)制+蛋白質(zhì)合成?核蛋白（病毒粒子）,,31,烈性噬菌體：凡在短時間內(nèi)完成增殖周期，引起寄主細胞裂解的噬菌體，稱為烈性噬菌體。溫和性噬菌體：侵入細菌后DNA整合到宿主DNA而同步復(fù)制，不形成成熟的下一代噬菌體而不使宿主裂解的噬菌體。噬菌體的繁殖

13、（增殖性周期）一般可分五個階段，即吸附 侵入增殖（復(fù)制與生物合成）成熟（裝配）裂解（釋放）,32,,33,尾絲尖端與宿主細胞表面的特異性受體接觸，可觸發(fā)尾絲散開，附著在受體上，隨之把刺突、基板固定于細胞表面。,（1）吸附,34,病毒吸附蛋白與細胞受體間的結(jié)合力來源于空間結(jié)構(gòu)的互補性，相互間的電荷、氫鍵、疏水性相互作用及范得華力。,35,（2）侵入,吸附,尾釘固著,尾鞘收縮,尾管穿入,DNA注入,尾部的酶水解細胞壁的肽聚

14、糖，使細胞壁產(chǎn)生小孔；尾鞘收縮，核酸通過中空的尾管壓入胞內(nèi)，蛋白質(zhì)外殼留在胞外；,36,侵入(penetration),,,收縮的尾鞘（12環(huán)）,37,（3）增殖,病毒利用宿主的生物合成機構(gòu)和場所，使病毒核酸表達和復(fù)制，產(chǎn)生大量的病毒蛋白質(zhì)和核酸。,38,（4）成熟（裝配）,39,（5）裂解（釋放）,,40,吸附,侵入,早期：病毒特異性酶的合成,病毒核酸復(fù)制,病毒結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)合成,裝配,釋放,病毒大分子合成,,41,2、噬菌體效價

15、的測定,效價——表示每毫升試樣中所含有的具侵染性的噬菌體粒子數(shù)又稱噬菌斑形成單位（pfu）或感染中心數(shù),,測定的方法——雙層平板法 用雙層平板法測出的效價比用電鏡直接記數(shù)得到的效價低。 前者是計有感染力的噬菌體粒子，后者是計噬菌體的總數(shù)。 為什么？,42,一步生長曲線可分為三個時期： ①潛伏期：指噬菌體的核酸侵入宿主細胞后至第 一個噬菌體粒子裝配前的一段時間

16、。 ②裂解期：指溶液中噬菌體粒子急劇增多的一 段時間。 ③平穩(wěn)期：溶液中噬菌體總數(shù)達到最高點后的時期。,3、一步生長曲線,定量描述烈性噬菌體生長規(guī)律的實驗曲線稱作一步生長曲線（感染時間為橫坐標(biāo)，病毒的感染效價為縱坐標(biāo)）,43,44,4、溶 源性,,溫和噬菌體或稱溶源性噬菌體：,感染宿主細胞后不能完成復(fù)制循環(huán)，噬菌體基因組長期存在于宿主細胞內(nèi)，沒有成熟噬菌體產(chǎn)生。,這一現(xiàn)象稱做溶源性（lysog

17、eny）現(xiàn)象,附著或融合在溶源性細菌染色體上的溫和噬菌體的核酸稱為原噬菌體或前噬菌體。,前噬菌體,45,溫和噬菌體的存在形式,游離態(tài)：成熟后被釋放并有侵染性的游離噬菌體粒子。整合態(tài)：整合到宿主基因組上的前噬菌體狀態(tài)。營養(yǎng)態(tài)：前噬菌體經(jīng)外界理化因子誘導(dǎo)后，脫離宿主核基因主而處于積極復(fù)制、合成和裝配的狀態(tài)。,46,含有溫和噬菌體的DNA 而又找不到形態(tài)上可見的噬菌體粒子的宿主細菌叫溶源菌。,,47,（二）植物病毒,植物病毒大多是單鏈 R

18、NA 病毒。桿狀、線狀或近球形的多面體。一般無囊膜。植物病毒在其核酸復(fù)制和衣殼蛋白合成的基礎(chǔ)上，即可進行病毒粒的裝配；TMV等桿狀病毒是先初裝成許多雙層盤，然后因RNA嵌入和PH降低等因素而變成雙圈螺旋，最后再由它聚合成完整的桿狀病毒。,48,植物病毒沒有專門的吸附結(jié)構(gòu)，通過昆蟲口器、摩擦傷口、嫁接和人為傷口進入寄主細胞。植物病毒在入住宿主細胞后脫去蛋白質(zhì)外殼。,49,,50,脊椎動物病毒：引起許多人類疾病。與人類健康有關(guān)的病毒超

19、過300種。常見病毒?。毫鞲?、肝炎、皰疹、流行性乙型腦炎、狂犬病、瘋牛病、艾滋病。,（三）人類和脊椎動物病毒,51,肝炎病毒：甲型、乙型、丙型、丁型、戊型,乙型肝炎病毒,科學(xué)認識肝炎 不歧視，重預(yù)防.flv,52,,動物病毒中約有 1/4 的病毒具有致腫瘤作用，至少有 5 五類病毒（乳頭瘤病毒、反轉(zhuǎn)錄病毒、皰疹病毒、肝 DNA 病毒和黃病毒）與癌癥發(fā)病有關(guān)。動物病毒：畜、禽等動物的病毒病也極其普遍。許多是人獸共患病，且危害嚴(yán)重。,

20、53,動物病毒屬于大多呈球狀，含有單鏈或雙鏈的 DNA 或 RNA 。有些是有包膜的，有些無包膜（裸露的），大小差異很大。動物病毒的增殖過程與噬菌體相似，但在某些細節(jié)上有所不同。大多數(shù)動物病毒無吸附結(jié)構(gòu)，少數(shù)病毒如流感病毒在其包膜表面長有刺突，可吸附在宿主細胞表面的粘蛋白受體上。,54,,動物病毒能以下列不同的機制進入細胞：①完整病毒穿過細胞膜的移位方式； ②細胞的內(nèi)吞功能； ③毒粒包膜與細胞質(zhì)膜的融合。,55,,,,56,艾

21、滋病AIDS（acquired immune deficiency syndrome) 獲得性免疫缺陷綜合征。1981年首先在USA發(fā)現(xiàn)。 1983年巴斯德研究所宣布分離出一種病毒證實為AIDS的病原，1986年WHO定名為人類免疫缺陷病毒（HIV）。HIV專門侵犯淋巴細胞，造成免疫缺陷。傳播途徑：血液、母嬰、體液,57,05年1至7月份，北京市居民檢出65例艾滋感染者和艾滋病病人,艾滋病防護知識.f4v,58,人乳頭瘤

22、病毒,人乳頭瘤病毒 human papilloma virus;HPV 感染高致癌風(fēng)險的HPV病毒是宮頸癌發(fā)病的核心因素。99.7%的宮頸癌可查出HPV DNA .HPV全稱人乳頭瘤病毒，是一種微小雙鏈DNA病毒，屬于乳頭瘤病毒科，對皮膚及粘膜上皮均可造成感染。HPV有超過150種以上的亞型,其中超過40種以上的亞型可對女性生殖道上皮層造成感染。 HPV病毒環(huán)球衛(wèi)視.flv,59,流感,,60,,流行性感冒病毒，簡稱流感病毒，是

23、一種造成人類及動物患流行性感冒的RNA病毒。流感病毒：正黏液病毒科，造成急性上呼吸道感染，并借由空氣迅速的傳播。病毒最早是在1933年由英國人威爾遜·史密斯（Wilson Smith）發(fā)現(xiàn)的，他稱為H1N1。H代表血凝素；N代表神經(jīng)氨酸酶。數(shù)字代表不同類型。,61,H5N1禽流感病毒,H5N1正在攻擊健康的細胞,62,甲型H1N1流感病毒,H1N1指代病毒表面的糖蛋白。H代表紅細胞凝集素，共有1-15個類型 N代表神經(jīng)氨酸

24、苷酶，共有1-9種類型，“豬流感”病毒H和N均是1型，因此稱為H1N1 遺傳物質(zhì)為RNA。典型病毒顆粒呈球狀，直徑為80 nm～120 nm，有囊膜,螺旋狀對稱, 直徑為10nm 發(fā)燒、咳嗽、疲勞、食欲不振等,63,H1N1 流感病毒,64,治療：抗病毒藥物達菲、瑞樂沙，輕癥患者可口服潘生?。p嘧達莫）并且可能有一定預(yù)防作用 預(yù)防：盡量少到公共人群密集的場所；保證飲食以及充足睡眠、勤于鍛煉、勤洗手、室內(nèi)保持通風(fēng)等，養(yǎng)成良好的

25、個人衛(wèi)生習(xí)慣。在烹飪特別是洗滌生豬肉、家禽（特別是水禽時）應(yīng)特別注意。特別是有皮膚破損的情況。建議盡量減少接觸機會,豬肉要用71度高溫消毒后再使用；,65,口蹄疫病毒,口蹄疫病毒（FootandMouthDiseaseVirus，F(xiàn)MDV）屬于小RNA病毒科，口蹄疫病毒屬，該病毒有七個血清型 ：O、A、C、SAT1、SAT2、SAT3（即南非 口蹄疫病毒1、2、3型）和Asia1（亞洲1型）人一旦受到口蹄疫病毒傳染，經(jīng)過2-18天

26、的潛伏期后突然發(fā)病，表現(xiàn)為發(fā)燒，口腔干熱，唇、齒齦、舌邊、頰部、咽部潮紅，出現(xiàn)水泡（手指尖、手掌、腳趾），同時伴有頭痛、惡心、嘔吐或腹瀉。,66,（四）昆蟲病毒,昆蟲病毒屬于無脊椎動物病毒，主要以鱗翅目的昆蟲病毒為主，其次為雙翅目、膜翅目和鞘翅目。經(jīng)濟昆蟲（蜜蜂和家蠶）病毒病害蟲綜合防治病毒手段,67,多數(shù)昆蟲病毒可在宿主細胞內(nèi)形成光鏡下呈多角形的包涵體，稱多角體，成分為堿溶性結(jié)晶蛋白，其內(nèi)包裹著數(shù)目不等的病毒粒。,,核形多角

27、體病毒（NPV）：在昆蟲細胞核內(nèi)增殖，具有 蛋白質(zhì)包涵體的桿狀病毒,質(zhì)形多角體病毒（CPV）：在昆蟲細胞質(zhì)內(nèi)增殖，可形 成蛋白質(zhì)包涵體的球狀病毒,顆粒體病毒（GV）：具有蛋白質(zhì)包涵體，每個包涵體

28、 內(nèi)通常僅含一個病毒粒的昆蟲桿 狀病毒,主要有三種類型：,68,第三節(jié) 亞病毒因子,凡在核酸和蛋白質(zhì)兩種成分中，只含其中之一的分子病原體或由缺陷病毒構(gòu)成的功能不完整的病原體，稱為亞病毒因子。,亞病毒類群的主要異同,類病毒：只含具侵染性的RNA組分擬病毒：只含有不具獨立侵染性的RNA組分朊病毒：只含蛋白質(zhì)衛(wèi)星病毒：與真病毒伴生的缺陷病毒

29、 衛(wèi)星RNA:只含與侵染無關(guān)的RNA組分,69,一、類病毒（Viroid）是一類只含RNA一種成分、專性細胞內(nèi)寄生的分子病原體。在馬鈐薯紡錘形塊莖病中發(fā)現(xiàn)。,裸露的RNA閉合環(huán)狀分子，RNA相對分子質(zhì)量雖小，但能獨立侵染寄主，侵入寄主后也能自我復(fù)制，不需要輔助病毒。,PSTV,70,二、擬病毒（Virusoid）（類類病毒、殼內(nèi)病毒）,一類被包裹在真病毒粒中的有缺陷的類病毒，被稱為擬病毒。 一般僅由RNA（300-40

30、0個核苷酸）或DNA組成。被擬病毒寄生的真病毒稱為輔助病毒。 擬病毒的復(fù)制必須依賴輔助病毒的幫助。也可干擾輔助病毒的復(fù)制和減輕其對宿主的病害。存在：苜蓿暫時性條斑病毒 、地下三葉草駁斑病毒等,71,三、衛(wèi)星病毒,是一類基因組缺損，必須依賴某形態(tài)較大的專一輔助病毒才能復(fù)制和表達的伴生病毒。煙草壞死病毒（TNV)和它的衛(wèi)星病毒（STNV)細小病毒和腺聯(lián)病毒E.coli和P2噬菌體,72,四、衛(wèi)星RNA,存在于某專業(yè)病毒粒

31、（輔助病毒）的衣殼內(nèi)，并完全依賴輔助病毒才能復(fù)制自己的小分子RNA病原因子。也有DNA. 故改稱衛(wèi)星核酸。特點：多個衛(wèi)星RNA分子可以與輔助病毒基因組存在于同一衣殼；對宿主無獨立侵染性；復(fù)制與包裝依賴于輔助病毒；不具有mRNA活性；干擾輔助病毒的復(fù)制和改病其引起的病害；不是輔助病毒侵染所必須；,73,擬病毒、衛(wèi)星病毒、衛(wèi)星RNA比較,核酸種類衣殼存在狀態(tài)復(fù)制對輔助病毒的依賴性對侵染的必要性編碼衣殼蛋白對宿主影響輔助病毒

32、種類,74,又稱蛋白質(zhì)侵染因子。朊病毒是一類能侵染動物并在宿主細胞內(nèi)復(fù)制的小分子無免疫性疏水蛋白質(zhì),能引起宿主體內(nèi)現(xiàn)成的同類蛋白質(zhì)分子與其相似的感應(yīng)生構(gòu)象變化而使宿主致病?！　⊙蝠W病是羊的一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)退化性紊亂疾病。Prion：朊病毒。疾病有：瘋牛病、羊瘙癢病、貂腦病、人的庫魯?。ㄕ痤澆。┖涂拴ぱ攀喜　ｋ貌《镜鞍自诩闹鞯鞍缀铣芍衅鹦揎椬饔?，使正常的寄主基因產(chǎn)生更多的致病蛋白。瘋牛病.flv,五、朊病毒(prion) ：,75

33、,第三節(jié) 病毒與實踐,一、 噬菌體與發(fā)酵工業(yè)危害很大，發(fā)酵工業(yè)上應(yīng)控制。確立防重于治的觀念 措施：不用可疑菌種；注意環(huán)境衛(wèi)生；勿亂棄活菌液；滅菌要徹底；通氣質(zhì)量要保證；經(jīng)常篩選、輪換菌種；嚴(yán)格會客制度等。,76,二、人類和脊椎動物病毒病的防治,傳染病總數(shù)約80％的病毒病，至今還沒有十分理想的防治手段。在人類的惡性腫瘤中，也有約15％是由于病毒感染而誘發(fā)的。在脊椎動物的傳染病中，病毒病的情況也與人類大體相似。,77,三、昆蟲病毒在

34、生物防治上的應(yīng)用,利用病毒制劑進行生物治蟲由于具有資源豐富有致病力強和專一性強，前景誘人。①核型多角體病毒NPV 發(fā)病癥狀：感染后食欲減退，動作遲鈍身體變軟、皮膚易破裂，體內(nèi)組織液流出，有蟲體倒掛現(xiàn)象。②質(zhì)型多角體病毒CPV 　 發(fā)病癥狀：感染后食欲不振、上吐下泄、大量失水而死，無蟲體倒掛現(xiàn)象。③顆粒體病毒GV 發(fā)病癥狀與NPV一致，有倒掛現(xiàn)象。,78,四、病毒在基因工程中的應(yīng)用,載體（vector）：在基因工程中，把外