微生物學(xué)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(jì)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(guò)細(xì)菌濾器： 一種能通過(guò)細(xì)菌濾器的”細(xì)菌毒素”或極小的細(xì)菌,1898年，M W Beijerinck對(duì)煙草花葉病病原體的研究結(jié)果：,能通過(guò)細(xì)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(kuò)散； 用培養(yǎng)細(xì)菌的方法不能被培養(yǎng)出來(lái)，推測(cè)只能在植物活細(xì)胞中生活；,極大地豐富了現(xiàn)代生物學(xué)（微生物學(xué)、分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)）的理論與技術(shù)；,病毒學(xué)（virulogy）,研究病毒（virus）的本質(zhì)及其與宿主的相互作用的科學(xué)，是微生物學(xué)的重要分支學(xué)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(duì)有害生物、特別是害蟲進(jìn)行生物防治；發(fā)展以基因工程為中心的生物高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)；,,真病毒（Euviru

3、s）,非細(xì)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(dú)立侵染性的RNA組分,擬病毒：只含不具獨(dú)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(diǎn)和定義,1. 特 點(diǎn),1）不具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，具有一般化學(xué)大分子的特征。,Eg. 一些簡(jiǎn)單的病毒僅由核酸和蛋白質(zhì)外殼（coat）構(gòu)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(gòu)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(jìn)行獨(dú)立的代謝作用。,4）嚴(yán)格的活細(xì)胞內(nèi)寄生，沒有自身的核糖體，沒有個(gè)體生長(zhǎng)，也不進(jìn)行二均分裂，必須依賴宿主細(xì)胞進(jìn)行自身的核酸復(fù)制，形成子代。,病毒感染敏感宿主細(xì)胞后，病毒核酸進(jìn)入細(xì)胞，通過(guò)其復(fù)制與表達(dá)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(xì)胞外。病毒的這種特殊繁殖方式稱做復(fù)制（replicati

5、on）。,5）個(gè)體微小，在電子顯微鏡下才能看見。,6）對(duì)大多數(shù)抗生素不敏感，對(duì)干擾素敏感。,例如利福平可抑制痘病毒復(fù)制,7）在離體條件下，能以無(wú)生命的生物大分子狀態(tài)存在，并可長(zhǎng)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(xì)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(xì)胞結(jié)構(gòu)的,專性活細(xì)胞內(nèi)

6、寄生,2. 定 義,感染態(tài)：活細(xì)胞內(nèi)專性寄生（宿主體內(nèi)）,非感染態(tài)：以無(wú)生命的生物大分子狀態(tài)長(zhǎng)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(xì)胞生物，并具有宿主特異性,,,噬菌體（phage）植物病毒（plant viruses）動(dòng)物病毒（animal viruses）,三、病毒的宿主范圍,四、病毒的

7、形態(tài)結(jié)構(gòu)和大小 （一） 病毒的大小,絕大多數(shù)的病毒都是能通過(guò)細(xì)菌過(guò)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(xì)胞生物，故稱之為病毒粒或病毒體（virion），有時(shí)也稱病毒顆?；虿《玖Ｗ樱╲irus particle），專指成熟的、結(jié)構(gòu)完整的和有感染性的單個(gè)病毒。,

8、（二） 病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu),球形顆粒(或稱擬球形顆粒),桿狀顆粒,復(fù)雜形狀顆粒（如蝌蚪狀，卵形）,毒粒的形狀,,采用各種電鏡技術(shù)觀察病毒粒的形態(tài)結(jié)構(gòu),Orf virus：口瘡病毒(接觸性膿皰皮炎病毒)（負(fù)染技術(shù)）,Ebola virus ：埃博拉病毒（正染技術(shù)）,Vaccinia virus 痘苗病毒（投影技術(shù)）,各種毒粒的大小、形態(tài)差異很大,煙草花葉病毒,細(xì)菌M13噬菌體,細(xì)菌T4噬菌體,大腸桿菌,細(xì)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(xì)胞,★病毒長(zhǎng)什么樣子？,病毒的基本結(jié)構(gòu),,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(gòu)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(duì)稱的形式、有規(guī)律地排列而成，是病毒粒的主要支

10、架結(jié)構(gòu)和抗原成分，有保護(hù)核酸等作用。由許多在電鏡下可辨別的形態(tài)學(xué)亞單位——衣殼粒（capsomere 或 capsomer）所構(gòu)成。,有些較復(fù)雜的病毒（一般為動(dòng)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(zhǎng)有很多管狀突起物——刺突（spike）等附屬物。,對(duì)稱體制,螺旋對(duì)稱,二十面體對(duì)稱,復(fù)合對(duì)稱

11、,有包膜,無(wú)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(wú)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(wú)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(duì)稱體制,病毒粒大量聚集并使宿主細(xì)胞發(fā)生病變時(shí)，就形成了具有一定形態(tài)、構(gòu)造并

12、能用光鏡加以觀察和識(shí)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(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核內(nèi)都存在的類型。,包涵體,多數(shù)位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，具嗜酸性；,少數(shù)位于細(xì)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(guān)的蛋白,④非病毒性包涵體,②大多數(shù)由動(dòng)物病毒引起的包涵體，是病毒的合成部位。,,病毒包涵體的應(yīng)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(xì)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(shí)左右，肉眼可見一個(gè)個(gè)透亮不長(zhǎng)菌的小圓斑，即為噬菌斑（plaque），是由噬菌體在菌苔上形成的“負(fù)菌落”。,（3）空斑（plaque）,由動(dòng)物病毒在宿主單層細(xì)胞培養(yǎng)物上形成一個(gè)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(dòng)物細(xì)胞上的病毒空斑計(jì)數(shù)法，可進(jìn)行有活性的動(dòng)物病毒粒子的計(jì)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(duì)稱的代表——煙草花葉病毒,煙草花葉病毒簡(jiǎn)稱TMV（tobaco mosaic virus），是一種植物病毒，在病毒學(xué)發(fā)展史上有其獨(dú)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(dāng)天氣干燥和炎熱的時(shí)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(gè)核苷酸構(gòu)成，每3個(gè)核苷酸與一個(gè)蛋白質(zhì)亞基相結(jié)合,衣殼含2130個(gè)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(jié)構(gòu),2. 二十面體對(duì)稱的代表——腺病毒,腺病毒（Adenovirus）是一類動(dòng)物病毒，于1953年首次從手術(shù)切除的

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