导图社区 病毒
病毒(virus)是一种可以利用宿主细胞系统进行复制的微小, 无完整细胞结构的亚显微粒子。病毒不具细胞结构,无法独立生长和复制, 但病毒可以感染所有的具有细胞的生命体, 具有
编辑于2022-11-07 19:45:25 山东省病毒
概述
人类对病毒的发现和认识的过程
1892:俄国 伊万诺夫斯基 首次发现烟草花叶病的感染因子能通过细菌过滤器。 1898:荷兰 贝哲林克证实该致病因子可以被乙醇从悬液中沉淀下来而不失去其感染性,但用培养细菌的方法培养不出来;给这样的病原体起名叫virus。 1935:美国 斯坛莱从烟草花叶病病叶中提取出了病毒结晶,又证实了结晶中含核酸和蛋白质两种成分,而只有核酸具感染和复制能力,并因此而获诺贝尔奖。 1952:Hershey和Chase证实噬菌体的遗传物质仅仅是DNA,开创了病毒分子生物学。 1971后:陆续发现了各种亚病毒——类病毒、拟病毒和阮病毒等。
病毒的定义
真病毒的定义:一类超显微的非细胞生物,每种病毒只含有一种核酸;它们只能在活细胞内营专性寄生,靠寄主代谢系统的协助来复制核酸、合成蛋白质等组分,然后进行装配而得以增殖;在离体条件下,它们能以无生命的化学大分子状态长期存在并保持其侵染活性。
非细胞生物
真病毒:至少含有核酸和蛋白质两种组分
亚病毒因子
类病毒(viroid):只含具独立侵染性的 RNA组分 拟病毒(virusoid):只含不具独立侵染性的RNA组分 卫星病毒:与真病毒伴生的缺陷病毒 卫星RNA:只含与侵染无关的RNA组分 肮病毒(prion):只含蛋白质一种组分
病毒的特性
①形态极小 ②无细胞结构: “病毒粒子” ③只含一种核酸:DNA或RNA ④缺乏独立代谢能力 ⑤繁殖方式独特:增殖 ⑥具有双重存在方式 寄主细胞——营专性寄生 细胞外—一无生命的化学大分子状态; ⑦对一般抗生素不敏感,而对干扰素敏感。 ⑧有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中,并诱发潜伏性感染。
第一节 病毒的形态
病毒的形态
个体形态
(植物病毒多为)杆状、(动物病毒多为)球状、(细菌病毒多为)蝌蚪状、卵圆状、砖状、子弹状、丝状
群体形态
(1)包涵(含)体(inclusion body):概念:在病毒侵染的动植物宿主细胞内形成的,在光学显微镜下可见的小体。是被感染细胞中未装配的病毒亚基和完整病毒的聚合体。 位置:细胞质内(嗜酸性)——如痘病毒和狂犬病毒; 细胞核内(嗜碱性)——如疱疹病毒和腺病毒; 即可在细胞核内又可在细胞质内——如麻疹病毒。 作用:①可用于病毒的快速检出; ②某些病毒疾病的辅助诊断指示; ③某些可用于昆虫的生物防治。(参见P77) (2)噬菌斑:噬菌体在细菌平板上形成的“负菌落”; 概念:噬菌斑是指在宿主细菌的菌苔上,噬菌体使菌体裂解而形成的空斑 应用:1、噬菌体定量计数 2、噬菌体的鉴定 (3)空斑(蚀斑):动物病毒在动物细胞单层培养物上形成; 感染病灶:是对于肿瘤病毒而言,细胞不被溶解,而是生长速度大增,受感染细胞堆积起来形成的类似菌落的一堆细胞。 (4)坏死斑(枯斑、病斑):植物病毒在植物叶、茎等组织中形成的褪绿或坏死的斑点。
大小
极微小,能通过细菌滤器,电镜观察,纳米级。(一般大小范围为20~300nm)
病毒的化学组成、结构与对称性
病毒的化学组成:
主要是核酸(DNA和RNA)和蛋白质,某些病毒还含有:脂质、糖类等其他组分 (1)核酸构成了病毒的基因组,是病毒粒子中最重要的成分,它是病毒遗传信息的载体和传递体,因此是病毒生命活动的主要的物质基础。病毒核酸的类型可从以下几点来区分:①是DNA或RNA;②是单链(ss,single strand)结构或双链(ds,doublestrand) ;③呈线状或环状;④是闭环或缺口环;⑤基因组是单组分、双组分、三组分还是多组分;⑥核酸的碱基或碱基对数,以及核昔酸序列(是正链或负链)。规定:将碱基序列与mRNA一致的核酸单链定为正链,将碱基序列与mRNA互补的核酸单链定为负链。 (2)病毒蛋白质:蛋白质种类及含量与病毒种类有关。有的含一种蛋白(如烟草花叶病毒);多数含为数不多的几种蛋白(如MS.噬菌体)一般含量在50%以上。病毒蛋白的作用主要如下:①结构功能:②吸附;③破坏宿主细胞膜与细胞壁;④增殖。 (3)其他成分:较复杂病毒如包膜病毒还含有:脂质——脂质双分子层的形式存在于包膜中。糖类——糖蛋白,存在于包膜表面,决定着病毒的抗原性。
病毒的结构
成熟的(结构完整)、具有侵染力的单个病毒,又称病毒颗粒。
病毒的对称性
廿面体对称的结构(球状)螺旋对称的结构(杆状)复合对称的结构(蝌蚪状)
第二节病毒的繁殖
(一)吸附1.过程:可逆吸附一随机碰撞或布朗运动,通过静电吸引力而与 敏感菌株表面结合,无特异性。 不可逆吸附一细胞表面的接受部位与噬菌体的吸附器官作 用,特异结合。(这时尾丝散开,刺突固定于特殊位点上。) 2.病毒的种类不同,受体不同。 例:大肠杆菌T2、T。受体在大肠杆菌细胞壁的脂蛋自上; 大肠杆菌T3、T4、T,受体在大肠杆菌细胞壁的脂多糖上;枯草杆菌噬菌体SP-50的受体是枯草杆菌细胞壁的磷壁酸;另外还有些噬菌体的受体在荚膜,鞭毛或性丝上。
(二) 侵入:噬菌体吸附在大肠杆菌细胞壁上后,先是尾丝收缩,使尾管碰及细胞壁,这时,尾管的溶菌酶溶解接触处的细胞壁中肽聚糖,在细胞壁中“钻”了一个小孔,然后,通过尾鞘收缩,而把尾管推出并插入细胞壁中,核酸通过尾管“注射”到细胞内,而蛋白质留在体外。
(三)增殖(核酸的复制,蛋白质的生物合成)
(四) 装配:①自体装配:结构简单的病毒(如TMV),各个组分自发地组装成病毒粒子;②指导装配:结构复杂的病毒(如噬菌体),装配时,需要有一些非结构蛋白指导。
(五)释放 (裂解)不同的噬菌体释放程度是不一样的,即有不同的裂解量。 裂解量:每一个宿主细胞裂解后所释放病毒粒子的平均数量。 “自外裂解(lysis from without)”——大量噬菌体吸附在同一宿主表面并释放众多溶菌酶,最终因外在原因而导致细胞裂解。
烈性噬菌体与一步生长曲线烈性噬菌体:能在宿主细菌细胞内增殖,产生大量子噬菌体,并迅速引起宿主细胞裂解的噬菌体。代表:T4噬菌体。温和噬菌体代表:λ噬菌体。 一步生长曲线:定量描述烈性噬菌体增殖的实验曲线。(一)潜伏期(二)成熟期(三)稳定期
温和性噬菌体与溶源性细菌(一)名词解释:
1.温和性噬菌体_(temperate phage)---如E.coli的入、P1、P2,Salmonellatyphimurium的P22等。生活周期:①游离态②整合态③营养态 2.敏感细菌:能被噬菌体感染的细菌。 3.原(前)噬菌体(prophage) 4.溶源性细菌(lysogen或lysogenic bacteria)(1)基本特征①具有遗传性②自发裂解,很低的频率(10-3~10-8)③能被诱发裂解④具免疫性⑤可以复愈⑥新的生理特性(溶源转变)⑦局限性转导(2) 5.溶源化: 6.溶源性:(1)免疫作用(lysogenic conversion)(2)溶原性转变
2.溶源性细菌的检出:将少量溶源菌与大量的敏感指示菌相混合,加琼脂培养基到平板。过一段时间后溶源菌就长成菌落,由于在溶源菌分裂过程中有极少数个体发生自发裂解,其释放的噬菌体可不断侵染溶源菌菌落周围的指示菌菌苔,所以会产生一个中央有溶源菌小菌落的四周有透明圈的特殊噬菌斑。
第三节病毒的检出与定量
一、直接法
电镜
二、间接法
(1)双层平板法:是一种普遍采用并能精确测定效价的方法
(2)单层平板法:在上述双层平板法中省略底层,但所用培养基琼脂浓度和量比双层法中的上层大。此法简便、省料,但难以准确定量。
三、病毒定量中的几个概念
1.噬菌体效价(titre,titer): 是指每单位体积(mL)中能侵染、裂解细菌,并产生噬菌斑的噬菌体数,或称噬菌斑形成单位数(pfu,plaque-forming unit)或感染中心。 n=Y/VX n——噬菌体效价 Y——噬菌斑数/平板(应取形成10~100个噬菌斑的平板统计噬菌斑数) V——噬菌体稀释液的体积 X——噬菌体稀释液的稀释度
2.成斑率(EoP):由间接计量法计得的病毒粒子数/电镜直接计数
第四节亚病毒因子
一、定义:凡在核酸和蛋白质两种成分中,只含其中之一的分子病原体或是由缺陷病毒构成的功能不完整的病原体,称为亚病毒因子
二、类病毒
1.定义: 是裸露的,仅含一个单链、环状、低相对分子量RNA分子的病原体。 2.特点: ①无蛋白质外壳,只有RNA②感染细胞时,细胞内无病毒颗粒③分子量小,且是单链闭合的RNA分子④RNA分子可以在敏感细胞内自我复制
三、拟病毒
又称类类病毒或壳内类病毒,是指一类包裹在真病毒粒子中的缺陷的类病毒。被拟病毒“寄生”的真病毒又称辅助病毒。 拟病毒与类病毒的比较:相同处:含有环状RNA,无mRNA(即不能编码蛋白质)不同处:拟病毒——自己不能进行独立复制,必须依靠辅助病毒。类病毒——自己能复制。
四、卫星病毒
是一类基因组缺损、必须依赖某形态较大的专一辅助病毒才能复制表达的小型伴生病毒。
五、卫星RNA
是一类存在于某专一病毒粒(辅助病毒)的衣壳内,并完全依赖后者才能复制自己的小分子RNA病原因子。因后来又发现少数种类是DNA,故有人把卫星RNA改称“卫星核酸”。
六、朊病毒
是具侵染性并在宿主细胞内复制的蛋白质颗粒。目前发现它是由蛋白质组成。(因为它对蛋白酶、蛋白变形剂敏感,而对核酸酶、核甘酸修饰剂有一定的抗性)与人或动物慢性中枢神经系统关系密切。(如人类的C-J病、库鲁病及G-S综合症;羊瘙痒病、牛海绵状脑炎—疯牛病)
病毒的应用
一、噬菌体与发酵工业
二、昆虫病毒用于生物防治
三、病毒在基因工程中的应用