病毒概论及病毒基本性状.ppt

病毒学 Virology,3000BC，埃及孟非思壁画中长老患小儿麻痹症。,人类认识病毒的历史 人类认识病毒：从认识病毒性疾病开始的;人类研究病毒：从研究植物烟草花叶病病毒开始的;病毒的发现 1892年：俄国科学家发现烟草花叶病病原体可通过 除菌滤器；1898年：荷兰细菌学家证实了烟草花叶病是由滤过 性病原体引起的；德国病毒学家发现了口蹄疫病原体有相同 的特性。,Fig.Leaf of tobacco and EM of tobacco mosaic virus.,1900年：鸡瘟病毒；1901年：黄热病病毒；(第一个被发现的人类病毒)1903年：狂犬病毒；1908年：鸡白血病病毒；1909年：Poliovirus；1911年：劳斯肉瘤病毒；1915年：英国的Twort 分别发现了噬菌体1917年：加拿大的dHerelle,概论,一、定义(Virus)：Vi是一类体积微小、结 构简单，只含一种类型的核酸(DNA/RNA)，严格易感活细胞内寄生，以 复制方式增殖的非细胞型微生物。,（真核生物),动物界,植物界,原生生物界,真菌界,原核生物界,病毒界,放线菌,细菌,支原体,衣原体,螺旋体,立克次体,二、特点：(与其他微生物的区别),1、体积微小：以nm计量，用电镜放大十 几万至几十万倍才能观察。,2、结构简单：(“一包基因”),非细胞结构，核酸外包以蛋白质外壳(分子生物)无完整代谢酶系统，无任何细胞器,3、专性易感活细胞内寄生：(靶细胞),4、特殊抵抗力：耐冷不耐热/耐甘油/抗生 素对其无作用，只有干扰素可阻止其复 制与扩散。,三、病毒与人类疾病的关系：,1、人类约75%的传染病由病毒引起。,2、病毒性疾病特点：传染性强，病死率 高，无特效治疗药。,登革热,CMV感染,Burkitt 淋巴瘤（EBV感染）,3、与某些肿瘤和自身免疫病的发病有密切 关系。,四、病毒学：研究病毒的本质，病毒和宿 主间的相互作用和规律的一 门前沿学科。,病毒与其它微生物的区别,一、病毒的大小与形态：,病毒的大小：1、以nm计量：大病毒200-300nm 中病毒100nm 小病毒50nm 2、测量方法：电镜/超滤法/超速离心法 X射线衍射,病毒基本性状,葡萄球菌(1000nm）,A,B,C,D,E,F,G,立克次体450nm,衣原体390nm,A、大肠杆菌噬菌体(65 95nm),B、腺病毒(70nm),C、脊髓灰质炎病毒(30nm),D、乙脑病毒(40nm),E、蛋白分子(10nm),F、流感病毒(100nm),G、烟草花叶病毒,3、与其他微生物比较：P23图2-19,病毒的形态：多样(多数呈球形，少数 为杆状，丝状，子弹状，砖块样，蝌 蚪形.),A.痘病毒B.轮状病毒C.HBVD.噬菌体E.流感病毒F.狂犬病毒,电镜照片,Rhinovirus,Tobacco mosaic virus,VSV:Vesicular stomatitis virus,phage,SARSvirus,SARSvirus,SARSvirus,adenovirus,aibola virus,HBV,poliovirus,HIV,二、病毒的结构和化学组成：病毒体(virion)：发育成熟具感染性的 完整的病毒颗粒。,病毒的结构：,1、基本结构：核心(核酸)+衣壳(蛋白质)即核壳体(裸病毒),2、辅助结构：包膜(envelope)刺突(spike),病毒的化学组成：,1、病毒的核心：内容：核酸+少量功能蛋白(酶),只含一种类型的核酸：DNA病毒：dsDNA:+DNA ssDNA:+/-DNA RNA病毒：dsRNA:+RNA ssRNA:+/-RNA及含逆转录酶的+RNA,核酸的功能：,储存病毒的全部遗传信息 自我复制(产生子代病毒核酸)具感染性(感染性核酸 少数),2、病毒的衣壳：,由许多同等大小的形态亚单位 壳粒 组成。(不同病毒体壳粒数目及排列各 不相同，可作为鉴别和分类的依据),壳粒组成衣壳时，可形成三种对称方式,20面体立体对称：,二十面体对称型(e.g.,adenovirus),螺旋对称：,(tobacco mosaic virus),nucleic acid,protein,复合对称：,bacteriophage poxvirus,功能：保护核酸 特异吸附宿主细胞膜受体，参 与感染过程 具抗原性 构成酶类，DAN多聚酶/逆转 录酶等附着于衣壳上。,3、病毒的包膜：病毒体成熟时从宿主细胞 释放时获得。,成分：脂类 来源于宿主细胞膜或核膜,蛋白质 病毒基因编码，在病毒 包膜上形成钉状突起，称为刺突 或子粒，为病毒的吸附结构 多糖 来自宿主细胞，与病毒吸 附、侵入宿主细胞有关,特殊性能：包膜子粒赋予病毒特殊性 能,如凝血(凝血素)/酶.,包膜对脂溶剂敏感：如乙醚/氯仿/胆汁.,功能：维持病毒结构的完整性(保护)参与感染过程，增强病毒的致 病性(吸附/膜融合/引发发热等)具抗原性：(病毒种/型/株，引 起免疫应答),三、病毒的增殖：,病毒的增殖方式：,1、病毒缺乏完整代谢所必须的酶系统，必须借助活细胞内相应的酶系统增殖 复制。,2、增殖方式：自我复制(self replication),mRNA 蛋白质亲代核酸 子代核酸 子代病毒,3、复制周期：病毒进入宿主细胞至释放子 代病毒的过程称。此连续过程人为分 为五个阶段：吸附、穿入、脱壳、生物 合成、装配成熟释放 viral replication cycle。,Viral multiplication,吸附adsorption穿入 penetration脱壳uncoating生物合成biosynthesis组装成熟与释放assembly and release,病毒复制周期各阶段的特点：,1、吸附(adsorption)：配体受体(特异),病毒衣壳或包膜 上的蛋白质结构(吸附结构)中和抗体,ADSORPTION,2、穿入(penetration)：无包膜病毒 入胞作用进入,PENETRATION-ENVELOPED VIRUSES,from Schaechter et al,Mechanisms of Microbial Disease,3rd ed,1998,有包膜病毒 膜融合作用,3、脱壳(uncoating)：,4、生物合成(biosynthesis)：,病毒脱壳后释出核酸并在其指导下复制子代病毒核酸及衣壳的过程(隐蔽期latent period,mRNA的转录与蛋白质的合成：,通式：模板核酸 转录 mRNA 翻译 蛋白质(酶及衣壳),特点：宿主细胞为病毒复制提供生物合 成的场所(细胞器等)、原料(氨基 酸/核苷酸等)、能量及酶系统等 必备条件。,方式：(病毒核酸类型不一方式不一 P247),dsDNA:转录在细胞核内进行-DNA 依赖DNA的RNA多聚酶 mRNA 蛋白质,ssDNA:+/-DNA 依赖DNA的DNA多聚酶-/+DNA.,dsRNA:(转录在细胞浆内进行)RNA(节段性)依赖RNA的RNA多聚酶 mRNA Pr,ssRNA:+RNA：直接作为mRNA翻译蛋白质-RNA：先合成互补连，形成复制中间型 在按双链RNA模式进行。,逆转录病毒：P248 ss+RNA病毒,+RNA(模板)逆转录酶-DNA RNA:DNA杂交 体 RNA水解酶H-DNA 进入胞核/DNA多聚酶+DNA 双链DNA 前病毒整合 激活/转录 子代RNA.,dsDNA病毒复制示意图,+ssRNA病毒复制示意图,+ssRNA逆转录病毒复制示意图,蛋白质的分类：,早期蛋白：生物合成早期即病毒子代核 酸合成之前合成的蛋白质，是以亲代核 酸为模板合成，包括病毒复制合成所必 需的复制酶和一些抑制蛋白质(可封闭宿 主细胞的正常代谢，是细胞代谢转向有 利于病毒合成)(功能性蛋白),晚期蛋白：子代病毒核酸合成后以之为 模板合成的蛋白质，主要为病毒的衣壳 蛋白和其他结构蛋白。,核酸的复制：,5、装配/成熟/释放：,装配/成熟：子代核酸+子代衣壳=子代病毒 DNA病毒除痘病毒外在核内装配 RNA病毒含痘病毒在胞浆内装配 在核膜/胞膜上装配获得包膜,释放：破胞释放 芽生(出芽)释放 融合释放 整合,smallpox virus assembly and maturation,F.A.Murphy,School of Veterinary Medicine,University of California,Davis.http:/,Semliki Forest Virus budding,Schaechter et al,Mechanisms of Microbial Disease,3rd ed,1998,HIV budding and maturation,Hsiung,GD et al.,Diagnostic Virology 1994 p204(D.Medina),流感病毒出芽释放,VZV出芽穿过核膜获得包膜,0.1m,HIV病毒出芽释放,常用的细胞培养,6、病毒的异常增殖：缺陷病毒(defective virus):如HDV 顿挫感染(abortive infection):病毒进入非容纳细胞,顿挫感染 Abortive infection,原因宿主细胞不能提供病毒复制所需的酶、能量或成份病毒虽被复制，但不能装配释放人腺病毒在人胚肾细胞可复制，在猴肾细胞则不能复制,缺陷病毒（Defective virus）,因病毒基因组不完整或有点突变而不能进行正常复制的病毒，当与辅助病毒（Helper virus）共同培养，如能为其提供缺乏的物质，则缺陷病毒也能培殖腺病毒相关病毒（缺陷病毒）与腺病毒（辅助病毒）丁型肝炎病毒（缺陷病毒）与乙型肝炎病毒（辅助病毒）,干扰现象（Interference）,两种病毒感染同一细胞时，一种病毒会干扰另一病毒复制原因与干扰素（IFN）产生有关病毒改变了宿 主细胞代谢途径缺陷干扰病毒（DIP）干扰辅助病毒的复制意义联合使用疫苗,四、病毒的分类：1995年国际病毒分类委员会 三大类 DNA病毒/RNA病毒/逆转录病毒P252表23-1,