最新：第三章 非细胞生物病毒文档资料.ppt

《最新：第三章 非细胞生物病毒文档资料.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新：第三章 非细胞生物病毒文档资料.ppt（38页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、一、病毒的形态结构与化学成分：,（一）大小：（二）形态：（三）化学成分1、病毒蛋白质：2、病毒核酸：3、其它成分：脂类和糖二、病毒的基本结构：病毒主要有衣壳和核酸二部分构成。衣壳和核酸统称为核衣壳，有些核衣壳外还有一层外套，称为被膜，被膜上有刺突，被膜是病毒粒子成熟时由寄主细胞膜包裹而成的。衣壳的化学成分是蛋白质，由被称为衣壳粒的亚单位组成。（一）螺旋对称：烟草花叶病毒（二）立体对称：腺病毒（四）复合对称：大肠杆菌噬菌体,三、病毒的群体形态：,（一）包涵体：在某些病毒的宿主细胞内，出现光学显微镜下可见的大小，形态和数量不等的小体，称（1）是病毒的聚集体：（2）大多数由动物病毒引起的包涵体，是病

2、毒的合成部位。（3）是病毒蛋白质和与病毒感染有关的蛋白质（4）非病毒性包涵体。包涵体的应用：（1）用于病毒病的诊断。（2）用于生物防治：（二）噬菌斑：意义：噬菌斑的形成可用于检出、分离、纯化噬菌体和进行噬菌体的计数。,第二节 病毒的增殖,一、病毒的增殖过程：一般可分为五部：吸附-侵入和脱壳-生物合成-装配-释放五个阶段。（一）吸附：二）侵入和脱壳三）生物合成：1、病毒核酸的复制：2、核酸的转录：3、蛋白质合成：四）装配：五）释放：有两种方式,（一）吸附：是病毒粒子通过扩散和分子运动附着在寄主细胞表面的现象。它是通过病毒吸附蛋白（viral attachment protein VAP），又称反

3、受体，来完成的。吸附并不到处发生，它只发生在寄主的特定部位，这个部位称为受体。受体由蛋白质多糖或脂蛋白质多糖复合物组成。,吸附作用受许多内外因素的影响：1、噬菌体的数量。每一个寄主表面的受体有限，因此所能吸附的噬菌体的数量也是有限的。我们把每一敏感细胞所能吸附的相应噬菌体数称为感染复数（m.i.o,multiplicity of infection）。一般可达到250360。2、阳离子。如Ca2+、Mg2+、Ba2+等促进吸附，Al3+、Fe3+、Cr3+引起失活。3、辅助因子。如，色氨酸促进T4吸附、生物素促进谷氨酸细菌的噬菌体吸附。4、PH值。中性有利于吸附。5、温度。生长在最适温度下易吸

4、附。返回,吸附 尾钉固着 尾鞘收缩 尾管穿入 DNA注入,（二）侵入（又称病毒的内化）和脱壳,不同的病毒粒子侵入寄主细胞内的方式不同。一部分是通过注射机制将核酸注入细胞内。如T4噬菌体，它的尾端吸附在细胞壁上后，即依靠存在于尾端的溶菌E水解细胞壁上的肽聚糖，然后尾鞘收缩将头部的DNA压入宿主细胞内，外壳留有外面（的的是整个进入，如M13等纤维状噬菌体）；植物病毒通常由咬食植物的昆虫感染，从植物的创伤部位侵入，并通过导管和筛管等部位传播至整个植物。动物病毒一般是以类似吞噬作用的胞饮方式，由寄主细胞将整个病毒粒子吞入细胞内，然后在细胞内进行脱壳，即解除包裹在病毒核酸外面的被膜和衣壳，它是病毒进行表

5、达的重要事件。脱壳通常是依靠细胞内的溶酶体分解衣壳和被膜,（三）生物合成：,病毒的生物合成包括核酸复制和蛋白质合成两部分。大部分DNA病毒在宿主细胞核内合成DNA，在细胞质内合成蛋白质，绝大部分RNA病毒其RNA和蛋白质都在细胞质中，也有少数例外情况。有些病毒的生物合成必须依靠另一种病毒的帮助，如腺病毒卫星病毒，尽管它也有自己的DNA，但不能单独在寄主细胞内增殖，只有与腺病毒一起存在时才能在核中自由复制。腺病毒又称助长病毒，病毒卫星病毒又称缺损病毒。,1、病毒核酸的复制：,病毒核酸的复制方式随病毒种类而异。（1）含双链DNA的病毒，以半保留方式进行复制，即亲代DNA即可作为转录mRNA的模板，

6、又可作为合成子代DNA的模板。如腺病毒，牛痘病毒、T烈性噬菌体。（2）含单链+DNA链的病毒先合成互补的（-）链，并组成复合型+DNA，再进行复制。这类病毒在成熟时丢弃DNA链，只包裹+DNA链，如X病毒。P39（3）含双链RNA的病毒先复制出+RNA，并进一步由+RNA链复制成RNA链，再配对成双链RNA链，如呼肠孤病毒。（4）含单链+RNA链的病毒，（+-）RNA，病毒粒子成熟时只包裹+RNA。如脊髓灰质炎病毒。（5）RAN病毒虽然也是单链+RNA病毒，但它具有依赖RNA的DNA聚合酶，能从+RNA链合成DNA链，并通过DNA合成+-DNA，再以+-DNA进行复制，这种病毒在子代成熟时又以

7、DNA为模板复制成+RNA链，子代病毒含+RNA,2、核酸的转录：,（1）含+DNA的病毒可直接以-DNA为模板转录mRNA。如T4噬菌体。（2）含+DNA的病毒由于+DNA不与mRNA碱基顺序互补，所以必须复制一条-DNA，才能转录mRNA。如x174噬菌体。（3）含+-RNA病毒，可直接由RNA链转录mRNA（4）含+RNA病毒，由于+RNA的碱基序列不与mRNA互补，故必须先复制成双链中间体+-RNA才能以-RNA转录成mRNA，如脊髓灰质炎病毒。（5）含-RNA病毒，单链-RNA可在RNA聚合酶作用下直接转录mRNA，如新城疫病毒。（6）逆转录病毒的核酸为+RNA，+RNA在逆转录酶作

8、用下可反转录成-DNA，并组成+-DNA，然后再转录成mRNA，如肿瘤病毒。,3、蛋白质合成：,病毒蛋白质的合成也有其独特之处：（1）病毒自身没有核糖体和产能机构，合成蛋白质所需核糖体、氨基酸及tRNA都由寄主提供。（2）病毒合成的蛋白质除衣壳蛋白质外，还包括能抑制寄主细胞代谢的酶和病毒释放时所需要的蛋白质。（3）病毒合成蛋白质的信息传递，除按DNA-RNA-蛋白质外，有些病毒并不遵循“中心法则”，这类病毒的核酸为RNA，其信息传递过程为RNA-DNA-RNA-蛋白质,（四）装配：,装配是病毒核酸和病毒蛋白质在宿主细胞内合成子代病毒粒子的过程。大多数DNA病毒的装配是在细胞核中进行（痘病毒等除

9、外），大多数RNA病毒在细胞质中进行；有被膜的病毒从细胞中获得被膜。,（五）释放：,释放是病毒粒子从感染细胞内转移到外界的过程。方式一般有两种：（1）没有被膜的DNA或RNA病毒，在装配完成后合成溶解细胞壁的酶，以裂解寄主细胞的方式使子代病毒一齐释放，如：T4等。释放量一般在100-100000个左右。病毒可反复感染周围细胞，从而使寄主出现空斑、枯斑或其它症状。（2）有被膜的病毒以出芽方式释放，多为动物病毒，如流感病毒，疱疹病毒等。(3)植物病毒依靠胞间连丝在细胞间扩散。,二、温和噬菌体和溶源性细菌：,如大肠杆菌入噬菌体只是将其DNA整合在寄主细胞的核酸分子中，并随寄主细胞的分裂而分配到子细胞

10、中，这种噬菌体称为温和噬菌体，又把整合在寄主染色体上的噬菌体或病毒核酸称为原（前）噬菌体或原（前）病毒，而含有原噬菌体的细菌称为溶源性细菌。溶源细菌对同源噬菌体有免疫性，即从一种溶源菌中释放的噬菌体不感染同一种溶源菌。因此要测定溶源菌中的噬菌体必须在溶源菌平板上同时加入敏感的非溶源性指示菌。温和性噬菌体一般用括号（）表示，写在寄主细菌菌株号的后面。如E、coliK12（入），表示入噬菌体是一种温和噬菌体，寄生在大肠杆菌K12菌株细胞内。细菌溶源化和非溶源化主要取决于温和噬菌体的CI基因。若CI突变则会裂解细菌细胞。,三、烈性噬菌体的一步生长曲线：,此曲线可定量描述烈性噬菌体的生长规律。它可反映

11、每种噬菌体的三个最重要的特性参数。即：潜伏期（Latent Phase）、裂解期（Rise Phase）、和裂解量（Burst Sise）实验的基本步骤是：用噬菌体的稀悬液去感染高浓度的宿主细胞，以保证每个细胞至多不超过一个噬菌体吸附，经数分钟吸附后，混合液中加入一定量的该噬菌体抗血清，借以中和尚未吸附的噬菌体。然后用保温的缓冲液稀释此混合液，同时可中止抗血清的作用。随即置于该细菌最适生长温度下培养，在一定时间内每隔数分钟从混合悬液中取出一份试样，然后计算噬菌斑数。据此绘制曲线。实验结果发现，在开始的一段时间内（510分钟），噬菌斑数不见增长，2030分钟后，平板中的噬菌斑数突然直线上升，根据

12、不同时间噬菌斑的不同变化，绘制出曲线,各期的特征,1）潜伏期：指噬菌体的核酸侵入宿主细胞后至第一个噬菌体粒子装配前的一段时间，（又可分隐晦期、胞内累积期）2）裂解期：紧接在潜伏期后的一段时间，宿主细胞迅速裂解，溶液中噬菌体粒子急剧增多的一段时间。理论上讲裂解期是瞬时的，但因为各细菌细胞不同步，故需要一段时间。3）平稳期：指感染后的宿主已全部裂解，溶液中的噬菌体数达到高峰。,四、噬菌体的效价测定：,由于体在宿主细胞内不断的增殖、裂解，会使菌苔形成一个个空斑，叫噬菌斑，它可用于纯化和计数。这有点像菌落计数一样。效价在不同的场合有不同的含义。在这里它表示每毫升试样中所含有的噬菌体粒子数，也即噬菌斑形

13、成单位（pfu,plaque-formimg unit）数或感染中心（infective centre）数。,噬菌体效价的测定方法有：,1、斑点试验法：这是一种半定量的预试验方法。先将敏感的宿主菌浓悬液涂布于合适的培养基平板上，然后使平板表面朝下，在45左右的温箱中使平板表面不留水膜。再把不同稀释度待测度样依次用接种环点种在上述平板上，保温数小时后，根据点样处是否产生噬菌斑即可初步判断该试样的效价,2、液体稀释管法：,与用于细菌活菌计数中的系列稀释法相似。不同之处是：（1）各试管中均加有培养液（2）各管中均须接入处于对数生长期的宿主细胞（3）以不长菌的最高稀释度来计算效价,3、双层平板法：,此

14、法能精确测定效价。预先分别配制2%和1%琼脂的底层培养基和上层培养基。先用前者在培养皿上浇一层平板，再在后者（先融化并冷却到45度以下）中加入较浓的对数期敏感菌和一定体积的待测噬菌体样品，于试管中充分混匀后，立即倒在底层平板上铺平待凝，然后保温，一般经十余小时后即可进行噬菌斑计数。此法的优点：（1）加了底层培养基，可使原来底面不平的玻璃皿的缺陷得到弥补。（2）所形成全部噬菌斑都接近处于同一个平面上，因此不仅每一个噬菌斑的大小接近，边缘清晰，而且不致发生上下噬菌斑的重叠现象。（3）因上层培养基中琼脂较稀，故形成的噬菌斑较大，更有利于计数,4、单层平板法：,在上述双层平板法中省略底层，但所用培养基

15、的浓度和所加的量均比双层平板法的上层为高和多。此法虽料简便，但其实验效果较差。5、玻片快速法：将噬菌体和敏感的宿主细胞与适量的琼脂培养基（含0.50.8%琼脂，事先融化），充分混合，涂布在无菌载玻片上，经短期（几个小时）培养后，即可在低倍显微镜或扩大镜下计数。,第三节 病毒的非增殖性感染,病毒对敏感细胞的感染并不一定都导致病毒繁殖，产生有感染性的病毒子代。根据最终的感染结果，敏感细胞的感染可分为两类：一是增殖性感染（productive infection）：病毒能在寄主内完成复制循环，并产生有感染性子代病毒；二是非增殖性感染（non-productive infection）,因病毒或细胞的

16、原因，致使病毒的在宿主内复制受阻，不能产生有感染力的子代病毒。,一、非增殖性感染的类型：,有三类：流产感染（abortive infection）;限制性感染（restrictive infection）和潜伏性感染（latent infection）1、流产感染：依其发生原因，可以将其分为依赖于细胞的流产感染和依赖于病毒的流产感染两类。（1）依赖于细胞的流产感染如果病毒感染的细胞是病毒不能复制的非允许细胞（ninpermissive cell），将导致流产感染。如，猴肾细胞是sv40的允许细胞，但人腺病毒感染猴肾细胞则会导致流产感染。（2）依赖于病毒的流产感染这类流产感染系由基因组不完整的缺

17、损病毒（defective viruses）引起。这类病毒因一个或多个病毒复制所必需基因有缺损，丧失了其功能，所以它们无论是感染允许细胞或非允许细胞，都不能完成复制循环。,2、限制性感染,病毒存在于受染细胞内不能复制，直到细胞成为允许性细胞，病毒才能繁殖；或是一个细胞群体中仅有少数细胞产生子代病毒。3、潜伏感染广义的缺损包括所有病毒，因其必须有寄主才能进行复制。在此缺损病毒的意思是：这类病毒的复制还需依赖其它病毒基因组或病毒基因的辅助活性，否则在活细胞内也不能复制。受染细胞内有病毒基因组持续存在，但无感染病毒颗粒产生，而且受染细胞也不会被破坏，这种携带有病毒基因组但不产生有感染性病毒的细胞称作

18、病毒基因性细胞（virogenic cell）。潜伏感染的另一个极端情况是：由于病毒基因的功能表达导致宿主基因表达的改变，以至正常细胞转化成恶性细胞。,二、缺损病毒,有生物活性的缺损病毒有下列四类：干扰病毒（或称干扰缺损病毒颗粒（defective interfering particles,DI颗粒）、卫星病毒（satellite virvses）、条件缺损病毒（conditionally defective virvses）和整合的病毒基因组,1、干扰缺损病毒（DI）,它是病毒复制时产生的一类亚基因组的缺失突变体。由于DI基因组不完全，复制必需依赖其同源的完全病毒，又因其基因组小，因而复制

19、就更迅速。给病毒的生物学活性带来大而有害的影响。也是有些病毒分离、培养困难的原因。2、卫星病毒卫星病毒是寄生于与之无关的辅助病毒的基因产物中的病毒。它也是基因组缺损的，它必须依赖于辅助病毒才能复制。但能影响辅助病毒的一些性状。,3、条件缺损病毒,它是一类基因组发生了突变的条件致死突变病毒。在允许条件下能够正常繁殖，非允许条件下导致流产感染。4、整合的病毒基因组某些温和的噬菌体和肿瘤病毒感染宿主细胞后，因病毒与细胞的性质相似，病毒基因组整合于宿主染色体，并随细胞分裂传递给子代细胞，这类感染称之为整合感染。,第三节 病毒与宿主的相互作用,一、噬菌体感染对原核细胞的影响1、抑制宿主大分子的合成：许多

20、噬菌体感染时都能产生关闭蛋白（turn-off protein）。它能以不同的方式抑制细胞大分子的合成。（1）抑制宿主基因的转录。（2）抑制宿主蛋白质合成。（3）抑制宿主DNA的合成。2、引起宿主限制系统的改变为抵御宿主限制性酶系统对侵入的病毒DNA可能造成的损害，噬菌体编码的酶能破坏这一系统。3、噬菌体颗粒释放对细胞的影响：使受感染的细胞表面的抗原性改变。裂解性噬菌体晚期的基因产物能使细胞膜失去稳定，再破坏细胞壁的网状结构，从而导致细胞死亡。4、溶源性感染对细胞的影响（1）免疫性：溶源菌中所携带的原噬菌体对其同源的噬菌体有免疫力，这种免疫性是由原噬菌体产生的阻遏蛋白引起的。（2）溶原转变：包

21、括溶源菌细胞表面性质的改变和致病性的改变。,二、病毒感染对真核细胞的影响：,真核细胞对病毒感染可呈现不同的反应：（1）细胞无任何明显变化（2）使细胞损伤或死亡（3）使细胞失去控制而增生。1、病毒感染的致细胞病变效应病毒感染引起细胞坏死和凋亡。2、病毒感染对宿主大分子合成的影响（1）抑制宿主细胞转录：（2）抑制宿主细胞的翻译：3、病毒对细胞结构的影响：（1）对宿主细胞膜的影响：（2）对细胞骨架的影响：（3）形成包涵体：（4）引起细胞凋亡：,三、机体的病毒感染,1、机体感染的类型有不同的分法。根据感染症状的明显程度分为：显性感染和隐性感染。根据感染过程，症状和病理发生的部位分为：局部感染和系统感染

22、。根据病毒在机体内存在的时间长短可分为：急性感染和持续感染。2、病毒感染机体所需条件（1）病毒本身：病毒的致病力和毒力直接影响病毒感染。另外还与病毒的数量有关。（2）机体的防御能力：（3）环境条件：如生态环境、气候、动物的管理、植物的栽培方式等。,第三节 亚病毒,一、类病毒：是一个没有衣壳包裹的RNA分子，且分子量很小，所以我们说类病毒是当今所知最小，只含RNA一种成分、专性细胞内寄生的分子生物。二、拟病毒：（又称类类病毒）是包裹在植物病毒粒子中的类病毒。三、朊病毒：朊病毒又称“普列昂”或蛋白质侵染因子。据目前所知，朊病毒是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性的疏水蛋白质。,第四节

23、 病毒与实践,一、噬菌体与发酵工业：现象（1）发酵期延长（2）浪费原材料（3）不出产品等。轻则延长发酵周期，影响产品的产量和质量，重则引起倒罐甚至停产倒闭等。预防措施：（1）坚决不使用可疑菌种（2）严格保持环境卫生（3）决不排放或随便丢弃活菌液（4）注意通风质量（过滤器要严格）（5）加强管道及发酵罐的来菌（6）不断筛选抗性菌种（7）严格执行会客制度。补救措施（1）尽快提取产品以防加重（2）使用药物抑制（如金霉素、四环素、吐温60等（3）及时改用抗噬菌体菌株。二、人和动物病毒性疾病的防治：三、植物病毒的防治：1、选育抗病品种：2、消灭传染昆虫：3、采用合理的栽培技术：4、用无性繁殖法培育无毒苗5、接种弱毒株来保护植物：类似给庄稼接种。四、昆虫病毒用于生物防治：五、病毒在基因工程中的应用：,