最新:第三章 非细胞生物病毒文档资料.ppt
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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
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