第四章 病毒 ppt课件.ppt

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1、第四章 病毒（Virus）,2,病毒的特点,缺乏细胞结构 病毒体只含有一种核酸 特殊的繁殖方式：复制（replication）绝对的细胞内寄生：缺乏完整的酶系统和能量合成系统，基因水平的寄生具有侵染能力,生活周期,细胞外阶段：有机大分子，惰性阶段细胞内阶段：有生命的状态,3,病毒的定义,病毒是亚显微的、没有细胞结构的、专性寄生于活细胞内的实体。,4,第一节 病毒的形态、结构一、病毒的大小与形态,病毒的大小相差较大,直径在10-300nm之间 病毒的形态有球形、卵圆形、砖形、杆形、丝状及蝌蚪状等。动物病毒多呈球形、卵圆形或砖形。植物病毒多呈杆状或丝状，也有不少呈球形的。细菌病毒为蝌蚪形、微球形和

2、丝状。,5,衣原体,病毒的大小与形态（续）,6,二、病毒的化学组成,7,核酸：一种病毒只含一种核酸;核酸有单链和双链之分;不同病毒的核酸含量差别较大。蛋白质：是病毒的主要组成成分。其功能是构成病毒粒子外壳，决定病毒感染的特异性、亲合力及病毒的抗原性，此外也是病毒酶的成分。其他：较复杂的病毒还含有脂类和多糖,三、病毒的基本结构,一个结构完整、充分成熟并具有感染能力的病毒颗粒称为病毒粒子（virion）。,腺病毒,四、病毒的群体形态1、包含体,有些病毒在受感染的寄主细胞内会产生一种细胞内的内含物，称为包含体（inclusion body），这种结构主要由未装配的病毒亚基、完整的病毒粒子以及在受侵染

3、时由寄主细胞编码的蛋白质组成的聚集体。,包含体,包含体的形态：圆形、卵圆形、不定形体积较大,包含体在细胞中的位置不同：a、细胞质，如大多数痘病毒（天花病毒、羊痘病毒）和狂犬病毒等b、细胞核，如疱疹病毒、昆虫多角体病毒等c、同时出现于受到重复感染的细胞中,天花病毒包含体顾氏（Guarnieri）小体狂犬病毒包含体内基氏（Negri）小体家禽痘病毒包含体Bollinger小体烟草花叶病毒包含体 X体,包含体的别名,15,2、噬菌斑,将少量噬菌体与大量宿主细胞混合后倒平板，培养后，在布满宿主细胞菌苔的平板表面，可看见一个个透亮不长菌的小圆斑，即为噬菌斑,第二节 噬菌体（bacteriophage）,

4、噬菌体的发现,1915年，英国人陶尔德（Twort）在培养葡萄球菌时发现了透明斑1917年，法国人第赫兰尔（dHerelle）在巴斯德研究所也观察到溶菌现象被后人称作陶尔德第赫兰尔现象，细菌被一种更小的生物溶解了，这种生物被称为噬菌体。,一、噬菌体的形态和结构,1、噬菌体的形态,蝌蚪状,2、噬菌体的结构,（1）头部（2）颈部（3）尾部 尾鞘、尾管、基板、6根刺突、6根尾丝,二、噬菌体的生活周期,能在宿主细菌细胞内增殖，产生大量子代噬菌体并引起宿主菌裂解的噬菌体被称为烈性噬菌体（virulent phage）。烈性噬菌体所经历的繁殖过程称为裂解性生活周期（lytic cycle）或增殖性生活周期

5、（productive cycle）。,另一些噬菌体在进入寄主细胞后，并不立即进行复制，而是将其核酸整合到寄主染色体上，并能够伴随寄主细胞的生长繁殖而将病毒基因组传递给子代寄主细胞，噬菌体通常被称之为温和噬菌体（temperate phage）。在极少数情况下（如紫外照射等），温和噬菌体也会经诱变完成裂解性生活周期。,（一）裂解性噬菌体的生活周期,1、吸附（adsorption）2、侵入（penetration）3、复制（replication）4、装配和释放（assembly and release）,1、吸附（adsorption）,通常指病毒以其特殊结构与宿主细胞表面的受体发生特异性结合

6、的过程。T偶数噬菌体的吸附器官尾丝和刺突 大肠杆菌细胞表面的特异受体位点细胞壁和细胞膜，或位于鞭毛和性毛上 T2、T6的受体脂蛋白 T3、T4、T7的其受体脂多糖层,小 RNA 病毒对大肠杆菌菌毛的吸附,2、侵入（penetration）,指病毒的部分结构进入宿主细胞的过程。,3、复制（replication）,T4 DNA的复制,T4蛋白质的合成,早期转录中期转录晚期转录,4、装配和释放（assembly and release）,指将已合成的病毒各部件组装在一起从而形成成熟病毒粒子的过程。,34,35,（二）溶原性（lysogeny）,有些噬菌体侵入宿主细胞后，将其DNA整合到宿主的染色体

7、上，此时病毒的多数基因均不表达，其基因组可与宿主染色体同步复制。在这种情况下，宿主细胞不受噬菌体的影响，可进行正常的细胞分裂，但形成的子代细菌的染色体中却含有噬菌体DNA。这种宿主细胞与病毒的关系称为溶原性（lysogeny）。,前噬菌体（prophage）；溶原菌（lysogens）；温和噬菌体（temperate phage）,溶原化途径,裂解性周期,（三）一步生长曲线,一步生长曲线是研究病毒复制的经典试验。基本方法：以适量的病毒（低剂量）接种于标准培养的高浓度敏感细胞中，然后通过高倍稀释病毒-细胞培养物、或以抗病毒抗血清来处理病毒-细胞培养物以保证同步感染。,待病毒吸附后，继续培养，定时

8、取样，测定培养物中病毒的效价，以感染时间为横坐标，病毒的感染效价为纵坐标，绘制出病毒的特征性繁殖曲线，此即一步生长曲线。,潜伏期（eclipse period）裂解期（rise period）平稳期（plateau period）,潜伏期是毒粒吸附于宿主细胞至受感染细胞释放出子代毒粒所需要的最短时间。潜伏期的时间长短依病毒的种类而异，噬菌体以分钟计，动物和植物病毒则以小时或天计。,裂解量是每个受感染的宿主细胞所能产生的子代病毒颗粒的平均数目。其计算公式为：病毒的裂解量=,第三节动物病毒,脊椎动物病毒,主要指寄生在人、哺乳动物、禽类、两栖类和鱼类等脊椎动物细胞内的病毒。人的病毒病：流感病毒、麻疹

9、病毒、腮腺炎病毒、脊髓灰质炎病毒、肝炎病毒、疱疹病毒、流行性乙型脑炎病毒、艾滋病病毒动物疾病：猪瘟病毒、口蹄疫病毒和鸡新城疫病毒,水痘Chickenpox,麻疹Measles,天花Smallpox,有些脊椎动物病毒有转化正常细胞为癌细胞的能力，所以能诱发人和动物产生肿瘤。如：人乳头瘤病毒能引起人类多种良性皮肤和粘膜乳头瘤或疣，以及宫颈癌等；单纯疱疹病毒能引致唇癌与宫颈癌；乙型肝炎病毒能引发肝癌；人、小鼠和禽类的白血病病毒、鸡劳斯氏肉瘤病毒和鱼淋巴囊肿病病毒。,艾滋病毒,艾滋病即获得性免疫缺失综合症（aquired immune deficiency syndrome，AIDS）始现于20世纪8

10、0年代初期，目前已成为最致命的疾病，被人们称之为现代瘟疫。AIDS由逆转录病毒人类免疫缺失病毒（HIV）引起，估计全球目前已有1千万人感染了HIV。,第四节、亚病毒,1、类病毒（viroid）2、拟病毒（virusoid）3、朊病毒（prion）,1、类病毒（viroid）,1971年，Diener，从马铃薯纺锤块茎病薯中分离出一种病原体。最初认为：马铃薯纺锤块茎病毒（PSTV）后来发现：不是一个完整的病毒颗粒 一个裸露的、共价闭合的环状RNA小分子，能够在敏感细胞内自我复制，不需要辅助病毒，被称为类病毒。,类病毒的种类,目前已鉴定出20多种类病毒马铃薯纺锤形块茎类病毒科（Pospiviroi

11、dae）：含中央保守区，不含核酶保守序列；梨白斑类病毒科（Avsunviroidae）：没有中央保守区，但含有核酶保守序列，能够自我切割,类病毒的致病机理,干扰了宿主正常的生理代谢 类病毒的核酸序列与宿主细胞中的一些RNA分子具有序列相似性，如 5.8S 和 28S 的rRNA内含子序列有相似性 影响细胞中mRNA转录后加工,2、拟病毒（virusoid）,1981年，Randles，绒毛烟斑驳病毒（VTMoV）廿面体（30nm）基因组：RNA11.5106 Da的大分子、线状、ssRNA RNA20.12106 Da的环状、ssRNA RNA3RNA2的线状形式 Haseloff将这种新型的

12、类似于类病毒的环形RNA2分子称为拟病毒。,拟病毒：一种包裹在植物病毒粒子中的小的环状RNA分子。,目前还发现有其他 3 种拟病毒：如莨菪斑驳病毒（SNMV）苜蓿暂时性条斑病毒（LTSV）地下三叶草斑驳病毒（SCMoV）,3、朊病毒（prion，virino）,1982年，美国动物病毒学家Prusiner，在研究羊瘙痒症，发现了一种对人有侵染性的蛋白质颗粒。朊病毒：一类比类病毒还小的病源物，不含任何种类的核酸，能侵染人和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，称为“prion”，也可写为“Virino”。,朊病毒引起动物和人中枢神经系统退化病，已有几百年历史。羊瘙痒病（Sxcrap

13、ie）牛海绵状脑炎病（BSE）人枯鲁症（kuru，新几内亚东部高原）克罗伊茨费尔特-雅各布综合症 早老痴呆症（CJD）,朊病毒的形态结构,在电镜下，朊病毒是呈杆状的颗粒，大小为25nm100200nm（一般为125150nm），2.71043.0 104。杆状颗粒不单独存在，呈丛状排列，每丛的大小和形状不一，多时可达100多个。,朊病毒的性质,1、具有很强的热稳定性。90保持30min不失活，甚至在360保持1h不失活2、抗辐射。紫外辐射和电离辐射3、抗水解。DNA及RNA水解酶、Zn2+所催化的水解反应4、对蛋白质变性剂很敏感。如尿素、十二磺酸酯钠、苯酚等,朊病毒的增殖,朊病毒感染后，可在动

14、物体内产生更多拷贝的病毒蛋白质。朊病毒是一种由宿主细胞基因组编码的蛋白质，含254个氨基酸。在健康脑组织中以正常构型PrPc出现，主要分布在神经元表面。其异构型PrPsc只被部分水解，产生1个含141氨基酸的小分子蛋白质，其具有高度抗蛋白酶活性。,传播：医疗器械消毒不彻底 器官移植、生物制品药物被污染（角膜、人生长素、促性腺激素）硬脑膜嫁接,报道：90个青年因使用受污染的人生长素而患CJD，潜伏期为320年。60例因硬脑膜嫁接而患CJD，潜伏期为114年。,PrP构型转换机制,PrPsc的形成通过1个转译后的修饰过程构型转变。PrPc含有4个螺旋折叠区（H1H4），占总结构区的40%；而-折叠区很小。构型转变主要是N-末端的2个螺旋区（H1和H2）重新折叠成-折叠。而C-末端的二硫键仍连接H3和H4，以保持PrPc的稳定性。,67,PrPc&PrPSc,68,TSE Pathology,