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病毒: 至少含有 核酸和蛋白质 两种组分. 非 细 胞 型 生 物. 类病毒: 只含具有 独立侵染 性的 RNA 组分 拟病毒: 只含 不 具有 独立侵染 性的 RNA 组分 朊病毒: 只含单一 蛋白质 组分. 亚病毒. 第十章 病毒. 研究历史. 1892 年俄国学者 Ivanovsky 首次发现烟草花叶病毒的感染因子能通过细菌过滤器。 1898 年荷兰的 Beijerinck 将病原体命名叫 virus ;
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病毒:至少含有核酸和蛋白质两种组分 非 细 胞 型 生 物 类病毒:只含具有独立侵染性的RNA组分 拟病毒:只含不具有独立侵染性的RNA组分 朊病毒:只含单一蛋白质组分 亚病毒 第十章 病毒
研究历史 • 1892年俄国学者Ivanovsky首次发现烟草花叶病毒的感染因子能通过细菌过滤器。 • 1898年荷兰的Beijerinck将病原体命名叫virus; • 1935年美国的Stanley首次提纯并结晶了TMV,随后英国的Bawden and Pirie证实该结晶只含核酸和蛋白质两种成分; • 1952年Hershey and Chase证实噬菌体的遗传物质是DNA; • 1971年Diener发现只含RNA一种成分的类病毒; • 1981年Randles等又发现了拟病毒(卫星病毒); • 1982年Prusiner发现了只含蛋白质一种成分的朊病毒。
一、病毒基本特点 ⑴病毒颗粒非常微小,用电子显微镜才能观察到; ⑵病毒颗粒主要由核酸和蛋白质组成,每一种病毒只含一种核酸,或RNA或DNA; ⑶病毒不是以二分裂方式繁殖,只能在活的宿主细胞内复制新的子代病毒; ⑷除利福平可抑制痘病毒复制外,其他抗生素对病毒的作用都不大; ⑸干扰素可抑制多数病毒的复制。
补充:病毒与其他微生物的区别要点 说明:*D=DNA(脱氧核糖核酸);R=RNA(核糖核酸) **有些细菌与立克次氏体对干扰素也敏感。
第一节 病毒的形态构造 电镜下的病毒
一、大小及形态 20-300nm 砖形、弹形、球形、蝌蚪形、杆形等多形性 SAS Virus 噬菌体形态
病毒的形态 • 球形 —二十面体对称(如腺病毒) • 杆状 —螺旋对称(如烟草花叶病毒) • 蝌蚪状 —复合对称(如大肠杆菌噬菌体)
病毒的对称体制 • 球形 —二十面体对称(腺病毒) • 杆状 —螺旋对称(烟草花叶病毒) • 蝌蚪状 —复合对称(大肠杆菌偶数噬菌体)
二十面体立体对称的代表——腺病毒 刺突 顶球
五邻体 六邻体
RNA 衣壳粒 • 螺旋对称的代表——烟草花叶病毒(TMV)
E.coli 的T4 噬菌体模式图 复合对称的代表——T偶数噬菌体 • 头部 • 颈部 • 颈环 • 颈须 • 尾部 • 尾鞘 • 尾管 • 基板 • 刺突 • 尾丝
核酸 → 决定病毒遗传、变异和复制 核心 蛋白质→支架结构和抗原成分,保护核酸 衣壳 类脂→与病毒的宿主专一性和侵入等有关 包膜
1.核酸(Nucleic acid) DNA或RNA,有单股和双股之分。失去衣壳的裸露核酸如具有传染性则称为感染性核酸。 核酸蕴藏着病毒遗传信息,主导病毒的生命活动,形态发生,遗传变异和感染性。
2.衣壳(Capsid ) 包围在核酸外的一层蛋白质,衣壳是由许多“壳微粒 ”按一定几何构型集结而成,壳微粒在电镜下可见,是病毒衣壳的形态学亚单位,它由一至数条结构多肽构成。
病毒的辅助结构 1.囊膜(Envelope) 某些病毒,在核衣壳外包绕着一层含脂蛋白的外膜,称为“囊膜”。如虫媒病毒、人类免疫缺陷病毒、疱疹病毒等。 囊膜中含有双层脂质、多糖和蛋白质,其中蛋白质具有病毒特异性,常与多糖构成糖蛋白亚单位,嵌合在脂质层,表面呈棘状突起,称“剌突”。 有囊膜病毒对脂溶剂和其他有机溶剂敏感,失去囊膜后便丧失了感染性。
2.触须样纤维(Fiber) 腺病毒是唯一具有触须样纤维的病毒,腺病毒的触须样纤维是由线状聚合多肽和一球形末端蛋白所组成,位于衣壳的各个顶角。该纤维吸附到敏感细胞上,抑制宿主细胞蛋白质代谢,与致病作用有关。此外,还可凝集某些动物红细胞。
3.病毒携带的酶 某些病毒核心中带有催化病毒核酸合成的酶,如流感病毒带有RNA的RNA聚合酶,这些病毒在宿主细胞内要靠它们携带的酶合成感染性核酸。
第二节 病毒的增殖 特点: 由于病毒缺少完整的酶系统,不具有合成自身成份的原料和能量,也没有核糖体,因此决定了它的专性寄生性,必须侵入易感的宿主细胞,依靠宿主细胞的酶系统、原料和能量复制病毒的核酸,借助宿主细胞的核糖体翻译病毒的蛋白质。病毒这种增殖的方式叫做“复制(Replication)”。
从病毒感染细胞,进入细胞,到复制子代病毒后释放出来的全过程,称为复制周期(replication cycle)或增殖周期,也叫感染周期。
过程: • 吸附 • 穿入 • 脱壳 • 生物合成 • 装配释放 图例:各种病毒的复制过程 灰质炎v、粘v、腺v、疱疹v、多瘤v
吸附 穿入 释放 成熟 装配 脱壳 晚期蛋白 核酸游离 DNA复制 早期蛋白 病毒的增殖过程
2. 1. 6. 5. 3. 4. 不同核酸型的病毒在感染宿主后的mRNA合成方式
第三节 病毒的干扰现象 一、干扰现象 当二种病毒感染同一细胞时,一种病毒可以增殖,而另一种病毒则被抑制,这种现象称为干扰现象(Interference) 产生干扰现象的可能原因: 1、占据或破坏细胞的病毒受体 2、争夺酶和原料 3、诱导产生了干扰素
二、干扰素 机体细胞受到病毒(或其他微生物)感染后所产生的一种低分子蛋白质,被其他的细胞吸收后能抑制多种病毒的感染,这种物质称为干扰素。按产生细胞及性质不同,干扰素分为3型:IFN-α、 IFN-β、 IFN-γ。 干扰素制剂已用于治疗一些病毒感染(如慢性乙型肝炎、单纯疱疹病毒毒性角膜炎、带状疱疹及呼吸道病毒感染)和恶性肿瘤(如成骨肉瘤等)。
第四节 病毒的抵抗力与变异 一、病毒对理化因素的抵抗力 (一)物理因素 1.温度: 大多数病毒(除肝炎病毒外)耐冷而不耐热,通常在-20~-196℃仍不失去活性,但对反复冻融则敏感。 2.盐类 : 对病毒有稳定作用,克分子浓度的盐可提高病毒对热的抵抗力。 3. pH: 病毒一般在pH5.0~9.0的环境是稳定的 4.射线: 紫外线、X线和高能量粒子可杀活病毒
(二)化学因素 1.脂溶剂 有囊膜病毒可迅速被脂溶剂破坏,如乙醚、氯彷、去氧胆酸钠。病毒对脂溶剂的敏感性可作为病毒分类依据。 2.甘油 大多数病毒在50%甘油盐水中能活存较久。因病毒体中含游离水,不受甘油脱水作用的影响,故可用于保存病毒感染的组织。 3.化学消毒剂 一般都很敏感。 4.抗生素 抗生素及磺胺对病毒无效。
病毒的抵抗力 一、耐冷怕热 二、紫外线敏感 三、氧化剂敏感 四、囊膜病毒对脂溶剂敏感 五、耐甘油
二、病毒的变异 (一)突变 1.毒力改变: 有强毒株及弱毒株。 2.条件致死突变株: 其中最主要是的是温度敏感条件致死突变株,简称温度敏感突变株 ,在特定温(28~35℃)下孵育则能增殖,在非特定温度(37~40℃)下孵育则不能繁殖。可用于制备减毒活疫苗。 3.宿主适应性突变株: 例如狂犬病毒突变株适应在兔脑内增殖,由“街毒”变为“固定毒”,可制成狂犬病疫苗。
(二)基因重组 1.活病毒间的重组 流感每隔十年左右引起一次世界性大流行,可能是由于人的流感病毒与某些动物(鸡、马、猪)的流感病毒间发生基因重组所致。 2.灭活病毒间的重组 3.致弱病毒间的重组
(三)基因产物的相互作用 1.表型混合(Phenotype mixing) 2.基因型混合(Genotype mixing) 3.互补 (Complementation) 4.增强(Enhancement)
(四)病毒变异的实际意义 1.研制减毒活疫苗 如ts株、宿主适应性突变株的研制。 2.应用于基因工程(Genetic engineering) 目前病毒基因工程正沿着二个方向发展: 一是将编码病毒表面抗原的基因移植到质粒中去,在大肠杆菌中产生大量表面抗原物质,以制备疫苗或诊断用抗原。如乙型肺炎病毒编码表面抗原的DNA片段已在酵母菌中表达,该疫苗正进行人体观察; 二是探索病毒作为基因工程载体的可能性,以便将所需要的外源基因带入人体或植物体内,以治疗人类遗传疾病或创造动物新品种的目的。
第五节 病毒的培养 一 实验动物培养法 要求被接种动物健康无病且无相应抗体。 作用: 1、病原体检查。 2、传染病的诊断。 3、抗血清的生产及高免蛋白液的制备。
二 鸡胚培养 可分别接种在鸡胚绒毛尿囊膜、尿囊腔、羊膜腔、卵黄囊、脑内或静脉内。 注意: 1.接种时最好使用SPF鸡蛋; 2.很多病毒在鸡胚中不生长 。
可能的病变: 1、胚胎死亡 胚胎不动、血管网消退、不再生长 2、胚胎出血或畸形 3、绒毛尿囊膜出现斑点斑块 作用: 1、生产疫苗 2、传染病的诊断