第三章 病毒和亚病毒因子(1)

曲线表现为直线上升。 稳定期：是指感染病毒的宿主细 胞全部裂解，溶液中病毒效价达 到最高点以后的时期。 曲线呈一个平顶。
一步生长曲线的特征数据
两个特征性数据 潜伏期：是病毒颗粒吸附于细胞到受染细胞释放出子 代病毒颗粒所需的最短时间，不同病毒的潜伏期长短 不同，噬菌体以分钟计，动物病毒和植物病毒以小时 或天计。
代表：腺病毒
形成原因：
1)从拓扑学看，廿面体容积最大； 2)最小单位面所需亚基少，利于遗传节约； 3)亚基易于对称排列，等价或准等价成键结合； 综上，廿面体对称结构更稳定、更合理。
螺旋对称的结构特征
形状：多为杆状、纤维状、弯曲杆状。
特点：
长形的衣壳粒螺旋状排列，形成 中空的圆柱体，衣壳粒间为准等价 结合，直径取决于蛋白亚基的特征， 长度取决于核酸分子的长度；
病毒无细胞结构
（真）病毒：至少含核酸和蛋白质二种组分 非细胞生物
类病毒：只含具侵染性的RNA组分
亚病毒
卫星RNA：只含有不具侵染性的RNA组分 朊病毒：只含蛋白质
病毒造成的人类疾病
病毒造成的动植物疾病
禽流感
口蹄疫
患花叶病的胡萝卜
患黄矮病的水稻
病毒的定义及分类
病毒是一类核酸和蛋白质等少数几种成分组成的 超显微非细胞生物，本质是一种只含DNA或RNA的 遗传因子，能以感染态和非感染态两种状态存在， 只在宿主细胞中才具有生命特征。 分类 寄主：动物病毒、植物病毒、噬菌体 遗传物质：DNA病毒、RNA病毒 形态：杆状 (螺旋状）、多面体、复合型
4. 成 熟
成熟(maturity)，即自我装配(self assembly) 过程。是分期、分批进行的。
5. 裂 解
多种酶类(脂肪酶、溶菌酶等)作用，促进细胞裂 解，释放子代噬菌体。
自外裂解：大量噬菌体吸附在同一宿主细胞表面 并释放众多溶菌酶而导致的细胞裂解，仅是一种 单纯的溶菌作用，不会导致大量子代噬菌体产生。
衣 核 包 刺 壳 酸 膜 突
病毒粒
(Virion)
核酸(nucleic acid) DNA or RNA 核衣壳(nucleocapsid) 基本构造 衣壳(capsid ) 衣壳粒 包膜(envelope) 特殊构造 刺突(spike)
衣壳粒
概念：为病毒的最小形态单位，由 1~6个多肽分子折叠缠绕成的蛋白
定量描述烈性噬菌体生长规律的实验 曲线，用于反映各种噬菌体潜伏期、裂 解期和裂解量的特征曲线。 实验设计依据： ①1个菌体被1个噬菌体感染,避免二次 吸附(可引起自外裂解)。 ②细菌群体被噬菌体同步感染。
一步生长曲线的实验过程
1、用噬菌体的稀释液感染高浓度的宿 主细胞； 2、数分钟后，加入抗噬菌体的抗血清 （中和未吸附的噬菌体）； 3、将上述混合物用培养物大量稀释， 终止抗血清的作用和防止新释放的噬菌 体感染其它细胞； 4、保温培养并定期检测培养物中的噬 菌体效价（对噬菌体含量进行计数）； 5、以感染时间为横坐标，病毒的感染 效价为纵坐标，绘制出病毒特征性的繁 殖曲线；
二. 四类病毒的繁殖方式
原核生物的病毒 植物病毒
人和脊椎动物的病毒
昆虫病毒
噬菌体的形态与组成
基本形态:
蝌蚪形——复合对称结构 微球形——廿面体对称结构 纤丝形——螺旋对称结构
其中约95%为蝌蚪形。
噬菌体的形态类型
A. dsDNA, 蝌蚪状， 非收缩性尾； B. dsDNA, 蝌蚪状， 非收缩性长尾；
病毒的特征
1.形态极其微小 2.无细胞构造的分子生物 3.只含一种核酸
4.高度的寄生性
5.通过装配方式进行繁殖
6.离体可保持长期的侵染活性
7.对抗生素通常不敏感 8.有些能够整合到寄主的基因组中
病毒众生相
艾滋病毒
SARS病毒
烟草花叶病毒
T噬菌体
流感病毒
狂犬病毒
典型病毒粒的构造
病毒粒的基本构造和特殊构造
快速增殖过程
（三）噬菌体效价的测定
效价:生物制品活性（数量）高低的标志， 通常采用生物学方法测定。
噬菌体效价：又称噬菌斑形成单位（pfu） 数,指每毫升试样中含有侵染性噬菌体的 粒子数。
优点： 1) 弥补平板不平 2) 噬菌斑位于同个平面， 较清晰
3) 上层为半固体培养基， 有利噬菌体扩散
（四）一步生长曲线
核酸埋嵌在衣壳粒之间的壁内， 以多个弱键与蛋白质亚基相连。 此方式可控制螺旋排列，同时增加 壳体结构的稳定性。
代表：烟草花叶病毒
此形状多为RNA病毒，具螺旋对称 的动物病毒多有包膜。
复合对称的结构特征
大肠杆菌的T4噬菌体是由椭圆形的二十面体头部和螺旋 对称的尾部组合而成，是病毒中复合对称的代表。
噬菌体的增殖
主要内容 烈性噬菌体的裂解周期 一步生长曲线 温和噬菌体的溶源性反应
噬菌体的增殖
根据噬菌体与宿主的关系，可将噬菌体分为2类：
烈性噬菌体（virulent phage)：
指感染后短时间内能连续完成繁殖过程而使宿主细 胞裂解的噬菌体.
温和噬菌体(temperat phage)： 噬菌体感染细胞后，将其基因组核酸整合（附着） 到宿主的基因组上，并随宿主基因组的复制而同步， 但不引起宿主细胞裂解，而是导致溶源性发生的噬 菌体。
1. 吸 附
噬菌体特异性识别专性的细菌细胞的过程。 ①吸附蛋白(在尾丝上) 功能：启动感染,特异性识别 宿主细胞,与宿主细胞表面受 体发生结合. ②细胞受体(图中红箭头示) G+细胞壁上的肽聚糖、磷壁酸， G－细胞壁上的LPS以及鞭毛、 荚膜、菌毛上均有噬菌体吸 附的位点。
2. 侵 入
核酸注入细胞的过程。
裂解量：是每个受染细胞所产生的子代病毒颗粒的平 均数目，其值等于潜伏期受染细胞的数目除稳定期受 染细胞所释放的全部子代病毒数目，即等于稳定期病 毒效价与潜伏期病毒效价之比。通过一步生长曲线测 定，噬菌体的裂解量一般为几十到上百个，植物病毒 和动物病毒可达数百乃至上万个。
一步生长曲线的意义
1) 可获知潜伏期；裂解期。 2) 裂解量(burst 均数。数值上等于： 稳定期噬菌斑数 裂解量= 潜伏期噬菌斑数
功能： a.可启动感染；
b.可诱生免疫保护作用； c.可中和抗体；
d.可促使病毒从宿主细胞上释放.
病毒的核酸
– dsDNA/ssDNA dsRNA/ssRNA
– 线状/环状， 闭环/缺口环 – 单分子/双分子 /三分子/多分子
病毒核酸的功能
储存病毒的遗传信息
控制病毒的遗传变异
控制病毒的增殖
控制病毒对宿主的感染性
病毒的对称形式
螺旋对称 如烟草花叶病毒
二十面体对称 如腺病毒
复合对称 如T偶数噬菌体
二十面体对称的结构特征
特点：
1)球或近球形； 2)高倍电镜下为多面体, 具20个等边三角形 和12个顶点的物体； 3)多面多角多棱,是多颗粒按一定方式对称 排列形成,在角上为五邻体（penton) ，面 上六邻体(hexon)。
潜伏后期，病毒粒子装配成 熟，胞内具侵染性的成熟病毒粒 子数目逐渐增，但没有释放出胞 外。寄主细胞的裂解标志着潜伏 期的结束。
此期为病毒复制所需的最短时 间。为病毒复制的特征性数据。 噬菌体以分钟计； 动植物病毒以小时、天计。
裂解期：是指宿主细胞迅速裂解， 溶液中病毒粒子急剧上升的一段 时间。病毒没有个体生长，其宿 主细胞裂解也是突发的。
第三章 病毒和亚病毒因子
第一节 病毒 一. 病毒的形态和结构
病毒的发现
1892年，科学家伊万 诺夫斯基在研究烟草花叶 病的病因时，推想是由细 菌引起的。但研究结果表 明烟草花叶病是由一种可 以穿过细菌滤器的病原体 引起的。1898年，荷兰细 菌学家贝杰林克证实了这 一结果，将这种病原体称 为“病毒”(virus)。
质亚单位（三级结构）。
特点： 不同病毒，多肽分子的组成不同。 简单病毒只有1~2种衣壳粒， 如：TMV就只含有1种衣壳粒；
复杂病毒有20种左右 的衣壳粒。
衣 壳
概念:是衣壳粒以对称形式有规
律的排列形成的病毒外壳。内 包核酸，形状多样。 •壳体蛋白是许多亚基借次级键 或静电引力互相聚合而成的具
四级结构的多聚体。
（五）温和噬菌体与溶源性
某些噬菌体侵染细菌后，将自身基 因组整合到细菌细胞染色体上，随 宿主细胞分裂而同步复制，并不引 起细菌裂解释放噬菌体，因而被称 作温和噬菌体（temperate phage）。 这种噬菌体与细菌共存的特性称为溶原性 （lysogeny）， 被侵染的细胞被称作溶原性细胞 或溶原菌（lysogen），整合到细菌细胞染色体上 的病毒被称作前病毒或前噬菌体（prophage）。
(一)烈性噬菌体的增殖
烈性噬菌体的增殖亦称裂解性周期或增殖性周期。
其裂解周期为： 1)吸附(adsorption,attachment)
2)侵入(entory,penetration,injection,induction)
3)复制(生物合成biosynthesis） /增殖(replication) 4)成熟(maturation)/装配(assembly) 5)(裂解)释放(release)
C. dsDNA, 非收缩
性短尾； D. ssDNA, 球状，
大顶衣壳粒；
E. ssRNA, 球状， 小顶衣壳粒；
F. ssDNA, 丝状，
无头尾
噬菌体的结构
头部——廿面体对称结构； 组成：蛋白质、小肽、多 胺、内含DNA。 颈环——六角形薄盘状、 连接头尾的结构；附颈须。
尾部
尾鞘(tail sheath): 长95nm, 衣壳粒螺旋对称；可伸缩,伸 展时24转，收缩时12转。 尾管(tail tube): 长80-100nm， 中空，DNA可由此进入细胞。 基板(base plate): 六角形盘 状物，中空，其角上有刺突、 尾丝。 刺突(spike): 长20nm，有吸 附功能。 尾丝(tail fiber): 长140nm， 有识别吸附功能，可专一性 的吸 附在敏感细胞表面相应 受体上。