病毒的增殖
第四章 病毒的增殖(1)
病毒受体的特点: ▲宿主特异性:如猪瘟病毒只感染猪
HIV
▲细胞特异性:如牛白血病毒只感染牛的B淋巴细胞
▲病毒的特异性:不同科属的病毒在同一细胞上有不同的受体
2-病毒的增殖过程
侵入与吸附是一个连续过程 目前发现病毒侵入细胞有3种方式： ①病毒直接转入：
小RNA病毒、肠道病毒及鼻病毒。 心病毒和口蹄疫病毒由于衣壳相对疏松， “A”粒子在穿过胞膜时，被彻底裂解，结果以 RNA及12～14S蛋白亚单位形式释入胞浆。
7.内质网
8.高尔基体 9.糖蛋白合成
10.装配
11
病毒在细胞内的感染过程中，细胞内合成的病毒成分有时不 能装配成完整的病毒粒子，这种现象称为不全增殖。 缺损病毒——病毒往往由于病毒基因组缺乏一个或一个以上 病毒复制过程中较为重要的基因，导致病毒复制不能正常进 行。 缺损病毒具有下列5种形式。 (1) 依赖辅助病毒的缺损病毒： 大多数病毒均可产生这类缺损病毒。常指的DI(de-fective interfering) 病毒粒子，就属这种形式。 DI 病毒的基因缺陷 程度差异较大，最高时可达90％。 在有辅助病毒感染的情况下， DI 病毒缺陷基因的产物能在 辅助病毒增殖过程中得到补偿。
4-亚病毒
1982年普什纳（Prusiner）证明引起羊搔痒病的病原是一种分 子量为27kDa的蛋白质，他称之为蛋白侵染子（Prion）或朊病 毒，感染后引起亚急性海绵样脑病的中枢神经系统疾病。
目前至少有6种人和动物的慢性病与此有关，如人的库鲁病 (Kuru) 和克-雅氏病(Creutzfeldt-Jakob)以及羊的痒疫、貂的传 染性脑病和近年发现的牛海绵状脑病(又称疯牛病)、鹿的搔痒病 等。
3-病毒的不全增殖和缺损病毒
缺损病毒在许多情况下，对正常病毒的感染起干扰作用。 缺损病毒主要有下列几方面生物学意义： (1) 基因转移与表达： 缺损的乳多空病毒和腺病毒，经常携带的少量宿主细胞基因 转移给另一些细胞，并且有所表达。 (2) 毒力调节： 尤其是DI粒子和卫星病毒，具有明显的干扰完整病毒复制的 作用，起着减弱完整病毒感染力的作用。 乳鼠长期被呼肠孤病毒感染后，体内具有大量缺损病毒，显 然是机体对病毒感染的一种抵抗形式的产物。 (3) 病毒与宿主的进化： 缺损病毒转化的细胞，已将病毒的插入基因作为自身成分代 代相传。同样，许多病毒携带部分细胞基因，继续传给子代 病毒。 病毒与细胞这种基因互用无疑在病毒和宿主的进化上起着重 要作用。
病毒的增殖
第二十八讲病毒的增殖教学目的：掌握病毒的增殖过程各阶段特点教学重点：病毒的增殖过程教学难点：病毒的增殖过程课时分布：1学时教学过程：病毒在活细胞中的繁殖既不象细菌一样进行二分分裂，也不象霉菌样通过形成孢子繁殖。
病毒细胞结构不完整。
仅由生物大分子构成。
缺乏代谢必需的酶系统与能量。
不可能合成自力的蛋白质与核酸。
从而决定了病毒是通过感染寄主细胞后。
控制宿主细胞的整套生物合成机构，利用它的合成材料，按照病毒的遗传特性，合成病毒的核酸与蛋白质。
然后组装成新的病毒粒子，故称增殖。
一、病毒的复制周期1、一步生长曲线：是病毒接种于敏感细胞后培养时，定时取样测定培养物中的病毒效价，以病毒效价对培养时间作图而得的病毒特征性的繁殖曲线。
潜伏期：是毒粒吸附于细胞到受染细胞释放子代毒粒的时期。
裂解量：平均每个感染细胞裂解时所释放的代毒粒的数目。
2、隐蔽期：病毒在受染细胞内消失到细胞内出现新的感染性病毒的时间。
3、病毒的复制周期定义：指病毒自吸附、侵入到释放的整个复制过程。
包括五个阶段：吸附、侵入、脱壳、大分子合成、装配与释放。
二、病毒的复制过程分五个阶段：（-）吸附是病毒感染细胞的第一步。
1、病毒吸附蛋白当病毒与寄生细胞混合时，由于运动（扩散、分子运动、静电引力）而吸附在敏感细胞的特异性受体上，病毒吸附蛋白能特异性地识别它。
无包膜毒粒的病毒吸附蛋白是核壳的组成部分，有包膜的则为包膜糖蛋白。
2、细胞受体受体是具有一定化学结构的球形体，位于宿主细胞表面。
不同寄主细胞，其受体的化学结构不同。
当寄主细胞发生突变而使受体结构发生改变，不再被某一种病毒所吸附，则寄主细胞获得了对该病毒的抗性。
如果病毒一方发生变异，吸附也不能发生，或病毒一方也发生变异，重新能吸附有抗性的寄主细胞。
（二）、侵入与脱壳侵入方式由宿主细胞的性质，尤其是表面结构所决定的。
1、噬菌体①尾部未端附着在敏感细菌表面，尾丝撒开并固着于细胞上。
②尾部产生溶菌酶水解细胞的肽聚糖，使细胞壁产生孔洞。
动物微生物-病毒的增殖和培养
详细描述
过滤分离法适用于从大量液体中提取病毒，通常使用孔 径大小适宜的滤膜，将病毒颗粒截留在滤膜上，而将其 他杂质通过滤膜过滤掉。该方法操作简便，但需要选择 合适的滤膜孔径以获得较高纯度的病毒。
蔗糖梯度离心法
总结词
利用不同浓度的蔗糖溶液形成的密度梯度，将病毒从混合物中分离出来的方法。
详细描述
蔗糖梯度离心法是一种常用的病毒纯化技术，通过在离心管中形成连续的蔗糖浓度梯度，将不同密度的病毒颗粒 分离。病毒颗粒在离心后会停留在相应的蔗糖密度层，从而达到纯化目的。该方法能够分离出较高纯度的病毒， 但操作较为繁琐，需要精确控制蔗糖浓度和离心参数。
复制周期
复制效率
不同病毒的复制效率有很大差异，有 些病毒可以在短时间内复制出大量的 子代病毒。
病毒的复制周期包括吸附、侵入、复 制、组装和释放等阶段。每个阶段都 需要一定的时间和能量来完成。
病毒的培养条件
01
02
03
培养基
病毒需要在适当的培养基 中才能生长和繁殖，如动 物细胞、昆虫细胞或细菌 等。
侵入
总结词
病毒进入宿主细胞内部的过程。
详细描述
在吸附完成后，病毒通过不同的方式进入细胞内部，如内吞、膜融合等。这一 过程需要病毒利用其自身的酶或诱导细胞内的信号转导途径来完成，以确保病 毒基因组能够进入细胞内部并开始复制。
脱壳
总结词
病毒基因组从其蛋白质外壳中释放出来的过程。
详细描述
在病毒进入细胞后，其蛋白质外壳会被细胞内的酶分解，使得病毒的核酸基因组得以释放。这一过程 对于病毒的复制是必须的，因为只有当基因组被释放出来后，才能利用宿主细胞的合成系统来复制病 毒的基因组和蛋白质。
详细描述
动物接种法是将病毒接种于易感动物，如小 白鼠、家兔、豚鼠等，观察其发病表现和病 理变化，以研究病毒的生物学特性和致病性。 这种方法可以模拟自然感染过程，但实验动 物感染病毒后可能出现死亡或发病，需要严 格控制实验条件和动物福利。
病毒的增殖
3、生物合成
包括病毒的核酸和蛋 白质的合成。一般蛋 白质的合成在胞浆内， 核酸的合成有的在胞 浆内，有的在细胞核 内进行。
4、装配与释放
病毒的子代核酸与新 合成的衣壳蛋白，在 细胞浆或细胞核内装 配成核衣壳，进而成 熟为新的病毒子。病 毒的释放主要有两种 方式：一是靠宿主细 胞裂解，二是通过出 芽的方式释放。
即吸附、穿入与脱壳、生物合成以及装配
病毒与易感细胞接触 时，通过静电吸引和 细胞膜上的特异性受 体而吸附于细胞表面， 如新城疫病毒的吸附 就是依靠囊膜上的血 凝素纤突与易感细胞 的糖蛋白受体结合。
2、穿入与脱壳
病毒吸附于细胞表面 后，可通过多种方式 进入细胞。无囊膜的 病毒主要通过吞饮作 用进入细胞有的直接 穿入细胞内。有囊膜 的病毒通过囊膜与细 胞膜融合，脱去囊膜， 核衣壳进入细胞内， 也可通过吞饮作用进 入细胞。
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病毒的增殖
病毒没有完整的酶系统,不能单独进行物质 代谢,必须在活的宿主细胞内才能增殖。
一、病毒的增殖方式 病毒的增殖方式为复制。病毒的复制就是
利用宿主细胞内的原料、能量、酶与场所， 来合成病毒的核酸和蛋白质，然后装配成 熟并释放到细胞外的过程。
病毒的增殖
二、病毒复制过程 病毒的复制过程基本分为四个连续的阶段，
病毒的复制增殖过程
病毒的复制增殖过程病毒不具有能独立进行代谢的酶系统，因此只有进入活的易感宿主细胞内，由宿主细胞提供合成病毒核酸与蛋白质的原料，如低分子量前体成分、能量、必要的酶等，病毒才能增殖。
病毒增殖的方式不是二分裂，而是自我复制。
即以病毒核酸为模板，在DNA多聚酶或RNA多聚酶及其他必要因素作用下，合成子代病毒的核酸和蛋白质，装配成完整病毒颗粒并释放至细胞外。
病毒复制（replication）一般可分为吸附、穿入、脱壳、生物合成及装配与释放5个阶段，称为复制周期（replication c ycle）。
病毒经过复制产生大量的子代病毒，而此时，宿主细胞的生物合成则受到不同程度的抑制和破坏。
一、病毒复制周期吸附（adsorption）吸附于宿主细胞表面是病毒感染的第一步。
吸附主要是通过病毒体表面的配体蛋白与易感细胞表面特异性受体相结合。
不同细胞表面有不同受体，它决定了病毒的不同嗜组织性和感染宿主的范围，如小RNA病毒衣壳蛋白特定序列能与人及灵长类动物细胞表面脂蛋白受体结合，而腺病毒衣壳触须样纤维能与细胞表面特异性蛋白相结合。
有包膜病毒多通过表面糖蛋白结构与细胞受体结合，如流感病毒HA糖蛋白与细胞表面受体唾液酸结合发生吸附；人类免疫缺陷病病毒（HIV）包膜糖蛋白gp120的受体是人Th细胞表面CD4分子；EB病毒则能与B细胞CD21受体结合。
无受体细胞不能吸附病毒，也不能发生感染。
细胞含受体数不尽相同，最敏感细胞可含10万个受体。
吸附过程可在几分钟到几十分钟内完成。
穿入（penetration）病毒与细胞表面结合后，可通过胞饮、融合、直接穿入等方式进入细胞。
胞饮类似吞噬泡，细胞内陷将病毒包进细胞浆内，无包膜病毒多以胞饮形式进入易感染动物细胞内。
融合是指病毒包膜与细胞膜融合，包括病毒融合蛋白与细胞第二受体的作用，如HIV 与CCR5的结合。
融合后再将病毒的核衣壳释放至细胞浆内。
还有少数无包膜病毒在吸附时某些蛋白衣壳的多肽成分发生改变，从而可直接穿过细胞膜。
第三章 病毒的增殖
第三章病毒的增殖病毒的增殖是病毒侵入寄主细胞后，利用宿主细胞的成分和生物合成机构，以病毒核酸为模版来合成病毒本身成份，并装配成新的子代病毒子的过程。
这一过程不同于细胞性生物的繁殖（二分裂或有丝裂等），故称为增殖成复制，而有别于繁殖。
对于病毒增殖过程和生物合成的研究，不仅关系到病毒病的防治，而且涉及生命起源和肿瘤学等重大理论和实践课题。
有关生命本质及其起源的研究，必须从非细胞形态的生命物质开始。
在这方面，病毒是最理想的模型。
例如，在有适当的前体和酶的存在条件下，提纯的病毒RNA或DNA甚至可在试管内增殖。
同样，病毒RNA可在试管内于细菌的核蛋白体上译制病毒蛋白质。
病毒核酸和病毒蛋白质也可在试管内装配成为完整的病毒子等。
又有人认为，病毒可有以“附加基因”的方式，结合入细胞遗传物质，成为生物进化的原因。
肿瘤，就其本质来讲，是细胞基因突变的结果。
病毒至少是肿瘤病因中的一个重要因素。
目前发现的脊椎动物肿瘤病毒已经超过30种，而有致肿瘤特性的病毒约有150多种。
最近证明，RNA致瘤病毒可借反录酶的作用，在细胞内复制出含有病毒信息的DNA，结合入细胞DNA，改变细胞的遗传性，干扰细胞的正常生命活动而导致细胞恶性变。
最近发现“缺损病毒”，没有完整的病毒子构造，可能只有核酸的片段残留在细胞中，与细胞染色体结合而逐代传递，成为细胞恶性变的原因。
病毒性疾病的化学预防和化学治疗，已被证明是完全可能的，实践中也已取得初步成果。
目前发现的一些不见于正常细胞而为病毒增殖所必需的核酸合成酶和其他蛋白质，为病毒病的的化学防治提供了进一步的可能性。
而对病毒生物合成各环节的深入了解，则为选择适当药物，切断病毒增殖周期，阻碍病毒增殖而达到防治目的，创建现实的基础。
第一节病毒的增殖场——细胞病毒由于缺乏自身增殖所需的完整酶系统，增殖时必须依靠宿主细胞合成核酸和蛋白质，甚至直接利用宿主细胞的某些成分，这就决定了病毒在细胞内专性寄生的特性。
名词解释病毒的增殖
名词解释病毒的增殖病毒的增殖，是指病毒在寄主细胞内繁殖和增加数量的过程。
病毒是一类非细胞生物，无法自主生长和繁殖，需要寄生在寄主细胞内完成其生命周期。
病毒的增殖过程是一个复杂而精密的机制，涉及到多个环节和调控因子。
病毒入侵寄主细胞后，首先要进入细胞内部。
病毒通常通过与细胞膜相互结合或利用细胞内的胞吞作用等方式进入细胞内。
一旦病毒成功进入细胞内，它会释放出自己的核酸（DNA或RNA）和一些必要的蛋白质，以便进行复制和转录。
这些病毒蛋白质和核酸将开始调控细胞内的机制，以促使自身的表达和复制。
在病毒增殖的过程中，病毒核酸的复制起着关键作用。
通过病毒自身编码的酶或利用细胞内的酶，病毒核酸得以实现复制。
病毒的DNA或RNA在细胞内得到复制后，将形成更多的病毒基因组，为进一步的繁殖提供基础。
随着病毒复制过程的进行，病毒基因组和蛋白质逐渐积累。
病毒蛋白质具有特定的功能，如帮助病毒组装、促进病毒颗粒的形成以及干扰宿主细胞的正常功能。
这些蛋白质在病毒增殖过程中扮演着重要的角色，它们能够与细胞内的分子相互作用，从而实现病毒的繁殖和扩散。
一旦病毒完成了其内部的复制、转录和翻译等过程，它将开始组装成完整的病毒颗粒。
这个过程涉及到病毒蛋白质的自组装以及与病毒基因组的结合。
细胞内的胞吞或胞吐过程可以帮助病毒颗粒离开寄主细胞，并以不同的方式传播到其他细胞或宿主体内。
病毒的增殖是一个快速而高度有序的过程，它必须严密地控制每个环节的时机和数量，以保证病毒能够高效地繁殖。
在病毒增殖过程中，许多调控机制参与其中，包括细胞因子、信号转导通路以及病毒自身编码的蛋白质等。
这些因子相互作用，形成一个复杂的网络，以保证病毒的复制和繁殖在适当的时间和条件下进行。
病毒增殖不仅对于病毒本身具有重要意义，也对宿主细胞和宿主体具有重要影响。
病毒增殖过程中，病毒会耗尽宿主细胞的资源，并破坏宿主细胞内部的正常机制。
一些病毒还能够抑制宿主的免疫系统，使得宿主更容易受到感染和疾病的侵袭。
病毒的增殖
病毒的增殖1.同学们大家好，欢迎来到微生物检验技术微课堂，本次课我们学习病毒的增殖。
2.病毒的增殖又称为病毒的复制，是指病毒在宿主细胞中繁殖的过程，由于病毒的结构非常简单，缺乏能够独立代谢的酶系统，所以它只能够借助宿主细胞的代谢系统来进行增殖。
那么病毒的增殖是在病毒的核酸进入宿主细胞后，生物活性才能够启动，病毒以自身的基因为模板，借助宿主的细胞器和酶系统，并由宿主细胞来提供原料、能量等等，然后再按照一定的程序复制出病毒的基因组，同时转录，翻译出相应的病毒蛋白，最终装配释放出子代病毒。
3.我们把这个过程可以人为的分为吸附，穿入、脱壳、生物合成和装配释放五个相互联系的阶段。
我们把这个过程称为复制周期。
4.接下来我们来详细了解病毒增殖的过程，病毒增殖的第一步是对易感细胞的吸附，病毒通过它表面结构当中的吸附蛋白与宿主易感细胞表面的特异性的受体进行结合，这种结合是不可逆的，但有高度的特异性，所以这种病毒和宿主细胞结合的特异性，就决定了病毒宿主的范围和组织的噬性，我们把它称之为病毒组织选择性。
比如说人类免疫缺陷病毒HIV它会通过包膜表面的刺突蛋白gp 120与受体的CD4分子进行一个特异性的结合，因此HIV它只会感染带有CD4分子的T细胞，我们知道CD4分子主要是表达在CD4T淋巴细胞表面，所以HIV它主要攻击的对象就是CD4阳性的T淋巴细胞，这时候病毒就完成了增殖的吸附过程。
5.病毒增殖的第二步就是穿入过程，病毒与细胞表面结合吸附于易感细胞后就开始了穿入过程，穿入的方式随着病毒种类的不同而会不同，一般来说无包膜的病毒通过细胞膜内陷以包饮的方式将衣壳吞入，而有包膜的病毒则通过包膜与宿主细胞膜融合以后再进入到细胞内，当然还有一些病毒可以直接穿透细胞膜而进入宿主细胞内。
6.病毒增值的第三步就是脱壳过程，病毒必须要在穿入细胞以后先脱去蛋白衣壳，再将核酸游离释放出来以后才能够发挥作用，脱壳的过程包括去除包膜、衣壳蛋白和基质蛋白，大多数的病毒在穿入的过程中，一边脱衣壳，一边释放病毒核酸，只有少数的病毒在进入宿主细胞以后再进行脱壳。
第二节 病毒的增殖
）
医学微生物学（Medical Microbiology
病毒的基本性状
Basic Characters of Viruses
补充学习和理解
第二节病毒的增殖
1. 病毒的异常增殖
●顿挫感染或流产感染(abortive infection)：病毒进入非容
纳细胞，不能产生子代病毒体，称为顿挫感染。
●缺陷病毒：指病毒基因组不完整或某一基因位点突变，不能
进行正常增殖产生子代病毒体。
当与另外一种病毒共同感染细胞时，后者可提供前者所缺乏的物质而导致前者正常增殖，起这种辅助作用的病毒，称为辅助病毒。
2. 病毒的干扰现象
●定义: 两种病毒感染同一细胞时，可发生一种病毒抑制另一种病毒增殖的现象。
●常发生于:
异种病毒间
同种同型病毒间
缺陷病毒(缺陷干扰颗粒:发挥干扰作用的缺陷病毒)与野生型病毒之间
活病毒间
死病毒与活病毒间
●临床意义:阻止发病、终止感染
●可能机制: 诱导细胞产生干扰素、阻止病毒吸附和穿入、改变宿主细胞代谢。
动物病毒学-第2章病毒的增殖
第二章病毒的增殖我们知道，病毒颗粒体现的是病毒静止和不活动的形式。
病毒的真实情况只能在它们与细胞间的反应时期才能够清楚地认识到。
病毒体在细胞外是处于静止状态，基本上与无生命的物质相似，当病毒进入活细胞后便发挥其生物活性。
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）”。
病毒在活细胞内，以其基因为模板，在酶的作用下，分别合成病毒基因及蛋白质，再组装成完整的病毒颗粒，这种方式称为复制（replication)。
从病毒进入宿主细胞开始，经过基因组复制和病毒蛋白合成，至释放出子代病毒的全过程，称为一个复制周期。
病毒的复制周期主要包括吸附、穿入、脱壳、生物合成、装配和释放六个连续步骤。
早在20世纪40～50年代，不少学者以噬菌体为研究模型，获得了病毒增殖的初步认识。
随着哺乳动物细胞培养技术的发展，对动物病毒的转录、翻译和核酸复制基本机理以及基因表达和调控的研究已取得了很大的进展。
动物病毒的增殖过程，可分为三个时期：隐蔽期，早期和后期。
所有病毒的增殖都可以分为六个连续阶段，即吸附、穿入、脱壳、生物合成、装配和释放。
【吸附和穿入、脱壳、生物合成、装配和释放四个连续步骤】病毒增殖各阶段中的差异，特别是在生物合成、装配和释放中的差异，在疾病的病理发生上和对病毒感染的预防、诊断及治疗方面的影响是最有意义的值得研究的问题。
在研究病毒增殖或增殖时还要注意，病毒的增殖是一个连续不断的进行性的过程，直至把细胞的内容物全部耗尽。
不同科属的病毒各有其独特的方式。
第一节病毒的一步生长曲线所谓病毒的一步生长曲线即以感染时间为横坐标，病毒效价为纵坐标，绘制出的病毒特征曲线。
病毒效价：待测样品中病毒数量通常以单位体积病毒悬液的感染单位数目来表示（IU/mL），称为病毒效价。
微生物课件13.病毒的增殖1
Baltimore Classification & Viral Replication
遗传物质传递中心法则
DNA
RNA
Protein
双链DNA（dsDNA）病毒的复制
or
腺病毒、HBV、疱疹病毒
dsDNA
Late transcription
dsDNA
mRNA
Early transcription mRNA
巨细胞病毒包涵体
研究病毒增殖的意义
➢ 研究病毒与宿主细胞的相互关系 ➢ 了解病毒性疾病的发病机理 ➢ 了解增殖过程，从而寻找有效抗病毒药物，阻
断病毒复制 ➢ 目前大多抗病毒药物作用于复制增殖过程如
HBV 核苷类似药物、抗HCV、HIV蛋白酶抑制 剂 ➢ 出现顿挫感染时难以有效检测到病毒，对诊断 不利
--感染后期
对 数
--大量感染性病毒颗粒
生 长
--包括装配\释放
期
细胞死亡(cell death)
吸附与黏附 穿入与脱壳 生物合成 装配与释放
每个被感染细胞释放 出病毒颗粒数量
病毒的复制周期
病毒的复制周期——吸附与黏附
• 吸附 (adsorption) ： 病毒与细胞的非特异性接触 静电结合 可逆
思考题
1. 描述dsDNA、+RNA和逆转录病毒的复制周期。 2. 病毒在细胞内增殖的后果。 3. 名词：病毒复制、复制中间体、CPE，包涵体
(inclusion body)、类病毒、一步生长曲线 4. 举例说明病毒感染为何有组织细胞类型特异性？ 5. 列举下列疾病的病毒中英文名：麻疹、腮腺炎、
艾滋病、小儿麻痹症、流感、SARS、带状疱疹、 手足口病、风疹、天花等。
病毒的增殖
病毒的增殖病毒以复制方式进行增殖，从病毒进入细胞开始，经基因组复制到子代病毒释放的全过程，称为一个复制周期(replication cycle)，包括吸附、穿入、脱壳、生物合成、组装、成熟和释放等连续的过程。
1.吸附即病毒体与易感细胞的特异性结合，是病毒增殖的第一步。
吸附是特异的、不可逆的，这种特异性决定了病毒的嗜组织特征。
2.穿入吸附在易感细胞的病毒穿过细胞膜进入细胞内的过程称为穿入。
穿入的方式有三种：①胞饮(pinoclytosis)或内吞(endocytosis)：胞质膜内陷将病毒包裹其中，形成类似吞噬泡的结构使病毒进入胞质内，无包膜病毒一般以此方式穿入；②融合(fusion)：有包膜的病毒依靠吸附部位的酶作用及包膜与细胞胞质膜的同源性等，发生病毒包膜与胞质膜的融台，使病毒核衣壳进入胞质内：③转位作用(transposition)：少数无包膜病毒吸附于宿主细胞膜时，其衣壳蛋白的某些多肽成分发生改变，使病毒可直接穿过细胞膜，称为转位。
此外噬菌体吸附于宿主菌后，噬菌体尾部插入宿主菌细胞内，将其头部内的核酸通过尾髓直接注入宿主茵内，称为转染。
3.脱壳穿入胞质中的核衣壳脱去蛋白质壳，使基因组核酸裸露的过程称为脱壳。
脱壳必须有酶的参与，多数病毒在穿入时已在细胞溶酶体酶作用下脱壳，有些病毒具有特异性水解病毒衣壳蛋白的酶称为脱壳酶。
4.生物合成病毒体经脱壳后，病毒基因组释放进入细胞中，开始病毒的生物合成：包括基因组的复制(genome replication)和基因表达(gene expression)两部分。
DNA病毒的合成按遗传中心法则进行，即“DNA-RNA-protein”，除痘类病毒在胞质内复制以外，DNA病毒都是在细胞核内复制DNA，在胞质内合成蛋白质(+)ssRNA病毒按照“(+)ssRNA→protein”的方式进行合成，(-)ssRNA病毒的合成按照“(-)ssRNA→(+)ssRNA→protein”的方式进行；反转录病毒合成中先以病毒RNA为模板转录出互补DNA链，构成RNA：DNA杂交中间体，由病毒RNA 酶H水解去除RNA链，使单链DNA进入细胞核内互补另一条DNA，形成双链DNA 并以前病毒的形式整合于宿主细胞DNA中，当病毒复制时前病毒先从细胞DNA上脱离F来，在宿主细胞提供的依赖，DNA的RNA聚合酶作用下转录出病毒RNA，再按RNA病毒的方式进行复制。
第三章病毒的增殖
噬菌体的一步生长曲线
（噬 菌 斑 数）
吸附期
潜伏期
裂解期
噬菌体复制（繁殖） 的三个阶段： 1、吸附期
游离的噬菌体吸附到宿主细胞
2、潜伏期
从噬菌体吸附到细胞到释放 出新噬菌体的最短时期
3、裂解期
随着菌体不断破裂，新噬菌体 数目增加，直到最高值
（一）、一步生长曲线（one step growth curve）
隐蔽期病毒在细胞内存在的动力学曲线呈线性函数，而非指数关系， 从而证明子代病毒颗粒是由新合成的病毒基因组与蛋白质经装配成 熟，而不是通过双分裂方式产生的。
（一）、一步生长曲线（one step growth curve）
是研究病毒复制的一个经典试验，最初是为研究噬菌体的复 制而建立，以后推广到动物病毒和植物病毒复制研究中。
吸附
侵入
脱壳
早期：病毒特异性酶的合成 病毒核酸复制 病毒结构蛋白质合成 病毒大分子合成
装配
成熟 释放
（二）、一步生长曲线（one step growth curve）
1939年，Max Delbruck & Emory Ellis：
该实验标志着分子病毒学、分子生物学和分子遗传学 的建立，Max Delbruck因此荣获1969年Nobel Prize 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 3、将上述混合物大量稀释 4、保温培养并定期检测培养物中的噬菌体效价 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
隐蔽期（eclipse period）
不同病毒的隐蔽期长短不同 例如，DNA动物病毒的隐蔽期为5～20min， RNA动物病毒为2～10 h。
病毒的增殖（自我复制）
病毒缺乏增殖所需要的酶系统，只能在活的宿主细胞内增殖（⾃我复制）。
绝⼤多数病毒复制过程可分为下列六步：吸附、侵⼊、脱壳、⽣物合成、组装和释放。
吸附 吸附是决定感染成功与否的关键环节。
病毒吸附于敏感细胞需要病毒表⾯特异性的吸附蛋⽩与细胞表⾯受体相互作⽤。
病毒吸附蛋⽩（virus attachment protein， VAP）⼀般由⾐壳蛋⽩或包膜上的糖蛋⽩突起充当。
细胞表⾯受体（也称为病毒受体，virus receptor）则为有效结合病毒粒⼦的细胞表⾯结构，⼤多数噬菌体的病毒受体为细菌细胞壁上的磷壁酸分⼦、脂多糖分⼦以及糖蛋⽩复合物，有的则位于菌⽑、鞭⽑或荚膜上。
⼤部分动物病毒的病毒受体为镶嵌在细胞膜脂质双分⼦层中的糖蛋⽩，也有的是糖脂或唾液酸寡糖苷。
植物病毒迄今尚未发现有特异性细胞受体，其进⼊植物细胞的机制是通过伤⼝或媒介传播。
病毒的细胞受体具有种系和组织特异性，决定了病毒的宿主谱。
不同种属的病毒其细胞受体不同，有的甚⾄同种不同型的病毒以及同型不同株的病毒受体也不相同；另⼀⽅⾯，有些不同种属的病毒却有相同的细胞受体，其吸附和感染可对其它病毒的感染产⽣⼲扰。
VAP与病毒受体的结合需要⼀定的温度条件，以促进与酶反应相类似的化学反应。
在0-37℃内温度越⾼病毒吸附效率也越⾼。
病毒吸附细胞的过程可在⼏分钟到⼏⼗分钟的时间内完成。
侵⼊ 病毒通过以下不同的⽅式进⼊宿主细胞：注射式侵⼊、细胞内吞、膜融合以及其它特殊的侵⼊⽅式。
注射式侵⼊是有尾噬菌体通常的侵⼊⽅式。
通过尾部收缩将⾐壳内的DNA基因组注⼊宿主细胞内。
细胞内吞是动物病毒的常见侵⼊⽅式。
经细胞膜内陷形成吞噬泡，使病毒粒⼦进⼊细胞质中。
膜融合是有包膜病毒侵⼊过程中，病毒包膜与细胞膜融合的⼀种侵⼊⽅式。
直接侵⼊⼤致可分为⼏种类型。
1）部分病毒粒⼦直接侵⼊宿主细胞，其机理不明；2）病毒与细胞膜表⾯受体结合后，由细胞表⾯的酶类帮助病毒粒体释放核酸进⼊细胞质中，病毒⾐壳仍然留在细胞膜外，将病毒侵⼊和脱壳融为⼀体。
病毒的增殖
病毒的增殖病毒的增殖一般包括吸附、侵入、生物合成、子代病毒的装配和释放这五个阶段。
但不同种类的病毒，在某一细节上会有所不同。
吸附它是指病毒以其特殊结构与宿主细胞表面的特异性受体发生特异性结合的过程。
如大肠杆菌T系列噬菌体靠尾丝尖端附着在大肠杆菌的细胞壁上(图5-3)。
一些有囊膜的动物病毒则靠刺突吸附在宿主细胞表面的特异性受体上。
侵入它是指病毒或病毒的一部分进入宿主细胞的过程。
不同种类的病毒，侵入方式有所不同。
如T4噬菌体先用溶菌酶在宿主细胞壁上“钻”出一个小孔，然后将核酸注入到细胞内部，蛋白质外壳则留在外面。
多数病毒通过类似胞饮或吞噬的方式，使整个病毒进入细胞内部。
植物病毒往往通过昆虫的口器或从植物体上的伤口进入植物体内。
连同衣壳或囊膜一起进入细胞内部的病毒，还要在水解酶等的作用下，脱去衣壳或囊膜。
生物合成病毒释放出核酸以后，原有的形态消失，称为隐蔽期。
在隐蔽期内，病毒在宿主细胞内活跃地进行生物合成，包括病毒核酸的复制和蛋白质的合成。
由于病毒所含的核酸类型不同，其生物合成的过程也不完全相同。
下面以含DNA的痘病毒为例说明。
痘病毒带有依赖DNA的RNA多聚酶。
当病毒进入隐蔽期后，在自身的RNA多聚酶的催化下，首先合成早期的mRNA，由它翻译成早期的蛋白质。
早期蛋白质主要是病毒复制所需要的酶以及抑制宿主细胞正常代谢的调节蛋白质。
在这些酶的催化下，以亲代DNA为模板，复制出子代病毒的DNA。
在DNA开始转录以后合成的mRNA，称晚期的mRNA，再由晚期的mRNA翻译成晚期的蛋白质。
晚期的蛋白质主要是构成病毒衣壳的结构蛋白质。
装配病毒核酸和蛋白质的生物合成是分别进行的，因而必须将它们装配在一起才能成为成熟的病毒。
结构简单的病毒，其各个组分是自发地装配在一起的。
结构复杂的病毒往往需要在非结构蛋白质的指导下进行装配。
释放无囊膜的病毒靠裂解宿主细胞的方式，一起释放出来。
有囊膜的病毒，以类似出芽的方式，逐个从宿主细胞中释放出来。
第三章：病毒的增殖
一,吸
附
病毒与细胞表面特异性受体发生碰 撞 , 病毒附着于细胞受体而引起的 病毒感染的第一阶段. 病毒感染的第一阶段.
病毒吸附分两步进行: 病毒吸附分两步进行: 可逆吸附 : 病毒与细胞以静电引力相结合 , 可逆吸附: 病毒与细胞以静电引力相结合, 是一种非特异性的吸附. 是一种非特异性的吸附. 与细胞和病毒的浓度成正比 ; 也与溶液中的 与细胞和病毒的浓度成正比; Ca2+,Mg2+, 和 Na+ 等离子有关 ( 促进或抑 等离子有关( 制作用) 制作用 ) ; 单纯的稀释或冲洗以及应用抗病 毒血清或高浓度的盐类和一定的pH环境都可 毒血清或高浓度的盐类和一定的 环境都可 使病毒重新解脱.解脱的病毒具备感染性. 使病毒重新解脱.解脱的病毒具备感染性.
五,装配和释放
1.装配:新合成的病毒核酸和病毒蛋白在感染 .
细胞内组装成完整的病毒颗粒的过程. 细胞内组装成完整的病毒颗粒的过程. 无囊膜病毒壳体与核酸结合形成的核衣壳 即为成熟的病毒; 即为成熟的病毒;囊膜病毒需要在核衣壳外加上 包膜. 包膜. 病毒的装配效率很低, 往往只有不到50% 病毒的装配效率很低 , 往往只有不到 的子代病毒成份能组装成完整的病毒粒子. 的子代病毒成份能组装成完整的病毒粒子.
4,痘病毒:较为特殊 ,痘病毒:
外层囊膜在胞膜或吞饮泡膜上被融合 外层囊膜在胞膜或吞饮泡膜上被融合, 在胞膜或吞饮泡膜上被融合 病毒核心进入胞浆内, 病毒核心进入胞浆内 , 核心借助自身衣壳 上的依赖DNA的RNA聚合酶合成 的 聚合酶合成mRNA, 上的依赖 聚合酶合成 , 进一步译制出一些早期蛋白质, 进一步译制出一些早期蛋白质 , 这些蛋白 脱壳酶, 质中有脱壳酶 质中有 脱壳酶 , 该酶反过来帮助病毒核心 进一步脱壳. 进一步脱壳.
第03章 病毒的增殖
第三章病毒的增殖一、细胞——病毒的增殖场所二、病毒的增殖过程三、病毒的不全增殖和缺损病毒四、亚病毒五、病毒和病毒成分的细胞外增殖主要参考文献研究病毒的增殖过程和生物合成，不仅关系到病毒病的防治，而且对于揭示许多生命现象的本质乃至生命的起源等具有重要意义。
因为有关生命本质及其起源的研究，必须从非细胞形态的生命物质开始。
对病毒结构及其生物合成各环节的深入了解，是对病毒性疾病进行化学防治的基础。
切断病毒增殖周期的任何一个环节，均可阻碍病毒增殖而达到防治目的；另外，已发现的一些不见于正常细胞而为病毒增殖所必需的核酸合成酶和其他蛋白质，为病毒病的化学防治提供了可能性。
一、细胞—病毒的增殖场所病毒缺乏自身增殖所需的完整酶系统，增殖时必须依靠宿主细胞合成核酸和蛋白质，甚至直接利用宿主细胞的某些成分，这就决定了病毒在细胞内专性寄生的特性。
活细胞是病毒增殖的唯一场所，也是病毒生物合成所需的能量和材料的主要供应者。
因此，了解动物细胞的超微结构及其功能，特别是其中对病毒增殖具有重要意义的结构，是认识病毒增殖过程和规律的必要前提。
但有关细胞的超微结构及其功能，在细胞生物学书籍中有十分详细的介绍，这里不再赘述。
二、病毒的增殖过程动物病毒的增殖过程大致可以分为：吸附与侵入、脱壳、病毒成分的合成以及装配与释放等4个主要阶段。
1.吸附和侵入病毒吸附分两步进行，即可逆的非特异性吸附和不可逆的特异性吸附。
首先，非特异性吸附即病毒与细胞以静电引力相结合。
这种吸附可发生在细胞表面任何部位且易被冲洗、高浓度盐类和一定的pH环境所破坏，使病毒从吸附物上重新解脱出来。
随后是病毒的特异性吸附，即病毒蛋白(抗受体)与细胞膜上的受体特异性结合。
这种吸附是不可逆的。
细胞受体主要是胞膜上的糖蛋白。
据估计，一个宿主细胞上的特异性受体部位可达104～105个。
这里必须指出，不一定每个细胞表面都有特定病毒的特异受体。
细胞有无特定病毒的受体，直接影响是否对该病毒具有易感性。
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病毒的装配效率很低，往往只有不到50% 的子代病毒成份能组装成完整的病毒粒子。
病毒的增殖
装配的机制： a. 自我组装（大多数病毒）： b.指导装配：需要病毒基因组编码的非结
构蛋白（形态发生因子）的脚手架作用 或蛋白质水解的切割作用。
病毒的增殖
2．释放 新形成的子代病毒粒子由细胞内到细
病毒的增殖
小结：不同病毒生物合成和装 配期（晦暗期）：从侵入细胞的病毒粒 子消失开始，到新的病毒粒子出现为止 的一段时间。
痘病毒10h，脊髓灰质炎病毒2~4h
病毒的增殖
病毒核酸的复制和蛋白质的合成可以分成几 个连续阶段：
➢1. mRNA的早期转录 ➢2. mRNA的早期翻译——早期蛋白质 包括： 1） 酶：在病毒的核酸复制、晚期转录和晚期翻译 中发挥作用 2）其它蛋白质（功能蛋白质）：参与改变或抑制 宿主细胞大分子合成（影响细胞正常生物合成）。
毒和子代病毒的DNA进一步转录出第二批mRNA。 某些RNA 病毒则仍由RNA直接转录 5．mRNA的再度译制（晚期翻译）
晚期蛋白，包括病毒衣壳蛋白以及病毒编码 的其它蛋白。
病毒的增殖
五、装配和释放
1．装配：新合成的病毒核酸和病毒蛋白在感染
细胞内组装成完整的病毒颗粒的过程。 无囊膜病毒壳体与核酸结合形成的核衣壳
病毒的增殖
（三）动物病毒
1、细胞吞饮病毒：e.g 多瘤病毒 2、病毒直接转入胞浆（跨膜移位）：
e.g. 小RNA病毒 3、病毒囊膜同细胞膜融合：由病毒的具有 细胞融合活性的包膜糖蛋白介导
e.g. 副粘病毒的F糖蛋白，单纯疱疹病 毒的gB糖蛋白，流感病毒。
病毒的增殖
三、脱壳
脱壳是病毒侵入细胞后，病毒的包膜或 壳体去除而病毒核酸释放出来的过程，包括 脱囊膜和脱衣壳两个过程。 噬菌体的脱壳与侵入一起发生； 植物病毒脱壳方式了解较少； 动物病毒由于不同的结构类型和不同的侵入 方式，脱壳过程较为复杂：
病毒的增殖
3．病毒核酸的复制
病毒核酸及其转录和复制分为6个 基本类型
病毒的增殖
1 ） 双 链 DNA 病毒：呈半保 留型复制 （PRV）
第病一毒的类增殖病毒的核酸复制
2）单链DNA 病毒（PPV）
+
第二病毒类的增病殖 毒的核酸复制
3）双链RNA病毒 （IBDV）
保留型复制：指母 代双链在复制子链 过程中，一方面产 生子链，一方面母 链又重新结合，结 果在产生的两个子 代中，一个仍是母 代原来的双链。
病毒的增殖
二、侵入
病毒不可逆地吸附于细胞受体后，病 毒以核酸或核衣壳或病毒颗粒等形式进入 细胞的过程。
病毒的增殖
（一）噬菌体
1．无囊膜噬菌体 利用尾部的溶菌酶部分破坏细菌细胞
壁，尾管刺入细胞，将病毒核酸注入细胞， 衣壳留在细胞外
2．有囊膜的噬菌体 机理仍不清楚
病毒的增殖
病毒的增殖
（二）植物病毒
➢病毒与细胞表面特异性受体发生碰 撞，病毒附着于细胞受体而引起的 病毒感染的第一阶段。
病毒的增殖
➢ 病毒吸附分两步进行： • 可逆吸附：病毒与细胞以静电引力相结合，
是一种非特异性的吸附。 • 与细胞和病毒的浓度成正比；也与溶液中的
Ca2+、Mg2+、 和 Na+ 等 离 子 有 关 （ 促 进 或 抑 制作用）；单纯的稀释或冲洗以及应用抗病 毒血清或高浓度的盐类和一定的pH环境都可 使病毒重新解脱。解脱的病毒具备感染性。
第三章 病毒的增殖
§1 细胞—病毒的增殖场所
一、胞膜
吸附、侵入、释放、生物合成
二、胞浆
生物合成、装配、 形成包涵体
三、胞核
生物合成、 囊膜的获得、 形成包涵体
病毒的增殖
§2 病毒的增殖过程
动物病毒的增殖过程大致分为 5 个主要阶段:
吸附 侵入 脱壳 病毒成分的合成 装配与释放
病毒的增殖
一、吸 附
胞外的过程。
1） 细胞自身的溶解将病毒释放出来 2） 不发生明显细胞病变的病毒的释放方式，目 前还不十分清楚。
病毒的增殖
3）小RNA 病毒合成速度极快，病毒粒子 在胞浆内大量积聚，在细胞死亡之前， 就可胀破细胞、释放病毒。
4）有囊膜病毒的释放过程也就是病毒衣壳 获得囊膜的过程。
5）疱疹病毒很少释出于细胞外，而是通过 细胞间桥或融合细胞而传播。
病毒的增殖
• 不可逆吸附：病毒蛋白（吸附蛋白）与细胞膜表 面特定蛋白（细胞受体）的特异性结合。 并非所有的病毒都有这2个阶段。
o 通过外力作用使病毒解吸，病毒不再具备感染性。 o 细胞表面的特定受体决定了细胞对病毒的易感性 o 不同病毒完成吸附所需时间不一样，但大多数病
毒可以在1h之内完成吸附过程
其侵入细胞的方式主要有三种： 1．由携带有病毒的介体（主要是具有吸口器的昆 虫）在植物上取食，或以其它方式将病毒带入细胞； 2．通过自然或人为的原因造成的植物细胞壁上的 伤口进入细胞：大多数实验室采用的感染方式。 3．通过植物细胞与外界环境沟通的胞外连丝和沟 通两个相邻细胞的原生质体的胞间连丝进入细胞
病毒的增殖
1、呼肠孤病毒，并不发生完全的脱壳，以 内吞方式进入细胞后，吞噬泡与溶酶体结 合形成次级溶酶体，病毒外壳中近50%的 壳体被溶酶体中的蛋白酶水解，余下的壳 体与病毒核心形成亚病毒颗粒，病毒的基 因组的转录均在亚病毒颗粒内进行。
病毒的增殖
2、有些在细胞核内增殖的DNA病毒，如乳 多空病毒、腺病毒和疱疹病毒，其核衣壳 在未被完全脱壳的情况下就进入细胞核
3、口蹄疫病毒可能就在细胞膜上脱掉衣壳， 病毒核酸直接进入细胞内。
病毒的增殖
4、痘病毒：较为特殊
外层囊膜在胞膜或吞饮泡膜上被融合, 病毒核心进入胞浆内，核心借助自身衣壳 上的依赖DNA的RNA聚合酶合成mRNA， 进一步译制出一些早期蛋白质，这些蛋白 质中有脱壳酶，该酶反过来帮助病毒核心 进一步脱壳。
第病毒三的增类殖 病毒的核酸复制
4）单股正链 RNA病毒 （FMDV）
第四病类毒的病增殖毒的核酸复制
5）单股负链RNA病毒 （NDV）
病毒第的增五殖 类病毒的核酸复
6）反转录病毒 （HIV）
第六病类毒的病增殖毒的核酸复制
4．mRNA的再度转录（晚期转录） 在新合成的RNA聚合酶的作用下，由母代病