第2章 病毒的组成及基因组

病毒形态
病毒粒子核衣壳的对称性
←廿面体对称的结构 (球状)
←螺旋对称的结构 (杆状)
←复合对称的结构 (蝌蚪状)
廿面体对称的结构特征:更稳定、更合理
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)。 4）核酸对二十面体的形成非必须， 但有助于增加壳体的稳定性
最细的病毒： 大肠杆菌的f1噬菌体 5×800
病毒粒子核衣壳的对称性
←廿面体对称的结构 (球状)
←螺旋对称的结构 (杆状)
←复合对称的结构 (蝌蚪状)
病毒体结构模式图
包膜子粒
包膜
包膜病毒
壳粒
衣壳
核衣壳
核心（核样物）
各结构功能
核酸： 决定病毒遗传、变异和复制
衣 壳 粒(capsomere): 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质亚单位（三级结构）。 特点:不同病毒，多肽分子的组成不同；
b.保护病毒核酸； c .起始病毒感染所必需（识别）。
各结构功能
包膜蛋白的种类:
A. 包膜糖蛋白： 概念：主要在包膜外侧，是包膜的重要结构组成。 功能：a. 引起感染的先决条件，为病毒的吸附蛋白。
b. 在病毒进入时发挥作用，与细胞质膜融合。 c. 是病毒表面和受染细胞质膜上的特异抗原
决定簇。
B. 基质蛋白：(有些病毒无） 概念：位于包膜内侧的非糖基化蛋白。 功能：a.支撑包膜，维系病毒结构；
各结构功能
核衣壳(nucleocapsid): 概念：又称核壳体；病毒蛋白质衣壳 与病毒核酸的合称，为病毒的基本结构。
病毒体结构模式图
包膜子粒
包膜
包膜病毒
壳粒
衣壳
核衣壳
核心（核样物）
各结构功能
包 膜(envelope) : 概念：指核衣壳外包裹的由类脂、多糖或 蛋白质组成的一层构造较复杂的膜，亦称 被膜或外膜。 特点：具有高度稳定性。 功能： a.维系病毒体结构；
病毒粒子核衣壳的对称性
←廿面体对称的结构 (球状)
←螺旋对称的结构 (杆状)
←复合对称的结构 (蝌蚪状)
螺旋对称的结构特征:
TMV的衣壳粒和核wenku.baidu.com 酸的结合
1）形状：多为杆状、纤维状、
弯曲杆状； 2）长形的衣壳粒螺旋状排列， 形成 中空的圆柱体，直径取决于 蛋白亚基的特征，长度取决于核 酸分子的长度； 3）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。这种方式可控制螺旋排列； 增加壳体结构的稳定性。
d.可促使病毒从宿主细胞上释放.
图中可见流感病毒的刺突。流感病毒刺突含N-乙酰神经氨酸酶 （与粘膜细胞上神经氨酸作用）
病毒的化学组成
核衣壳
核心
衣壳
一种类型的核酸 小量非结构蛋白
壳粒
蛋白质
包膜
蛋白质
多糖
脂类
金属离子 多胺
病毒的化学组成--核酸和蛋白质
蛋白质衣壳(Protein coat)
核酸(Nucleic acid)
病毒粒子核衣壳的对称性
←廿面体对称的结构 (球状)
←螺旋对称的结构 (杆状)
←复合对称的结构 (蝌蚪状)
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。
病毒大小
测量单位为纳米（nm,为 1/1000m）
<50 nm
小型病毒
• 第16章 腺病毒
• 第7章 病毒致瘤的分子机制
• 第17章 人乳头瘤病毒
• 第8章 病毒免疫 • 第9章 病毒疾病的预防和治疗 • 第10章 病毒载体与基因治疗
• 第18章 单纯疱疹、巨细胞和EB病 毒
• 第19章 阮病毒 • 第20章 SARS冠状病毒
• 第21章 禽流感病毒
病毒形态
多数病毒呈球形或近似球形，杆状，丝状， 少数可为子弹状、砖块状，噬菌体可呈蝌蚪状。
病毒的化学组成--核酸和蛋白质
一、核酸（nucleic acid)： ①碱基组成:同其它生物一样，同一属中鸟嘌呤（G）+胞嘧啶（C）
含量接近。某些DNA病毒中含稀有碱基，如噬菌体 sp8中5-羟甲基胞嘧啶取代胞嘧啶。 ②含量及分子量：不同病毒间差别很大。 ③形状：有线状、闭合或半闭合环状等形态。 ④核酸类型：DNA 或 RNA 。 分类以mRNA序列作标准，将RNA和DNA分子区分为正链、负链。 正链：序列同mRNA，定义为“+”极性。 负链：序列与mRNA互补，定义为“-”极性。 ⑤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
b.识别病毒核衣壳，联系核衣壳与病毒糖蛋白
各结构功能
包膜的形成:
◆ 来源于宿主细胞膜或核膜: 如流感病毒。
◆ 在宿主细胞内合成： 如痘苗病毒。
病毒体结构模式图
包膜子粒
包膜
包膜病毒
壳粒
衣壳
核衣壳
核心（核样物）
各结构功能
刺 突（spikes)： 概念：病毒包膜或衣壳表面的突起物。 功能： a.可启动感染； b.可诱生免疫保护作用； c.可中和抗体；
其他成分
•脂类：磷脂占50-60%，其余为胆固醇等。 •多糖：以糖脂、糖蛋白的形式存在。 •胺类、金属离子。
理化因子对病毒的影响
强烈——病毒灭活； 理化因素 适量——病毒变异；
微量——病毒保持感染。
温度对病毒的影响
高温：对热不稳定，55-60摄氏度时，几或十几分钟灭活； 可能原因: a. 病毒蛋白质变性，病毒不能吸附，不脱壳，酶失活； b. 病毒包膜降解； c. 70摄氏度以上，核酸分子变性
病毒学
• 第1章 绪论
• 第11章 人类免疫缺陷性病毒
• 第2章 病毒的组成
• 第12章 流行性感冒病毒
• 第3章 病毒吸附宿主细胞及内化过程 • 第13章 汉坦病毒
• 第4章 病毒基因组的复制
• 第14章 轮状病毒
• 第5章 病毒粒子的装配、成熟和释放 • 第15章 肝炎病毒
• 第6章 病毒感染的特点
简单病毒只有1~2种衣壳粒 （如：TMV就只含有1种壳粒）；
复杂病毒，20种左右
各结构功能
衣壳(capsid): 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。 特点:亚基的组成和数目的不同是区别不 同壳体蛋白的标志。
50 nm -150 nm 中等大小病毒
> 150nm
大型病毒
病毒大小--大小或直径（纳米）
最大的病毒： 虫痘病毒 450 牛痘苗病毒 300×250×100
最长的病毒 ： 柑橘衰退病毒 2000 甜菜黄花病毒 1250×10 铜绿假单胞菌噬菌体 1300×10
最小的病毒： 口蹄疫病毒 21 乙型肝炎病毒 18 苜蓿花叶病毒 16.5 玉米条纹病毒 12-8 烟草坏死病毒 16 菜豆畸矮病毒 9-11
病毒的化学组成——核酸和蛋白质
蛋白质衣壳(Protein coat)
核酸(Nucleic acid)
蛋白质（Protein）
蛋白质：为形态完整、成熟的病毒粒子所必需的，包括 衣壳蛋白、包膜蛋白及组成酶系。
功能: A.构成病毒粒子的外壳,保护核酸; B.决定病毒感染的特异性; C.决定病毒的抗原性; D.构成病毒组成中的酶(部分分解酶、合成酶)
④双链RNA（double strand RNA, dsRNA）： 具有正反两条RNA链 代表：轮状病毒A型 ⑤单链RNA（single strand RNA, ssRNA）： 正链RNA（+RNA）：具有翻译模板活性的链为正链，即表 示其
可作为 mRNA模板。 负链RNA（-RNA）：其碱基序列与mRNA互补，称其为负 链。 代表：人甲型肝炎病毒、狂犬病毒
低温：病毒保持感染性 应用： 病毒的实验及保藏均在低温下进行；快速低温冷冻（-70～190℃）；真空冷冻干燥保藏；
pH值对病毒的影响
pH6.0-8.0 ：稳定， pH5以下或pH9以上：迅速失活； 个别例外：鼻病毒在pH5.3即灭活，
肠道病毒在pH2.2，24小时仍有活性。
辐射对病毒的影响
X射线，γ射线，紫外线对病毒均有影响。
二、根据核酸类型将病毒分为：
①双链DNA（double strand DNA, dsDNA）： 其碱基组成符合Chargaff 定则。 代表：人疱疹病毒
②单链DNA （single strand DNA, ssDNA）： 一般单链DNA只发现了“+”链的，无“-”链的。 代表：大肠杆菌噬菌体M13 ③逆转录病毒 病毒增殖的突出特点是在复制病毒RNA时要通过DNA复制中间型 (DNA replicative intermediate)。并与宿主细胞的染色体整合。 代表：HIV