《微生物学》主要知识点-04第四章病毒和亚病毒

第四章非细胞型生物

4.1 概述

1892年俄国植物病理学家D.Ivanovsky 研究了烟草花叶病的病原，认为它是能通过细菌滤器的“细菌毒素”或极小的“细菌”。1898年荷兰学者M.W.Beijerinck 独立进行了烟草花叶病病原的研究，首次提出其病原是一种“传染性的活性液体”或称“病毒”。1935年美国的Stanley首次提纯并结晶了烟草花叶病毒（tobacco mosaic virus, TMV）。

非细胞型生物包括：1.病毒(euvirus)、2.亚病毒(subvirus) ：类病毒、拟病毒、朊病毒。

4.2 病毒（Virus）

4.2.1 病毒特征

病毒是既有生活特性又具有非生活特性（living and nonliving characteristics）的感染因子。能够感染动物、植物、甚至其他的微生物。只感染细菌的病毒称为噬菌体（bacteriophages）；只感染真菌的病毒叫真菌噬菌体（mycophages）。（1）病毒的生活特征：它们在活的宿主细胞内以极快的速度增殖；能变异。（2）病毒的非生活特征：没有完整的细胞结构（acellular）；不能独自进行新陈代谢，必须依赖宿主细胞的新陈代谢机制。它们不能生长和分裂，新的病毒组件必须在已感染的宿主细胞内组装；它们具有DNA 或RNA，不能兼而有之。（3）病毒的判定标准：只拥有一种类型的核酸（nucleic acid ）即DNA 或RNA,不能兼而有之；必须在活的宿主细胞内增殖，是严格的非细胞寄生物；新的病毒组件必须在已感染的宿主细胞内组装成完整的病毒粒子（virions ）后才能感染其他宿主细胞。

（4）病毒的实验室培养：由于病毒缺乏新陈代谢机制，它们完全依靠宿主细胞进行复制。病毒不能在合成培养基上生长。动物病毒在动物体、无菌卵（embryonated eggs）、或细胞内增殖。而合成细胞必须在合成培养基内生长。

4.2.2 病毒的形态和大小

（1）病毒的大小（Size）：病毒常常比细菌小，它们属于亚显微结构（submicroscopic）；绝大多数病毒的大小在5~300 nm (nanometers)；副粘病毒（Paramyxoviruses）能达到14,000 nm。

（2）病毒的形态（shapes）

①螺旋型病毒（Helical viruses ）：由螺旋状的中空蛋白圆柱体——衣壳包围着核酸。

②多面体病毒（Polyhedral viruses ）：由多面体或多边（many-sided）的壳——衣壳包围着核酸。常常是呈二十面体（icosahedron ）。

③有包膜病毒（Enveloped viruses ）：具有由螺旋型或多面体型的蛋白质外壳包围的核酸核心。在其外有包膜（envelope）包围。

④复合病毒（Complex viruses ）：既非非螺旋型又多面体型，属于复合型或不规则型。（pleomorphic，irregular shaped or complex structures）。

4.2.3 病毒的分类

（1）病毒分类的指标包括：基因组核酸；衣壳（capsid）的形状；是否有包膜（envelope）。

（2）病毒能够将遗传信息储存在六种不同类型的核酸中，然后转录为病毒mRNA ，再结合到宿主细胞核糖体（ribosome）上翻译成病毒蛋白质（viral proteins ）。

病毒的核酸类型：

1. (+/-) double-stranded DNA. The (-) DNA strand is directly transcribed into viral mRNA. Most bacteriophages, Papovaviruses, Adenoviruses, Herpesviruses.

2. (+) DNA or (-) DNA. Once inside the host cell, its converted into dsDNA and the (-) DNA strand is transcribed into viral mRNA. Phage M13, Parvoviruses.

3. (+) RNA. A (+) RNA is copied into (-) RNA that is transcribed into viral mRNA. Picornaviruses, Togaviruses, Coronaviruses.

4. (-) RNA. The (-) RNA is copied into a (+) RNA which functions as viral mRNA. Orthomyxoviruses, Paramyxoviruses, Rhabdoviruses.

5. (+/-) double-stranded RNA. The (+) of the (+/-) RNA functions as viral mRNA. Reoviruses.

6. (+) RNA. The (+) RNA is reverse transcribed into (-) DNA that makes a complementary copy to become (+/-) DNA. The (-) DNA is transcribed into viral mRNA. Retroviruses.

4.3 亚病毒

4.3.1 类病毒：类病毒（viroids ）比病毒更简单。它们是小的、环状闭合的、缺乏蛋白质外壳的感染性的单链RNA分子。引起的植物疾病：马铃薯纺锤形块茎病（potato spindle-tuber disease）、黄瓜白果病（cucumber pale fruit ）、柑橘皱皮病（citrus exocortis disease ）、椰子死亡病（cadang-cadang——coconuts）4.3.2 拟病毒：拟病毒（Virusoid）-类类病毒（viroid-like）、壳内类病毒或病毒卫星（satellite）,是一类包裹在真病毒粒中的有缺陷的类病毒。拟病毒极小，一般仅由裸露的RNA（300~400nt）或DNA组成。被拟病毒“寄生”的真病毒——辅助病毒（helper virus）,拟病毒成为其“卫星”。

4.3.3 朊病毒：朊病毒（prions）是感染性的蛋白颗粒（infectious protein particles ），可能引起一系列的传染性的或遗传性的致死性中枢神经疾病（transmissible and/or inherited neurodegenerative diseases）。例如，人的Creutzfeldt-Jakob disease、Kuru、Gerstmann-Straussler- syndrome 以及羊瘙痒症（scrapie ）。朊病毒诱导正常蛋白质改变：