病毒

一、病毒的概念

通常包被于保护性的蛋白（或脂蛋白）衣壳中，只能在适宜的寄主细胞内才能完成自身复制的一套（一个或多个）核酸模板分子。

病毒又称分子寄生物，具有以下特点：

①形体微小，缺乏细胞结构；②基因组只含一种核酸（DNA或RNA）；

③依靠自身的核酸进行复制；④缺乏完整的酶和能量系统；⑤严格寄生性的细胞内专性寄生物。

三、病毒生物学性状

… 非细胞型的微生物

特点

… 体积微小… 结构简单… 遗传物质单一，只含一种核酸… 严格的寄生性

… 增殖方式：复制… 对抗生素不敏感，对干扰素敏感

病毒的主要组分

（1 ）核酸（2 ）蛋白质（3 ）脂质（4 ）碳水化合物（5 ）其他成分

（1 ）核酸

类型：RNA 、DNA ，单链、双链，正义链、负义链

指导病毒蛋白质的合成

控制着病毒的遗传、变异、增值及对宿主的感染性

对衣壳的形成与稳定也有一定的作用

（2 ）蛋白质

a. 构成病毒壳体，使病毒有一定大小形态，维持病毒结构;

b. 具保护作用，使核酸免受酶或其他理化因子的影响;

c. 参与病毒感染过程，决定宿主范围，表现为吸附作用;

d. 决定病毒的抗原性（将蛋白质注入体内，即预防病毒感染的原理）;

e. 发生毒性反应的主要成分，对机体或细胞有毒性作用;

f. 构成了病毒组成中的酶

四、病毒的主要类群

1．病毒的种类

病毒与亚病毒（类病毒、病毒卫星、朊病毒）

依据寄主的不同将病毒分为：细菌病毒(噬菌体)

植物病毒、昆虫病毒、人类和脊椎动物病毒

病毒的基因组核酸

动物病毒: 线状的dsDNA, ssRNA居多植物病毒: ssRNA居多

噬菌体: 线状dsDNA居多真菌病毒: dsRNA 藻类病毒: dsDNA

噬菌体：烈性噬菌体和温和性噬菌体

烈性噬菌体：侵入寄主后能引起寄主细胞发生裂解的噬菌体。

温和噬菌体：侵入寄主后暂时不引起寄主细胞发生裂解。

亚病毒

最简单的生命形式是亚病毒一类的小分子，这些生物分子不具有真病毒的形态结构，能利用非自身编码的酶系统进行复制，有侵染性，并可在寄主中引起症状。

（2 ）病毒卫星

病毒卫星（virus satellite）包括卫星病毒（satellite virus）与卫星核酸，均需要依赖于辅助病毒（helper virus ）进行复制。

(1)卫星病毒编码其自身的外壳蛋白；

(2)卫星核酸包括各种形式的卫星RNA和卫星DNA，其核酸与辅助病毒的不同。

3 ）朊病毒

朊病毒（prion, virino ）是一类能侵染动物和真菌并能在宿主细胞内复制的小分子无免疫原性的疏水蛋白质。

五、病毒学研究方法简介

‹ 活的寄(宿)主体系‹ 组织培养技术‹ 血清学/免疫学方法‹ 物理分析方法

‹ 病毒超微结构的研究方法‹ 分子生物学方法

植物寄主体系

… 整株植物… 组织培养方法… 原生质体( 细胞) 培养

血清学/免疫学方法

… 免疫沉淀法… 中和试验… 凝胶扩散法… 酶联免疫吸附测定法

物理学分析方法

超速离心：病毒粒子沉降特性的研究和病毒纯化

分光光度计：病毒的核酸、蛋白比率和物理学性质

电泳：从蛋白质和核酸分子水平分析病毒粒体的组成

放射自显影：

常用的分子生物学方法

… 分子克隆(DNA重组) … 定点诱( 突) 变… 分子杂交(DNA，RNA) … 核苷酸序列测定… 聚合酶链式反应(PCR)

一、植物病毒病的主要症状类型

… 花叶（mosaic）… 畸形（deformation）… 黄化（yellowing ）… 褪绿（chlorosis）… 碎色（colour-breaking ）… 坏死（necrosis）

蚀纹环斑耳突线纹、橡叶纹

二、病毒的基因组

病毒粒体内所包涵的全部遗传信息。许多植物病毒的基因组分布于两个或多个核酸链上，称为多分体基因组（multipartite genome）。它们可以装配在同一个病毒粒体内（如番茄斑萎病毒），也可以装配在不同的病毒粒体内（又称为多分体病毒，如豇豆花叶病毒）。

病毒基因组含有基因复制与表达的信息，对于病毒在适当的时间与适宜的位点发挥功能是必要的。病毒基因组的5 ′和3 ′末端含有基因组表达与复制调控所需的结构与信号；三、病毒基因组信息的表达

病毒基因组信息的表达主要有两个方面：

一是病毒基因组转录出mRNA的过程，

二是mRNA的翻译。

表达的不同点主要在于其mRNA的合成具有多种途径，mRNA的翻译加工有多种策略。(1)病毒核酸的转录

无论植物病毒含有何种核酸，要翻译出蛋白质必须经过mRNA这一过程。

… 正链RNA病毒基因组核酸可以直接作为mRNA使用，其他植物病毒则有不同的转录途径。… 病毒核酸的转录同样需要寄主提供场所和原材料，大部分植物病毒的核酸转录在细胞质内进行，部分在细胞核进行。

(2)植物病毒基因产物的表达

多数病毒在转录出mRNA 以后，其翻译仍然需要特殊的机制。由于真核生物内的蛋白质合成机制——核糖体仅能识别翻译mRNA 上的第一个开放读框（ORF ），同一核酸链上其他基因的表达则要借助病毒的特殊翻译策略（例如：亚基因组RNA、多聚蛋白、多分体、通读蛋白、移码翻译等）。

真核细胞翻译系统对于病毒的多顺反子（polycistronic）基因组的表达有多种限制，而病毒则以各种策略克服这些限制。

… 许多具有正单链RNA 基因组的植物病毒的脱壳与初始的翻译过程相偶连。

… 病毒对于mRNA的翻译有很强的控制，以便在适当的时间与位点表达出病毒所需的适量蛋白质。

四、核酸复制和基因表达

… 核酸复制是传递遗传信息的中心环节，包括产生子代病毒的核酸，和产生翻译病毒蛋白质的mRNA。

… 新合成的正链RNA与衣壳蛋白进行装配，成为完整的子代病毒粒体。子代病毒粒体可不断增殖并通过胞间联丝向邻近细胞进行扩散转移。

植物病毒的复制和增殖

… 病毒侵染植物以后，在活细胞内增殖后代需要两个步骤：

（1 ）病毒核酸的复制（replication），即从亲代向子代病毒传送遗传信息的过程；

（2 ）病毒基因组核酸信息的表达，即病毒mRNA 的合成及专化性蛋白质翻译的过程。这两个步骤遵循遗传信息传递的一般规律，但也因病毒核酸类型的变化而存在具体细节上的不同。

病毒基因组的复制

大部分植物病毒的核酸复制是由RNA复制RNA。

有些病毒的RNA可以在病毒编码的反转录酶的作用下，反转录出互补的DNA链。

病毒核酸的复制需要寄主提供场所（通常是在细胞质或细胞核内）、复制所需的原材料和能量、寄主编码的部分酶以及膜系统。病毒自身提供的主要是模板核酸和专化性的聚合酶（polymerase），也称复制酶（或其亚基）。