第一章 病毒2

衣壳蛋 白
（三）植物DNA病毒作为植物基因工程的载体
含有DNA的植物病毒种类较少，研究起步较晚 花椰菜花叶病毒 有一定发展前景 一些真核藻类的DNA病毒
（四）昆虫DNA病毒作为植物基因工程的载体 杆状病毒在昆虫中宿主广泛，常用于克隆载体 优点： ① 具有可在宿主细胞内复制的CCCDNA ② 不侵染脊椎动物，对人畜安全 ③ 表达的外源基因总蛋白量较高 ④ 标记
第六节 亚
病 毒
亚病毒的定义：是一类结构和组成比真病
毒更小．更简单，仅由核酸或蛋白质组成的 可以侵染动物/植物的病原体。 1971年，美国人迪纳等阐明了马铃薯纺锤形 块茎病毒的病原是一种具有感染性和自主复 制能力的低分子RNA，后称之为类病毒。 1981年又发现了称之为拟病毒的植物病毒。
1982年又发现了朊病毒。
1.无包膜的病毒，如腺病毒通过细胞裂解或局部破裂而释放。
2.有包膜的DNA病毒，如疱疹病毒，以细胞质中通道释放到细胞外。
3.有包膜的RNA病毒，如副流感病毒用出芽方式通过寄主细胞膜，
释放到细胞外并获得细胞源性的包膜和产生刺突。
1.吸附：腺病毒吸附在宿主细 胞表面的糖蛋白受体上。 2.穿入：通过吞噬作用进入胞内。 3.脱壳：寄主细胞的蛋白酶 水解腺病毒衣壳。 4.在宿主细胞核内转录早期 mRNA并翻译早期蛋白。 5.在宿主细胞核内复制出病毒的 DNA和晚期mRNA。
包裹在真病毒粒中
有缺陷、复制必须依赖辅助病毒的帮助
可干扰辅助病毒的复制，减轻对宿主的伤害 1981 年，在绒毛烟的斑驳病毒中首次发现
6.3 朊病毒
• 朊病毒是一类能侵染动物并在宿主细胞 内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质。 又称蛋白质侵染因子，是一类不含核酸 的传染性蛋白质分子．
羊瘙痒病是羊的一种中枢神经系统退化 性紊乱疾病。表现为毛脱落，皮肤瘙痒，失 去平衡和后肢麻痹等症状，杆状颗粒，呈丛 状排列，直径25nm，长100~200nm；这种 “羊瘙痒病”的病原是经过近两个世纪的研 究未能解决的一个谜。
兰的郁金香杂色花变种、日本的卫矛叶变色品种、印度 的杂色锦麻和中国的“绿菊”。
8.2昆虫病毒用于生物防治
存在问题 杀虫速度慢
杀虫范围窄
不易大规模生产 在野外易失活
8.3 病毒在基因工程中的应用
在基因工程中用作载体
（一） 噬菌体作为原核生物基因工程的载体 （二）动物DNA病毒作为动物基因工程的载体 （三）植物DNA病毒作为植物基因工程的载体 （四）昆虫DNA病毒作为真核生物基因工程的载体
1982 年，研究羊瘙痒病时发现
又称蛋白侵染因子、不含核酸
引起宿主体内同类蛋白质发生与其相似的构 像变化 引起多种疾病，如：疯牛病、库鲁病等 潜伏期长，对中枢神经的功能有严重影响
朊病毒与真病毒有什么区别？ ① 呈淀粉样颗粒状 ② 无免疫原性 ③ 无核酸成分 ④ 有宿主细胞内的基因编码 ⑤ 抗逆性强
人类的传染病70—80%由病毒引起 人类的恶性肿瘤15%由病毒引起 许多病毒人兽共患 繁殖过程与噬菌体有一些差异， 如侵入过程、脱壳过程
流感病毒
乙肝病毒
脊椎动物病毒包括DNA和RNA 病毒， 腺病毒的复制可代表DNA病毒的复制 脊髓灰质炎病毒的复制可代表RNA病毒的复制
动物病毒的释放方式多种多样，主要有以下几种形式：
8.2 昆虫病毒用于生物防治
8.3 病毒在基因工程中的应用
噬 菌 体 与 发 酵 工 业
8.1 噬菌体与发酵工业
现象：发酵周期延长
发酵液变清
发酵产物难以形成 倒灌、停产、倒闭 检测：检测到噬菌斑 电镜下看到噬菌体
防止：


严格卫生
严格活菌排放


筛选抗性菌株
加强罐和管道灭菌 轮换生产菌种 严格会客制度

核型多角体病毒 主要有 3 种 质型多角体病毒 颗粒体病毒
核型多角体病毒： 在昆虫细胞核内增殖，具有蛋白质包涵体的杆状病毒
质型多角体病毒：
在昆虫细胞质内增殖，具有蛋白质包涵体的球状病毒
颗粒体病毒
具有蛋白质包涵体的杆状病毒，每个包涵体通常只含 有一个病毒粒。
第八节 病毒与实践
8.1 噬菌体与发酵工业
•
直至1982年，美国加洲大学旧金山分校 动物病毒学家发现羊瘙痒病是蛋白质侵染 引起的疾病，并称为“Prion”即朊病毒。 现在已经发现与朊病毒有关的疾病有羊 瘙痒病、貂脑病、人的库鲁病（震颤病） 和克─雅氏病。有人还推测人类的一些慢 性退化性紊乱疾病，像早老年痴呆，帕金 森氏病、糖尿病、风湿性关节炎和红斑狼 疮等疾病也可能是由朊病毒引起的。
Charon35替换型载体 可取代区段 15.6kb 可接受21kb的外源DNA、 重组子可在recA-的E.coli寄主菌种繁殖 DNA
λ噬菌体载体
• 3ຫໍສະໝຸດ Baidu2.4 常用的λ噬菌体载体
（2）Charon系列载体
Charon40替换型载体
Lac操纵基因+腺病毒DNA片段 λDNA
（约80拷贝）短片段重复替换区
替排列形成一个伸长的棒状分子。
• 类病毒RNA相对分子质量虽小，但能 独立侵染寄主，侵入寄主后也能自我 复制，不需要辅助病毒。
• 目前已发现的植物类病毒还有柑桔裂 皮类病毒．菊花矮化类病毒．椰子死 亡类病毒．律草矮生类病毒等．
• 类病毒是迄今人类发现的最小的生 物体．
6.2 拟病毒
• 又称类类病毒、壳内类病毒或病毒卫星， 是一类被包裹在植物病毒粒体内部的类病 毒，被称为拟病毒。
质变清。
第四，昆虫病毒已经成功地用于防治害虫。我国曾研究 用鼠痘病毒灭鼠，试验感染的死亡率达100%。 第五，用于植物病害的防治。近年来报道了用真菌病毒 双链RNA防治板栗疫病；我国病毒学家田波等成功地用卫
星RNA防治黄瓜花叶病毒引起的病害。
在病毒发现之前，早在十八世纪人们就利用病毒感
染引起的植物叶和花的变色，创造新的花卉品种，如荷
• 20 世纪 80 年代以来，在澳大利亚陆续从绒 毛烟、苜蓿、茛菪和地下三叶草上发现了 四种新的植物病毒。这些病毒的蛋白质衣 壳内都含有两种 RNA 分子，一种和一般病 毒中的类似，另一种RNA分子与类病毒有 相似的理化性质和结构，也是环状的。不 过这两种RNA分子单独都不表现致病性， 只有联合起来才具有复制和感染性。这种 类似类病毒的RNA称之拟病毒。
第七节 动植物病毒
7.1 植物病毒
植物病毒700余种 植物病毒对寄主的专一性较差
繁殖无吸附阶段，借植物天然创口侵入
借植物细胞间连丝扩散
植物病毒在侵入后才脱去衣壳
植物病毒的侵染途径
• • • • • • • 昆虫 汁液 嫁接 菟丝子 线虫 真菌 种子和花粉
7.2 人类和脊椎动物病毒
⑤ 对外源基因有很大容量
⑥ 启动子
类病毒：只含具侵染性的RNA组分 亚病毒 拟病毒：只含有不具侵染性的RNA组分 朊病毒：只含单一蛋白质组分
一些带有囊膜的 病毒，如单纯疱疹病 毒，当它们的核酸和 衣壳蛋白组装完毕后， 它们将以“出芽”的 方式，包裹寄主细胞 的细胞膜或核膜，从 寄主细胞中释放出来。
引起爱滋病的病毒——人类免役缺陷病毒（HIV） 从淋巴细胞中释放出来
7.3 昆虫病毒

昆虫病毒1671余种 多数是鳞翅目害虫的病原体 是病虫害生物防治的宝库 多角体：多角形的包涵体，成分为碱溶性结晶 蛋白，内涵病毒粒。
病毒用于生物防治
第一，用噬菌体防治动物的痢疾杆菌、耐药性的绿脓杆菌
和金黄色葡萄球菌感染，取得优于药物的治疗效果。
我国著名医学微生物学家余贺曾在1958年利用噬菌体 成功地防治了绿脓杆菌对烧伤病人的感染，成为我国微生 物学界的一段佳话。 第二，抗霜冻噬菌体能够保护植物免受霜冻的危害。
第三，藻类病毒可清除藻对水面的污染，试验证明污染水 源的藻类，施用LPP-1病毒后7天，藻就被全部裂解，使水
基因工程的操作过程
切 接 转
增 检
（一） 噬菌体作为原核生物基因工程的载体
环化作用
λ噬菌体载体
• 3.2.4 常用的λ噬菌体载体
（1）Charon系列载体 有插入型的，也有替换型的；目前主要用取代型。
中央可取代区段
λDNA
LA
MCS
MCS
RA
注： Charon34替换型载体 可取代区段 16.4kb 来自大肠杆菌
6.1 类病毒
一类只含RNA一种成分、专性活细胞内寄
生的分子生物。 发现的第一个类病毒是马铃薯纺锤形块茎 病类病毒(PSTV)，这是一种导致马铃薯严 重减产的病原体，棒状，无蛋白外壳。
仅含一个由359个核苷酸组成的单链环状RNA分子。 该分子内有很多碱基通过氢键配对而形成双螺旋 区，未配对碱基则形成内环。双螺旋区与内环交
NaeⅠ识别 LA19.2 MCS E……N MCS N……E RA9.6 （约16个限制酶切位点） （约16个限制酶切位点） 左臂19.2kb 右臂9.6kb
粘粒载体
粘粒载体的构建:
粘粒，又称柯斯质粒
1.78
（二）动物DNA病毒作为动物基因工程的载体
SV40系列载体 牛乳头瘤病毒（BPV）载体 非洲淋巴细胞瘤（EBV）病毒载体