病毒的基本特性
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合。 穿入 病毒体吸附于易感细胞后穿过细胞膜进入细胞的过程 称为穿入。穿入方式随病毒种类而异。无包膜病毒可 直接穿过细胞膜进入胞质,或经细胞膜内陷吞入。包 膜病毒大多数依赖病毒包膜与宿主细胞膜发生融合进 入细胞。 脱壳 病毒体进入细胞后脱去衣壳,暴露核酸的过程称为脱 壳。一般紧接穿入后,或与穿入同时发生。 生物合成 包括子代病毒核酸的复制与蛋白质的合成。 装配与释放 病毒子代核酸和结构蛋白合成后,DNA 病毒(除痘病 毒外)在宿主细胞核内装配,RNA 病毒和痘病毒在胞 质内装配。包膜病毒的装配在核衣壳形成后在核膜或 胞质膜上完成。 提示:病毒增殖过程中任何环节发生障碍都可能影响 病毒的增殖,抗病毒药物的作用机理即是阻断病毒增 殖周期的某一阶段。所以认识病毒的增殖过程,有助 于了解病毒的致病机制和研制抗病毒药物。
(三)包膜
有些病毒的核衣壳外还有包膜,又称囊膜。包膜中 的蛋白质由病毒的基因编码产生,具有抗原特异性。
包膜中还含有宿主细胞膜或核膜成分,是病毒在宿主 细胞内成熟后以出芽方式向细胞外释放时获得的,主 要化学成分为脂类、蛋白质及多糖。病毒表面常有突 起,称为包膜子粒或刺突(图 12-3D)。包膜构成病 毒的表面抗原,可诱发机体产生免疫应答。包膜还与 病毒入侵细胞和感染性有关。包膜对干、热、酸和脂 溶剂敏感,故用乙醚等脂溶剂可灭活包膜病毒。
五、病毒的遗传和变异
大多数病毒具有明显的遗传稳定性,但由于病毒结 构简单,又缺乏自身独立的酶系统,因此更易受到周 围环境,尤其是宿主细胞内环境的影响而发生变异。
病毒的遗传变异具有重要的生物学意义。在医学 方面,病毒抗原性变异可以逃逸免疫系统的监视。如 流感病毒血凝素刺突的变异,使人体内已获得的血凝 抗体失去作用,造成流感病毒在人群间传播,引起大 规模流行;人类免疫缺陷病毒 gp120 的突变,同样可 以逃逸免疫系统的监视作用。病毒的毒力变异可引起 病毒毒力的下降。
病毒的基本特性
一、病毒的大小与形态
结构完整并具有感染性的病毒颗粒称为病毒体,是 病毒在细胞外的结构形式。病毒体的大小以纳米(nm) 表示,不同病毒的大小差异很大,绝大多数人类病毒 的直径在 100nm 左右,必须在电子显微镜下才能看 见(图 12-1)。
图 12-1 微生物大小的比较
序号
名称
大小
1
葡萄球菌
三、病毒的增殖
病毒结构简单,缺乏完整的酶系统,只有当其核酸 进入宿主细胞后,借助宿主细胞提供的原料、能量、 某些酶类以及合成场所才能进行增殖。病毒的增殖是 以病毒基因为模板,按一定的程序复制和合成子代病 毒所需要的核酸和蛋白质,然后组装并释放子代病毒。
病毒以复制的方式进行增殖,其过程大致分为吸 附、穿入、脱壳、生物合成、装配与释放五个阶段。 复制周期的长短因病毒的种类、核酸类型、宿主细胞 及所处环境等有所差异。 吸附 是指在一定条件下病毒与易感细胞接触并与其膜上的 相应受体结合的过程。如流感病毒通过其包膜上的血 凝素刺突与呼吸道黏膜上皮细胞表面的唾液酸受体结
细菌病毒(噬菌体)多为蝌蚪形 (图 12-2) 。
图 12-2 病毒体的形态与结构模式图
二、病毒的结构和与化学组成
最简单的病毒体由核心和衣壳构成,称为核衣壳。较复杂的病毒在核衣壳外还有一层包膜(图 12Biblioteka Baidu3), 称为包膜病毒。
图 12-3 病毒颗粒的形态与结构模式图 (一)核心
病毒体的核心主要是病毒核酸,携带遗传信息。病 毒只有一种核酸,DNA 或 RNA。有些病毒的核酸具 有感染性,称为感染性核酸。病毒核心除核酸外,还 有一些蛋白,如聚合酶、转录酶等。 (二)衣壳
四、病毒对理化因素的抵抗力
病毒受理化因素的作用而失去感染性,称为灭活。多 数病毒对热敏感,室温数小时或加热 60 ℃30 分钟即 被灭活,也有的病毒如乙型肝炎病毒需 100 ℃10 分 钟才能灭活。绝大多数病毒耐低温,-20 ℃可保存数 月;-70 ℃、液氮(-196 ℃)或加保护剂冷冻真空干 燥后,可长期保存。但也有病毒如呼吸道合胞病毒对 低温敏感。病毒对紫外线、氧化消毒剂敏感,常用次 氯酸盐溶液、戊二醛等作为病毒消毒剂,过氧乙酸可 用于乙型肝炎病毒的消毒。碘酒和 75%乙醇能使多数 病毒灭活。包膜病毒对脂溶剂如乙醚、氯仿等敏感。 大多数病毒对甘油的抵抗力比细菌强,故常用含 50% 甘油的盐水保存和运送病毒标本。现有的抗生素对病 毒无抑制作用,但可以抑制待检标本中细菌的生长, 有利于病毒的分离。 提示:灭活后的病毒仍保留抗原性、红细胞吸附、血 凝和细胞融合等活性。
六、病毒的分类
病毒的分类方法有多种。按其感染途径和与宿主的 关系及临床特征分为呼吸道感染病毒、消化道感染病 毒、虫媒病毒、性传播病毒、肝炎病毒、嗜神经病毒、 出血热病毒、肿瘤病毒等;按病毒核酸的类型分为 DNA 病毒、RNA 病毒。
1000nm
2
立克次体
450nm
3
衣原体
390nm
4
痘病毒
300nm×230nm
5
大肠埃希菌噬菌 65nm×95nm,头
体
部;12nm×
100nm,尾部
6
流感病毒
100nm
7
腺病毒
70nm
8
乙脑病毒
40nm
9
脊髓灰质炎病毒
30nm
病毒的形态因种而异。大多数人类病毒呈球形或近似
球形,也有的呈子弹形或砖形,植物病毒多为杆状,
病毒核心外包裹的蛋白质衣壳可保护核酸免受周 围环境和细胞内核酸酶的破坏,并能介导病毒核酸进 入宿主细胞,衣壳具有抗原性,是病毒体主要的抗原 成分。
衣壳由一定数量的壳粒组成,不同病毒体衣壳所含 壳粒数目和排列方式不同,可作为病毒鉴别和分类的 依据。壳粒的不同排列方式形成病毒体不同的对称型。
1. 螺旋对称型 壳粒沿着螺旋形的病毒核酸链对称排列,见于大多 数杆状病毒、正黏病毒和副黏病毒。如烟草花叶病毒、 流感病毒等(图 12-3C、D)。 核酸浓集成球形或近似球形,外周壳粒排列成具有 20 个面、12 个顶点、30 条棱的正二十面体对称型, 每个面均为等边三角形,多见于球形病毒,如脊髓灰质 炎病毒、腺病毒等(图 12-3A)。 3. 复合对称型 某些结构复杂的病毒体,壳粒排列既有螺旋对称, 又有二十面体立体对称,如噬菌体(图 12-3B)。