病毒的侵染与复制

温和噬菌体（或溶源性噬菌体）：噬菌体感染细胞后，将
其核酸整合（附着）到宿主的核DNA上，并且可以随宿主 DNA的复制而进行同步复制，在一般情况下，不引起寄主 细胞裂解的噬菌体。
1、烈性噬菌体的繁殖
烈性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶段： 吸附、侵入、复制、装配和释放。
①吸附：噬菌体和宿主细胞上的特异性吸附
溶原性细菌(lysogenic bacteria)：指在核染色体
上整合有原噬菌体的细菌。可进行正常生长繁 殖，而不被裂解。
溶原性细菌的特点：
可稳定遗传：子代细菌都含有原噬菌体，均具有溶原性。 可自发裂解：温和噬菌体的核酸也可从宿主DNA上脱落下来，恢复
原来的状态，进行大量的复制，变成烈性噬菌体，自发裂解几率 10-2～10-5 。
3、温和噬菌体与溶源性细菌
温和噬菌体(temperature phage)：噬菌体感染
细胞后，将其核酸整合（附着）到宿主的核DNA
上，并且可以随宿主DNA的复制而进行同步复制， 在一般情况下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体。 原噬菌体（或前噬菌体,prophage）： 即整合 在宿主核DNA上的噬菌体的核酸。
（2）实验过程:
敏感菌10ml
Phage 1ml
混匀，5min,使之吸附
离心或用抗phage血清处理, 去除过量phage
高倍稀释,吸附phage的菌悬液(避免多次吸附) 37℃培养,定时取样
噬菌斑:
概念：将少量噬菌体与大量敏感菌混合培养在营养琼脂
中，在平板表面布满宿主细胞的菌苔上,可以用肉眼 看到一个个透明的不长菌的小圆斑，称为噬菌斑。 (每个噬菌斑一般是由一个噬菌体粒子形成的。) 应用: 噬菌斑可用于检出、分离、纯化噬菌体和进行
样品中无游离的噬菌体。(潜伏期前的噬菌斑数是噬菌
体数,也就是感染噬菌体的细菌数). 病毒在感染细胞内消失到细胞内重新出现新的感染病毒 的时期为隐蔽期(eclipse period)。
裂解期：曲线直线上升，子代噬菌体不断释放到培养基中 ,
直到达到一个极限。
稳定期:感染细胞后复制的子代噬菌体全部释放，噬菌斑
噬菌体的计数。
噬菌斑
取样人为裂解处理（每5min） 样品中加入氯仿裂解细胞
裂解液加入敏感菌液中 适当稀释混合液
涂布于琼脂培养基上
24源自文库48h
计数噬菌斑
取样（每5min）
离心除去细菌 上清加入敏感菌液中
适当稀释混合液
涂布 计数噬菌斑
以培养时间为横
坐标,以噬菌斑数 为纵坐标,绘制成 的曲线为一步生长 曲线。
④装配： 主要步骤有： DNA分子的缩合——通过衣壳包裹DNA而形成头部——尾丝及尾部 的其它部件独立装配完成——头部与尾部相结合——最后装上尾 丝，至此，一个个成熟的形状、大小相同的噬菌体装配完成。
⑤释放：
方式：
裂解：包括T4噬菌体在内的大多 数噬菌体以裂解细胞的方式释放。 分泌：噬菌体穿出细胞，细胞并 不裂解。（丝状噬菌体）
部位进行特异性结合，噬菌体以尾丝牢固吸 附在受体上后，靠刺突“钉”在细胞表面上。 ②侵入：核酸注入细胞的过程。噬菌体尾部 所含酶类物质可使细胞壁产生一些小孔，然 后尾鞘收缩，尾髓刺入细胞壁，并将核酸注 入细胞内，蛋白质外壳留在细胞外。 ③复制 ：包括核酸的复制和蛋白质合成。 噬菌体核酸进入宿主细胞后，会控制宿主细 胞的合成系统，然后以噬菌体核酸中的指令 合成噬菌体所需的核酸和蛋白质。
复制（replication）:病毒感染细胞后，在病 毒核酸控制下合成病毒的核酸与蛋白质等成分， 然后在宿主细胞的细胞质内或核内装配成病毒 颗粒，再以各种方式释放到细胞外，感染其他 细胞，这种增殖方式叫复制。
第一节 病毒复制研究的实验系统
一、噬菌体—细菌培养系统
1、细菌容易培养，数目易于控制。
2、形成噬菌斑容易观察。
10 Latent phase 1 Eclipse phase 10 20 30 40 Time(min) Rise phase Plateau phase
Fig. One-step growth curve of T2
潜伏期：从噬菌体吸附细菌到细菌细胞释放新的噬菌体之
前的这段时期。曲线平行于横轴，噬菌体数无变化。
可分以下阶段： 潜伏期 (latent phase) 裂解期 (burst phase) 稳定期 (plateau phase)
一步生长曲线
一步生长曲线
One-step growth curve Growth curve in host bacteria
100
一步生长曲线
Plaque number
通常情况下，一个噬菌体通过上述
五个过程能合成100——300个噬菌 体。烈性噬菌体的这种生长繁殖方 式也称为一步生长，
2、一步生长曲线
一步生长曲线是定量描述烈性噬菌体生长规律的实
验曲线。
（1）实验设计依据： 通常噬菌体和细菌的混合比例为1:10，保证1个菌 体只被1个噬菌体感染,避免二次吸附；细菌群体被噬 菌体同步感染。
数稳定，一次感染结束。
裂解量:每一受感染细胞所释放的新的噬菌体的平均数。
裂解量 =
稳定期噬菌斑数 潜伏期噬菌斑数
不同的噬菌体或同种噬菌体感染敏感菌后所释放的
噬菌体数不同，与噬菌体种类、宿主细胞菌龄以及环
境因数有关。 T4约为100，Φ X174约为1000，f2高达10000、T2仅 为200。
MOI :multiplicity of infection，感染复数。 传统的MOI概念起源于噬菌体感染细菌的研 究。其含义是感染时噬菌体与细菌的数量比值， 也就是平均每个细菌感染噬菌体的数量。噬菌体 的数量单位为pfu。一般认为MOI是一个比值， 没有单位，其实其隐含的单位是pfu number/cell。 后来MOI被普遍用于病毒感染细胞的研究中，含 义是感染时病毒与细胞数量的比值。
3、实验重复快。
其相关研究为植物病毒和动物病毒的复制所 借鉴。
二、噬菌体(phage)的繁殖
噬菌体并没有个体的生长过程，而只有其基本成分的合成
和装配，即首先将各个部件合成出来，然后装配，所以一
般将噬菌体的繁殖称做复制。 根据噬菌体与宿主的关系： 烈性噬菌体：指感染宿主细胞后，能够使宿主细胞裂解的 噬菌体.
可诱导裂解：用化学、物理方法诱导 具有“免疫性”：溶原菌对其本身产生的噬菌体或外来的同源的