病毒复制
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病毒的复制周期
• 复制早期：识别、吸附、穿入、脱壳。 • 复制晚期：生物合成、装配、病毒包膜
芽生和释放。
¾ 隐蔽期：病毒脱壳后进入复制的生物合成阶段，此时电镜 法在细胞内查不到完整病毒颗粒，血清学方法测不到病毒 的抗原，也没有感染性，称为隐蔽期（Eclipse period）。
¾ 潜隐期：从病毒进入细胞至释放子代病毒前，细胞外无感 染性病毒存在，此段时间称为潜隐期（latent period）。
第 III类: 单负链RNA病毒
• RNA 病毒必须具有自身的RNA 依赖的RNA 聚 合酶 (RNA-dependent RNA polymerase, RdRp) 才能复制。
• 单负链RNA病毒本身携带有依赖RNA的RNA 多聚酶，病毒核酸本身不具有感染性。
• 包括: 流感病毒, 腮腺炎症病毒和狂犬病毒等
甲型流感病毒的血凝素能与多种不同细胞表面的唾液酸结合
黄热病毒、森林脑炎病毒、流行性乙型脑炎病 毒能与多种动物细胞表面的受体结合，包括节 肢动物、爬行动物、两栖动物、鸟类和哺乳动 物等，因此，这些病毒不仅能感染多种动物， 而且还能感染蚊子和其他昆虫。
穿入 (penetration)
病毒体吸附在宿主细胞膜上后，可通过数种穿入 方式进入细胞：
吸附（adsorption）
※ 是病毒体感染并侵入细胞的第一步，是病 毒体表面病毒吸附蛋白与细胞表面受体特异 结合的过程。 ※ 决定病毒的嗜组织性和宿主特异性
病毒吸附蛋白（VAP）
细胞受体（receptor）
裸露病毒的吸附
裸露病毒体通过衣壳蛋白吸附细胞
脊髓灰质炎病毒表面深凹的皱褶
Attachment CD4 binding
1.无包膜的病毒
一般经过细胞膜吞入，如腺病毒、小RNA病 毒等
无包膜病毒胞吞
(病毒胞吞形成的吞噬空泡)
(1) 膜融合后进入
2. 有包膜的病毒
• 包膜与宿主细胞膜融合，病毒的核衣壳直接 进入细胞浆内
• 病毒胞饮: 细胞膜吞入
(2) 病毒胞饮
(病毒胞吞形成的吞噬空泡)
脱壳（uncoating）
不同病毒脱壳方式不一，多数在宿主细胞溶酶体酶作用 下脱壳，释放出基因组核酸。
人类病毒中只有呼肠孤病毒属于此类, 病毒基因组共 有10~12个非重叠的dsRNA节段组成。每个节段均 可由病毒自身的RNA多聚酶转录出不同的mRNA;
dsRNA病毒只有其负链RNA复制出正链RNA,再由 正链RNA复制出新负链RNA. 故其复制不遵循DNA 半保留复制的原理, 子代RNA全部为新合成的RNA。
+ssRNA
第IV类: 逆转录病毒
逆转录酶+细胞的tRNA为引物
+ssRNA:-ssDNA
RNA酶H降解亲代RNA；逆转录 酶以-ssDNA为模板合成+ssDNA
-ssDNA:+ssDNA
整合酶将dsDNA
整合到细胞染色体
Provirus前病毒
NF-KB和LTR的作用
HIV的复制
+ssRNA
用作病毒基因组 合成结构蛋白
(1)溶酶体酶直接裂解经过膜融合后进入的衣壳; (2)溶酶体酶也可注入吞噬空泡内,将衣壳裂解
生物合成（biosynthesis）
• 病毒基因组一旦从衣壳中释放后，就利用宿主细胞提 供的低分子物质合成大量的病毒核酸和结构蛋白。
• 早期，病毒复制合成所必需的复制酶和一些抑制蛋白 • 生物合成阶段，病毒处于隐蔽期 • 根据病毒基因组如何转录成mRNA、如何指令合成蛋
病毒的异常增殖
顿挫感染（abortive infection）
病毒基因组不完整或发生了改变。 宿主细胞缺少病毒复制所需要的酶、能量等条件。 以上两方面因素使病毒进入宿主细胞后不能在细 胞内完成增殖的全过程或不能装配出有感染性的 病毒体。
伪病毒颗粒 (pseudovirion)
病毒衣壳包裹一段宿主细胞的DNA形成的病毒颗粒。
复制周期
第V类: 单链DNA病毒
ssDNA病毒的特点：
种类很少,仅人类输血传染病毒(TTV)为ssDNA病毒;
先以亲代ssDNA为模板, 合成一个互补链形成中间型 dsDNA, 然后解链, 由新合成互补链为模板复制出子 代ssDNA,转录mRNA和翻译合成病毒蛋白质。
第VI类: 双链RNA病毒
dsRNA病毒的特点：
¾装配过程中能发生错误，产生无核酸的毒粒或基因缺 陷的毒粒。缺陷病毒能占据病毒合成场所，从而干扰或 阻止病毒的合成，这种缺陷病毒称缺陷干扰颗粒。
狂犬病病毒破膜而出或被外排
流感病毒出芽释放
Summary
1.掌握病毒复制的概念 2.掌握病毒复制周期每个阶段的特点 3.其他概念：
Abortive infection DIP
细胞核内的依 赖DNA的RNA
多聚酶
第II类: 单正链RNA病毒
基因组RNA直接具有mRNA功能 属于多顺反子，先翻译成一个大蛋白，经切割 形成成熟的蛋白。 可直接附着于宿主核糖体上转译出病毒结构蛋 白和非结构蛋白（依赖RNA的RNA多聚酶），故 病毒核酸本身具有感染性。
包括:SARS病毒和脊髓灰质炎病毒等
本身携带依 赖RNA的 RNA多聚酶
RdRp 的校读 (proofreading) 能力很低，合成核酸 时其碱基的错配率是DNA 聚合酶的1 万倍。病毒复 制过程中，RNA 病毒的变异速度可达DNA 病毒的 100 万倍以上。 所以，同一种RNA 病毒毒粒与毒粒间的基因序列并 不完全相同。因此，某种RNA 病毒实际上是一组起 源相同，遗传上密切相关但其基因序列不完全相同的 病毒群，即准种 (quasispecies)。
Co-receptor binding
HIV gp120识别辅助受体
Membrane fusion
包膜病毒的吸附
包膜病毒体通过包膜糖蛋白吸附细胞
甲型流感病毒血凝素与唾液酸受体结合
流感病毒
神经氨酸（NeuAc）
血凝素 唾液酸受体
敏感细胞
NeuAc-α2,3-Gal
NeuAc-α2,6-Gal NeuAc-α2,3-Gal NeuAc-α2,6-Gal
复制周期
1、吸附 2、穿入 3、脱壳 4、生物
合成 5、组装 6、释放
病毒单周期生长曲线
病毒的复制
复制（replication） 病毒在细胞内由病毒基因组引导合成病毒核 酸、蛋白质及其它病毒结构成分，在宿主细胞 质内或核内装配成熟，释放到细胞外的增殖方 式。
复制周期 从病毒体侵入细胞到子代病毒体生成释放， 称为一个复制周期。
北京大学医学部
Peking University Health Science Center
病毒复制
The replication of virus
北京大学医学部病原生物学系 邹清华
zouqinghua@bjmu.edu.cn 医学微生物学 精品课程
Medical Microbiology Excellent Curriculum
释 放（release）
裸病毒：通过细胞裂解释放
细胞融合
包膜病毒：通过“出芽”方式释放
绝大多数无包膜病毒释放，一次同步，破坏宿主细胞膜， 细胞迅速死亡。
绝大多数有包膜病毒以出芽方式释出时包上细胞核膜或细 胞膜而成为成熟病毒。逐个释出，非一次同步，细胞死亡 缓慢。
¾装配方式
¾有些无包膜病毒的结构蛋白能形成不含核酸的空壳结构，称为 前衣壳(procapsid)，然后再由病毒基因充填，完成病毒的装配 ，如微小RNA 病毒，但此类病毒也通过结构蛋白包绕病毒基因 而装配。 ¾逆转录病毒、披膜病毒和负链RNA病毒的核衣壳是由结构蛋 白包绕病毒基因而装配，然后由包膜包裹。
晚期mRNA
翻译 晚期蛋白质(病毒
结构蛋白)
• 脱壳位置
– DNA病毒：细胞核 – RNA病毒：细胞质
• 脱壳时间
– 与细胞受体结合时即启动：脊髓灰质炎病毒 – 部分脱壳：呼肠孤病毒 – 痘病毒：病毒本身酶合成mRNA，合成脱壳酶
第I类：双链DNA病毒
• 痘病毒科 • 疱疹病毒科 • 腺病毒科 • 乳头状病毒科 • T4噬菌体等
装配（assembly）
装配 assembly：核衣壳形成的过程 病毒装配的位置和机制取决于病毒核酸复制的位 置以及病毒有无包膜
•大部分DNA病毒在细胞核内组装：如腺病毒 •大部分RNA病毒在细胞浆内组装：如脊髓灰质炎病毒 •有些病毒在细胞核膜上组装：如疱疹病毒 •也有病毒在细胞膜上组装：如流感病毒
白质，病毒的生物合成过程可基本归为6大类：双链 DNA病毒、单链DNA病毒、单正链RNA病毒、单负 链RNA病毒、逆转录病毒和双链RNA病毒。
dsDNA病毒复制示意图
病来自百度文库DNA
复 制
转录(核内)
细胞的依赖 DNA的RNA
多聚酶
早期mRNA
翻译 (胞质)
早期蛋白:DNA多 聚酶和调节蛋白
子代DNA
转录
缺陷性干扰颗粒
（defective interfering particles，DIP） 经过一个复制周期，一个细胞可产生高达10 万个
子代病毒，但只有1%~10%病毒具有感染性，其他无 感染性的病毒称为缺陷颗粒 (defective particles)， 通常由变异和装配错误所致。缺陷病毒本身不能复制 ，但却能干扰同种成熟病毒体进入细胞或在细胞内增 殖。
• 复制早期：识别、吸附、穿入、脱壳。 • 复制晚期：生物合成、装配、病毒包膜
芽生和释放。
¾ 隐蔽期：病毒脱壳后进入复制的生物合成阶段，此时电镜 法在细胞内查不到完整病毒颗粒，血清学方法测不到病毒 的抗原，也没有感染性，称为隐蔽期（Eclipse period）。
¾ 潜隐期：从病毒进入细胞至释放子代病毒前，细胞外无感 染性病毒存在，此段时间称为潜隐期（latent period）。
第 III类: 单负链RNA病毒
• RNA 病毒必须具有自身的RNA 依赖的RNA 聚 合酶 (RNA-dependent RNA polymerase, RdRp) 才能复制。
• 单负链RNA病毒本身携带有依赖RNA的RNA 多聚酶，病毒核酸本身不具有感染性。
• 包括: 流感病毒, 腮腺炎症病毒和狂犬病毒等
甲型流感病毒的血凝素能与多种不同细胞表面的唾液酸结合
黄热病毒、森林脑炎病毒、流行性乙型脑炎病 毒能与多种动物细胞表面的受体结合，包括节 肢动物、爬行动物、两栖动物、鸟类和哺乳动 物等，因此，这些病毒不仅能感染多种动物， 而且还能感染蚊子和其他昆虫。
穿入 (penetration)
病毒体吸附在宿主细胞膜上后，可通过数种穿入 方式进入细胞：
吸附（adsorption）
※ 是病毒体感染并侵入细胞的第一步，是病 毒体表面病毒吸附蛋白与细胞表面受体特异 结合的过程。 ※ 决定病毒的嗜组织性和宿主特异性
病毒吸附蛋白（VAP）
细胞受体（receptor）
裸露病毒的吸附
裸露病毒体通过衣壳蛋白吸附细胞
脊髓灰质炎病毒表面深凹的皱褶
Attachment CD4 binding
1.无包膜的病毒
一般经过细胞膜吞入，如腺病毒、小RNA病 毒等
无包膜病毒胞吞
(病毒胞吞形成的吞噬空泡)
(1) 膜融合后进入
2. 有包膜的病毒
• 包膜与宿主细胞膜融合，病毒的核衣壳直接 进入细胞浆内
• 病毒胞饮: 细胞膜吞入
(2) 病毒胞饮
(病毒胞吞形成的吞噬空泡)
脱壳（uncoating）
不同病毒脱壳方式不一，多数在宿主细胞溶酶体酶作用 下脱壳，释放出基因组核酸。
人类病毒中只有呼肠孤病毒属于此类, 病毒基因组共 有10~12个非重叠的dsRNA节段组成。每个节段均 可由病毒自身的RNA多聚酶转录出不同的mRNA;
dsRNA病毒只有其负链RNA复制出正链RNA,再由 正链RNA复制出新负链RNA. 故其复制不遵循DNA 半保留复制的原理, 子代RNA全部为新合成的RNA。
+ssRNA
第IV类: 逆转录病毒
逆转录酶+细胞的tRNA为引物
+ssRNA:-ssDNA
RNA酶H降解亲代RNA；逆转录 酶以-ssDNA为模板合成+ssDNA
-ssDNA:+ssDNA
整合酶将dsDNA
整合到细胞染色体
Provirus前病毒
NF-KB和LTR的作用
HIV的复制
+ssRNA
用作病毒基因组 合成结构蛋白
(1)溶酶体酶直接裂解经过膜融合后进入的衣壳; (2)溶酶体酶也可注入吞噬空泡内,将衣壳裂解
生物合成（biosynthesis）
• 病毒基因组一旦从衣壳中释放后，就利用宿主细胞提 供的低分子物质合成大量的病毒核酸和结构蛋白。
• 早期，病毒复制合成所必需的复制酶和一些抑制蛋白 • 生物合成阶段，病毒处于隐蔽期 • 根据病毒基因组如何转录成mRNA、如何指令合成蛋
病毒的异常增殖
顿挫感染（abortive infection）
病毒基因组不完整或发生了改变。 宿主细胞缺少病毒复制所需要的酶、能量等条件。 以上两方面因素使病毒进入宿主细胞后不能在细 胞内完成增殖的全过程或不能装配出有感染性的 病毒体。
伪病毒颗粒 (pseudovirion)
病毒衣壳包裹一段宿主细胞的DNA形成的病毒颗粒。
复制周期
第V类: 单链DNA病毒
ssDNA病毒的特点：
种类很少,仅人类输血传染病毒(TTV)为ssDNA病毒;
先以亲代ssDNA为模板, 合成一个互补链形成中间型 dsDNA, 然后解链, 由新合成互补链为模板复制出子 代ssDNA,转录mRNA和翻译合成病毒蛋白质。
第VI类: 双链RNA病毒
dsRNA病毒的特点：
¾装配过程中能发生错误，产生无核酸的毒粒或基因缺 陷的毒粒。缺陷病毒能占据病毒合成场所，从而干扰或 阻止病毒的合成，这种缺陷病毒称缺陷干扰颗粒。
狂犬病病毒破膜而出或被外排
流感病毒出芽释放
Summary
1.掌握病毒复制的概念 2.掌握病毒复制周期每个阶段的特点 3.其他概念：
Abortive infection DIP
细胞核内的依 赖DNA的RNA
多聚酶
第II类: 单正链RNA病毒
基因组RNA直接具有mRNA功能 属于多顺反子，先翻译成一个大蛋白，经切割 形成成熟的蛋白。 可直接附着于宿主核糖体上转译出病毒结构蛋 白和非结构蛋白（依赖RNA的RNA多聚酶），故 病毒核酸本身具有感染性。
包括:SARS病毒和脊髓灰质炎病毒等
本身携带依 赖RNA的 RNA多聚酶
RdRp 的校读 (proofreading) 能力很低，合成核酸 时其碱基的错配率是DNA 聚合酶的1 万倍。病毒复 制过程中，RNA 病毒的变异速度可达DNA 病毒的 100 万倍以上。 所以，同一种RNA 病毒毒粒与毒粒间的基因序列并 不完全相同。因此，某种RNA 病毒实际上是一组起 源相同，遗传上密切相关但其基因序列不完全相同的 病毒群，即准种 (quasispecies)。
Co-receptor binding
HIV gp120识别辅助受体
Membrane fusion
包膜病毒的吸附
包膜病毒体通过包膜糖蛋白吸附细胞
甲型流感病毒血凝素与唾液酸受体结合
流感病毒
神经氨酸（NeuAc）
血凝素 唾液酸受体
敏感细胞
NeuAc-α2,3-Gal
NeuAc-α2,6-Gal NeuAc-α2,3-Gal NeuAc-α2,6-Gal
复制周期
1、吸附 2、穿入 3、脱壳 4、生物
合成 5、组装 6、释放
病毒单周期生长曲线
病毒的复制
复制（replication） 病毒在细胞内由病毒基因组引导合成病毒核 酸、蛋白质及其它病毒结构成分，在宿主细胞 质内或核内装配成熟，释放到细胞外的增殖方 式。
复制周期 从病毒体侵入细胞到子代病毒体生成释放， 称为一个复制周期。
北京大学医学部
Peking University Health Science Center
病毒复制
The replication of virus
北京大学医学部病原生物学系 邹清华
zouqinghua@bjmu.edu.cn 医学微生物学 精品课程
Medical Microbiology Excellent Curriculum
释 放（release）
裸病毒：通过细胞裂解释放
细胞融合
包膜病毒：通过“出芽”方式释放
绝大多数无包膜病毒释放，一次同步，破坏宿主细胞膜， 细胞迅速死亡。
绝大多数有包膜病毒以出芽方式释出时包上细胞核膜或细 胞膜而成为成熟病毒。逐个释出，非一次同步，细胞死亡 缓慢。
¾装配方式
¾有些无包膜病毒的结构蛋白能形成不含核酸的空壳结构，称为 前衣壳(procapsid)，然后再由病毒基因充填，完成病毒的装配 ，如微小RNA 病毒，但此类病毒也通过结构蛋白包绕病毒基因 而装配。 ¾逆转录病毒、披膜病毒和负链RNA病毒的核衣壳是由结构蛋 白包绕病毒基因而装配，然后由包膜包裹。
晚期mRNA
翻译 晚期蛋白质(病毒
结构蛋白)
• 脱壳位置
– DNA病毒：细胞核 – RNA病毒：细胞质
• 脱壳时间
– 与细胞受体结合时即启动：脊髓灰质炎病毒 – 部分脱壳：呼肠孤病毒 – 痘病毒：病毒本身酶合成mRNA，合成脱壳酶
第I类：双链DNA病毒
• 痘病毒科 • 疱疹病毒科 • 腺病毒科 • 乳头状病毒科 • T4噬菌体等
装配（assembly）
装配 assembly：核衣壳形成的过程 病毒装配的位置和机制取决于病毒核酸复制的位 置以及病毒有无包膜
•大部分DNA病毒在细胞核内组装：如腺病毒 •大部分RNA病毒在细胞浆内组装：如脊髓灰质炎病毒 •有些病毒在细胞核膜上组装：如疱疹病毒 •也有病毒在细胞膜上组装：如流感病毒
白质，病毒的生物合成过程可基本归为6大类：双链 DNA病毒、单链DNA病毒、单正链RNA病毒、单负 链RNA病毒、逆转录病毒和双链RNA病毒。
dsDNA病毒复制示意图
病来自百度文库DNA
复 制
转录(核内)
细胞的依赖 DNA的RNA
多聚酶
早期mRNA
翻译 (胞质)
早期蛋白:DNA多 聚酶和调节蛋白
子代DNA
转录
缺陷性干扰颗粒
（defective interfering particles，DIP） 经过一个复制周期，一个细胞可产生高达10 万个
子代病毒，但只有1%~10%病毒具有感染性，其他无 感染性的病毒称为缺陷颗粒 (defective particles)， 通常由变异和装配错误所致。缺陷病毒本身不能复制 ，但却能干扰同种成熟病毒体进入细胞或在细胞内增 殖。