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病毒学
引言
甲流
我国0.065%，全球平均1.24%
SARS
11％ 世界卫生组织统计非典的流行全球感染8422人，死亡919人，病死率近
SARS
无特效药 隔离病人 焚烧尸体
艾滋病AIDS
自1981年在美国发现以来迅速蔓延，死亡率接近100％
艾滋病AIDS
艾滋病AIDS
2008年斯威士兰42.2%的孕妇都是艾滋病病毒携带者 近40%的高艾滋病感染率
另一个质粒R6-3(Neor)组合成嵌合质粒，转化
E.coli后在含四环素和新霉素培养基上选出有
Tetr和Neor的新转化子。
Paul Berg(1926-)
载体的一些必要元件如复制原点、启动子、转录增强子、 翻译增强子等等大多来自病毒 多种病毒载体的广泛应用。
CMV 立刻早期基因IE的启 动子含有增强子、 TATAbox、和转录起始位 点
1955-1957年,美国的F. Raenkel Conrat和Singer与德国的 Gierer和Schramm分别独立地证明纯化TMV-RNA有侵染性 并决定TMV的遗传特性，证明DNA和RNA都是携带遗传信息 的遗传物质。
近代病毒学（1960年至今）
病毒学与分子生物学 病毒学与基因工程
(二）限制性内切酶的发现
20世纪70年代另一个病毒学研 究中最有深远影响的发现。
在对噬菌体与其寄主相互关系 的研究中发现的。
(三）基因工程的诞生
➢ 1972年 P. Berg在斯坦福大学第一次体外构建
重组DNA分子，即将λ噬菌体基因和E.Coli半乳
糖基因插入SV40的环DNA中。
➢ 1973年 H.Boyer和S. Cohen用E.coli质粒 pSCIOI(Tetr)上仅有一个EcoRⅠ切点的特点与
四. 病毒与宿主相互关系的探索时期
病毒核酸可以整合到宿主细胞基因组中 DNA是噬菌体的遗传物质 某些病毒感染引起细胞融合 某些病毒引起细胞生长习性和形态特征
的转化
（三） 噬菌体的发现
1915年，Fredrick Twort首次发表了关于噬菌体的文章。 1917年，Felix d’Herelle将“能溶解琼脂平板上的细菌”命
1796年英国医生Edward Jenner发明了“种牛痘”的方法预防天花。
1884年巴斯德从科学实践中知道有侵染性的物质经 过反复传代和干燥，会减少其毒性。用减低
毒性的侵染物接种狗，该狗即使再感染狂犬
病毒也不会得狂犬病。
二. 发现时期
1886年，法国人Adolf Mayer将感染TMV的烟草 叶汁注入健康的烟草叶脉中，诱发了花叶病。
以病毒为材料，如SV40研究DNA与寄主组蛋白的作用，给
E.coli基因组结构和哺乳动物染色体结构的了解以重要的启
示。
独特类型的病毒基因组，如ssDNA,（+）RNA 、 （-） RNA先后在体外翻译体系中被转录，充分显示了生物遗传 信息储存方式的多样性。
转录增强子元件、转录因子与启动子结合 ---SV40的研究
禽流感AIV
禽流感AIV
禽流感AIV
1918年西班牙流感死亡2200万
禽流感AIV
1000万
猪高热病
学习目的
了解当前流行的病毒，以及致病机理。
给大家指出一条发家致富的明路。
对已经发现的病毒，大多数我们还都束手 无策，希望通过对这门课的学习使大家对 病毒产生兴趣，从而在以后的深造中投身 到病毒学的研究中。
SV40的poly A
毒 翻译后的前体经蛋白酶加工裂解成为功能蛋白质，经高尔
基体的糖基化以及被蛋白激酶磷酸化的研究------病毒
（一） 反转录酶的发现
20世纪70年代 反转录酶的发现----RNA肿瘤病 毒
意义： 1. 揭示了病毒正链RNA基因组复制和基因表达的一种新类型。 2. 对20世纪60年代所形成的中心法则理论的重要修饰和补充。 3. 反转录酶广泛应用于cDNA克隆的技术。
1892年，俄国科学家Dimitri Iwanowski用无釉陶瓷 滤膜过滤TMV的病原体，滤过液可以将疾病传染到另外 的植物上。他认为是细菌产生的毒素引起的。
Dmitri Iwanowski (1864-1920)
Chamberland过滤器
1898年，Martinus Beijerink发现稀释后的滤液可以在植物的 活组织中复制并保持其力量 而且它不能像细菌一样在无细胞 状态下培养，他称之为“传染性活汁液”
名为“噬菌体”
1935年，美国生化学家Wendell Meredith Stanley获得TMV的晶体，并于1946年因此获得诺 贝尔奖。
免疫兔子制备出TMV抗血清--说明病毒的蛋白质本性。
1937年，英国的Bawden和Pirie证明TMV的结晶含 5%RNA和0.5%的磷，其它都是蛋白质，提示TMV是个 核蛋白。
1915年，Fredrick Twort首次发现了噬菌体。 1917年，Felix d’Herelle将“能溶解琼脂平板上
的细菌的物质”命名为“噬菌体”
三. 病毒本质的研究时期
早期的生化实验工作中得出的主要结论是，蛋白变性、 强酸强碱、高温都对病毒有害，而温和的蛋白沉淀剂、
低温和中性ph一般对病毒无害。
利用噬菌体突变体的重组，以及基因缺失和置换突变的杂交， 鉴定和定位λ噬菌体的基因，获得基因组的物理图谱。
❖ 噬菌体溶原性和裂解性生活史的发现和相 互转换机制的研究，如阻抑蛋白cI的负调 控和转录因子N蛋白和Q蛋白的正调控、以 及多基因间表达调控的相互协调、相互制 约的复杂关系的研究,奠定了分子生物学操 纵子学说的基础。
1938年，W.J.Elford测定了各种病毒颗粒大小。
1939年，Kausche和Ruska用电镜照片，直观证实 TMV是杆状颗粒。
至此，TMV是核蛋白而不是纯蛋白质，病 毒是颗粒状而不是毒液的争论到此结束。
❖ 1952年，美国冷泉港卡内基遗传学实验室的Alfed Hershey和Martha Chase用35S和32P分别标记T2噬菌体的 蛋白质和核酸试图追踪噬菌体吸附进入大肠杆菌细胞的机制， 结果证明只有DNA进入就足以提供复制出100多个子代病毒 所需的遗传信息。
目前斯威士兰的人均寿命仅为37.5岁
AIDS
全国累计报告艾滋病病毒感染者和病人分布图（截至2007年10月底） 70万，0.05％
AIDS
潜 伏 期 七 年
禽流感AIV
禽流感AIV
1997年香港一3岁男童死于禽 流感，这是全球首宗人类感染 H5N1的个案
2003年11月到2006年7月，全 球230多人感染，130多人死亡， 病死率51.69％
他称这种“有感染性的、活的流质” 为“病毒 ”
他被誉为“病毒学之父”
Martinus Beijerinick (1851-1931)
第一个病毒引起的动物病例
Freidrich Loeffler (1852-1915)
同年，Freidrich Loeffler证明牛口蹄疫病是可滤性病毒引起的。
细菌的病毒－－噬菌体
同年，Wyatt和Cohen在T偶噬菌体和动物病毒中发现有 寄主DNA所没有的新碱基羟甲基胞嘧啶，最终证明是病 毒DNA编码羟甲基酶被合成的原因，可见病毒的遗传信 息在寄主细胞内被表达成蛋白质。
1956年 根据病毒负染的电镜照片第一次提出病毒颗粒的 外壳蛋白是由组分相同的蛋白质亚基做对称的二十面体或 螺旋式的排列而成。
病毒是什么
“我自己也是乙肝的带菌者”
2006年刘德华担任中国肝炎防治基金会乙肝防治宣传大使
病毒与其它微生物的区别
微生物 结构 种类
细菌 原核细胞型 支原体 原核细胞型 立克次体 原核细胞型 衣原体 原核细胞型 螺旋体 原核细胞型 真菌 真核细胞型 病毒 非细胞型
在无活细 胞的培养 基中生长
+ + -（+） + -
RNA聚合酶Ⅲ与启动子识别并进行转录 --腺病毒VA基因的研究
基因在DNA基因组上的位置是不连续的，有内含子存在， 转录体需要剪裁，拼接成mRNA ---T4噬菌体和腺病毒的研究
mRNA3’-端的聚腺苷酸化-----痘病毒 首次发现聚腺苷酸化信号-----SV40 mRNA5’-端的帽子结构和碱基的甲基化作用-----呼肠病
1935年，美国生化学家Wendell Meredith Stanley获得TMV的晶体， 并于1946年因此获得诺贝尔奖。
1937年，英国的Bawden和Pirie证明TMV的结 晶含磷和RNA，提示TMV是个核蛋白。
1939年，Kausche和Ruska用电镜照片，直观 证实TMV是杆状颗粒。
T4噬菌体是另一个利用突变体获得基因组物理图谱的实 例。对其基因结构和功能的研究，尤其是对rⅡA和rⅡB 两个顺反子的遗传分析导致移码突变，首次支持遗传密码 是三联体密码的学说。
❖ 利用T4噬菌体溶菌酶基 因所进行的移码突变结果 直接证实了这一学说。
利用噬菌体为材料研究基因组DNA的复制机制及所需各种 酶活性，促进了对原核生物遗传物质复制地了解。
二等分裂 繁殖
核酸类型
+
DNA，RNA
+
DNA，RNA
+
DNA，RNA
+
DNA，RNA
+
DNA，RNA
出芽、产生孢子 DNA，RNA
-
DNA 或 RNA
核糖体 敏感性 抗生素 干扰素
++-
++-
++-
++-
++-
+--
-
-
+
病毒致病过程
第一章 病毒学的发展史
一. 经验时期
北宋（960年到1127年） 年间，吸入病人痂接 种人痘来预防天花。
引言
甲流
我国0.065%，全球平均1.24%
SARS
11％ 世界卫生组织统计非典的流行全球感染8422人，死亡919人，病死率近
SARS
无特效药 隔离病人 焚烧尸体
艾滋病AIDS
自1981年在美国发现以来迅速蔓延，死亡率接近100％
艾滋病AIDS
艾滋病AIDS
2008年斯威士兰42.2%的孕妇都是艾滋病病毒携带者 近40%的高艾滋病感染率
另一个质粒R6-3(Neor)组合成嵌合质粒，转化
E.coli后在含四环素和新霉素培养基上选出有
Tetr和Neor的新转化子。
Paul Berg(1926-)
载体的一些必要元件如复制原点、启动子、转录增强子、 翻译增强子等等大多来自病毒 多种病毒载体的广泛应用。
CMV 立刻早期基因IE的启 动子含有增强子、 TATAbox、和转录起始位 点
1955-1957年,美国的F. Raenkel Conrat和Singer与德国的 Gierer和Schramm分别独立地证明纯化TMV-RNA有侵染性 并决定TMV的遗传特性，证明DNA和RNA都是携带遗传信息 的遗传物质。
近代病毒学（1960年至今）
病毒学与分子生物学 病毒学与基因工程
(二）限制性内切酶的发现
20世纪70年代另一个病毒学研 究中最有深远影响的发现。
在对噬菌体与其寄主相互关系 的研究中发现的。
(三）基因工程的诞生
➢ 1972年 P. Berg在斯坦福大学第一次体外构建
重组DNA分子，即将λ噬菌体基因和E.Coli半乳
糖基因插入SV40的环DNA中。
➢ 1973年 H.Boyer和S. Cohen用E.coli质粒 pSCIOI(Tetr)上仅有一个EcoRⅠ切点的特点与
四. 病毒与宿主相互关系的探索时期
病毒核酸可以整合到宿主细胞基因组中 DNA是噬菌体的遗传物质 某些病毒感染引起细胞融合 某些病毒引起细胞生长习性和形态特征
的转化
（三） 噬菌体的发现
1915年，Fredrick Twort首次发表了关于噬菌体的文章。 1917年，Felix d’Herelle将“能溶解琼脂平板上的细菌”命
1796年英国医生Edward Jenner发明了“种牛痘”的方法预防天花。
1884年巴斯德从科学实践中知道有侵染性的物质经 过反复传代和干燥，会减少其毒性。用减低
毒性的侵染物接种狗，该狗即使再感染狂犬
病毒也不会得狂犬病。
二. 发现时期
1886年，法国人Adolf Mayer将感染TMV的烟草 叶汁注入健康的烟草叶脉中，诱发了花叶病。
以病毒为材料，如SV40研究DNA与寄主组蛋白的作用，给
E.coli基因组结构和哺乳动物染色体结构的了解以重要的启
示。
独特类型的病毒基因组，如ssDNA,（+）RNA 、 （-） RNA先后在体外翻译体系中被转录，充分显示了生物遗传 信息储存方式的多样性。
转录增强子元件、转录因子与启动子结合 ---SV40的研究
禽流感AIV
禽流感AIV
禽流感AIV
1918年西班牙流感死亡2200万
禽流感AIV
1000万
猪高热病
学习目的
了解当前流行的病毒，以及致病机理。
给大家指出一条发家致富的明路。
对已经发现的病毒，大多数我们还都束手 无策，希望通过对这门课的学习使大家对 病毒产生兴趣，从而在以后的深造中投身 到病毒学的研究中。
SV40的poly A
毒 翻译后的前体经蛋白酶加工裂解成为功能蛋白质，经高尔
基体的糖基化以及被蛋白激酶磷酸化的研究------病毒
（一） 反转录酶的发现
20世纪70年代 反转录酶的发现----RNA肿瘤病 毒
意义： 1. 揭示了病毒正链RNA基因组复制和基因表达的一种新类型。 2. 对20世纪60年代所形成的中心法则理论的重要修饰和补充。 3. 反转录酶广泛应用于cDNA克隆的技术。
1892年，俄国科学家Dimitri Iwanowski用无釉陶瓷 滤膜过滤TMV的病原体，滤过液可以将疾病传染到另外 的植物上。他认为是细菌产生的毒素引起的。
Dmitri Iwanowski (1864-1920)
Chamberland过滤器
1898年，Martinus Beijerink发现稀释后的滤液可以在植物的 活组织中复制并保持其力量 而且它不能像细菌一样在无细胞 状态下培养，他称之为“传染性活汁液”
名为“噬菌体”
1935年，美国生化学家Wendell Meredith Stanley获得TMV的晶体，并于1946年因此获得诺 贝尔奖。
免疫兔子制备出TMV抗血清--说明病毒的蛋白质本性。
1937年，英国的Bawden和Pirie证明TMV的结晶含 5%RNA和0.5%的磷，其它都是蛋白质，提示TMV是个 核蛋白。
1915年，Fredrick Twort首次发现了噬菌体。 1917年，Felix d’Herelle将“能溶解琼脂平板上
的细菌的物质”命名为“噬菌体”
三. 病毒本质的研究时期
早期的生化实验工作中得出的主要结论是，蛋白变性、 强酸强碱、高温都对病毒有害，而温和的蛋白沉淀剂、
低温和中性ph一般对病毒无害。
利用噬菌体突变体的重组，以及基因缺失和置换突变的杂交， 鉴定和定位λ噬菌体的基因，获得基因组的物理图谱。
❖ 噬菌体溶原性和裂解性生活史的发现和相 互转换机制的研究，如阻抑蛋白cI的负调 控和转录因子N蛋白和Q蛋白的正调控、以 及多基因间表达调控的相互协调、相互制 约的复杂关系的研究,奠定了分子生物学操 纵子学说的基础。
1938年，W.J.Elford测定了各种病毒颗粒大小。
1939年，Kausche和Ruska用电镜照片，直观证实 TMV是杆状颗粒。
至此，TMV是核蛋白而不是纯蛋白质，病 毒是颗粒状而不是毒液的争论到此结束。
❖ 1952年，美国冷泉港卡内基遗传学实验室的Alfed Hershey和Martha Chase用35S和32P分别标记T2噬菌体的 蛋白质和核酸试图追踪噬菌体吸附进入大肠杆菌细胞的机制， 结果证明只有DNA进入就足以提供复制出100多个子代病毒 所需的遗传信息。
目前斯威士兰的人均寿命仅为37.5岁
AIDS
全国累计报告艾滋病病毒感染者和病人分布图（截至2007年10月底） 70万，0.05％
AIDS
潜 伏 期 七 年
禽流感AIV
禽流感AIV
1997年香港一3岁男童死于禽 流感，这是全球首宗人类感染 H5N1的个案
2003年11月到2006年7月，全 球230多人感染，130多人死亡， 病死率51.69％
他称这种“有感染性的、活的流质” 为“病毒 ”
他被誉为“病毒学之父”
Martinus Beijerinick (1851-1931)
第一个病毒引起的动物病例
Freidrich Loeffler (1852-1915)
同年，Freidrich Loeffler证明牛口蹄疫病是可滤性病毒引起的。
细菌的病毒－－噬菌体
同年，Wyatt和Cohen在T偶噬菌体和动物病毒中发现有 寄主DNA所没有的新碱基羟甲基胞嘧啶，最终证明是病 毒DNA编码羟甲基酶被合成的原因，可见病毒的遗传信 息在寄主细胞内被表达成蛋白质。
1956年 根据病毒负染的电镜照片第一次提出病毒颗粒的 外壳蛋白是由组分相同的蛋白质亚基做对称的二十面体或 螺旋式的排列而成。
病毒是什么
“我自己也是乙肝的带菌者”
2006年刘德华担任中国肝炎防治基金会乙肝防治宣传大使
病毒与其它微生物的区别
微生物 结构 种类
细菌 原核细胞型 支原体 原核细胞型 立克次体 原核细胞型 衣原体 原核细胞型 螺旋体 原核细胞型 真菌 真核细胞型 病毒 非细胞型
在无活细 胞的培养 基中生长
+ + -（+） + -
RNA聚合酶Ⅲ与启动子识别并进行转录 --腺病毒VA基因的研究
基因在DNA基因组上的位置是不连续的，有内含子存在， 转录体需要剪裁，拼接成mRNA ---T4噬菌体和腺病毒的研究
mRNA3’-端的聚腺苷酸化-----痘病毒 首次发现聚腺苷酸化信号-----SV40 mRNA5’-端的帽子结构和碱基的甲基化作用-----呼肠病
1935年，美国生化学家Wendell Meredith Stanley获得TMV的晶体， 并于1946年因此获得诺贝尔奖。
1937年，英国的Bawden和Pirie证明TMV的结 晶含磷和RNA，提示TMV是个核蛋白。
1939年，Kausche和Ruska用电镜照片，直观 证实TMV是杆状颗粒。
T4噬菌体是另一个利用突变体获得基因组物理图谱的实 例。对其基因结构和功能的研究，尤其是对rⅡA和rⅡB 两个顺反子的遗传分析导致移码突变，首次支持遗传密码 是三联体密码的学说。
❖ 利用T4噬菌体溶菌酶基 因所进行的移码突变结果 直接证实了这一学说。
利用噬菌体为材料研究基因组DNA的复制机制及所需各种 酶活性，促进了对原核生物遗传物质复制地了解。
二等分裂 繁殖
核酸类型
+
DNA，RNA
+
DNA，RNA
+
DNA，RNA
+
DNA，RNA
+
DNA，RNA
出芽、产生孢子 DNA，RNA
-
DNA 或 RNA
核糖体 敏感性 抗生素 干扰素
++-
++-
++-
++-
++-
+--
-
-
+
病毒致病过程
第一章 病毒学的发展史
一. 经验时期
北宋（960年到1127年） 年间，吸入病人痂接 种人痘来预防天花。