病毒

三、病毒的化学组成
病毒的主要成分为核酸(DNA或RNA)和蛋白质。有的病毒还含 有脂质、糖类等其他组分。
1. 病毒的核酸类型极为多样化
病毒的DNA与RNA均有单链和双链之分：
dsDNA ssDNA dsRNA ssRNA
除了双链RNA外，其他均有线状和环状之分。 病毒核酸有正链（＋）和负链（-）之分。
2130个衣壳粒，排列成130圈螺旋； 核酸核心是ssRNA，相对分子质量
为260万，含有6390个核苷酸，每3
个核苷酸与一个衣壳粒相结合，盘 绕于蛋白质的中空内径中。
（2）二十面体对称型：腺病毒
二十面体对称壳体： 蛋白质亚基围绕具立方对称的正多面体的角或边排列， 进而形成一个封闭的蛋白质的鞘。
主要有三种类型：
核型多角体病毒（NPV）：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（CPV）：在昆虫细胞质内增殖、可形成蛋白
质包涵体的球状病毒
颗粒体病毒（GV）：具有蛋白质包涵体，每个包涵体内通常仅 含一个病毒粒的昆虫杆状病毒
五、一步生长曲线
1939年，Max Delbruck & Emory Ellis 这个实验标志着分子病毒学、分子生物学及分子遗 传学的建立，Delbruck和Ellis因此获得1969年Nobel
3.生物合成:合成位点：DNA病毒：细胞核内
RNA病毒：细胞质内
逆转录病毒：细胞核、质内
4.装配及释放
动物病毒：
①病毒穿过细胞膜的移位方式；
③毒粒包膜与细胞质 膜的融合；
②细胞的内吞功能；
动物病毒的装配及释放方式
1.裸露的二十面体病毒：首先装配成空的前壳体，然后与核酸 结合成熟为完整的病毒颗粒，如腺病毒。
类病毒：只含具侵染性的RNA组分
亚病毒
卫星RNA：只含有不具侵染性的RNA组分
朊病毒：只含侵染性的蛋白质组分
三、病毒的宿主范围
病毒几乎可以感染所有的细胞生物，并具有宿主特异性
微生物病毒：噬菌体（phage）
植物病毒（plant viruses）
动物病毒（animal viruses）
昆虫病毒
微生物病毒
二十面体具有12个角、20个面 和30条棱。
腺病毒，呈球形，其衣壳是典型的二十面体对称， 由252个
衣壳粒组成，没有包膜。腺病毒的核心是由线状dsDNA构成的。
其基因组的大小都约为36500个核苷酸对。
五邻体
六邻体
（3）复合对称型：Ｔ偶数噬菌体
T4 由 头部 （核心是线状dsDNA）、 颈部 （颈环、颈须） 和尾部（尾鞘、尾管、基板、刺突和尾丝）三个部分构成。
2. 病毒发现时期：
1886年，德国，A. Mayer 发现具有传染性的烟草花叶病；
1892年，俄国，D. Ivanovski发现烟草花叶病病原体能通过细菌 滤器： 一种能通过细菌滤器的”细菌毒素”或极小的细菌 1898年，荷兰， Beijerinck对烟草花叶病病原体的研究结果：
能通过细菌滤器； 可被乙醇沉淀而不失去其感染性， 能在琼脂凝胶中扩散； 用培养细菌的方法不能被培养出来，推测只能在植物活细胞中生活；
Prize
一步生长曲线
以适量的病毒接种于标准培养的高浓度的敏感细胞，待病毒吸 附后，离心除去未吸附的病毒，或以抗病毒抗血清处理病毒—细 胞培养物以建立同步感染，然后继续培养并定时取样测定培养物 中的病毒效价，并以感染时间为横坐标，病毒的感染效价为纵坐 标，绘制出病毒特征性的繁殖曲线，即一步生长曲线。
2.有包膜动物病毒：首先是形成核壳，然后再包装上包膜。
有的是在从宿主细胞核芽出的过程中从核膜上获得包膜而形成 包膜病毒，如疱疹病毒； 有的则是在从宿主细胞质膜芽出的过程中裹上包膜而形成包膜
病毒，如流感病毒。而且这一过程往往与病毒释放同时发生。
三、植物病毒增殖过程特点：
1) 它们一般无特殊吸附结构，故只能以被动方式侵入，
如可借昆虫（蚜虫等）刺吸式口器刺破植物表面侵
入，借植物天然创口或人工嫁接时的创口侵入 2) 在植物组织中，则可借胞间连丝实现病毒粒的扩散 和传播。 3) 与噬菌体不同的是，植物病毒必须在侵入宿主细胞后
才脱去衣壳即脱壳(uncoating)。
四、昆虫病毒增殖过程的特点
多数昆虫病毒可在宿主细胞内形成光镜下呈多角形的包涵体 称为多角体（polyhedron），碱溶性结晶蛋白，其内包裹着数目 不等的病毒粒。功能是保护病毒粒免受外界不良环境的破坏。
2. 病毒粒的对称体制
无包膜 有包膜 无包膜 二十面体对称 有包膜 （球状） 复合对称 （又称双对称， 有包膜 蝌蚪状） 无包膜
螺旋对称 （杆状）
（1）螺旋状对称型：烟草花叶病毒（TMV）
呈直杆状，长300nm，宽15nm，
中空内径4nm，
由158个氨基酸组成一个皮鞋状的
衣壳粒，相对分子量为17500，总共
（5）裂解（释放）
成熟的噬菌体粒子大多借助于自身的降解酶使宿主细胞裂解 而得到释放。
噬菌体复制的一般过程：
二、脊椎动物病毒增殖过程的特点：
1.吸附：大多数动物病毒无吸附结构的分化。少数病 毒如流感病毒、腺病毒等在其包膜表面长有刺突，可 吸附在宿主细胞表面的病毒受体上。
2.侵入与脱壳 通过胞吞、包膜融入细胞膜或完整病 毒穿过细胞膜的移位等方式侵入，在宿主细胞内脱壳。
例如一些简单的病毒仅由核酸和蛋白质外壳（coat）构成， 故可把它们视为核蛋白分子。 病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过其复制 与表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由这些新合 成的病毒组分装配成子代毒粒，并以一定方式释放到细胞外。 病毒的这种特殊繁殖方式称做复制（replication）
病 毒
一、病毒的发现和研究历史
人类认识病毒主要经历了四个时期：
1. 病毒发现前期：
公元前1500年，埃及王朝时代的浮雕，最早留下了病毒的证据；
17世纪，欧洲的郁金香热:一株得病郁金香球茎竟能换来牛、猪、 羊甚至成吨的谷物或上千磅的奶酪 郁金香花叶病毒，这可能是最早发现的植物病毒
萎缩腿的祭司 —脊髓灰质炎病毒引起
1) 吸附
2) 侵入 3) 增殖（复制与生物合成） 4) 成熟（装配） 5) 裂解（释放）
（1）吸附
病毒表面的病毒吸附蛋白(VAP)与宿主细胞表面的病毒受体 特异性结合，导致病毒附着于细胞表面的过程。
尾丝尖端与宿主细胞表面的特异受 体接触，触发尾丝散开，附着在受 体上，随之把刺突、基板固定。 病毒吸附蛋白：尾丝蛋白 病毒受体：脂多糖、脂蛋白等
（3）增殖(生物合成)
病毒利用宿主的生物合成机构和场所，使病毒核酸复制和 表达，产生大量的病毒核酸和蛋白质。 核酸复制、转录
蛋白质的生物合成：
（4）成熟（装配）
在病毒感染的宿主细胞内将合成的病毒各部分以一定的方式结合 组装成成熟的病毒粒子的过程。
T4噬菌体 的装配是一 个极为复杂 的自我装配 的过程
六、 Байду номын сангаас源性
烈性噬菌体（virulent phage）： 感染宿主细胞后，能迅速在宿主细胞内增殖，产生大量子代 噬菌体并引起宿主细胞裂解。形成裂解循环（lytic cycle）。
温和噬菌体或称溶源性噬菌体（lysogenic phage）： 凡噬菌体吸附侵入宿主细胞后，其DNA只整合到宿主的核染 色体组上，并可长期随宿主DNA的复制而进行同步复制，因 而在一般情况下不进行增殖和引起宿主细胞裂解，这一现象 称做溶源性（lysogeny）现象，这种噬菌体称为温和噬菌体 或溶源性噬菌体，其宿主称为溶源菌。
5）对大多数抗生素不敏感，对干扰素敏感。
2. 定义
超显微的、没有细胞结构的、只含一种核酸(DNA或RNA)、 专性活细胞寄生，只能依靠宿主细胞的代谢系统完成核酸的复制 和蛋白质的合成，并经装配而达到增殖，在宿主细胞外以无生命 的大分子状态长期存在并保持其侵染活性的非细胞生物。
（真）病毒：至少含核酸和蛋白质两种组分 非细胞生物
核心
蛋白质→支架结构和抗原成分，保护核酸
衣壳
类脂→与病毒的宿主专一性和侵入等有关
包膜
E型
第二节 病毒的增殖
病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过
其复制与表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由
这些新合成的病毒组分装配（assembly）成子代毒粒，并 以一定方式释放到细胞外。病毒这种特殊繁殖方式称做复
分别吸附于大肠杆菌 性毛和菌体上的噬菌体
（2）侵入与脱壳
侵入：病毒或其一部分进入宿主细胞的过程。 脱壳：病毒将包膜及衣壳脱去，使核酸释放出来的过程。 尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖，使细胞壁 产生小孔；尾鞘收缩，核酸通过中空的尾 管压入胞内，蛋白质外壳留在胞外；
吸附
尾钉固着
尾鞘收缩
尾管穿入
DNA注入
• 一步生长曲线可分为三个时期： • ①潜伏期：是指病毒吸附于细胞到受染细胞释放出子代病毒所 需的最短时间。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。
②裂解期：潜伏期后宿主细胞裂解释放出大量子代病毒的时期。 裂解量：每个受染细胞产生子代病毒粒子的平均数目。 • ③稳定期：其值等于平稳期受染细胞释放的全部子代病毒粒子数 溶液中病毒粒子总数达到最高点后的时期（病毒效价稳定在最 高处的时期） 除以潜伏期受染细胞的数目。 。 例如T2:约150左右（5-447）， T4:约100。 •
噬菌体
动物病毒
植物病毒
真菌病毒
2. 病毒的蛋白质
▼有的病毒只有一种蛋白质，多数含有为数不多的几种蛋白质。 ▼病毒蛋白质的氨基酸组成与其他生物一样，但不同病毒蛋白质的 氨基酸组成和含量各不相同。 ▼病毒蛋白质主要在构成病毒结构、病毒的侵染与增殖过程中发挥 作用： 1. 结构功能 2. 吸附
3. 增殖
病原是一种比细菌还小的“有传染性的活的流质”。 将其命名为病毒(Virus)
3. 病毒粒子的电镜分析和化学分析时期：
1935年，美国，W M Stanley首次提纯并结晶了烟草花叶病毒； Bawden等证明烟草花叶病毒的本质为核蛋白； 1940年，德国，Kausche首先用电镜观察到烟草花叶病毒颗粒；
4. 病毒的分子生物学研究时期：
1952年，Hershey 和 Chase利用同位素证实噬菌体的遗传物质 仅是DNA，开创了病毒分子生物学的先声。 1971年起，陆续发现了各种亚病毒。如类病毒、卫星病毒、 卫星RNA、朊病毒等
二、病毒的特点和定义
1. 特点
朊病毒甚至仅由蛋白质构成
1）个体微小，能通过细菌滤器，必须在电子显微镜下才能看见。 2）不具有细胞结构，具有一般化学大分子的特征，基本化学组分是 蛋白质和核酸，只含一种类型的核酸，DNA或者RNA。 3）缺乏独立代谢能力，严格的活细胞内寄生，必须依赖宿主细胞进 行自身的核酸复制，形成子代。没有个体生长，也不进行二均分裂。 4）在离体条件下，以无生命的生物大分子状态长期存在并保持侵 染性；
基本形态
球状 杆状
蝌蚪状 另外还有子弹状、丝状、卵圆形、砖状等
二、病毒的结构
1. 病毒的基本结构
病毒粒子(virion)——具有侵染力、成熟的，位于细胞外
环境中的结构完整的单个病毒，又称病毒颗粒。
基本结构
核心——位于中心的核酸 衣壳——包围在核心周围的蛋白质
核心和 衣壳合称核衣壳，为病毒的基本结构。有些复杂的病 毒在衣壳的外面包裹着一层由脂类和多糖组成的包膜。有的 包膜上还长有刺突。
制（replication）。
病毒的种类很多，它们的增殖方式既有共性又有各自的特
点，以研究得最为深入的E.coli T偶数噬菌体为代表，讲述
病毒的增殖过程，其它病毒则介绍其增殖特点。
一、E.coli T偶数噬菌体的增殖过程
病毒粒子并无个体的生长过程，而只有其两种基本成分 的合成和装配，即： 核酸复制+蛋白质合成核蛋白（病毒粒子） 噬菌体的繁殖一般可分五个阶段，即
4. 破坏宿主细胞壁与细胞膜(侵入、释放)
3. 其他成分
◆一些较复杂的病毒（如包膜病毒）除含有核酸和蛋 白质两种成分外，还含有脂类、多糖等其他成分。 ◆病毒中的脂类主要以脂质双分子层的形式存在于病 毒的包膜中。
◆病毒所含的糖类主要以糖蛋白或糖脂的形式存在于
包膜的表面，决定着病毒的抗原性。
核酸 → 决定病毒遗传、变异和复制
主要内容
第一节 病毒的形态结构和化学组成
第二节 病毒的增殖 第三节 病毒学研究的基本方法 第四节 亚病毒因子 第五节 病毒与实践
第一节 病毒的形态结构和化学组成
一、病毒的大小与形态
1. 大小
个体小，必需在电镜下观察； 测量单位是nm；直径在 100nm上下 不同病毒的毒粒大小差别很大
2. 形态