第三章:病毒的增殖

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第三章 病毒的增殖
细胞—病毒的增殖场所 §1 细胞 病毒的增殖场所
一,胞膜
吸附,侵入,释放,生物合成 吸附,侵入,释放,
二,胞浆
生物合成,装配, 生物合成,装配, 形成包涵体
三,胞核
生物合成, 囊膜的获得, 生物合成, 囊膜的获得, 形成包涵体
§2 病毒的增殖过程
动物病毒的增殖过程大致分为 5 个主要阶段: 个主要阶段: 吸附 侵入 脱壳 病毒成分的合成 装配与释放
3.病毒核酸的复制 .
病毒核酸及其转录和复制分为6个 病毒核酸及其转录和复制分为 个 基本类型
1 ) 双 链 DNA 病毒: 病毒 : 呈半保 留 型 复 制 (PRV) )
第一类病毒的核酸复制
2)单链DNA )单链 病毒( 病毒(PPV) )
+
第二类病毒的百度文库酸复制
3)双链RNA病毒 )双链 病毒 (IBDV) ) 保留型复制: 保留型复制:指母 代双链在复制子链 过程中, 过程中,一方面产 生子链, 生子链,一方面母 链又重新结合, 链又重新结合,结 果在产生的两个子 代中, 代中,一个仍是母 代原来的双链. 代原来的双链. 第三类病毒的核酸复制
2,有些在细胞核内增殖的DNA病毒,如乳 ,有些在细胞核内增殖的 病毒, 病毒 多空病毒,腺病毒和疱疹病毒, 多空病毒,腺病毒和疱疹病毒,其核衣壳 在未被完全脱壳的情况下就进入细胞核 3,口蹄疫病毒可能就在细胞膜上脱掉衣壳, ,口蹄疫病毒可能就在细胞膜上脱掉衣壳, 可能就在细胞膜上脱掉衣壳 病毒核酸直接进入细胞内. 病毒核酸直接进入细胞内.
4)单股正链 ) RNA病毒 病毒 (FMDV) )
第四类病毒的核酸复制
5)单股负链RNA病毒 )单股负链 病毒 (NDV) )
第五类病毒的核酸复 制
6)反转录病毒 ) (HIV) )
第六类病毒的核酸复制
4.mRNA的再度转录(晚期转录) . 的再度转录(晚期转录) 的再度转录 在新合成的RNA聚合酶的作用下,由母代病 聚合酶的作用下, 在新合成的 聚合酶的作用下 毒和子代病毒的DNA进一步转录出第二批 进一步转录出第二批mRNA. 毒和子代病毒的 进一步转录出第二批 . 某些RNA 病毒则仍由 病毒则仍由RNA直接转录 某些 直接转录 5.mRNA的再度译制(晚期翻译) . 的再度译制(晚期翻译) 的再度译制 晚期蛋白, 晚期蛋白 , 包括病毒衣壳蛋白以及病毒编码 的其它蛋白. 的其它蛋白.
缺损病毒:在感染细胞内不能形成成熟病 缺损病毒:
毒粒子的病毒. 毒粒子的病毒 . 缺损病毒往往由于病毒 基因组中一个或一个以上在病毒复制过 程中较为重要的基因丧失了功能, 程中较为重要的基因丧失了功能 , 导致 病毒复制不能进行. 病毒复制不能进行.
二.缺损病毒分类
1.依赖辅助病毒的缺损病毒
1) 干扰缺损(defective interfering, DI)病毒:在 ) 干扰缺损( )病毒: 病毒感染时产生的一类亚基因组缺失突变体. 病毒感染时产生的一类亚基因组缺失突变体.它们 因失去了其亲代病毒基因组中的复制必需片段, 因失去了其亲代病毒基因组中的复制必需片段,所 以不能单独进行复制, 以不能单独进行复制,而必需在其同型的完全病毒 (标准病毒)的辅助下,由完全病毒提供DI颗粒已 标准病毒)的辅助下,由完全病毒提供 颗粒已 丧失的,但又为复制所必需的基因功能才能复制. 丧失的,但又为复制所必需的基因功能才能复制.
4,痘病毒:较为特殊 ,痘病毒:
外层囊膜在胞膜或吞饮泡膜上被融合 外层囊膜在胞膜或吞饮泡膜上被融合, 在胞膜或吞饮泡膜上被融合 病毒核心进入胞浆内, 病毒核心进入胞浆内 , 核心借助自身衣壳 上的依赖DNA的RNA聚合酶合成 的 聚合酶合成mRNA, 上的依赖 聚合酶合成 , 进一步译制出一些早期蛋白质, 进一步译制出一些早期蛋白质 , 这些蛋白 脱壳酶, 质中有脱壳酶 质中有 脱壳酶 , 该酶反过来帮助病毒核心 进一步脱壳. 进一步脱壳.
小结:不同病毒生物合成和装 小结: 配的场所不同
1.大多数 .大多数DNA 病毒:疱疹病毒,腺病毒,乳多 病毒:疱疹病毒,腺病毒, 空病毒在胞核内合成DNA,装配过程亦在胞核 , 空病毒在胞核内合成 中进行. 中进行. 2.DNA 病毒中的痘病毒和虹彩病毒在胞浆内合 . 成病毒 DNA,其装配也在胞浆内完成. ,其装配也在胞浆内完成. 3.RNA 病毒均在胞浆内增殖. . 病毒均在胞浆内增殖.
三,脱壳
脱壳是病毒侵入细胞后, 脱壳是病毒侵入细胞后,病毒的包膜或 壳体去除而病毒核酸释放出来的过程, 壳体去除而病毒核酸释放出来的过程 , 包括 脱囊膜和脱衣壳两个过程. 脱囊膜和脱衣壳两个过程. 噬菌体的脱壳与侵入一起发生; 噬菌体的脱壳与侵入一起发生; 植物病毒脱壳方式了解较少; 植物病毒脱壳方式了解较少; 动物病毒由于不同的结构类型和不同的侵入 方式,脱壳过程较为复杂: 方式,脱壳过程较为复杂:
(二)植物病毒
其侵入细胞的方式主要有三种: 其侵入细胞的方式主要有三种: 1.由携带有病毒的介体 ( 主要是具有吸口器的昆 . 由携带有病毒的介体( 在植物上取食,或以其它方式将病毒带入细胞; 虫)在植物上取食,或以其它方式将病毒带入细胞; 2.通过自然或人为的原因造成的植物细胞壁上的 . 伤口进入细胞:大多数实验室采用的感染方式. 伤口进入细胞:大多数实验室采用的感染方式. 3.通过植物细胞与外界环境沟通的胞外连丝和沟 . 通两个相邻细胞的原生质体的胞间连丝进入细胞
(三)动物病毒
1,细胞吞饮病毒:e.g 多瘤病毒 ,细胞吞饮病毒: 2,病毒直接转入胞浆(跨膜移位): ,病毒直接转入胞浆(跨膜移位) e.g. 小RNA病毒 病毒 3,病毒囊膜同细胞膜融合:由病毒的具有 ,病毒囊膜同细胞膜融合: 细胞融合活性的包膜糖蛋白介导 e.g. 副粘病毒的 糖蛋白,单纯疱疹病 副粘病毒的F糖蛋白 糖蛋白, 毒的gB糖蛋白 流感病毒. 糖蛋白, 毒的 糖蛋白,流感病毒.
四,病毒大分子的合成
隐蔽期(晦暗期) 隐蔽期 ( 晦暗期 ) : 从侵入细胞的病毒粒 子消失开始, 子消失开始 , 到新的病毒粒子出现为止 的一段时间. 的一段时间. 痘病毒10h,脊髓灰质炎病毒2~4h ,脊髓灰质炎病毒 痘病毒
病毒核酸的复制和蛋白质的合成可以分成几 个连续阶段: 个连续阶段:
装配的机制: 装配的机制: a. 自我组装(大多数病毒): 自我组装(大多数病毒) b.指导装配 : 需要病毒基因组编码的非结 指导装配: 指导装配 构蛋白( 形态发生因子) 构蛋白 ( 形态发生因子 ) 的脚手架作用 或蛋白质水解的切割作用. 或蛋白质水解的切割作用.
2.释放 . 新形成的子代病毒粒子由细胞内到细 胞外的过程. 胞外的过程.
2.伪装性缺损病毒: .伪装性缺损病毒: 指具有病毒衣壳及完整外表, 指具有病毒衣壳及完整外表,但衣壳内的病毒核酸被 细胞源性的核酸完全所取代的缺损病毒. 细胞源性的核酸完全所取代的缺损病毒.主要见于多 瘤病毒和噬菌体. 瘤病毒和噬菌体. 3.条件性缺损病毒: .条件性缺损病毒: 在一定条件下能增殖,但在其它条件下发生流产感染. 在一定条件下能增殖,但在其它条件下发生流产感染. 如:温度敏感突变株,宿主易感突变株 温度敏感突变株,
不可逆吸附:病毒蛋白(吸附蛋白)与细胞膜表 不可逆吸附:病毒蛋白(吸附蛋白) 面特定蛋白(细胞受体)的特异性结合. 面特定蛋白(细胞受体)的特异性结合. 并非所有的病毒都有这2个阶段. 并非所有的病毒都有这 个阶段. 个阶段 通过外力作用使病毒解吸,病毒不再具备感染性. o 通过外力作用使病毒解吸,病毒不再具备感染性. o 细胞表面的特定受体决定了细胞对病毒的易感性 o 不同病毒完成吸附所需时间不一样,但大多数病 不同病毒完成吸附所需时间不一样, 毒可以在1h之内完成吸附过程 毒可以在 之内完成吸附过程
1,呼肠孤病毒 , 并不发生完全的脱壳 , 以 , 呼肠孤病毒, 并不发生完全的脱壳, 内吞方式进入细胞后, 内吞方式进入细胞后,吞噬泡与溶酶体结 合形成次级溶酶体,病毒外壳中近50%的 合形成次级溶酶体,病毒外壳中近 的 壳体被溶酶体中的蛋白酶水解, 壳体被溶酶体中的蛋白酶水解,余下的壳 体与病毒核心形成亚病毒颗粒, 体与病毒核心形成亚病毒颗粒,病毒的基 因组的转录均在亚病毒颗粒内进行. 因组的转录均在亚病毒颗粒内进行.
1) 细胞自身的溶解将病毒释放出来 ) 2) 不发生明显细胞病变的病毒的释放方式,目 ) 不发生明显细胞病变的病毒的释放方式, 前还不十分清楚. 前还不十分清楚.
3)小RNA 病毒合成速度极快,病毒粒子 ) 病毒合成速度极快, 在胞浆内大量积聚, 在细胞死亡之前, 在胞浆内大量积聚 , 在细胞死亡之前 , 就可胀破细胞,释放病毒. 就可胀破细胞,释放病毒. 4) 4)有囊膜病毒的释放过程也就是病毒衣壳 获得囊膜的过程. 获得囊膜的过程. 5)疱疹病毒很少释出于细胞外,而是通过 )疱疹病毒很少释出于细胞外, 细胞间桥或融合细胞而传播. 细胞间桥或融合细胞而传播.
§3病毒的非增殖性感染和缺损病毒
一.定义
非增殖性感染: 非增殖性感染 : 指病毒在感染细胞内合成 了某些甚至全部的病毒成分, 了某些甚至全部的病毒成分 , 但不能装 配成完整的具有感染性的子代病毒粒子 的 现 象 , 称 为 非 增 殖 性 感 染 ( nonproductive infection)或流产感染 或流产感染(abortive 或流产感染 infection)
1. mRNA的早期转录 的早期转录 2. mRNA的早期翻译 的早期翻译——早期蛋白质 的早期翻译 早期蛋白质 包括: 包括: 1) 酶:在病毒的核酸复制,晚期转录和晚期翻译 ) 在病毒的核酸复制, 中发挥作用 2)其它蛋白质(功能蛋白质):参与改变或抑制 )其它蛋白质(功能蛋白质):参与改变或抑制 ): 宿主细胞大分子合成(影响细胞正常生物合成) 宿主细胞大分子合成(影响细胞正常生物合成).
标准病毒( ):与 颗 标准病毒(standard virus,SV):与DI颗 ): 粒相关的完全病毒. 粒相关的完全病毒. 2)卫星病毒:存在于自然界中的一种绝 )卫星病毒: 对的缺损病毒,基因组与辅助病毒的DNA 对的缺损病毒,基因组与辅助病毒的 没有任何的同源性. 或RNA 没有任何的同源性. e.g. 细小病毒科中的腺联病毒只能在有 腺病毒或疱疹病毒感染的细胞内复制. 腺病毒或疱疹病毒感染的细胞内复制.
一,吸

病毒与细胞表面特异性受体发生碰 撞 , 病毒附着于细胞受体而引起的 病毒感染的第一阶段. 病毒感染的第一阶段.
病毒吸附分两步进行: 病毒吸附分两步进行: 可逆吸附 : 病毒与细胞以静电引力相结合 , 可逆吸附: 病毒与细胞以静电引力相结合, 是一种非特异性的吸附. 是一种非特异性的吸附. 与细胞和病毒的浓度成正比 ; 也与溶液中的 与细胞和病毒的浓度成正比; Ca2+,Mg2+, 和 Na+ 等离子有关 ( 促进或抑 等离子有关( 制作用) 制作用 ) ; 单纯的稀释或冲洗以及应用抗病 毒血清或高浓度的盐类和一定的pH环境都可 毒血清或高浓度的盐类和一定的 环境都可 使病毒重新解脱.解脱的病毒具备感染性. 使病毒重新解脱.解脱的病毒具备感染性.
二,侵入
病毒不可逆地吸附于细胞受体后, 病毒不可逆地吸附于细胞受体后,病 毒以核酸或核衣壳或病毒颗粒等形式进入 毒以核酸或核衣壳或病毒颗粒等形式进入 核酸或核衣壳或病毒颗粒 细胞的过程. 细胞的过程.
(一)噬菌体
1.无囊膜噬菌体 . 利用尾部的溶菌酶部分破坏细菌细胞 尾管刺入细胞,将病毒核酸注入细胞, 壁 , 尾管刺入细胞 , 将病毒核酸注入细胞 , 衣壳留在细胞外 2.有囊膜的噬菌体 . 机理仍不清楚
五,装配和释放
1.装配:新合成的病毒核酸和病毒蛋白在感染 .
细胞内组装成完整的病毒颗粒的过程. 细胞内组装成完整的病毒颗粒的过程. 无囊膜病毒壳体与核酸结合形成的核衣壳 即为成熟的病毒; 即为成熟的病毒;囊膜病毒需要在核衣壳外加上 包膜. 包膜. 病毒的装配效率很低, 往往只有不到50% 病毒的装配效率很低 , 往往只有不到 的子代病毒成份能组装成完整的病毒粒子. 的子代病毒成份能组装成完整的病毒粒子.
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