第一章 绪论
一、病的发展简史: A 病毒的发现时期 1.科赫法则内容: 1 .在每一病例中都出现相同的微生物,且在健康者体内不存在; 2 .要从寄主分离出这样的微生物并在培养基中得到纯培养(pure culture); 3 .用这种微生物的纯培养接种健康而敏感的寄主,同样的疾病会重复发生; 4 .从试验发病的寄主中能再度分离培养出这种微生物来。 B 病毒的化学时期
C 病毒研究的细胞水平时期 D 分子病毒学的研究时期
亚病毒定义subvirus:只含有核酸或蛋白质的病毒,称为亚病毒。包括类病毒、拟病毒(或病毒卫星)、朊病毒。
二、分子病毒学研究的主要内容: (1) 病毒基因组的结构与功能
1、双义(ambisense)RNA:即基因组的一部分为正极性,另一部分为负极性。 2、病毒基因组的结构与功能
病毒基因组的核苷酸组成及其排列顺序
基因组中开放阅读框架(ORFs)的数量、位置及其功能
病毒基因组中重复序列元件、调节元件对病毒基因表达和基因组复制的影响 阐明病毒结构基因、调节基因及其编码产物在病毒复制循环中的作用,以及它们与细胞基因及其编码产物的相互作用关系等 (2)病毒表达的调控机理 通过对病毒增强子(enhancer)、启动子(promoter)、衰减子(attnuator)和转座子(transposon)等调控元件的研究,可以阐明病毒基因表达的调控原理。 转座子:用插入序列进行整合的遗传单位(能够重复插入到基因组中许多位点的特殊片段)。 衰减子:特定的DNA片段,可以减慢、阻止或停止转录 (3)病毒感染的分子机制 (4)病毒致癌的分子机理
病毒癌基因定义:致癌病的所携带的一段基因,侵染敏感细胞使细胞癌变,转化为癌细胞,生长失去控制,无限分裂增殖。 (5)抗病毒活性物质 1. 抗病毒多肽物质 干扰素是一类能够抑制病毒增殖的重要细胞素。具有很强的抗病毒能力,还有免疫调节和肿瘤抑制的作用。利用DNA重组技术,可以在大肠杆菌中生产出干扰素 2. 淋巴因子:重组克隆生产的IL-1、IL-2肿瘤坏死因子TNF 3. 反义RNA(antisense RNA)
定义:指天然存在的或人工合成的一类RNA分子,它不能编码蛋白质,但它的核苷酸顺序可与相应的RNA或DNA互补配对,从而使蛋白质合成受阻。 将反义RNA与其相应的病毒mRNA或DNA杂交,可以使病毒mRNA编码合成蛋白的功能受阻,从而破坏病毒的复制循环。 反义技术:利用反义RNA封闭某个基因的技术。
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4.核酶(ribozyme):是一种能够水解靶RNA的RNA分子,核酶能与靶RNA分子杂交,然后切割之。
5. RNAi (RNA interference,RNA干扰
定义:RNA干扰是指当细胞或生物体中导入与内源性mRNA编码区同源的双链RNA(dsRNA)时,会诱发mRNA发生降解并导致转录后基因表达沉默(gene silencing)的现象。 原理:
a 在起始步骤,加入的dsRNA被切割为21-23核苷酸长的小分子干扰RNA片段(small interfering RNAs,siRNAs,又被称为引导RNAs:“guide RNAs”)。
b 在RNAi效应阶段,siRNA双链结合一个核酶复合物从而形成所谓RNA诱导沉默复合物(RNA-induced silencing complex, or RISC)。与引导链互补的短干扰RNA链会作为RISC的底物被切割,激活RISC.
c 激活的RISC通过碱基配对定位到同源mRNA转录本上,并在距离siRNA3?端12个碱基的位置切割mRNA。
外源RNA诱导RNAi的应:1. 基因功能研究2. 基因治疗—肿瘤等疾病3. 药物筛选 (6)病毒基因工程疫苗
三、病毒的定义、命名和分类 目、科(亚科)、属和种分类阶元 1.病毒的定义:
病毒是一类比较原始的、有生命特征的、能够自我复制和严格细胞内寄生的非细胞生物 2.病毒分类的依据 主要以病毒粒子特性、抗原性质和病毒生物学特性等作为依据 A 病毒粒子特性:
病毒形态:病毒粒子大小、病毒粒子形状、包膜和包膜突起的有无、包膜突起的本质、衣壳的结构及其对称特性。 病毒生理生化和物理性质:病毒粒子分子量、沉降系数、浮力密度、病毒粒子在不同的pH、温度、二价阳离子(Mg2+,Mn2+)、变性剂、辐射中的稳定性。 病毒基因组: 病毒蛋白:
B 病毒抗原性质:主要包括病毒血清学性质与其抗原的关系
C 病毒生物学特性:病毒天然的宿主范围、病毒在自然状态下的传播与媒介体的关系、病毒的地理分布、致病机理,组织嗜亲性、病毒引起的病理和组织病理学特点 同一病毒属的不同病毒种鉴别,主要依据下列7个特征: 基因组序列的相关性。天然的宿主范围。细胞和组织的嗜亲性。致病和细胞病变特点。 传播方式。生理生化性质。抗原特性。
第二章 病毒的结构及其基因组
第一节 病毒的结构组成
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一、病毒的包膜(envelope) 许多病毒粒子(virion)衣壳外有一层包膜,又称为包被或外膜,如逆转录病毒等。 1、来源:病毒包膜来自宿主细胞的细胞膜或内膜如内质网或高尔基体膜,它是病毒成熟时从细胞膜或内膜出芽而获得的,因此具有宿主细胞膜的特性,但是病毒的包膜具有一定的病毒特异性
2、病毒包膜的化学组成:脂质、包膜糖蛋白(包膜突起peplomer、钉状物spiker) HA (haemagglutinin,血凝素)-吸附蛋白,血凝活性,抗原性 NA (neuraminidase,神经氨酸酶)-抗原性
包膜:细胞膜成分、膜粒(钉状物或包膜突起) 病毒粒子(有包膜病毒) 核衣壳(病毒核心):核酸、蛋白
病毒粒子(无包膜病毒) 核酸(病毒核心) 蛋白亚基
衣壳 壳粒(五聚体/六聚体) 原体 蛋白亚基 3、包膜作用:
A. 病毒吸附:病毒包膜突起的主要功能是作为病毒吸附蛋白(virus attachment protein,VAP)而起作用,病毒通过这些包膜突起与病毒特异的细胞受体结合和相互作用,才能启动病毒感染.
B. 细胞融合活性:
C. 血溶活性:副流感病毒、腮腺炎病毒和麻疹病毒具有血溶活性,即溶解血红细胞。这是由于它们含有包膜突起F,因此F糖蛋白又称为血溶素(hemolysin)。 D. 抗原性
二 、病毒的衣壳
1、定义:是由病毒基因组编码的衣壳蛋白亚基通过一定的方式聚集而成的。
2、衣壳蛋白作用:保护病毒基因组、决定病毒的抗原性、吸附作用(在无包膜病毒中)、血凝作用
3、流感病毒的分类: 流感病毒根据其核衣壳蛋白(包括基质蛋白)抗原性的不同,分为甲、乙、丙型,反映了病毒被发现年代的顺序(1900,1940,1947),更主要的反映了对人危害程度的顺序。 甲型(世界性大流行)、乙型(局部爆发)、丙型流感病毒(婴幼儿) 根据HA(14)、NA(9)抗原性的差异又可分为不同亚型 eg 问甲型H1N1的含义??? 三、病毒的内容物
除了核酸以外,还有一些病毒内含物。Eg:病毒生命活动过程中所需要的酶、 核酸结合蛋白、脂类、多胺、金属离。 第二节 病毒的形态结构类型 1、病毒的形状大体分为三种:
球形颗粒:壳体是二十面体对称(icosahedral symmetry) 杆状颗粒:壳体是螺旋对称(helical symmetry)
复杂形状颗粒:壳体是复合对称(complex symmetry ) 2、若干概念: 形态单位:是指一定数目的蛋白亚基以特殊方式聚集形成在电镜下可见的壳粒(capsomere) 衣壳(capsid):又称为蛋白质外壳(protein coat)或蛋白质外鞘(protein shell)。它是指由蛋白亚基或壳粒排列形成的有规则的壳样结构,其壳体包裹病毒基因组核酸及与核酸结合的蛋白质组分。
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