病毒(virus):最微小的、结构最简单的非细胞型微生物。
特征:体积非常微小,必须用电子显微镜放大几万至几十万倍后方可观察;结构简单,无完整细胞结构,仅有一种核酸(RNA或DNA);严格的细胞内寄生性,只能在一定种类的活细胞中增殖;对抗生素不敏感,但对干扰素敏感。 病毒和细菌的对比
病毒体(virion):完整成熟的病毒颗粒。
①大小:nm,比细菌小的多,细菌的测量单位是μm。 ②形态:球形、杆形(丝形)、弹性、砖形、蝌蚪状,多数呈球形的。
(一)、病毒的基本结构
核心和衣壳,二者构成核衣壳。有的病毒核衣壳外有包膜和刺突,有的没有,称为裸病毒。 ①病毒核心:成分为核酸,病毒基因组,控制病毒的遗传性状。
②病毒衣壳:包绕在核酸外面的蛋白质外壳。具有抗原性,可以刺激机体发生免疫应答;具有保护核酸免受外界环境的破坏,比如核酸酶等;介导病毒进入宿主细胞。
根据壳粒排列方式不同,病毒有三种对称型:螺旋对称;二十面体立体对称;复合对称。 ③病毒包膜:病毒出芽释放时从宿主细胞膜获得,有些包膜表面有刺突。有包膜的病毒对脂溶剂敏感。 (二)、病毒的化学组成与功能
①核酸:仅含一种核酸,DNA或RNA,借此分为DNA和RNA病毒两大类。形状不同(单一线性、双股环状)。完整性不同(完整的、分节段的) 功能:决定病毒的复制、感染及遗传变异
感染性核酸:失去衣壳裸露的仍具有感染性的病毒的核酸 ②蛋白质
病毒的增殖方式——自我复制(self replication),即以病毒核酸为模板进行复制的方式。 复制周期:
1.吸附(adsorption):病毒的吸附位点与宿主细胞表面受体的结合,首先是静电结合,是可逆的,然后是真正的结合,变得不可逆。病毒具有组织亲嗜性,也就是说,一种病毒并不能对所有的组织进行感染,是有选择的,比如,HIV只选择性的侵犯人淋巴细胞,这是由受
体和配体的特异性结合决定的。 2、穿入(penetration):吸附后进入细胞内,有两种方式,一种为吞饮,病毒与细胞表面结合后凹入细胞内,无包膜病毒多以此种方式进入细胞内,另一种为融合,病毒包膜与细胞膜结合,两种膜融合,将病毒的衣壳释放到细胞内。 3、脱壳(uncoating):脱去衣壳、核酸裸露 4、生物合成 (biosynthesis):合成大量病毒核酸和结构蛋白,这是一个比较复杂的过程,在生物化学的学习中介绍过,我们不作深入的介绍。 5、装配与释放(assembly and release): 组装有的在核内完成,有的在胞质内完成,组装成成熟的子代病毒,并从细胞游离出来。无包膜的病毒裂解宿主细胞,释放出来,有包膜的病毒以出芽的方式释放出来。 细菌和病毒的生长曲线对比
(一) 病毒的异常增殖
1.顿挫感染(abortive infection):在病毒增殖过程中,虽可合成部分或全部病毒成分,但不能正常组装成完整的病毒体,既不能产生有感染性的子代病毒。 2.缺陷病毒(defective virus):指病毒基因组不完整或严重改变而不能复制出完整的子代病毒的病毒。但当与另一种病毒共同培养时,就能使缺陷病毒完成正常的增殖,则这种有辅助作用的病毒被成为辅助病毒。 (二)干扰现象(interference):两种病毒同时感染同一细胞时,可发生一种病毒抑制另一种病毒增殖的现象。
一、病毒的基因组
病毒核酸仅含一种类型,DNA或RNA;形态多样性(单一线形、双股环状);完整性不同(完整的、分节段的);还有携带反转录酶的RNA病毒;可突变,并决定其表型
二、基因突变
突变株——是指病毒基因碱基序列改变,导致表型性状改变的毒株。 ? 条件致死性突变株(conditional-lethal mutant)
温度敏感突变株(temperature sensitive mutant,ts株)在条件致死性突变株中应用最广泛 ? 缺陷型干扰突变株(defective inhibition mutant,DIM)
? 宿主范围突变株(host range mutant,hr突变株) ? 耐药突变株(drug-resistant mutant)
三、基因的重组与重配
两种不同病毒感染同一细胞时,可发生基因交换而形成新性状的重组体。
基因重组(recombination)——不分节段基因组病毒;基因重配(reassortment)——分节段基因组的病毒 类型:
1、活病毒之间:N0H0 + N1H1——N0H1
2、活病毒与灭活病毒之间:交叉复活:紫外线灭活的甲流病毒(A0或A1亚型)与亚甲型(A2亚型)活流感病毒共培养,可产生具有前者特点的A2亚型流感病毒。
3、灭活病毒之间:多重复活:紫外线灭活的两株同种病毒共培养时,常可使灭活的病毒复活,产生有传染性的病毒体。
四、基因整合
病毒基因组(DNA病毒与逆转录病毒)与宿主细胞基因组的重组过程。
整合可引起宿主细胞基因改变→细胞遗传性改变→细胞转化→个别可发生细胞恶化→肿瘤
五、病毒基因产物的相互作用
1、互补:一种病毒为另一种病毒提供本身不能合成,但又是所必需的基因产物,而使其在混合感染的细胞内得以繁殖。存在于:辅助病毒与缺陷病毒之间;活病毒与死病毒之间;两个不同的缺陷病毒之间
2、加强:一种病毒与另一种非杀细胞病毒同时感染细胞,后者能增加前一种病毒复制产量的现象(极个别病毒之间),如 I型副流感病毒为水泡性口炎病毒的加强病毒。
理化因素对病毒的影响
灭活(inactivation)——病毒受理化因素作用后失去感染性。 1、物理因素:
温度:耐冷不耐热,干冰温度和液氮温度可长期保持其感染性。50~60度30分钟被灭活。 PH:大多数病毒在pH5~9比较稳定,超过范围迅速灭活。但不同病毒有所差异,比如,肠道病毒在酸性环境下稳定。
射线:γ射线和X射线可以使病毒灭活。主要是引起核酸的破坏。 2、化学因素:甘油、脂溶剂、化学消毒剂、抗生素与中草药、其他。
分类原则:
核酸的性质与结构;病毒大小与形态;衣壳对称性和壳粒数目;有无包膜;对理化因素的敏感性;抗原性;生物学特性(繁殖方式、宿主范围、传播途径和致病性) 亚病毒
1、类病毒(viroids):仅为单股环状RNA分子,由250~400个核苷酸组成,可直接在宿主 细胞内增殖,引起植物疾病。 2、卫星病毒(satellites):单股环状RNA,由300~400个核苷酸组成,不能直接在宿主细胞内增殖,而需相应的、特异的“辅助病毒”即病毒的“病毒”,故称卫星病毒,引起植物疾病。
3、朊粒(prion):为蛋白质,用侵染子蛋白(prion protein PrP)来表示,可在细胞内进行