病毒(沈萍主编)微生物.ppt

《病毒(沈萍主编)微生物.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《病毒(沈萍主编)微生物.ppt（75页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第 七 章 病毒第一节 病 毒非细胞生物（真）病毒：至少含核酸和蛋白质二种组分亚病毒类病毒：只含具侵染性的RNA组分卫星RNA：只含有不具侵染性的RNA组分朊病毒：只含蛋白质特点：v 无细胞结构，专性活细胞内寄生；v 没有酶或酶系统极不完全，不能进行代谢活动；v 个体极小，能通过细菌滤器；v 对抗生素不敏感，对干扰素敏感。病毒是超显微的，没有细胞结构的，专性活细胞内寄生的实体。它们在活细胞外具有一般化学大分子特征，一旦进入宿主细胞又具有生命特征。一、病毒的形态构造和化学成分（一）病毒的大小个体小，必需在电镜下观察；不同病毒的毒粒大小差别很大；毒粒的形状大致可分球形颗粒(或称拟球形颗粒)、杆状颗

2、粒和复杂形状颗粒（如蝌蚪状，卵形）等少数几类。（二）病毒的形态1、典型病毒粒的构造基本成分核酸位于中心，称为核心蛋白质包围在核心周围，形成衣壳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。2、病毒粒的对称体制螺旋对称二十面体对称复合对称无包膜有包膜无包膜有包膜无包膜有包膜 病毒粒子的对称体制螺旋对称二十面体对称复合对称(A)Filamentous(B)Complex(C)Eicosahedral(D)EnvelopedRNAorDNAProteinCoat(Capsomers)Lipidenvelope被膜3、病毒的群

3、体形态噬菌体感染细菌后，使细菌细胞破裂死亡，连续重复感染使大量的细菌死亡，在培养细菌的平板上，可以看到一个个透明不长细菌的小圆斑，称为噬菌斑。人工培养的单层动物细胞感染病毒后，也会形成类似噬菌斑的动物病毒群体，称为空斑。单层动物细胞受到肿瘤病毒的感染后，会使动物细胞恶性增生，形成类似细菌菌落的病灶，称为病斑。烟草花叶病毒感染烟草后，在叶片上出现的一个个坏死的病灶，称为枯斑。包涵体（inclusion body）是病毒的聚集体;是病毒的合成部位;是病毒蛋白和与病毒感染有关的蛋白质非病毒性包涵体,由化学因子或细菌感染形成1、螺旋状对称型：烟草花叶病毒（TMV）呈直杆状，长300nm，宽15nm，中

4、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2130个衣壳粒，排列成130圈螺旋，核酸核心是单链的RNA，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。（三）3类典型形态的病毒及其代表 二十面体具有12个角、20个面 和30条棱。腺病毒的衣壳是典型的二十面体对称，由252个衣壳组成，没有包膜。腺病毒的核心是由线状双链DNA构成的。其基因组的大小都约为36500个核苷酸对。2、二十面体对称型：T4由头部（核心是双链线状DNA）、颈部和尾部（尾鞘、尾管、基板、刺突和尾丝）三个部分构成。3、复合对称型：偶

5、数噬菌体4、病毒的核酸v 核酸是病毒的遗传物质；控制着病毒的增殖及对 宿主的感染性；v 一种病毒的毒粒只含有一种核酸：DNA或是RNA；病毒核酸单链DNA（ss DNA）；双链DNA（ds DNA）；单链RNA（ss RNA）；双链RNA（ds RNA）；二、四类病毒及其繁殖方式（一）原核生物的病毒噬菌体与其他病毒一样，噬菌体除有其特异性宿主外，并无显著区别。它们都是由蛋白质和核酸组成。基本形态为蝌蚪形、球形、和丝状三种。从结构看以可分为六种不同的类型。1、噬菌体的繁殖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

6、个阶段，即：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）尾丝尖端与宿主细胞表面的特异性受体接触，可触发尾丝散开，附着在受体上，随之把刺突、基板固定（1）吸附病毒吸附蛋白与宿主细胞受体间的结合力来源于空间结构的互补性，相互间的电荷、氢键、疏水性相互作用及范得华力。（2）侵入吸附 尾钉固着 尾鞘收缩尾管穿入 DNA 注入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；（3）增殖 病毒利用宿主的生物合成机构和场所，使病毒核酸表达和复制，产生大量的病毒蛋白质和核酸。增殖过程中基因表达特点 基因表达有先有后基因表达有先

7、有后 基因表达的顺序为基因表达的顺序为:早期表达早期表达;次早期表达次早期表达;核酸复核酸复制制;晚期表达晚期表达 前一次表达产物是后一次表达的前一次表达产物是后一次表达的mRNA mRNA 聚合酶聚合酶 晚期表达的结果是合成了各种装配蛋白晚期表达的结果是合成了各种装配蛋白(另外还有另外还有溶菌酶溶菌酶)双 双 链 链DNA DNA 的 的 复制 复制:()DNA()DNA()DNA()DNA 单链 单链DNA DNA 的 的 复制 复制:+DNA-DNA DNA+DNA+DNA-DNA DNA+DNA 双链 双链RNA RNA 的复制 的复制:RNA RNA+RNA-RNA+RNA-RNA

8、RNA RNA+RNA+RNA 复制 复制:+RNA-RNA RNA+RNA+RNA-RNA RNA+RNA-RNA-RNA 复制 复制:-RNA-RNA+RNA(mRNA RNA(mRNA)Pr(RNA Pr(RNA 复制酶 复制酶)逆转录病毒单链 逆转录病毒单链RNA RNA 的 的 复制 复制:+RNA+RNA(-)DNA(-)DNA()DNA)DNA+RNA+RNA 肿瘤病毒 肿瘤病毒 病毒核酸的复制左图：病毒核酸链接入寄主核酸链右图：病毒核酸复制病毒核酸的复制病毒核酸的转录 含含DNADNA的病毒的病毒:DNA mRNA:DNA mRNA+DNA+DNA病毒病毒:+DNA DNA m

9、RNA:+DNA DNA mRNA 含含RNARNA病毒病毒:RNA mRNA:RNA mRNA 含含+RNA+RNA病毒病毒:+RNA RNA mRNA:+RNA RNA mRNA 含含-RNA-RNA病毒病毒:-RNA mRNA:-RNA mRNA（4）成熟（装配）T4噬菌体的装配是一个极为复杂的自我装配的过程（5）裂解（释放）最后最后:大肠杆菌死亡并破裂，释放出里面的病毒，大肠杆菌死亡并破裂，释放出里面的病毒，新一代病毒开始新的生命旅程新一代病毒开始新的生命旅程 吸附侵入早期：病毒特异性酶的合成病毒核酸复制病毒结构蛋白质合成装配释放病毒大分子合成2、噬菌体效价的测定效价表示每毫升试样中所

10、含有的具侵染性的噬菌体粒子数又称噬菌斑形成单位（pfu）或感染中心 测定的方法双层平板法v 用双层平板法测出的效价比用电镜直接记数得到的效价低。前者是计有感染力的噬菌体粒子，后者是计噬菌体的总数。噬菌体效价的测定斑点试验法液体稀释管法双层平板法单层平板法快速玻片法45C 培养涂布菌液液点样噬菌斑斑点试验法液体稀释管法试样（未知效价的噬菌体液）培养液和宿主细胞计数管中完整宿主细胞数（定时取样对活细胞计数）噬菌体数=原细胞数活细胞数双层平板法琼脂平板菌液+噬菌体试样+琼脂培养基培养10天计数噬菌斑噬菌斑数=试样中噬菌体数噬菌斑(plaque)下层培养基双层培养基敏感菌+上层培养基噬菌体稀释液培养噬

11、菌斑敏感菌菌苔为何要使用双层平板？为何要使用双层平板？快速玻片法试样+宿主细胞+琼脂培养基低倍镜下计数噬菌斑充分混匀短期培养布在灭菌玻片上空斑和病斑 在动物细胞培养物上的与噬菌斑类似的空斑,称为病斑.因为受肿瘤病毒感染.枯斑噬菌体增殖规律的描述方法离心术抗病毒血清培养定时取样测噬菌斑数以培养时间为横坐标，以噬菌斑数为纵坐标，绘出的曲线为一步生长曲线。一步生长曲线可分为三个时期：潜伏期是指菌体的核酸侵入宿主细胞后至第 一个噬菌体粒子装配前的一段时间。裂解期是指溶液中噬菌体粒子急剧增多的一 段时间。稳定期溶液中噬菌体总数达到最高点后的时期。3、一步生长曲线定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线称作一

12、步生长曲线4、溶 源性 温和噬菌体或称溶源性噬菌体（lysogenic phage）：感染宿主细胞后不能完成复制循环，噬菌体基因组长期存在于宿主细胞内，没有成熟噬菌体产生。这一现象称做溶源性（lysogeny）现象附着或融合在溶源性细菌染色体上的温和噬菌体的核酸称为原噬菌体或前噬菌体。前噬菌体含有温和噬菌体的DNA 而又找不到形态上可见的噬菌体粒子的宿主细菌叫溶源性细菌。溶源性细菌的基本特性：自发裂解 诱发裂解 免疫性 复愈性 溶源转变溶源菌细菌的溶源性具有遗传性溶源菌对同源噬菌体具有免疫性溶源性细菌在培养中不易被查觉非溶源细胞自发裂解和诱导裂解：有少数噬菌体可自发或诱发裂解宿主细胞变成烈性噬

13、菌体溶源性细胞可获得一些新的生理特性复愈:溶源菌失去前噬菌体白喉杆菌 白喉毒素 噬菌体宿主发病植物病毒没有专门的吸附结构，通过昆虫口器、摩擦伤口和人为伤口进入寄主细胞。植物病毒在入住宿主细胞后脱去蛋白质外壳。TMV的衣壳粒以双层盘的形式组装成衣壳，PH的改变、RNA的嵌入对衣壳的装配起关键作用。（二）植物病毒黄豆黄萎病毒花叶、黄化或红化等症状植株发生矮化，丛枝或畸形等形成枯斑或坏死等症状植物感染病毒后的主要症状植物黄萎病借昆虫刺吸式口器进入“侵入”方式通过伤口进入再通过胞间连丝或输导组织迅速向其它部位扩散引起普遍感染。嫁接不释放烟草花叶病毒植物病毒侵入宿主细胞后才能发生脱壳植物病毒病的控制转基

14、因植物抗病毒番茄选用天抗性品种改变作制度使用刹虫剂消灭昆虫介体化药转基因抗病毒植物的开发（三）人类和脊椎动物病毒脊椎动物病毒包括DNA和RNA病毒，动物病毒的释放方式多种多样，主要有以下几种形式：1.无包膜的病毒，如腺病毒通过细胞裂解或局部破裂而释放。2.有包膜的DNA病毒，如疱疹病毒，以细胞质中通道释放到细胞外。3.有包膜的RNA病毒，如副流感病毒用出芽方式通过寄主细胞膜，释放到细胞外并获得细胞源性的包膜和产生刺突。腺病毒的复制可代表DNA病毒的复制脊髓灰质炎病毒的复制可代表RNA病毒的复制1.吸附：腺病毒吸附在宿主细 胞表面的糖蛋白受体上。2.穿入：通过吞噬作用进入胞内。3.脱壳：寄主细胞

15、的蛋白酶 水解腺病毒衣壳。4.在宿主细胞核内转录早期 mRNA并翻译早期蛋白。5.在宿主细胞核内复制出病毒的 DNA和晚期mRNA。一些带有囊膜的病毒，如单纯疱疹病毒，当它们的核酸和衣壳蛋白组装完毕后，它们将以“出芽”的方式，包裹寄主细胞的细胞膜或核膜，从寄主细胞中释放出来。引起爱滋病的病毒人类免役缺陷病毒（HIV）从淋巴细胞中释放出来T 淋巴细胞中的爱滋病毒人类脊椎动物病毒病毒感染对真核细胞的影响病毒感染对个体的影响结果病毒与癌症关系病毒感染的防治病毒感染对真核细胞的影响机理病毒感染的致细胞病变效应病毒感染对宿主大分子合成的影响病毒对细胞结构的影响病毒对细胞的影响结果病毒基因表达产物引起病毒

16、复制的次级效应病毒感染对宿主大分子合成的影响宿主细胞转录的抑制宿主细胞翻译的抑制宿主细胞DNA 复制的抑制血液淋巴中的单泡病毒被病毒感染的T 淋巴细胞病毒对细胞结构的影响病毒对宿主细胞膜的影响病毒对细胞骨架的影响包涵体细胞凋亡电镜下的流感病毒细胞无任何明显变化细胞病变（损伤、死亡）细胞增生（恶性肿瘤）病毒感染对真核细胞的影响结果细胞遇病毒袭击而濒临死亡（图中蓝点是病毒）病毒感染对个体的影响结果隐性感染疾病综合症死亡瘤形成携带者潜伏状态埃博拉病毒病毒与癌症的关系原癌基因（人类基因组中的正常基因）癌基因癌症物理化学生物因素逆转录病毒致癌机理+RNA(-)DNA()DNA+RNA 肿瘤病毒整合到宿主

17、基因组宿主癌基因活化宿主癌变病毒感染的防治接种疫苗生物制剂中药预防干扰素等流感病毒流感病毒（四）昆虫病毒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，称多角体，成分为碱溶性结晶蛋白，其内包裹着数目不等的病毒粒。核形多角体病毒（NPV）：在昆虫细胞核内增殖、具有 蛋白质包涵体的杆状病毒 质形多角体病毒（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 状病毒主要有三种类型：昆虫病毒做为生物农药优点：昆虫病毒做为生物农药优点：专一性高 毒力大 后效长 使用方便 对人畜安全 无公害 缺点：危害经济动物

18、收集病毒昆虫病毒生产过程饲养昆虫病毒感染斜纹夜蛾病毒杀虫剂及甜菜夜蛾病毒杀虫剂：一种核型多角体病毒（NPV）第二节 亚 病 毒1971年T.O.Diener阐明马铃薯纺锤形块茎病毒的病原是一种具有感染性和自主复制能力的低分子RNA（类病毒，Diener,1971）以后又发现了称之为拟病毒(Randles,1981)的植物病毒Prusiner发现了朊病毒(Prusiner,1982)。1 1 1 亚病毒类病毒(Viroid)拟病毒(Virusoid)朊病毒(Prion)一、类病毒类病毒是裸露的，仅含一个单链环状低相对分子质量RNA分子的病原体。发现的第一个类病毒是马铃薯纺锤形块茎病类病毒(Pot

19、ato spindletuber viroid，PSTV)，这是一种导致马铃薯严重减产的病原体，棒状，无蛋白外壳。它仅含一个由359个核苷酸组成的单链环状RNA分子(相对分子质量约100 000)。该分子内有很多碱基(70)通过氢键配对而形成双螺旋区，未配对碱基则形成内环。双螺旋区与内环交替排列形成一个伸长的棒状分子。类病毒RNA相对分子质量虽小，但能独立侵染寄主，侵入寄主后也能自我复制，不需要辅助病毒。二、拟病毒 一类被包裹在植物病毒粒体内部的类病毒，被称为拟病毒。拟病毒含有两种RNA分子，一种和一般病毒中的类似，另一种RNA分子与类病毒有相似的理化性质和结构，也是环状的。不过这两种RNA分

20、子单独都不表现致病性，只有联合起来才具有复制和感染性。这种类似类病毒的RNA称之拟病毒（Virusoid）。又称蛋白质侵染因子。朊病毒是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质。羊瘙痒病是羊的一种中枢神经系统退化性紊乱疾病。表现为毛脱落，皮肤瘙痒，失去平衡和后肢麻痹等症状。这种“羊瘙痒病”的病原是经过近两个世纪的研究未能解决的一个谜。直至1982年，美国加洲大学旧金山分校动物病毒学家SBPrusiner发现羊瘙痒病是蛋白质侵染引起的疾病，并称为“Prion”即朊病毒。现在已经发现与朊病毒有关的疾病有羊瘙痒病、貂脑病、人的库鲁病（震颤病）和克雅氏病。有人还推测人类的一些慢性退化

21、性紊乱疾病，像早老年痴呆，帕金森氏病、糖尿病、风湿性关节炎和红斑狼疮等疾病也可能是由朊病毒引起的。三、朊病毒(prion)：朊病毒(prion,virino)疯牛病(海绵状脑病)一种感 染性蛋白粒子致病因子称朊病毒PrPc已被克隆,空间结构由a_螺旋构成朊病毒可由a_螺旋(PrPc)变成b_折叠(PrPsc)PrPsc为致病型蛋白粒子PrPsc在神经细胞内沉积细胞破裂组织出现无数空洞-状如筛子称为海绵状脑病朊病毒的三维结构朊病毒(prion,virino)PrPsc克病最初病例养殖场主克病潜伏期可达数十年克病可通过血液传染海绵状脑病羊肉干粉疯牛病 牛PrPcPrPsc？病羊肉病牛肉人不致病克雅

22、氏病PrPc病毒与实践发酵周期明显延长碳源消耗缓慢发酵液清淡发酵产物形成缓慢或根本不形成噬菌体检测会发现大量噬菌斑电镜可看到噬菌体后果：减产 倒罐噬菌体与实践发酵生产时防错施决不使用可疑菌种严格环境卫生活菌液严禁排放通气加料严控严格执行会客制度设备灭菌使用抗噬菌体菌珠补救方法：尽快提取产品加药抑制及时更换菌种噬真菌体与实践动物细胞干扰素磨菇病毒RNA青霉细胞内病毒粒子数与青霉分沁量病源噬菌体治疗真菌病病毒在基因工程中的应用噬菌体作为原核生物基因工程的载体动物DNA 病毒作为动物基因工程的载体植物DNA 病毒作为植物基因工程的载体昆虫DNA 病毒作为真核生物基因工程的载体Hela 细胞复习思考题

23、（一）1.1.何为病毒、病毒粒子？病毒区别于其他生物的何为病毒、病毒粒子？病毒区别于其他生物的特点是什么？特点是什么？2.2.病毒粒子包括哪些基本结构？病毒粒子包括哪些基本结构？3.3.何为病毒的包涵体、噬菌斑、噬菌体效价？在何为病毒的包涵体、噬菌斑、噬菌体效价？在实践中有何意义？实践中有何意义？4.4.病毒核酸可分哪几种类型？试各举一例。病毒核酸可分哪几种类型？试各举一例。5.5.病毒的繁殖过程分几步来完成的？病毒的繁殖过程分几步来完成的？6.6.何为烈性噬菌体、温和性噬菌体？何为烈性噬菌体、温和性噬菌体？7.7.何为一步生长曲线？可分为几个时期？何为一步生长曲线？可分为几个时期？复习思考题

24、（二）8.8.何为前噬菌体？何为溶源性细菌，它们有何特何为前噬菌体？何为溶源性细菌，它们有何特性？性？9.9.在发酵工业中，为何常受噬菌体的危害，如何在发酵工业中，为何常受噬菌体的危害，如何防治防治?10.10.噬菌体在生产实践和科学研究中有何意义噬菌体在生产实践和科学研究中有何意义?11.11.某发酵工厂生产菌株经常因噬菌体某发酵工厂生产菌株经常因噬菌体“感染感染”而不而不能正常生产能正常生产,在排除了外部感染的可能性后有人认在排除了外部感染的可能性后有人认为是由于溶源性菌裂解所致为是由于溶源性菌裂解所致,你的看法如何你的看法如何?并请并请设计一个实验证明。设计一个实验证明。12.12.亚病毒有哪几类亚病毒有哪几类?各有何特点各有何特点?