第四讲病毒

若将噬菌体按一定倍数稀释，通过噬斑计数，可 测定一定体积内的噬斑形成单位(plaque forming units,pfu)数目，即噬菌体的数目。

细菌的分型，鉴定。 分子生物学研究工具—载体。 发酵工业
防止phage污染，选育抗噬菌体菌株。


一步生长曲线是研究病毒复制的一个经典试验， 最初是为研究噬菌体的复制而建立，以后推广到动物 病毒和植物病毒的复制研究中。
IFN的产生和作用机制
IFN诱生剂
poly I：C（多聚肌苷酸—多聚胞苷酸） 细胞内繁殖的微生物
LPS，真菌多糖 促有丝分裂剂（植物血凝素）




IFN的制备及应用
细胞诱生 基因工程 抗病毒，抗肿瘤



定义：感染细菌、放线菌、真菌的病毒叫噬菌体。 eg：大肠杆菌噬菌体（coliphage）




（真）病毒(virus)：至少含有核酸和蛋白质 两种组分 类病毒(viroid)：只含单独具侵染性的RNA 组分 拟病毒(virusoid)：只含不具单独侵染性的 RNA组分 朊病毒(prion)：只含蛋白质一种组分
核酸类型：DNA or RNA，ds or ss等， 线状或环状，分节段或不分节段 病毒的形态：球形，杆形，砖形，蝌 蚪形等 壳粒的数目，排列和对称形式 包膜的有无 病毒的抗原性 宿主的种类，传播方式或媒介种类等


动物病毒 脊椎动物病毒：
感冒，肝炎，麻疹，水痘，腮腺炎，脊髓灰 质炎，口蹄疫，鸡瘟

昆虫病毒
桑蚕、蜜蜂避免病毒感染，防止农林害虫， 新型无污染农药

植物病毒：TMV 能侵染200种植物 微生物病毒：细菌噬菌体、放线菌噬菌体、真菌
病毒
吸附—穿入与脱壳—生物合成—装配—释放
亲代 +DNA
衣壳蛋白的主要功能

构成病毒的壳体，保护病毒的核酸。
无包膜病毒的壳体蛋白参与病毒的吸附、侵 入，决定病毒的宿主嗜性。


病毒的表面抗原。
包膜蛋白是构成病毒包膜结构的蛋白 质，包括包膜糖蛋白（也称刺突或包膜 子粒）和基质蛋白两类。主要功能是：

是病毒的主要表面抗原，它们与细胞受体相互作用 启动病毒感染发生，有些还介导病毒的侵入。 还可能具有凝集脊椎动物红血球细胞、细胞融合以 及酶等活性。 基质蛋白构成膜脂双层与核衣壳之间的亚膜结构， 具有支撑包膜、维持病毒结构的作用，并在病毒芽 出成熟过程中发挥重要作用。

病毒只含一类核酸（DNA或RNA），至今还没发现一种 病毒同时兼有两类核酸。 病毒核酸分子有线装和环状之分。 病毒核酸有正链（＋）和负链（—）的区分 有些RNA病毒的核酸分子还有分段现象
规定：将碱基序列与mRNA一致的核酸单 链定位正链，将碱基序列与mRNA互补的核 酸单链定位负链。因此，就病毒核酸链的单 与双以及正和负有以下6 种类型：
+ + + +
衣原体
螺旋体 真菌
原核细胞型
原核细胞型 真核细胞型
+
+
+ -
+
-
+
病毒
非细胞型
出芽、产生孢子 DNA，RNA DNA 或 RNA






病毒的大小与形态 病毒的结构与化学组成 病毒的分类 病毒的增殖(病毒在细胞中增殖的检测指标) 病毒的人工培养 病毒的干扰现象与干扰素 噬菌体


正常细胞
CPE

干扰现象
感染后viro host cell 能干扰随后进入的病毒的 增殖。

干扰素（interferon，IFN）1957，Isaacs and
Lindenmann
动物集体细胞受病毒感染或在IFN诱生剂作用 下所产生的能抑制病毒增殖和具有多种生物学 活性（抑制细胞生长，免疫调节，抗肿瘤）的 一类糖蛋白。


病毒虽无完整的酶系统，但常含有一些 特殊的酶，如噬菌体的溶菌酶。此外，呼肠 孤病毒科、弹状病毒科、正粘病毒科和副粘 病毒科病毒粒中含RNA多聚酶，反录病毒科 含反转录酶，均与核酸复制有关。
包膜（envelope）：
由类脂或脂蛋白组成的病毒外膜， 病毒在成熟过程中的出芽方式从宿主细 胞释放时获得一层外膜（含宿主细胞膜 成分）#43;RNA
子代-RNA
子代病毒粒子
早期转录 亲代± DNA 复制 晚期转录 子代± DNA 装 配 成 熟 mRNA mRNA
早期翻译 早期蛋白
晚期翻译 晚期蛋白
子代病毒粒子
逆转录病毒 亲代+RNA 逆转录酶 +RNA : -DNA杂交双链 RNase H酶解 RNA水解物 ± DNA 转录
病毒与其它微生物的区别
微生物
种类 细菌 支原体 立克次体 原核细胞型 原核细胞型 原核细胞型
结构
在无活细
胞的培养 基中生长 + + -（+） + -
二分裂
繁殖 + + + +
核酸类型
核糖体
敏感性
抗生素 干扰素 -
DNA，RNA DNA，RNA DNA，RNA DNA，RNA DNA，RNA
+ + + +
± DNA 复制
转录 以-DNA 为模板 + mRNA
翻译 蛋白质
+DNA
子代病毒粒子
转录 亲代± RNA 以-RNA 为模板 + mRNA
翻译 早期蛋白
部分作为病毒的 +RNA
不成熟的由蛋白质包装的 +RNA 颗粒 在颗粒内以 +RNA为模板 ± RNA mRNA 蛋白质
子代病毒粒子
亲代-RNA




噬菌体的大小与形态 噬菌体的化学组成与结构 噬菌体与宿主菌细胞的关系 噬菌体应用

形态
蝌蚪形 微球形 丝状

大小
蝌蚪形噬菌体：头部80~100纳米，二十面体对称， 尾部100~200纳米。

化学组成
头部外壳、尾部：蛋白 质 核酸：ds-DNA or ssDNA or ss-RNA

结构
B
E
G、烟草花叶病毒
病毒的个体形态
病毒的群体形态
包涵体：存在于动植物细胞中 噬菌斑：噬菌体在菌苔上形成的负菌落。 空斑：动物病毒在单层细胞培养物上形成 枯斑：植物病毒在植物叶片上形成。
核衣壳 衣壳粒
包膜
衣壳 刺突蛋白 spike protein
病毒粒子（viron）：成熟的，结构完整的，有感染 性的病毒颗粒
A、大肠杆菌噬菌体 ( 65 ×95nm ) 衣原体 390nm A 立克次体 450nm G F B、腺病毒 (70nm ) C、脊髓灰质炎病毒 (30nm ) D、乙脑病毒 ( 40nm ) E、蛋白分子 (10nm ) F、流感病毒 ( 100nm )
葡萄球菌 (1000nm） 牛痘病毒 300×250n m C D
头部 尾部：尾领，尾髓，尾 鞘，尾板，尾刺，尾丝。
烈性噬菌体—感染宿主细胞，增殖，宿主细 胞裂解，死亡。 • 一步生长曲线 温和噬菌体—噬菌体DNA整合入细菌染色体 中，以前噬菌体形成一代代传下去。 前噬菌体—整合入宿主细胞的DNA核酸。
烈性噬菌体的增殖和溶菌


在液体培养基中，噬菌现象可使浑浊菌液变得澄 清。 在固体培养基上，若用适量的噬菌体和宿主菌液 混合后接种培养，培养基表面可有透亮的溶菌空 斑出现。一个空斑系由一个噬菌体复制增殖并裂 解细菌后形成，称为噬斑(plaque),不同噬菌体噬 斑的形态与大小不尽相同。
1939年，Max Delbruck & Emory Ellis： 该实验标志着分子病毒学、分子生物学和分子遗传 学的建立 Max Delbruck因此荣获1969年Nobel Prize
1.用噬菌体的稀释液感染高浓度的宿主细胞； 2.数分钟后，加入抗噬菌体的抗血清（中和未吸附的 噬菌体）； 3.将上述混合物大量稀释，终止抗血清的作用和防止 新释放的噬菌体感染其它细胞； 4.保温培养并定期检测培养物中的噬菌体效价（对噬 菌体含量进行计数）； 5.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；
第四讲 非细胞生物—病毒（virus）
病毒是一类体积微小，结构简单，含一种类 型核酸（DNA or RNA），必须在活动的细胞 内才能生长增殖的非细胞型微生物
病毒的特点
个体微小，以纳米计，能通过细菌滤器，必须用电子 显微镜才能改变 无细胞结构，由内部核酸和外部蛋白质组成，且核酸 只有一种（DNA or RNA） 存在形式：完整有感染性的病毒粒子—宿主细胞外， 病毒基因组（核酸）—宿主细胞内 严格的专性活细胞寄生物，不能在无生命的人工培养 基上增殖 在宿主细胞协助下，以自身基因组为模板，以复制方 式进行增殖 对一般抗生素不敏感，对干扰素敏感 具感染性
IFN 种类
IFN-α：由白细胞产生 IFN-β：由成纤维细胞产生 IFN-γ：由活化的T淋巴细胞产生



IFN 性质





抗病毒范围广 抗病毒作用有种属特异性（同种细胞高于异 种细胞，人，灵长类动物产生的IFN才对人 起作用） 对病毒的增殖有干扰作用 对病毒的蛋白质合成起作用 免疫调节和抗肿瘤作用
裂解期平均噬菌体数 裂解量(Burst phase) = ---------------------------------
潜伏期平均噬菌体数
本讲结束，请及时复习！
mRNA
蛋白质
（整合入宿主细胞染色体—前病毒）
复制 子代+RNA