微生物学第四章

缺陷性干扰颗粒( 缺陷性干扰颗粒(defective interfering particles, DIP DIP) -发挥干扰作用的缺陷病毒 发挥干扰作用的缺陷病毒
三、病毒的干扰现象
概念：两种病毒感染同一细胞， 概念：两种病毒感染同一细胞，可发生一种病毒抑 制另一种病毒增殖的现象。 制另一种病毒增殖的现象。
功能：跨膜和锚定（连接衣壳和包膜蛋白）。 功能：跨膜和锚定（连接衣壳和包膜蛋白）。
病毒的化学组成与功能 病毒核酸： 病毒核酸：
RNA， 双链， 线状或环状（闭环或缺口）。 DNA 或 RNA，单/双链， 线状或环状（闭环或缺口）。
功能：病毒生命的物质基础，病毒感染的启动者。 功能：病毒生命的物质基础，病毒感染的启动者。
第四章 病毒的基本性状
天津医科大学 汤 华
什么是病毒？ 什么是病毒？
是一种体积微小，结构简单， 是一种体积微小，结构简单，只含有一 种核酸（DNA或RNA），以复制方式繁殖、严 种核酸（DNA或RNA），以复制方式繁殖、 ），以复制方式繁殖 格活细胞内寄生的非细胞型微生物。 格活细胞内寄生的非细胞型微生物。
步骤一 吸附 吸附：病毒的配体位点与细胞表面的特异受 吸附：
体的结合,是感染的第一步。 体的结合,是感染的第一步。
两阶段： 两阶段：
静电结合 特异性结合： 特异性结合：吸附
步骤二 穿入
不同病毒， 不同病毒，穿入方式不同 吞饮（endocytosis） 裸病毒：吞饮（endocytosis） 融合( 包膜病毒：融合(fusion) 病毒包膜与细胞膜融合， 病毒包膜与细胞膜融合，核衣壳直接进入 胞浆内。 胞浆内。
dsDNAV的生物合成 dsDNAV的生物合成
宿主RNA聚合酶 转录 聚合酶 宿主
dsDNA病毒 病毒
早期mRNA 早期
翻译
半保留复制
DNA聚合酶等 聚合酶等
早期蛋白质（酶） 早期蛋白质（
抗病毒药物作用的“ （抗病毒药物作用的“靶”）
转录、 转录、翻译
子代病毒DNA 子代病毒
晚期蛋白质(结构蛋白 晚期蛋白质 结构蛋白) 结构蛋白
病毒型别（type） 病毒型别（type）
同种病毒的不同血清型，由中和抗体进行免 疫学确定的表型。
病毒变异体（variant） 病毒变异体（variant）
发生范围： 发生范围：
异种病毒之间 同种病毒之间 灭活病毒与活病毒之间 缺陷病毒与正常病毒
干扰发生机制： 干扰发生机制：
干扰素（interferon，IFN） 干扰素（interferon，IFN）产生 宿主细胞表面受体被破坏 宿主细胞代谢途径被改变 DIP存在 DIP存在
医学意义：阻止病毒复制，导致宿主康复，灭活 医学意义：阻止病毒复制，导致宿主康复，
脂类和糖：主要存在于包膜病毒的包膜上，大部分来自于宿主细胞膜。 脂类和糖：主要存在于包膜病毒的包膜上，大部分来自于宿主细胞膜。
第二节 病毒的增殖
自我复制（ replication） 自我复制（self replication）
以病毒核酸分子为模板进行复制的方式。 以病毒核酸分子为模板进行复制的方式。
HBV的生物合成 HBV的生物合成
逆转录病毒的生物合成
逆转录酶 模板） cDNA病毒 RNA+（模板） RNA:DNA杂交体 杂交体 RNA酶H 水解亲代 水解亲代RNA 酶 DNAdsDNA 合成 DNA+ 转录RNA 转录 前病毒 ↙ ↘ 修饰成子代病毒RNA 拼接成 mRNA 修饰成子代病毒 子代病毒 病毒结构蛋白
复制周期 (replication cycle)
定义：从病毒接触宿主细胞开始，经过核酸复 定义：从病毒接触宿主细胞开始， 最后从宿主细胞中释放出子代病毒的过程。 制，最后从宿主细胞中释放出子代病毒的过程。
一、病毒的 复制周期
分5个步骤： 个步骤： 吸附(adsorption) 吸附( 穿入( 穿入(penetration) 脱壳( 脱壳(uncoating) 生物合成( 生物合成(biosynthesis) 组装、成熟与释放 (assembly, maturation and 组装、 release)
噬菌体：注入式 病毒核酸 核酸直接进入胞浆内 - 病毒核酸直接进入胞浆内
步骤三 脱壳
释放核酸 宿主细胞溶酶体酶水解病毒衣壳蛋白 宿主细胞溶酶体酶水解病毒衣壳蛋白
步骤四： 步骤四：生物合成 病毒核酸合成 病毒蛋白质合成
早期蛋白质合成 晚期蛋白质合成
隐蔽期: 隐蔽期:
病毒脱壳释放核酸后， 病毒脱壳释放核酸后，病毒的核酸介导合成子 代病毒的各种成分， 代病毒的各种成分，这个阶段用电镜或血清学的方 法均检测不到病毒体, 法均检测不到病毒体,这个时期是病毒代谢最活跃 的阶段， 的阶段，隐蔽期的实质是病毒基因组控制下进行病 毒核酸和蛋白质的合成阶段， 毒核酸和蛋白质的合成阶段，此时宿主细胞的正常 代谢往往被抑制或改变。 代谢往往被抑制或改变。
二、病毒的异常增殖
infection) 顿挫感染(abortive infection)：
概念： 概念：细胞不能为病毒提供复制必需的物质而 病毒不能合成/能合成病毒，但不能组装、释放有 病毒不能合成/能合成病毒，但不能组装、 感染性的病毒颗粒。 感染性的病毒颗粒。 细胞称为：非容纳细胞。 细胞称为：非容纳细胞。
缺陷病毒（defective virus）： 缺陷病毒（ ）：
概念：病毒的基因不完整/基因位点发生改变， 概念：病毒的基因不完整/基因位点发生改变， 核酸和蛋白合成受阻/失调， 核酸和蛋白合成受阻/失调，导致不能复制出完整 的子代病毒颗粒。 的子代病毒颗粒。 与辅助病毒共感染/ 与辅助病毒共感染/培养 正常增殖
主要特点
非细胞型微生物。 非细胞型微生物。 体积微小（nm），能通过除菌滤器，需要借助电子显 体积微小（nm），能通过除菌滤器， ），能通过除菌滤器 微镜才能观察到。 微镜才能观察到。 遗传物质只含一种核酸（DNA或RNA）。 遗传物质只含一种核酸（DNA或RNA）。 严格活细胞内寄生，依靠细胞提供能量、 严格活细胞内寄生，依靠细胞提供能量、原料物质以 及大分子合成机制才能完成病毒的生命活动。 及大分子合成机制才能完成病毒的生命活动。 以复制方式进行繁殖—称增殖 称增殖。 以复制方式进行繁殖 称增殖。 对常用的抗生素不敏感，但对干扰素敏感。 对常用的抗生素不敏感，但对干扰素敏感。
整合酶 细胞染色体
组装、 步骤五 组装、成熟与释放 组装过程：
裸病毒：衣壳＋ 裸病毒：衣壳＋病毒核酸 → 核衣壳 包膜病毒：核衣壳＋ 包膜病毒：核衣壳＋包膜 → 病毒体
组装方式：
以核酸为支架，壳粒按对称方式排列。 以核酸为支架，壳粒按对称方式排列。 先形成20面体衣壳，核酸进入，形成核衣壳。 先形成20面体衣壳，核酸进入，形成核衣壳。 20面体衣壳
复合对称型 (e.g. bacteriophage )
（三）病毒的包膜 概念：病毒在成熟后穿过宿主细胞，出芽释放时获得的一层膜， 概念：病毒在成熟后穿过宿主细胞，出芽释放时获得的一层膜，
含有宿主细胞膜/核膜及病毒蛋白。 含有宿主细胞膜/核膜及病毒蛋白。
组成：脂质和糖类（宿主）、蛋白质（病毒）。 ）、蛋白质 组成：脂质和糖类（宿主）、蛋白质（病毒）。 功能： 功能：
动物病毒。 植物病毒。 噬菌体。
一、病毒的大小与形态
大小： 大小：
直径:20～ 直径:20～300nm :20 电镜下观察
1.葡萄球菌 1.葡萄球菌 2.立克次体 3.衣原体 4.痘病毒 5.大肠埃希菌噬菌体 6.流感病毒 7.腺病毒 8.乙脑病毒 9.脊髓灰质炎病毒
微生物的大小比较
形态： 形态：
病毒蛋白质：病毒基因组编码，具有病毒的特异性。 病毒蛋白质：病毒基因组编码，具有病毒的特异性。
结构蛋白（structure protein） 结构蛋白（ protein） 包括衣壳、包膜和基质蛋白。 包括衣壳、包膜和基质蛋白。 保护病毒核酸。 保护病毒核酸。 参与病毒的感染过程。 参与病毒的感染过程。 衣壳蛋白、包膜蛋白具有良好的抗原性。 衣壳蛋白、包膜蛋白具有良好的抗原性。 非结构蛋白（non-structure protein, NS） 非结构蛋白（nonNS） 病毒编码的酶类和特殊功能的蛋白，如蛋白水解酶、DNA合成酶 合成酶、 病毒编码的酶类和特殊功能的蛋白，如蛋白水解酶、DNA合成酶、逆 转录酶等。 转录酶等。
释放过程： 释放过程：
出芽释放、溶细胞性释放、其他。 出芽释放、溶细胞性释放、其他。
出芽释放： - 出芽释放： 包膜病毒，不直接破坏宿主细胞。 包膜病毒，不直接破坏宿主细胞。
VZV出芽穿过核膜获得包膜 VZV出芽穿过核膜获得包膜
流感病毒出芽释放
0.1m
HIV病毒出芽释放 HIV病毒出芽释放
—溶细胞性释放： 溶细胞性释放
第一节 病毒的形态、 病毒的形态、结构 与化学组成
在自然界中存在方式： 在自然界中存在方式：
病毒基因形式:细胞内,以分子状态存在。 病毒体(virion）:完整的、成熟的病毒颗粒,是细 胞外的结构形式，具有典型的形态结构，并有感 染性。
病毒的宿主范围
感染所有的生物细胞。 具有宿主特异性。
据感染宿主将病毒分为
功能
主导病毒复制 决定病毒特性 具有感染性
（二）病毒的衣壳—蛋白质 病毒的衣壳 蛋白质 功能： 功能：
保护核酸 吸附 免疫原性
壳粒的排列： 壳粒的排列：
20面体对称型 20面体对称型 螺旋对称 复合对称型
20面体对称型 20面体对称型 (e.g. adenacco mosaic virus)
球形 杆状 子弹状 砖块状 蝌蚪状
A. B. C. D. E. F.
脊髓灰质炎病毒 猴多瘤病毒40 水疱性口炎病毒 流感病毒 腺病毒 埃博拉病毒
几种病毒电镜图