微生物学-第三章 病毒和亚病毒

烈性噬菌 体的繁殖过程一般分 为五个 阶段： 吸附、侵 入、增 殖、成 熟（装 配）和 裂解（ 释放） 。
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烈性噬菌体繁殖的裂解性周期
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(1) 吸附(adsorption)
噬 菌 体和宿主细胞 上的特 异性吸附部位 进行特 异性结 合，噬 菌 体以尾丝牢固 吸附在 受体上 后，靠 刺突 “钉 ”在细 胞表面上。
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8 病毒的宿主范围 8 病毒与人类的关系
几 乎所有的 生物都 可以感染相应 的病毒。根据 宿主 可以分三 类： ü原 核生物 病毒（ 或称噬 菌体） ü植 物病毒 ü昆虫病毒 ü动 物病毒 （人类和脊椎动物病毒） ü 病毒性疾 病：疑难疾病 ü 危害生产 ：发酵工业噬 菌体 ü 生物防治 ü 基 础研究
§ 单 链DNA的 复制:+DNA → -DNA → ±DNA → +DNA § 双 链RNA的复制:±RNA →+RNA →-RNA →± RNA § +RNA复制:+RNA →-RNA →± RNA →+RNA § -RNA复制:-RNA → +RNA(mRNA) →Pr(RNA复制酶) § 逆转录病毒单链RNA的复制: +RNA → (-)DNA → (± ) DNA →+RNA肿瘤 病毒
95nm
24 环
20n m
140n m
3. 病毒的群体形态
当病毒 大量聚集并使 宿主细 胞发生 病变时 所形成 的具有一 定形态 、构造并能用 光学显微镜加 以观察 和 识别的特 殊群体 。 Ø 包涵体 Ø 噬菌斑 Ø 病斑和 空斑 Ø 枯斑 病毒群 体形态的意义 Ø 病毒的分离、 纯化、 鉴别和 计数
本章的难点是：
病毒的繁殖过程。Biblioteka 人类对病毒的发现和认识过程：
1892年：
俄国，伊万诺夫斯基，首次发现烟草花叶病毒的感染因 子能通过细菌过滤器。
1935年： 美 国，斯 坛莱 ，从烟草花叶病病叶 中提取出 了病毒结 晶 ， 又 证实了结 晶中 含核酸和蛋白质两种成分， 而只有核 酸具感染和复制 能力， 并因此而获诺贝尔奖 。
(2) 侵入(penetration)
核酸注入 细胞的过程 : 噬 菌体尾部所含 酶 类 物 质可 使 细 胞 壁 产生 小 孔 ， 然后 尾鞘 收 缩 ， 尾 髓刺 入细胞 壁，并 将 核酸 注 入 细 胞内 ，蛋白 质 外壳留 在细胞外。
影响因素：噬菌体数量；阳离子；辅助因子；温度。
(3) 增殖（replication）
（4）成熟（装配）
主 要步骤 有： DNA分子的缩 合 ——通过衣壳包裹 DNA而形成头部 ——尾 丝 及尾部 的其它 部件独立装配 完成 ——头部 与尾部 相结合 —— 最 后装上尾丝，至此，一个个 成熟的形状、大小相 同的噬 菌体 装 配完成。
（5）裂解（释放）
§ 裂解：
多以 裂解细 胞的方 式释放 。
双 层 平 板 法
底 层平 板（~2％琼脂培养基7~8mL）
37℃ 计数噬菌 体
上层培养基（ ~1.0%琼脂培养基3mL） 10 余h 上层平 板 宿主菌悬液（对数期菌液0.2mL） 混匀 噬 菌体 试样（合适稀释液0.1mL）
☻ 双层平板法的优点： 菌液+噬菌体试样+琼脂培养基
§ 可 弥补培养皿底 部不平 的缺陷 ，噬菌 斑位于 同一平 面。 § 上层培养 基中琼 脂较稀 ，可形成形态 较大、特征明 显以 及 便于观察和计 数的噬 菌斑。 § 用 双层平 板法计 算出来 的噬菌 体效价比电镜直接计 数得 到 的效价低。为 什么？ 单层琼脂平板 双层琼脂平板 培养10天 计数噬菌斑 § 成 斑率： 同一样 品根据 噬菌斑计算出来的效价与用 电镜 计 算出来 的效价 之比。 § 噬 菌体的成斑率 一般>50%，动 物病毒和植物 病毒的成 斑 率一般仅有10% 。
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u典型病毒粒的构造
衣壳 核心 包膜
2. 三类典型病毒粒的对称体制
杆 状：烟草花叶病毒（ TMV ）等
有 包膜 丝 状： 大肠杆菌的f1、 fd 、M13噬菌 体等
核衣壳
刺突
对 称 体 制
第三章
本章基本要求：
病毒和亚病毒
真病毒：至少含有核酸和蛋白质两种组分
掌握病毒的形态结构和化学组成，掌握病毒的繁殖 过程，了解病毒与实践的关系。
非细胞 生物
亚病毒
类病毒：只含有具有独立侵染性 的RNA组分 拟病毒：只含有不具独立侵染性 的RNA组分 朊病毒：只含单一蛋白质组分
本章的重点是：
病毒的形态结构和化学组成，病毒的繁殖过程。
二、4类病毒及其繁殖方式
（一）原核生物的病毒——噬菌体 （二）植物病毒 （三）人类和脊椎动物病毒 （四）昆虫病毒
（一）噬菌体（phage）
噬 菌体的基本形态核大小
1、噬菌体的繁殖
------ 噬菌体并没有 个体的 生长过程，而 只有其 基本成分 的 合成和 装配， 即首先将各个部件合 成出来 ，然后 装配， 所 以一般将 噬菌体 的繁殖 称做复制或增 殖。 根据噬菌体与宿主的关系： 烈性噬菌体：指 感染宿主细胞 后，短 时间内 能完成 自身 复制并使 宿主细 胞裂解的噬菌 体. 温和噬菌体（或溶源性噬菌体）：噬 菌体感染细胞 后， 将 其核酸 整合（ 附着）到宿主 的核DNA上，并 且可以 随 宿主DNA的 复制而进行同步复制 ，在一 般情况 下，不 引 起寄主细 胞裂解的噬菌 体。
第一节
8 概念：
病毒
8 病毒的特征
ü形 体极其微小； ü没 有细胞 构造； ü每 一种病毒只含有一种核酸； ü既无产能 酶系也生物大 分子合 成酶系 ； ü通过核酸的复制 和核酸蛋白装 配的形 式进行增殖； ü在 离体条件下，以无生命的生物大分子状态 存在； ü对 一般抗 生素不 敏感， 但对干扰素敏 感。 ü有 些病毒的核酸能整合 到宿主 的基因组。
J 增殖过程中基因表达特点
J 病毒核酸的复制
§ 双 链DNA的 复制: (±)DNA→ (± )DNA
ü 基因表达 有先有 后 ü 基因表达 的顺序 为:早期 表达;次 早期表 达;核酸 复制;晚期 表达 ü 前 一次表 达产物是后一次表达 的mRNA聚合酶等 ü 晚期表达 的结果 是合成了各种 装配蛋白(另 外还有 溶菌 酶)
（二）病毒的形态
1.典型病毒粒的构造
由于病毒为非 细胞生物，常称病毒 粒或病毒颗粒 等。 病毒颗粒 的基本 成分是 核酸和蛋白质。 核酸： 位于病毒粒的 中心， 称为核 心或基因组。 蛋白质： 蛋白质 包围在 核心周围，形成衣壳 ，衣壳 是病毒 粒的 主 要支架 结构和 抗原成分，有 保护核酸的作 用。 其它构造： 有些病毒的核 衣壳外 包被着 一层含蛋白质 或糖蛋白的 类 脂双层膜。
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J 病毒核酸的转录 § 含±DNA的病毒:±DNA →mRNA § +DNA病毒:+DNA →±DNA →mRNA § 含±RNA病毒:±RNA →mRNA § 含+RNA病毒:+RNA → ±RNA →mRNA § 含-RNA病毒:-RNA →mRNA
病毒粒(virion)——成熟的（结构完整）、具有侵染力 的单个病毒，又称病毒颗粒(virus particle)。
复合对称
• 螺旋对称的结构(杆 状)
•廿面体对称的结构(球 状)
•复合对称 的结构 (蝌蚪 状)
l 螺旋对称的代表——烟草花叶病毒
2130(158aa/衣壳粒)
6390bp
l 二十面体对称的代表-腺病毒(Adenovirus)
（一）病毒的大小 一、病毒的形态构造和化学成分
ü 衡量病毒 大小的单位是 纳米； （ 一）病毒的大小 （二）病毒的形态 （三）3类典型形态的病毒 及其代表 （四）病毒的核酸 ü 多 数病毒的直径 在100nm左右 ； ü 绝 大多数 病毒是 能通过细菌滤器； ü 须 用电镜才能观察到其 具体形态和大小； ü 最 大的病毒（牛痘苗病毒）直径为200nm； ü 最 小的病毒（脊髓灰质 炎病毒 ）直径 仅有28nm。
1952年：
Hershey 和 Chase 证实 噬 菌 体 的 遗传物 质 仅仅是 DNA, 开创了病毒分子 生物学。
1898年：
荷兰，贝哲林克，证实该致病因子可以被乙醇从悬液中 沉淀下来而不失去其感染性但用培养 细菌的 方法培养不出 来；给这样的病 原体起名叫virus 。
1971年后：
陆续 发现了 各 种亚病毒 —— 类病毒 、 朊病毒 、 和拟病 毒。
Ø 包涵体（inclusion body）
•概念： 感染病毒的宿主 细胞内 ，出 现 在光 学显微镜 下可 见的大 小、形态 、数量 不等的 小体， 称为包 涵体。 •包涵体的本质： 大 多 数是病毒粒子组成的，少数是细胞 对病毒的反应 。 •了解研究包涵体的实践意义： 病毒 鉴定、 临床诊断依据 。
螺旋对称
无 包膜 弹 状： 狂犬 病毒，水泡 性口膜炎 病毒 等 有 包膜 大 型： 腺病毒等 无 包膜： 疱疹 病毒 等 有 包膜： 大肠杆菌的 T偶数噬菌 体（ 蝌蚪 状）等 无 包膜： 痘病毒（ 砖块状 ）
小 型： 脊髓灰质 炎病毒，ΦX174噬 菌体等
卷曲状 ：正粘病毒（流 感病毒） 等
二 十面体 对称
包 括核酸的复制 和蛋白质合成。 ü 噬 菌 体 核酸 进入宿主 细 胞后 ， 会控 制宿主 细胞 的合 成 系 统 ， 然后 以 噬菌 体 核酸中 的 指 令 合成 噬 菌体 所需 的 核酸和蛋白质。 ü 增 殖 所 需 “原 料 ”可通过 宿主 细胞原 有核酸 等的 降解 、 代 谢库内 的贮存物或从 外界环 境中取 得。 ü 烈 性 噬 菌 体 的核酸类 型 很多 ， 所 以 其复制 和生物合 成 的 方式也 截然不 同。 ü E. coli的 T偶 数dsDNA噬 菌体是 按早期 、次早期和晚期 基因的顺序进行 转录、 转译和 复制的。