第三章 病毒的复制.
03第三章 病毒的复制

Hela细胞的吸附速率。
加入螯合剂(如EDTA)则吸附会受到抑制
27
二、侵入
依赖于能量 的感染步骤
整个病毒颗粒或其基因组及相关蛋白通过质膜 屏障向胞质转运的过程称为侵入(entry)。
内吞小体(endosome) 是否需要低pH 环境来区别 28
释放出病毒核酸的过程。脱壳是病毒基因组进行功
能表达所必需的感染事件。
病毒的毒粒消失,失去原有的感染性,进入潜伏期。
35
HIV-1 Rev protein
有些病毒被运 输到核内才完 成脱壳
36
囊膜病毒脱壳包括脱囊膜和脱衣壳两个步骤,无囊 膜病毒只需脱衣壳,脱壳方式随不同病毒而异。
37
四、病毒生物大分子的合成
细胞内正处于复制噬菌 体核酸和合成其蛋白质
衣壳的阶段。
②胞内累积期:又称潜伏期后期, 在隐晦期后,如人为地裂解细胞,
噬菌体开始装配的时期,
在电镜下可观察到已初步 装配好的噬菌体粒子。
10
其裂解液出现侵染性的一段时间。
(2)裂解期(risephase) 紧接在潜伏期后的一段时期:宿主细胞迅速裂 解、溶液中噬菌体粒子急剧增多。
72
核衣壳的装配-二十面体对称
73
核衣壳的装配-螺旋对称
74
病毒粒子包膜的获得
75
通过细胞外吐作用释放病毒粒子
被膜蛋白
疱疹病毒装配、成熟及释放过程
76
77
T4噬菌体的装配是一个 极为复杂的自我装配的过程 包括4个完全独立的亚装 配途径:头部的装配;无 尾丝的尾部装配;尾部与
头部自发结合;单独装配
7
一步生长曲线
烈性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶段

二、病毒的基本形态和大小
1.牛痘苗病毒 2.传染性脓疱皮炎病毒 3.腮腺炎病毒 4.T-偶数噬菌体 5.疱疹病毒 6.大蚊病毒 7.流感病毒 8.烟草花叶病毒 9.腺病毒 10.多瘤病毒 11.脊髓灰质炎病毒
图3-1 几种病毒的形状
大多数病毒的直径在 10nm~300nm之间(图 3-2)。病毒大小悬殊, 较大的病毒如痘病毒为 300nm,较小的病毒如 口蹄疫病毒10nm,所以, 不能用普通光学显微镜 观察其形态,必须用电 子显微镜放大几千倍、 几万倍,甚至十几万倍 才能看到其基本形态。
有些较大型病毒在核衣壳外面有一层膜状结构,称为包膜, 也叫囊膜,如麻疹病毒、腮腺炎病毒。大多数有包膜病毒 呈球形(如流感病毒),但痘病毒呈砖形,狂犬病毒呈弹 形。 包膜由脂质、蛋白质和糖类组成。包膜表面形成包膜突起, 称为刺突,嵌附在包膜脂质中,它是多糖与蛋白质的复合 物(糖蛋白)。刺突因病毒的种类不同而异,可作为鉴定 的依据。 当包膜受到破坏时,包膜病毒也丧失吸附和侵入宿主细胞 的能力,从而丧失感染性。
溶源性细菌的自发裂解的机率极低,只有极少数溶源性细 菌中的噬菌体大量复制而导致细菌裂解,释放噬菌体粒子, 使溶源性细菌变成非溶源性细菌,这个过程称为溶源性细 菌非溶源化。如果在低剂量的紫外线照射或其他物理、化 学方法影响下也能诱发这种现象。 温和噬菌体对于敏感细菌所形成的噬菌斑是浑浊的,这是 因为中央有溶源性细菌生长的缘故。
四、噬菌体的监测方法
双层平板法
单层平板法 载片快速检测法 气体样品的检查法 液体培养检查法
五、噬菌体与发酵工业的关系
(一)噬菌体的危害
1.丙酮、丁醇发酵与噬菌体污染 2.食品工业的噬菌体污染 3.抗生素发酵与噬菌体污染
发酵工业和食品工业被噬菌体污染表现两个方面: 一是发酵周期明显延长,影响产品的产量和质量; 二是污染生产菌种,使发酵液变清,不积累发酵产物,严 重时无法继续发酵,甚至停产。 其原因可能有两个方面: 一是生产菌种本身可能携带有噬菌体,或使用的生产菌种 是溶源性菌; 二是生产环境存在噬菌体,没有做好消毒与灭菌工作。
第三章 病毒习题及答案

第三章病毒习题及答案一、名词解释1.包涵体:当病毒颗粒大量聚集并使宿主细胞发生病变时,形成了具有一定形态、构造并能用光镜观察的特殊群体,称为包涵体。
2.噬菌斑:将噬菌体与敏感宿主菌在固体培养基上培养一段时间后宿主细菌菌苔上出现的一个个透明圈或负菌落,称为噬菌斑。
3.烈性噬菌体:短时间内能在宿主细胞内增殖,产生大量子代噬菌体,并通过裂解寄主细胞而释放出来的噬菌体,被称为烈性噬菌体。
4.温和噬菌体:某些噬菌体侵染细菌后,将自身核基因组整合到宿主细胞核染色体上,随宿主细胞核基因组的复制而进行同步复制,并不引起寄主细菌裂解,称作温和噬菌体。
5.一步生长曲线:定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线。
6.溶源性:温和噬菌体的侵入并不引起宿主细胞裂解,与宿主菌共存的特性称为溶源性或溶源现象。
7.溶源菌:是指在核基因组上整合有前噬菌体,能正常生长繁殖而不被裂解的细菌。
8.病毒多角体: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,称为多角体。
9.类病毒:是由单链共价闭合环状RNA分子组成,专性寄生在活细胞内的分子病原体。
10.拟病毒:是一类包裹于真病毒粒中的有缺陷的类病毒。
11.朊病毒:朊病毒是一类不含核酸的传染性蛋白质分子。
二、包涵体和噬菌斑各有何实践意义?答:1、包涵体是病毒颗粒的群体形态,有助于对病毒的分离、纯化、鉴别和计数等许多实际工作。
由于不同病毒包涵体的大小、形状、组分以及存在于宿主细胞中的部位均不同,所以包涵体可用于病毒的快速鉴别和某些病毒疾病的辅助诊断指标。
2、噬菌斑有一定的形态,可用作该噬菌体的鉴定指标,也用于纯种分离纯化和计数。
三、简述测定噬菌体效价的双层平板法。
答:预先分别配制含2%和1%琼脂的底层培养基和上层培养基。
先用底层培养基在培养皿上浇一层平板,待凝固后,再把预先融化并冷却到45℃以下,加有较浓的敏感宿主和一定体积待测噬菌体样品的上层培养基,在试管中摇匀后,立即倒在底层培养基上铺平待凝,然后在37℃下保温。
环境工程微生物学-3病毒新

第二节 毒粒的性质 一、毒粒的形态结构
1、病毒的大小和形状
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:动物病毒有球状、卵圆状、砖形
植物病毒有杆状、丝状、球状 噬菌体有蝌蚪状和丝状
采用各种电镜技术观察毒粒的形态结构
Orf virus:口疮病毒(接触性脓疱皮炎病毒) (负染技术)
结构蛋白
构成一个形态成熟的有感染性的病毒颗粒所必需的蛋白质
壳体蛋白; 包膜蛋白; 存在于毒粒中的酶;
2、病毒的蛋白质
二、毒粒的化学组成
病毒结构蛋白的主要生理功能:
1)构成蛋白质外壳,保护病毒核酸免受核酸酶及其它理化 因子的破坏;
2)决定病毒感染的特异性,与易感细胞表面存在的受体具 特异性亲和力,促使病毒粒子的吸附和入侵;
第三节 病毒的复制
一、病毒的复制周期
1、一步生长曲线(one step growth curve)
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NobelEP.rcizoeli / bacteriopage 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;
噬菌体 X174只有12个衣壳粒,最大的廿面体 是由1,472个衣壳粒组成的昆虫病毒粒子。
(3)复合对称的代表-T偶数噬菌体
微生物学习题与答案3

第三章病毒和亚病毒A部分习题一、选择题1. 病毒的大小以〔〕为单位量度。
A. m2. .T4噬菌体的典型外形是:〔〕3. 类病毒是一类仅含有侵染性〔〕的病毒。
D.DNA和RNA。
4.病毒壳体的组成成份是:〔〕5.病毒囊膜的组成成分是:〔〕6. 病毒含有的核酸通常是:〔〕7.最先发现病毒的是:〔〕8.CPV是〔〕9.NPV是〔〕10.GV是:〔〕11.噬菌体是专性寄生于〔〕的寄生物。
12.病毒的分类目前以〔〕为主。
13.最先提纯的结晶病毒是:〔〕14.在溶源细胞中,原噬菌体以〔〕状态存在于宿主细胞中。
15.溶原性细菌对〔〕具有免疫性。
二、是非题1. 原噬菌体即插入寄主染色体DNA上的噬菌体DNA。
〔〕2. 溶源性细菌在一定条件诱发下,可变为烈性噬菌体裂解寄主细胞。
〔〕3. T4噬菌体粒子的形态为杆状。
〔〕4. 所有昆虫病毒的核酸都是ssRNA。
〔〕5. DNA病毒以双链为多,而RNA病毒以单链为多。
〔〕6. 植物病毒的核酸主要是DNA,而细菌病毒的核酸主要是RNA。
〔〕7. 大肠杆菌噬菌体靠尾部的溶菌酶溶解寄主细胞壁后靠尾鞘收缩将DNA注入寄主细胞。
〔〕8.一种细菌只能被一种噬菌体感染。
〔〕9.噬菌体核酸既有单链DNA、双链DNA,又有单链RNA、双链RNA。
〔〕10.朊病毒〔奇异病毒〕是只含有侵染性蛋白质的病毒。
〔〕三、填空题1. 病毒在寄主体外,很易因外界环境如高温,射线等作用而_ _;带封套的病毒容易被_ 破坏,因而可用消毒剂如_ _来消毒。
2. 溶源性细胞在正常情况下有大约10-5细胞会发生_ _现象,这是由于少数溶源细胞中的_变成了_的缘故。
3. 温和噬菌体能以_ 整合在寄主胞的染色体上,形成_ 细胞,该细胞具有、_ _、_、_、等几个特征〔填三个特征即可〕。
4. 烈性噬菌体入侵寄主的过程可分为__ 、__ 、__ 、__ 、__ 等五个阶段。
5. TMV病毒粒子的形状为__ ,所含核酸为__ 。
第三章 病毒的复制

第三章病毒的复制第一节研究病毒复制的一般性方法研究病毒的常用培养系统①噬菌体——细胞培养系统用该系统研究噬菌体复制的优点:敏感的宿主细菌易于在琼脂平板上培养,其数目易于控制;噬菌体在细菌内增殖导致细菌培养物变清亮,在适宜的接种密度下很容易在琼脂平板上形成噬斑,其结果容易观察;噬菌体和细菌的增殖速度快、增殖周期短,在一定时间内可屡次反复实验。
噬菌体同步感染敏感的细菌培养物—建立了测定一步生长曲线的实验方法,弄清了噬菌体的复制循环。
②动物病毒—动物细胞培养系统目前已建立了很多细胞株,包括脊椎动物细胞〔哺乳动物细胞株〕和无脊椎动物细胞〔昆虫细胞株〕,为研究病毒复制打下了良好的根底。
在离体条件下,防止了机体内的控制机制及其他因素的影响,因此只能近似反映动物机体内病毒的复制过程。
③植物病毒—原生质体培养系统高活性的原生质体的别离和培养方法的建立,把病毒与植物机体或组织之间的复杂关系,转变为病毒与植物单细胞的简单关系,进步了感染效率。
植物体的单细胞体外培养目前无法实现。
在植物体外,有由纤维素组成的细胞壁,植物病毒感染植物体的感染效率要低很多。
前二者都是一个病毒感染一个细胞,但是要104~106个植物病毒才能感染一个植物体。
采用原生质体〔去掉细胞壁〕,那么病毒的感染效率大大进步。
但是总的效率还是比噬菌体和动物病毒差。
无论是哪种培养系统,都要考虑:①宿主细胞的敏感性与生理状态②注意感染复数病毒感染宿主细胞后,会导致宿主细胞出现裂缝,胞内的物质渗漏,使宿主细胞死亡。
要尽可能做到感染复数为1,即一个对一个。
感染复数(multiplicity of infection, m.o.i) :用以起始病毒感染的每个细胞所需的病毒颗粒数目。
单位〔PFU/cell〕1.2一步生长实验〔定量描绘烈性噬菌体的生长规律〕以适量的病毒接种于标准培养的高浓度的敏感细胞,待病毒吸附后,再高度稀释病毒-细胞培养物〔防止二次吸附〕,或以抗病毒抗血清处理病毒-细胞培养物〔去除过量的噬菌体,也是为了防止二次吸附〕以建立同步感染,然后继续培养,定时取样测定培养物中的病毒效价,并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,即一步生长曲线。
第三章-3.4RNA复制(延伸讲解)

逆转录病毒的生活史
1.附着与融合 2.核心颗粒释放和逆转录 3.原病毒DNA进入细胞核 4.整合 5.转录及后加工 6.转录物输出到细胞质 7.翻译及翻译后加工 8.新病毒装配和出芽释放
(viroplasm),再组装成非成熟病毒颗粒 ➢ 在颗粒内以 mRNA 为模板,合成负链 RNA, 形成 dsRNA
二、 单链 RNA 病毒的 RNA 复制
★ 正链 RNA 和负链 RNA 基因组的复制
1、 正链 RNA 病毒的 RNA 复制
➢ 基因组 RNA 具有 mRNA 的功能,可直接附着于 胞质的核糖体,转译出病毒的非结构蛋白与结构 蛋白。
➢ 流感病毒属于此类型
3.4.2 以DNA为中间物的RNA复制
一、逆转录病毒的RNA复制
上世纪60年代,Howard Temin观察到某些RNA病毒的复制 和增殖受到DNA复制和转录的抑制剂—放线菌素D的抑制, 于是他大胆地推测这些病毒的生活史中有DNA中间物的存 在或者有从RNA到DNA的逆转录过程。
3.4.1 依赖于RNA的RNA合成
➢ 以RNA 为模板合成 RNA,发生在 RNA 病毒生活史中 ➢ 由依赖于 RNA 的 RNA pol 催化,RdRP,RNA-
dependent RNA polymerase ➢ RdRP 一般为病毒基因组编码,需宿主细胞的辅助蛋白 ➢ RdRP 序列保守,只有 聚合酶 活性,没有 外切酶 活性
艾滋病毒完整的生活史
逆转录酶的结构与功能
具有三个酶活性: 依赖于RNA的5'→3'DNA聚合酶活性,该活性用来催
安徽农业大学病毒学思考题

安徽农业大学《病毒学》PPT思考题第一章绪论1.与其他生物相比,病毒具有什么特点?病毒是一类既具有生物大分子属性和生物体基本特征,又具有细胞外感染性颗粒形式和细胞内繁殖性基因形式的十分独特的生物类群。
病毒:是介于生命和非生命之间的一种物质形式,是一类比较原始的、有生命特征的、能够自我复制和严格细胞内寄生的非细胞生物。
病毒的特点:(1)没有细胞结构;(2)仅有一种类型的核酸;(3)特殊的繁殖方式;(4)缺乏完整的酶系统和能量合成系统,也没有核糖体;(5)绝对的细胞内寄生。
2.简述病毒学研究内容及发展趋势。
病毒学研究的任务在于阐明病毒的性质及其与宿主的关系,研究的目的在于:(1)通过研究病毒,了解生命的一些基本问题;(2)预防和控制各种病毒性疾病的发生和流行;(3)利用病毒为人类造福。
现代病毒学研究出现以下发展趋势:(1)病毒功能基因组学和功能蛋白质组学的研究;(2)病毒分子病理学研究;(3)朊病毒分子生物学与疾病控制;(4)DNA疫苗的研究。
第二章病毒的形态、结构与分类1.病毒有哪些形态?如何测量病毒大小?(1)形态:电子显微镜下的病毒大小、形态多种多样,但多为对称结构,大致可分为球状、杆状和蝌蚪状3种基本形态。
随着电子显微镜技术的发展,不断发现新的病毒形态,如子弹状、丝状、卵圆形、砖状、多形性等。
(2)病毒体积极其微小,是亚显微的。
病毒大小可以用电子显微镜直接、准确地测量。
此外,也可通过分级过滤、超速离心、电泳等方法间接的测定。
【单位:nm(10-9m)或Å。
】【使用显微测微尺】2.病毒粒子对称体制有哪几种?(1)螺旋对称(烟草花叶病毒TMV)。
(2)二十面体对称(动物的腺病毒)。
(3)复合对称(大肠杆菌的T偶数噬菌体如T4噬菌体)。
(4)复杂对称(痘病毒)。
3.病毒的主要化学组成及其功能是什么?从化学组成上看,病毒粒子含有核酸、蛋白质,某些复杂的病毒,特别是动物病毒,除核酸和蛋白质外,还含有脂类、碳水化合物和少量的其他成分。
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第三章病毒的复制第一节研究病毒复制的一般性方法1.1建立病毒复制的实验研究系统研究病毒的常用培养系统①噬菌体——细胞培养系统用该系统研究噬菌体复制的优点:敏感的宿主细菌易于在琼脂平板上培养,其数目易于控制;噬菌体在细菌内增殖导致细菌培养物变清亮,在合适的接种密度下很容易在琼脂平板上形成噬斑,其结果容易观察;噬菌体和细菌的增殖速度快、增殖周期短,在一定时间内可多次反复实验。
噬菌体同步感染敏感的细菌培养物—建立了测定一步生长曲线的实验方法,弄清了噬菌体的复制循环。
②动物病毒—动物细胞培养系统目前已建立了很多细胞株,包括脊椎动物细胞(哺乳动物细胞株)和无脊椎动物细胞(昆虫细胞株),为研究病毒复制打下了良好的基础。
在离体条件下,避免了机体内的控制机制及其他因素的影响,因此只能近似反映动物机体内病毒的复制过程。
③植物病毒—原生质体培养系统高活性的原生质体的分离和培养方法的建立,把病毒与植物机体或组织之间的复杂关系,转变为病毒与植物单细胞的简单关系,提高了感染效率。
植物体的单细胞体外培养目前无法实现。
在植物体外,有由纤维素组成的细胞壁,植物病毒感染植物体的感染效率要低很多。
前二者都是一个病毒感染一个细胞,但是要104~106个植物病毒才能感染一个植物体。
采用原生质体(去掉细胞壁),则病毒的感染效率大大提高。
但是总的效率还是比噬菌体和动物病毒差。
无论是哪种培养系统,都要考虑:①宿主细胞的敏感性与生理状态②注意感染复数病毒感染宿主细胞后,会导致宿主细胞出现裂缝,胞内的物质渗漏,使宿主细胞死亡。
要尽可能做到感染复数为1,即一个对一个。
感染复数(multiplicity of infection, m.o.i) :用以起始病毒感染的每个细胞所需的病毒颗粒数目。
单位(PFU/cell)1.2一步生长实验(定量描述烈性噬菌体的生长规律)以适量的病毒接种于标准培养的高浓度的敏感细胞,待病毒吸附后,再高度稀释病毒-细胞培养物(避免二次吸附),或以抗病毒抗血清处理病毒-细胞培养物(去除过量的噬菌体,也是为了避免二次吸附)以建立同步感染,然后继续培养,定时取样测定培养物中的病毒效价,并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,即一步生长曲线。
体现3个时期:①潜伏期②突破期③平稳期潜伏期中包含有隐蔽期(有感染性的病毒粒子从消失到出现这段时期)潜伏期:噬菌体吸附到细胞到释放出新噬菌体的时间隐蔽期:病毒在受染细胞内消失到细胞内出现新的感染性病毒的时间(1)潜伏期,这一时期几乎没有形成噬菌斑,进入裂解期后就形成了噬菌斑,也就是有新的病毒粒子释放出来了,因此潜伏期是指病毒吸附于细胞到受染细胞释放出子代病毒所需的最短时间。
不同病毒潜伏期长短不一,噬菌体一般有几分钟,动物病毒和植物病毒以小时或天计。
(2)裂解期:在潜伏期后,病毒效价急剧增加,这是新合成的病毒核酸和蛋白质装配成大量病毒粒子,并释放的结果。
潜伏期后宿主细胞裂解释放出大量子代病毒的时期称为裂解期或成熟期。
这一点跟细菌的生长曲线不同,细菌的生长曲线中的延滞期是为分裂做准备,对数期是大量繁殖的时期,而病毒一步生长曲线中的裂解期则是病毒大量释放的时期,而不是繁殖(即复制)的时期(复制过程实际上是在潜伏期完成的)。
(3)稳定期:裂解期末,受染细胞将子代病毒粒子全部释放出来,病毒效价稳定在最高处的时期,称为稳定期,即病毒粒子已经全部释放,没有新的病毒粒子释放了,所以形成的噬菌斑数量保持不变,不会下降,因此不会像细菌的生长曲线那样有衰亡期。
一步生长曲线的意义:(1)可获知潜伏期和裂解期。
(2)可获知裂解量:每一受感染细胞所产生的子代病毒粒子的平均数。
稳定期的病毒粒子数目裂解量= ————————————潜伏期受感染细胞的数目第二节病毒的复制周期病毒增殖(multiplication)只在活细胞内进行,以病毒基因为模板,在酶作用下,分别合成其基因及蛋白质,再组装成完整的病毒颗粒,这种方式称复制。
从病毒进入宿主细胞开始,经过基因复制,到最后释放出子代病毒,称为一个复制周期。
病毒的复制周期依次包括吸附,穿入,脱壳,生物合成及组装,成熟和释放。
2.1吸附(adsorption)病毒附着于敏感细胞的表面,细胞表面能吸附病毒的物质结构称为病毒受体。
敏感的宿主细胞是病毒复制的第一阶段。
该过程包含静电吸附及特异性受体吸附两阶段。
细胞及病毒颗粒表面都带负电荷,Ca2+、Mg2+等阳离子能降低负电荷,促进静电吸附。
静电吸附是可逆的,非特异的。
可逆性吸附:又称为静电吸附,指病毒体与细胞接触,进行静电结合。
非特异性、可逆的,是由随机碰撞、布朗运动、静电引力引起,其他的粒子也可以发生这种吸附,如灰尘的吸附等。
不可逆吸附:又称为真正的吸附,指病毒体表面位点(蛋白质结构)与宿主细胞膜上相应的受体结合。
是决定病毒感染的真正开始。
如噬菌体通过尾丝与细菌表面的受体结合,再如流感病毒通过HA(血凝素蛋白)与宿主细胞表面的唾液酸受体结合。
吸附类型的转变:一般情况下病毒与宿主细胞通过不可逆吸附后即发生侵入过程,但有时也会由不可逆吸附变为可逆性吸附,这个过程主要取决于三方面的条件,即病毒吸附蛋白、病毒的细胞受体和环境因素。
病毒吸附蛋白:能够识别细胞表面特异性受体的病毒体表面结构蛋白称为病毒吸附蛋白(VAP)(virus attachment protein,BAP)。
它决定了病毒与敏感的细胞表面受体的特异性结合。
吸附后病毒粒子或病毒核酸能进入宿主细胞中。
实例:如:T-偶数噬菌体的吸附蛋白→噬菌体尾丝蛋白。
有包膜的动物病毒的吸附蛋白是包膜上的糖蛋白突起(流感病毒→血凝素糖蛋白);无包膜的动物病毒腺病毒的吸附蛋白是二十面体壳体上的五邻纤维。
病毒的细胞受体:能被病毒吸附蛋白识别,是启动感染发生的特殊细胞位点。
它在很大程度上决定了病毒的宿主范围、组织亲和性,并影响病毒的致病性(不同的宿主上有不同的受体,不同的细胞上也有不同的受体)。
病毒受体可分为细胞受体单位和细胞受体位点细胞受体单位(cellular receptor unit):是指能够识别一个病毒吸附蛋白的细胞分子。
通常由几个亚基单位构成,其活性依赖于分子的空间结构。
细胞受体位点(cellular receptor site):是指由一个或几个受体单位组成,并能有效地结合一个病毒粒子的细胞表面结构。
具有种系特异性。
一些不同种系动物的细胞存在不同的病毒受体。
如多瘤病毒受体只存在于小鼠细胞上。
具有组织特异性。
动物不同组织细胞上存在不同的病毒受体,从而决定了病毒的组织嗜亲性。
如HIV可感染具有CD4抗原的T辅助性淋巴细胞,单核巨噬细胞。
而不能感染其他细胞。
实例:①细菌病毒:大多数噬菌体的细胞受体在细菌的细胞壁上,如LPS、脂蛋白、蛋白质等。
噬菌体的细胞受体特异性很强,因此噬菌体的专一性很强。
②动物病毒:多数动物病毒的细胞受体单位是镶嵌在细胞质脂双层之间的糖蛋白,即细胞膜上的糖蛋白。
植物病毒没有吸附这一步,因此没有细胞受体,其感染是通过昆虫的刺入或者胞间连丝完成的。
③病毒吸附蛋白与细胞受体结合的机制毒吸附蛋白与细胞受体结合的机制:氢键、离子间静电引力、范德华力等可逆性吸附:只是静电引力引起,无化学键结合,易受pH影响不可逆性吸附:病毒吸附蛋白与细胞表面受体形成牢固的化学键植物病毒迄今尚未发现有特异性细胞受体,其病毒进入植物的机制是通过伤口或媒介昆虫传播的。
④病毒外壳蛋白与寄主细胞受体之间的关系植物病毒不表现出外壳蛋白与寄主细胞表面受体之间的特异性1把不能侵染番茄的TMV株系的RNA包上一个能侵染番茄的TMV株系的外壳,所得杂种仍不能侵染番茄。
单独用不能侵染番茄的TMV毒株的RNA来接种也不能侵染番茄。
反过来,能侵染番茄的RNA和不能侵染番茄的外壳装配成的病毒仍然可以侵染番茄。
2用体外装配的方法把脊髓灰质炎病毒的RNA包上另一种同属肠道病毒组能侵染小鼠细胞的柯萨奇病毒的蛋白质衣壳,这种体外装配的杂种病毒就能侵染原来脊髓灰质炎病毒不能侵染的小鼠细胞。
⑤环境因素(1)温度:在一定范围内,病毒的吸附速率与温度成正比,例如:脊髓灰质炎病毒在1℃的吸附率仅是37℃的十分之一。
(2)离子环境:在一定浓度的阳离子存在的条件下,能够促进病毒对细胞的吸附(二价阳离子能促进噬菌体的吸附)。
螯合剂可抑制吸附。
(3)pH:不同的病毒--细胞系统吸附反应的最适pH有很大的不同。
例如:腺病毒T型与红细胞结合的最适pH是5.5~8.7;而柯萨奇病毒B4吸附HeLa细胞的最适pH是3.0~3.5。
2.2侵入(penetration)病毒核酸或感染性核衣壳穿过细胞进入胞浆,开始病毒感染的细胞内期。
侵入是病毒感染的第二阶段。
主要的方式有:①注射式侵入:是有尾噬菌体的侵入方式。
T偶数噬菌体的尾丝与细胞表面受体结合→尾鞘蛋白收缩使基板上升→尾管在尾部溶菌酶的作用下插入细菌细胞壁→噬菌体头部的dsDNA分子通过尾管注入细胞大肠杆菌雄性菌株的丝杆状噬菌体也采取注射侵入细胞②细胞内吞——是病毒穿入细胞的常见方式细胞内吞:是种常见的动物病毒的侵入方式,如:流感病毒、痘病毒、多瘤病毒等。
细胞膜将病毒粒子包裹→膜内陷形成吞噬泡使病毒粒子进入细胞质→与细胞器(如溶酶体)等的内膜融合→释放病毒粒子③膜融合——常见包膜病毒膜融合:病毒包膜与细胞膜的融合过程,主要是有包膜的病毒的侵入方式。
④直接侵入——常见无包膜病毒病毒直接侵入的方式分为三种类型。
部分病毒粒子直接侵入细胞,如脊髓灰质炎病毒、腺病毒许多无包膜病毒通过吸附蛋白与细胞受体结合后,宿主细胞膜的流动性可引起病毒衣壳蛋白的重排和构型变化,导致病毒粒子释放核酸进入细胞质内,病毒衣壳仍留在细胞膜外。
其他特殊方式:植物病毒未发现有特异性细胞受体,通过存在于植物细胞壁上的小伤口或天然存在的外壁孔侵入细胞,也可通过植物细胞之间的胞间连丝而侵入细胞,或者通过昆虫的口器侵入细胞。
2.3脱壳(virus uncoating)脱壳是病毒感染的第三阶段。
指病毒感染性核酸从衣壳内释放出来的过程。
有包膜病毒和无包膜病毒脱壳方式随不同病毒而异。
病毒脱壳后并不完全裸露,而是与一些特异的病毒蛋白或细胞蛋白连接以抵抗核酸酶的降解作用。
无包膜病毒脱壳:小RNA病毒、有尾噬菌体直接在细胞膜或细胞壁表面进行脱壳,其侵入与脱壳一次完成;呼肠孤病毒粒子有双层衣壳,经细胞内吞作用进入细胞后被溶酶体中的酶水解脱掉外衣壳,再进一步脱壳;腺病毒粒子以内吞方式进入内吞泡,其结构会发生改变由二十面体变为球形颗粒,然后进入细胞质,进一步脱去六邻体蛋白。
有包膜病毒脱壳:由于以膜融合方式侵入细胞,其包膜在与细胞膜融合时已脱去,只剩核衣壳。
核衣壳被移至脱壳部位,在细胞蛋白酶的作用下脱去衣壳。