第1页:病毒
第七章病毒
第2页:概述
第一节概述一、病毒的发现及研究历史二、病毒的特点和定义三、病毒的宿主范围四、病毒的分类与命名
第3页:人类免疫缺陷病毒
人类免疫缺陷病毒(Human Immunodeficiency Virus, HIV)艾滋病是由人类免疫缺陷病毒(简称HIV)引起的疾病,在医学上全称为“获得性免疫缺陷综合症”(Acquired Immune Deficiency Syndrome,AIDS),顾名思义,艾滋病是发生于人体免疫系统的疾病。
第4页:HIV的全球流行
在全球范围内,AIDS是十大主要死因之一。我国自1985年发现首例AIDS以来,HIV感染人数不断上升(2010年之前,中国的艾滋病病毒感染人数将达到1500万)。(根据联合国艾滋病规划署和世界卫生组织联合公布的2006年全球艾滋病流行报告,2006年全世界艾滋病患者和病毒携带者人数为3950万,其中新感染者为430万。)
第5页:HIV的全球流行(续)
Section D–Virus structure爱滋病病毒(HIV)侵染细胞模式图
第6页:SARS冠状病毒
- 现在,非典公认是由某种冠状病毒引起的命名原因
- 由于外围的晕环或叫冠状物。中间的病毒粒子具有复杂的形态,遗传物质是单链的RNA目前所知,冠状病毒科,只感染脊椎动物,与人和动物的许多疾病有关。
第7页:病毒
病毒病由来已久古埃及石刻浮雕在古埃及石刻浮雕中一个主要人像就带有患过引起跛足的脊髓灰质炎的标记
第8页:病毒的危害
地球上的人类,其他动物和植物遭受病毒病的折磨已有许多世纪。许多记述表明至少在公元前二至三个世纪印度和中国就存在天花在家畜的病毒病中,狂犬病可能是最早有记载的。此病毒病一般与疯狗有关。
第9页:天花病毒
天花病毒(Variola Virus)天花是由天花病毒引起的烈性传染病。染上天花而侥幸生存下来的病人常常留下永久性的瘢痕
第10页:脊髓灰质炎病毒
脊髓灰质炎病毒(Polionyelitis Virus, PV)脊髓灰质炎(Polionyelitis)俗称小儿麻痹症,是由脊髓灰质炎病毒(PV)引起的传染病。该病是人类消灭天花后,世界卫生组织列为第二个被消灭的传染病。
第11页:第一个记载的植物病毒
第一个记载的植物病毒病的是郁金香碎色病,据记载在1634-1637年的荷兰一个得病郁金香球茎竟能换来牛、猪、羊甚至成吨的谷物或上千磅的奶酪,这种嗜好达到了可称做“郁金香热”的高潮郁金香静物画
第12页:病毒的发现与研究历史
- 病毒的发现与研究历史1886年,A. Mayer 发现具有传染性的烟草花叶病;1892年,D. Ivanovsky烟草花叶病病原体能通过细菌滤器:一种能通过细菌滤器的”细菌毒素”或极小的细菌1898年,M W Beijerinck对烟草花叶病病原体的研究结果:
- 能通过细菌滤器;
- 可被乙醇沉淀而不失去其感染性,
- 能在琼脂凝胶中扩散;
- 用培养细菌的方法不能被培养出来,推测只能在植物活细胞中生活;比细菌小的具有传染性的活的流质
第13页:1900年前后,包括口蹄疫
- 1900年前后,包括口蹄疫(foot and mouth disease)在内的多种动植物疾病病原体的滤过性特性被证明。filterable viruses(滤过性病毒)viruses(病毒)F W Twort(1915年)、F d’Herelle(1917年),分别发现细菌(Shigella dysenteriae)病毒bacteriophagesPhago:“to eat”噬菌体(phage)1935年,W M Stanley首次提纯并结晶了烟草花叶病毒;
- Bawden等证明烟草花叶病毒的本质为核蛋白;
- 1940年,Kausche首先用电镜观察到烟草花叶病毒颗粒;
第14页:斯坦利
斯坦利(1904-1971)美国著名化学家,1935年提纯了烟草花叶病毒,1946年获得诺贝尔奖
第15页:病毒的发现和研究历史
- 病毒的发现和研究历史极大地丰富了现代生物学(微生物学、分子生物学、分子遗传学)的理论与技术;
- 病毒学(virulogy):研究病毒(virus)的本质及其与宿主的相互作用的科学,是微生物学的重要分支学科。有效地控制和消灭人及有益生物的病毒病害;
- 利用病毒对有害生物、特别是害虫进行生物防治;
- 发展以基因工程为中心的生物高新技术产业;
第16页:病毒的特点和定义
- 病毒的特点和定义1、特点:
- 形态极其微小,须在电镜下观察,一般具过滤性;
- 不具有细胞结构,具有一般化学大分子的特征。又称分子生物。
- 其主要成分仅核酸和蛋白质;
- 一种病毒毒粒内只含有一种核酸,DNA或者RNA。
- 既无产能酶系,也无完整蛋白合成系统;
第17页:宿主活细胞内营专性寄生
- 在宿主活细胞内营专性寄生;利用宿主细胞设备进行增殖(复制);能整合到宿主基因组中,并诱发潜伏性感染;
- 在离体条件下,能以无生命的化学大分子状态存在,并可结晶;
- 对一般抗生素不敏感,但对干扰素敏感
第18页:病毒的特点和定义
- 病毒的特点和定义
- 病毒是一类既具有化学大分子属性,又具有生物体基本特征;既具有细胞外的感染性颗粒形式,又具有细胞内的繁殖性基因形式的独特生物类群。
第19页:定义
2、定义二、病毒的特点和定义迄今仍无一个科学而严谨的定义病毒为具有独立于其宿主的进化史的绝对细胞内寄生物,它的DNA或RNA基因组被其所编码的蛋白质壳体化-------------(Fields等,1990年)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:含有不具侵染性的RNA组分朊病毒:只含蛋白质
第20页:病毒的宿主范围
三、病毒的宿主范围病毒的宿主范围是病毒能够感染并在其中复制的宿主种类和组织细胞种类。病毒可以感染所有的细胞生物,同时又具有宿主特异性;根据宿主范围可分为:噬菌体植物病毒动物病毒
第21页:病毒的分类与命名分类依据
- 四、病毒的分类与命名分类依据
- 毒粒性质(病毒形态、毒粒结构、基因组、复制、化学组成)、病毒抗原性质、生物学性质;属名词尾:virus科名词尾:viridae亚科词尾:virinae目名词尾:virales
第22页:病毒学研究的基本方法
第二节病毒学研究的基本方法一、病毒的培养、分离与纯化二、病毒的测定三、病毒的鉴定
第23页:通过病毒的分离
通过病毒的分离与纯化获得纯化的、有感染性的病毒制备物是病毒学研究和实践的基本技术。1、病毒的培养二元培养物法
第24页:病毒的培养
1、病毒的培养1)噬菌体的培养细菌培养物培养液营养琼脂平板细菌培养液变清亮细菌平板成为残迹平板
第25页:若是噬菌体标本经过适当稀释
若是噬菌体标本经过适当稀释再接种细菌平板,经过一定时间培养,在细菌菌苔上可形成圆形局部透明区域,即噬斑(plague)。如同对细菌计数一样,形成的噬菌斑也可用于对噬菌体的数目进行估算。
第26页:病毒的培养
1、病毒的培养2)动物病毒的培养动物病毒实验动物鸡胚多种细胞培养
第27页:鸡胚
鸡胚
第28页:病毒的培养和纯化
四、病毒的培养和纯化(参见P161)1、病毒的培养若标本经过适当染色处理,病毒可在培养的细胞单层上形成肉眼可见的局部病损区域,即蚀斑(plaque)或称空斑。大多数动物病毒感染敏感细胞培养能引起其显微表现的改变,即产生致细胞病变效应(cytopathic effect,CPE),例如细胞聚集成团、肿大、圆缩、脱落,细胞融合形成多核细胞,细胞内出现包涵体(inclusionbody),乃至细胞裂解等。
第29页:病毒的培养
1、病毒的培养3)植物病毒的培养植物病毒敏感植物叶片产生坏死斑,或称枯斑
第30页:蛋白质提纯方法
蛋白质提纯方法盐析、等电点沉淀、有机溶剂沉淀、凝胶层析、离子交换等)四、病毒的培养和纯化2、病毒纯化标准纯化的病毒制备物应保持其感染性病毒是有感染性的生物体病毒具有化学大分子的属性纯化的病毒制备物的理化性质应具有均一性方法主要化学组成为蛋白质具有一定的大小、形状和密度差速离心梯度离心(超速离心)
第31页:病毒的测定
二、病毒的测定1、病毒的物理颗数计数2、病毒的感染性测定病毒的感染单位(infectious units, IU):引起宿主细胞一定特异性反应的病毒最小剂量。病毒的效价:单位体积病毒悬液内的感染单位;1)噬斑测定2)终点法半数效应剂量(半数感染量、半数致死量)
第32页:病毒的鉴定
三、病毒的鉴定1、根据宿主范围及感染表现2、根据理化性质3、血细胞凝集试验4、血清学试验5、分子生物学方法
第33页:毒粒的性质
- 毒粒的性质
- 毒粒(病毒颗粒):病毒的细胞外颗粒形式,也是病毒的感染性形式。一、毒粒的形态结构二、毒粒的化学组成一团能够自主复制的遗传物质保护遗传物质免遭环境破坏,并作为将遗传物质从一个宿主细胞传递给另一个宿主细胞的载体。蛋白质外壳包膜
第34页:毒粒的形态结构
- 毒粒的形态结构1、病毒的大小和形状
- 毒粒大小恒定不变,不同病毒间差异很大(最小的如植物病毒,直径仅9-11 ,最大的动物痘病毒大小达800 nm ,)
- 毒粒的形状大致可分球形颗粒(或称拟球形颗粒)、杆状颗粒和复杂形状颗粒(如蝌蚪状,卵形)等少数几类。
第35页:病毒的大小
病毒大小牛痘病毒传染性浓泡皮炎病毒腮腺炎病毒T偶数病毒疱疹病毒大蚊病毒流感病毒烟草花叶病毒腺病毒多瘤病毒脊髓灰质炎病毒1微米
第36页:采用各种电镜技术观察毒粒
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)Ebola virus :埃博拉病毒Vaccinia virus 痘苗病毒
第37页:毒粒的形态结构
- 毒粒的形态结构2、毒粒的壳体结构
- 壳体或衣壳(capsid):包围着病毒核酸的蛋白质外壳,由蛋白质亚基按对称的形式、有规律地排列而成,是病毒毒粒的基本结构。壳体结构类型螺旋对称壳体二十面体对称壳体双对称结构
第38页:螺旋对称壳体
- 螺旋对称壳体
- 亚基有规律地沿着中心轴(核酸)呈螺旋排列,进而形成高度有序、对称的稳定结构。烟草花叶病毒
第39页:二十面体对称壳体
- 二十面体对称壳体
- 蛋白质亚基围绕具立方对称的正多面体的角或边排列,进而形成一个封闭的蛋白质的鞘。
第40页:二十面体对称壳体的形成
若以一定数目的亚基排列成具有一定表面积的立方对称实体,以二十面体容积为最大,能包装更多的病毒核酸,所以病毒壳体多取二十面体对称结构。
第41页:双对称结构
- 双对称结构
- 典型例子是有尾噬菌体(tailed phage),其壳体由头部和尾部组成。包装有病毒核酸的头部通常呈二十面体对称,尾部呈螺旋对称。
第42页:毒粒的形态结构
- 毒粒的形态结构3、病毒的包膜结构
- 核壳:病毒的蛋白质壳体和病毒核酸(核心)构成的复合物,又称核衣壳。
- 裸露毒粒:仅由核衣壳构成的病毒颗粒;如烟草花叶病毒、脊髓灰质炎病毒等一些简单的病毒的毒粒。
- 包膜:有些病毒核衣壳包裹着的一层脂蛋白膜,它是病毒以出芽方式成熟时,由细胞膜衍生而来的。有维系毒粒结构,保护病毒核壳的作用。特别是病毒的包膜糖蛋白,具有多种生物学活性,是启动病毒感染所必需的。
- 有包膜的病毒
第43页:
第44页:病毒包膜的基本结构
(参见P166)病毒包膜的基本结构与生物膜相似,是脂双层膜。在包膜形成时,细胞膜蛋白被病毒的包膜糖蛋白取代。刺突(spike):包膜或核衣壳上的突起。
第45页:毒粒的形态结构
- 毒粒的形态结构4、毒粒的结构类型四种主要结构类型裸露的二十面体毒粒;
- 裸露的螺旋毒粒;
- 有包膜的二十面体毒粒;
- 有包膜的螺旋毒粒;
- 有些病毒,如有尾噬菌体、痘病毒等结构更为复杂,不能包括在这些结构类型之内。不同病毒的毒粒结构复杂程度有很大的区别;
第46页:毒粒的四种结构类型
裸露的二十面体毒粒有包膜的二十面体毒粒;
第47页:裸露的螺旋毒粒
裸露的螺旋毒粒;有包膜的螺旋毒粒
第48页:裸露的螺旋毒粒(续)
complex virusesVaccinia virus 痘苗病毒在病毒中体积最大,在光学显微镜下勉强可见。有尾噬菌体
第49页:毒粒的化学组成
- 毒粒的化学组成毒粒(化学组成)核酸;
- 蛋白质;
- 脂类;
- 糖类;
- 基本化学组成病毒颗粒在化学上表现为核蛋白;
第50页:病毒的核酸
- 毒粒的化学组成1、病毒的核酸
- 核酸是病毒的遗传物质;
- 一种病毒的毒粒只含有一种核酸:DNA或是RNA;
- 除逆转录病毒为二倍体外,其他均为单倍体;病毒核酸单链DNA(ss DNA);双链DNA(ds DNA);单链RNA(ss RNA);双链RNA(ds RNA);
第51页:病毒的核酸
1、病毒的核酸单链病毒核酸可按照它的极性(polarity)或意义(sense)进行分类。有某些病毒的RNA是双意(ambisense),即部分为正极性、部分为负极性。
第52页:病毒的核酸类型
1、病毒的核酸不同病毒的核酸均可能具有各自不同的结构特征
第53页:毒粒的化学组成
- 毒粒的化学组成2、病毒的蛋白质病毒蛋白质结构蛋白非结构蛋白病毒基因组编码的,在病毒复制过程中产生并具有一定功能,但并不结合于毒粒中的蛋白质。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;
第54页:壳体蛋白的主要生理功能
- 壳体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;
- 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;
- 决定病毒的抗原性,能刺激机体产生相应的抗体;
第55页:病毒的蛋白质
2、病毒的蛋白质2)包膜蛋白功能①病毒的主要表面抗原,与细胞受体相互作用启动病毒感染发生,有些还介导病毒的进入。②具有凝集脊椎动物红血球细胞、细胞融合以及酶等活性。③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、维持病毒的功能。
第56页:病毒的蛋白质(续)
2、病毒的蛋白质3)毒粒酶毒粒酶根据功能大致分为两类:参与病毒进入、释放等过程(T4噬菌体的溶菌酶)参与病毒的大分子合成(逆转录病毒的逆转录酶)
第57页:病毒的脂质
- 3.病毒的脂质
- 许多病毒包膜内存在有脂类化合物,如磷脂、脂肪酸、甘油三酸脂和胆固醇等。病毒脂类存在与病毒的吸附和侵入有关。
第58页:病毒的碳水化合物
- 4.病毒的碳水化合物
- 除病毒的核酸中所含戊糖外,有的病毒还含有少量的碳水化合物,为核糖或脱氧核糖和磷酸组成的核酸骨架。
第59页:毒粒的其他组成
- 5.其它组成
- 在某些动物、植物病毒中存在多胺类有机阳离子,包括丁二胺、亚精胺、精胺等,它们大都结合于病毒核酸,对核酸的构型有一定影响。在某些病毒的病毒体中,还发现有其它的小分子量组份,如ATP,对噬菌体尾鞘收缩提供能量。
第60页:病毒的特点与复制周期
- 病毒的特点:严格细胞内寄生物,只能在活细胞内繁殖。毒粒宿主细胞有繁殖性的病毒基因组具有感染性的毒粒消失病毒基因组复制、表达病毒核酸和蛋白质装配形成具有感染性的毒粒释放至细胞外原料;
- 能量;
- 生物合成场所;
- 病毒的复制周期;
第61页:病毒的特点与复制周期(续)
1.Recognition/ Attachment2. Adsorption/ Uncoating3. Transcription4. Translation5. Replication6. Assembly
第62页:病毒的复制周期
- 病毒的复制周期
- 病毒感染敏感宿主细胞后,病毒核酸进入细胞,通过其复制与表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质,然后由这些新合成的病毒组分装配成子代毒粒,并以一定方式释放到细胞外。病毒的这种特殊繁殖方式称做复制(replication)。[P163]一、病毒的复制周期二、病毒感染的起始三、病毒大分子的合成四、病毒的装配与释放
第63页:一步生长曲线
- 病毒的复制周期1.一步生长曲线
- 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64页:病毒的复制周期
- 病毒的复制周期2、隐蔽期
- 隐蔽期:从病毒在受感染细胞内消失到细胞内出现新的感染性病毒的时间。
- 潜伏期:不同病毒的潜伏期长短不同,噬菌体以分钟计,动物病毒和植物病毒以小时或天计。
- 裂解量:噬菌体的裂解量一般为几十到上百个,植物病毒和动物病毒可达数百乃至上万个。
第65页:病毒的复制周期(续)
- 病毒的复制周期复制周期(replicative circle)或称复制循环:自病毒吸附于细胞开始,到子代病毒从感染细胞释放到细胞外的病毒复制过程。①吸附;
- 侵入;
- 脱壳;
- 病毒大分子的合成,包括病毒基因组的表达与复制;
- 装配与释放;
第66页:病毒感染的起始
二、病毒感染的起始1、吸附2、侵入3、脱壳
第67页:毒粒敏感细胞随机碰撞而接触
:毒粒敏感细胞随机碰撞而接触(静电引力或氢键)可逆吸附,无特异性(非细胞颗粒也可吸附)病毒表面蛋白与细胞受体的结合特异性,不可逆吸附,启动病毒感染的第一阶段
第68页:吸附:病毒吸附蛋白与细胞
- 1、吸附
- 病毒吸附蛋白与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德华力。不同种系的细胞具有不同病毒的细胞受体,病毒受体的细胞种系特异性决定了病毒的宿主范围。
第69页:噬菌体的吸附
- 1、吸附
- 分别吸附于大肠杆菌性毛和菌体上的噬菌体
第70页:动物宿主细胞及细菌表面病毒
- 动物宿主细胞及细菌表面病毒受体的存在可通过生化、遗传等实验证明,
- 但至今仍未发现植物病毒的细胞受体存在。
第71页:侵入:侵入又称病毒
- 2、侵入
- 侵入又称病毒内化,它是一个病毒吸附后几乎立即发生,依赖于能量的感染步骤。不同的病毒--宿主系统的病毒侵入机制不同
第72页:侵入:有尾噬菌体
- 侵入:有尾噬菌体:注射方式将噬菌体核酸注入细胞通过尾部刺突固着于细胞;
- 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;
- 吸附尾钉固着尾鞘收缩尾管穿入DNA注入如果大量噬菌体在短时间内吸附于同一细胞上,使细胞壁产生许多小孔,也可引起细胞立即裂解,但并未进行噬菌体的增殖,这种现象称为自外裂解(lysis from without)。;
第73页:侵入
侵入(penetration)
第74页:侵入:动物病毒
- 侵入:动物病毒:①病毒穿过细胞膜的移位方式;
- 细胞的内吞功能;
- 毒粒包膜与细胞质膜的融合;
第75页:侵入:植物病毒
- 2、侵入
- 植物病毒:通过因人为地或自然的机械损伤所形成的微伤口进入细胞;或者靠携带有病毒的媒介,主要靠是有吮吸式口器的昆虫取食将病毒带入细胞。植物病毒一旦进入细胞后,增殖产生的子代病毒或病毒核酸可通过病毒编码的运动蛋白(movement protein)与胞间连丝的相互作用从受染细胞进入邻近细胞。
第76页:脱壳:脱壳是病毒侵入后,病毒
- 3、脱壳
- 脱壳是病毒侵入后,病毒的包膜和/或壳体除去而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。T-偶数噬菌体脱壳与侵入是一起发生的动物病毒存在不同的结构类型和不同的侵入方式,其脱壳过程也较复杂。病毒的毒粒消失,失去原有的感染性,进入潜隐期。
第77页:脱壳
3、脱壳:
第78页:病毒的复制
第三节病毒的复制三、病毒大分子的合成病毒基因组的表达与复制存在着强烈的时序性:基因表达有先有后;基因表达的顺序为:早期表达;核酸复制;晚期表达;晚期表达的结果是合成了各种装配蛋白(另外还有溶菌酶);病毒基因组进入胞内宿主细胞的代谢发生改变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。
第79页:生物合成的第一步是病毒
- 生物合成的第一步是病毒mRNA的合成病毒复制所需要的病毒特异性酶蛋白及蛋白质外壳的合成
- 双链DNA的复制: (±)DNA→ (±)DNA
- 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)
- 逆转录病毒单链RNA的复制:+RNA→(-)DNA→(±) DNA→+RNA
第80页:病毒的装配与释放第三节病毒
四、病毒的装配与释放第三节病毒的复制新合成的毒粒结构组分组装成完整的病毒颗粒,称做病毒的装配,亦称成熟(maturation)或形态发生。成熟的子代病毒颗粒然后依一定途径释放到细胞外病毒的释放标志病毒复制周期结束
第81页:病毒的装配与释放
四、病毒的装配与释放T4噬菌体的装配是一个极为复杂的自我装配的过程
第82页:病毒的装配与释放大多数噬菌体
四、病毒的装配与释放大多数噬菌体都是以裂解细胞方式释放
第83页:病毒的装配与释放丝杆噬菌体
四、病毒的装配与释放丝杆噬菌体(如M13或fd)不杀死细胞,子代毒粒以分泌方式不断从受染细胞中释放,并同时完成毒粒的组装。
第84页:病毒的装配与释放有包膜病毒
四、病毒的装配与释放有包膜病毒的装配与释放有时也是同时完成的
第85页:动物病毒是在从宿主细胞
的动物病毒是在从宿主细胞核芽出或细胞质膜芽出的过程中裹上包膜而形成包膜病毒
第86页:病毒的装配与释放烟草花叶病毒
- 四、病毒的装配与释放烟草花叶病毒的装配
- RNA穿过螺旋的中心孔并在生长端形成一个可移动的环。
第87页:病毒复制周期的概要
- 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
第88页:病毒的非增殖性感染
第五节病毒的非增殖性感染一、非增殖性感染的类型二、缺损病毒
第89页:非增殖性感染的类型
一、非增殖性感染的类型1、流产感染(1)依赖于细胞的流产感染受染细胞为非允许细胞(往往仅少数病毒基因表达)(2)依赖于病毒的流产感染由基因组不完整的缺损病毒引起
第90页:限制性感染
一、非增殖性感染的类型2、限制感染因细胞的瞬时允许性产生;例:人乳头瘤病毒可感染上皮细胞,但仅在分化成熟的鳞状上皮细胞中才增殖。3、潜伏感染受染细胞内有病毒基因持续存在,但无感染性病毒颗粒产生,且受染细胞不会被破坏。(病毒基因性细胞)极端情况下可形成恶性细胞。
第91页:缺损病毒的类型
- 二、缺损病毒有生物活性的缺损病毒包括
- 1、干扰缺损颗粒2、卫星病毒3、条件缺损病毒4、整合病毒基因组
第92页:缺损病毒
二、缺损病毒1、干扰缺损病毒或称干扰缺损颗粒(DI颗粒)亚基因组的缺失突变体;不能完成复制循环,必须依赖于其同源的完全病毒才能复制。因其基因组较完全病毒小,复制更为迅速,会干扰完全病毒的复制。
第93页:卫星病毒
二、缺损病毒2、卫星病毒自然界中的一种绝对缺损病毒,必须依赖辅助病毒方能复制,且其形态结构、抗原性、基因组均与辅助病毒不同;HDV3、条件缺损病毒基因组突变,允许条件下正常复制,非允许条件下流产感染。许多生物行为与DI颗粒相似。
第94页:缺损病毒
- 二、缺损病毒4、整合病毒基因组整合感染
- 某些温和噬菌体和肿瘤病毒感染宿主细胞后,因病毒和细胞的性质,病毒基因组整合于宿主染色体,并随细胞分裂传递给子代细胞。一定条件下,转入复制循环,产生感染性的病毒颗粒。
第95页:缺损病毒(续)
- 缺损病毒(1)温和噬菌体的溶源性反应烈性噬菌体、溶源性、温和噬菌体、溶源性细菌;
- 温和噬菌体基因组大都整合于宿主染色体上,少数以质粒形式存在;
- 自发裂解、诱发裂解;
- (2)动物病毒的整合感染;
第96页:病毒与宿主的相互作用
第六节病毒与宿主的相互作用一、噬菌体感染对原核细胞的影响二、病毒感染对真核细胞的影响三、机体的病毒感染
第97页:非杀细胞感染
- 非杀细胞感染
- 杀细胞感染(裂解感染)1、抑制宿主细胞大分子合成⑴抑制宿主基因的转录(抑制转录酶)⑵抑制宿主蛋白质的合成(灭活tRNA)⑶抑制宿主DNA的合成(降解模板)
第98页:宿主限制系统的改变
- 宿主限制系统的改变破坏宿主的限制性酶系统3、噬菌体颗粒释放对细胞的影响⑴分泌释放,壳体蛋白与细胞膜结合,改变受染细胞的免疫学性质;
- ⑵裂解释放,其晚期的基因产物破坏细胞膜和细胞壁;
第99页:溶源性感染对细胞的影响⑴免疫
4、溶源性感染对细胞的影响⑴免疫性溶源性细菌对本身所携带的原噬菌体的同源噬菌体有特异性免疫力。(原噬菌体产生阻遏蛋白);⑵溶源转变原噬菌体引起溶源性细菌除免疫性之外的其他表型改变,包括表面性质的改变和致病性转变。
第100页:病毒感染对真核细胞的影响
- 病毒感染对真核细胞的影响①细胞无任何明显变化②由于致病变效应,细胞损伤、死亡;
- 细胞增生后,或死亡、或转化为癌细胞;
第101页:病毒与癌症的关系原癌基因
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
第102页:逆转录病毒的致癌机理
逆转录病毒致癌机理+RNA→(-)DNA→(±) DNA→+RNA肿瘤病毒整合到宿主基因组宿主癌基因活化宿主癌变
第103页:病毒感染对真核细胞的影响
- 病毒感染对真核细胞的影响1、病毒感染的致细胞病变效应由病毒基因产物的毒性作用引起或是病毒复制必需步骤的次级效应;
- 引起细胞死亡的原因:①病毒的毒性作用;
- 活化细胞的程序性死亡途径导致细胞凋亡;
第104页:病毒感染对宿主大分子合成
2、病毒感染对宿主大分子合成的影响无致细胞病变效应的病毒很少抑制宿主大分子的合成。核酸聚合酶、核糖体、翻译起始因子、tRNA 、氨基酸、核苷酸、①对宿主细胞转录的抑制②对宿主细胞翻译的抑制③对宿主细胞DNA复制的抑制
第105页:病毒对细胞结构的影响⑴病毒
- 病毒对细胞结构的影响⑴病毒对宿主细胞膜的抑制①某些有包膜病毒(具有有融合活性的表面蛋白)能够启动细胞之间的融合;
- (外部融合、内部融合);
- 增加宿主细胞膜的离子通透性(钠离子);
- 引起受染细胞对抗生素和毒素的通透性增加;
第106页:⑵病毒对细胞骨架的影响
- ⑵病毒对细胞骨架的影响导致受染细胞骨架纤维系统瓦解,细胞结构发生变化。原因:大分子合成被抑制;
- 细胞骨架被用于构建病毒的包涵体;
第107页:⑶包涵体
- ⑶包涵体:病毒复制复合物、转录复合物、复制和装配中间体、核壳和毒粒经常积累在宿主细胞的特定区域,形成病毒工厂或包涵体;
- 反映特定病毒的复制位点;
- 其染色性质、大小、形状、数量有特异性,具有诊断意义;
- 其改变或取代宿主的细胞成分,故是一种病变形式;
第108页:⑷细胞凋亡机制较为复杂
- ⑷细胞凋亡机制较为复杂:通过关闭或干扰正常代谢诱发凋亡;
- 或者病毒的蛋白因子直接作用于细胞与凋亡有关的因子及水解酶而诱发凋亡;
- 细胞凋亡与抑制凋亡,宿主与病毒的进化较量;
第109页:机体的病毒感染
- 机体的病毒感染与细胞的病毒感染有很大的区别,更为复杂且不断变化;
- 机体病毒感染的类型显性感染、隐性感染;
- 局部感染、系统感染;
- 急性感染、持续感染;
第110页:构成机体病毒感染的因素⑴病毒
- 构成机体病毒感染的因素⑴病毒毒株毒力的强弱、数量;
- 病毒因子、病毒编码受体;
- ⑵机体机体免疫系统状态、年龄、内分泌、神经系统、营养、遗传因素等;
- ⑶环境条件生态环境、气候条件、生活方式;
第111页:亚病毒因子
第七节亚病毒因子一、卫星病毒二、朊病毒
第112页:卫星病毒具有核酸基因组
- 卫星病毒具有核酸基因组,必须依赖辅助病毒进行复制,但与辅助病毒没有核酸序列的同源性;
- 卫星烟草花叶病毒、卫星烟草坏死病毒、丁型肝炎病毒;
第113页:植物卫星病毒
- 1.植物卫星病毒依赖辅助病毒提供复制酶进行复制;
- 都编码壳体蛋白;
- 对辅助病毒依赖性非常专一;
第114页:卫星RNA
- 2.卫星RNA必须依赖辅助病毒复制;
- 小分子单链RNA片断;
- 被包装在辅助病毒壳体内;
- 与辅助病毒无明显同源性;
- 能显著影响其辅助病毒在宿主中所产生的症状;
- (加重或减轻)防治植物病毒病害;
第115页:朊病毒
二. 朊病毒(prion,virino)疯牛病(海绵状脑病)一种感染性蛋白粒子样致病因子称朊病毒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
第116页:引起人与动物的致死性中枢神经系统疾病
引起人与动物的致死性中枢神经系统疾病
第117页:朊病毒与致死性中枢神经系统疾病
- Prusiner
- (1982)提出羊搔痒病因子是一种蛋白质侵染颗粒(proteinaceous infectious particle),并将之称做Prion或Virino。-------朊病毒1997年,Stanley
- Prusiner荣获诺贝尔奖
第118页:朊病毒的三维结构
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氏病PrPc
第119页:病毒举例
第八节病毒举例1.HIV2.SARS3.H5N14.肝炎病毒5.类病毒
第120页:人免疫缺陷病毒逆转录病毒
一.人免疫缺陷病毒逆转录病毒科慢病毒属感染T4淋巴细胞,性传播、血液传播、母婴传播何大一和鸡尾酒疗法;
第121页:HIV的结构与生活史
- SARS冠状病毒
- Severe acute respiratory syndrome
- 有包膜,毒粒形状不规则,基因组+RNA
- 呼吸道分泌物、密切接触、排泄物及其污染物都可造成传播。
第122页:禽流感病毒H5N1属正黏病毒
三、禽流感病毒H5N1属正黏病毒科甲型流感病毒属
第123页:肝炎病毒
四、肝炎病毒HAV ,HBV,HCV,HDV,HEV,HGV,TTV1.HBV属嗜肝病毒科,传播途径:血液传播、母婴传播、性传播、密切接触传播大三阳”HBsAg阳性,HBeAg阳性,抗HBc阳性。小三阳”HBsAg阳性,抗HBe阳性,抗HBc阳。
第124页:HCV属黄病毒科,基因组
2、HCV属黄病毒科,基因组为+RNA全球1.7亿人感染3、HDV利用HBV的包膜蛋白才能完成复制循环
第125页:类病毒
五、类病毒(Viroid)马铃薯纺锤块茎病的病原体裸露的约300bp的单链环状RNA分子类病毒RNA无mRNA活性,不能编码蛋白质;
第126页:类病毒(续)
类病毒(Viroid)首次报道源于马铃薯纺锤块茎病裸露的约300bp的单链环状RNA分子类病毒RNA无mRNA活性,不能编码蛋白质;含致病变结构域
第127页:本章小结
- 本章小结噬斑、蚀斑、病毒的感染单位、病毒的效价、半数效应剂量、毒粒、壳体(衣壳)、核衣壳(核壳)、病毒包膜、一步生长曲线、隐蔽期、潜伏期、整合感染、溶源性、、溶源性细菌、病毒的特点;
- 病毒壳体的结构类型;
- 毒粒的四种基本结构类型;
- 单链病毒核酸如何按照它的极性(polarity)或意义(sense)进行分类;
第128页:本章思考题
- 病毒的结构蛋白包括哪三种?简述病毒的复制周期;
- 病毒基因组的复制(五种核酸、六条途径);
- 病毒非增殖感染的种类;
- 流产感染的原因;
- DI颗粒、卫星病毒、卫星RNA、类病毒的区别;