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本课件讲病毒，从病毒的大小、形态与化学组成入手，说明核衣壳、包膜与刺突等构造，重点分析吸附、侵入、生物合成、装配与释放的增殖过程，并介绍噬菌体的溶菌与溶源周期以及类病毒、拟病毒、朊病毒等亚病毒因子。
第四章病毒
病毒学(virulogy)发展史十九世纪末，动植物病毒性传染病致病因子的认识1935年，Stanley分离提纯了TMV结晶(nobel prize)Bawden提示了TMV实质是核蛋白1940年，Kausche用电镜看到了TMV的杆状外形1952年Kershey 和Chase噬菌体遗传物质是DNA1955年，Franenkel---conrat 完成病毒拆开实验
1960年，Anderer弄清了TMV外壳蛋白亚基aa排序1965年，Spiegelma首次在细胞外复制E.coly噬菌体1970年，Baltimore和Temin发现反转录酶1以后相继发现了亚病毒，朊病毒，拟病毒并相继测出各类病毒核酸一级结构病毒学(virulogy)发展史完成了几种病毒基因组的测序并将完成所有病毒测序
病毒与其他的生物相比其突出特征是：一、个体极其微小，能通过细菌滤器。须在电镜下可见，细菌的大小一般以微米表示，而病毒的大小则以nm表示；二、非细胞结构、化学组成简单，一些简单病毒仅由核酸和蛋白质构成，故也称分子生物；三、只含有一种核酸，DNA或RNA；四、病毒没有独立的代谢系统（既无产能酶系,也无蛋白合成系统），它们只能在特定生活的宿主细胞内进行
五、在宿主活细胞内营专性寄生;六、繁殖方式简单。病毒不具备它繁殖所需的机构，而只能在寄主细胞内以核酸复制的方式增殖产生子代，不存在个体生长和二均分裂等细胞繁殖方式；七、病毒对一般抗生素不敏感，对干扰素敏感；八、具致病性，能引起寄主细胞裂解，导致寄主组织破坏和死亡；九、在离体条件下，能以无生命的化学大分子状态存在,并可形成结晶。
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：只含具侵染性的单链环状RNA组分卫星病毒：含不具侵染性的单链环状RNA卫星RNA：只含有不具侵染性的单链RNA片段组分，需依赖辅助病毒复制朊病毒：只含蛋白质，能独立复制病毒是超显微的，没有细胞结构的，专性活细胞内寄生的实体。它们在活细胞外具有一般化学大分子特征，一旦进入宿主细胞又具有生命特征。
第一节病毒的形态结构及化学组成一、病毒的形态和大小
病毒大小牛痘苗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
二、病毒的形态与结构•成熟的、具有侵染力的、位于细胞外环境中的单个病毒颗粒称为毒粒或称病毒粒子。（一）病毒的基本结构基本成分核酸——位于中心，称为核心蛋白质——包围在核心周围，形成衣壳核心和衣壳合称核衣壳，为病毒的基本结构。只具
典型病毒粒子的构造衣壳(capsid)核心(genome)衣壳粒(capsomere)衣壳核酸包膜（envelope）糖蛋白核衣壳(nucleocapsid)
（二）病毒壳体的对称性•螺旋对称与二十面体对称是两种基本的壳体类型，此外，兼有这两种对称的称为双（复合）对称。螺旋对称无包膜无包膜无包膜有包膜有包膜
呈直杆状，全长300nm，宽15nm，中空内径4nm，由158个氨基酸组成一个皮鞋状的衣壳粒，共2130个衣壳粒，构成130圈螺旋，49个衣颗粒构成3圈螺旋，螺距
T4由头部（核心是双链线状DNA）、颈部和尾部（尾鞘、尾管、基板、刺突和尾丝）三个部分构成。3、复合对称型：Ｔ偶数噬菌体兼有螺旋对称与二十面体对称两种基本的壳体类型的病毒壳体为双（复合）对称型，如大肠杆菌T偶数噬菌体。
刺突tail pins95nm95nmheadnecktail（24环）尾丝(tail fibers)65nm
噬菌斑(plaque)下层培养基双层培养基敏感菌+上层培养基噬菌体稀释液培养噬菌斑噬菌斑敏感菌菌苔
枯斑
有的病毒包含体还给予了特殊名称，如天花病毒包含体叫顾氏小体；狂犬病毒包含体叫内基氏小体，位于犬脑神经细胞质内；有的位于细胞核内（如疱疹病毒），有的则在细胞核、细胞质内均有（如麻疹病毒）。不同病毒其包含体的大小、形状、组成、在细
（二）病毒核酸•每一病毒只含有一类型的核酸：DNA或者RNA，至今还没有发现一种病毒同时兼有两类核酸。大多数植物病毒的核酸为RNA，少数为DNA，如花椰菜花叶病毒；动物病毒包括昆虫病毒，则部分是RNA，部分为DNA，如流感病毒为RNA型，天花病毒为DNA型；研究过的噬菌体核酸大多数为DNA。
（二）病毒的核酸 核酸是病毒的遗传物质；控制着病毒的增殖及对宿主的感染性； 一种病毒的毒粒只含有一种核酸：DNA或是RNA；病毒核酸单链DNA（ss DNA）；双链DNA（ds DNA）；单链RNA（ss RNA）；双链RNA（ds RNA）；
病毒的核酸DNA,RAN之分单双链之分环状,线状之分(闭合,开放)正负链之分基因组是单分子、双分子、三分子、多分子
第二节病毒的增殖各类病毒及其繁殖方式原核生物病毒-噬菌体植物病毒人类和脊椎动物病毒昆虫病毒
1、噬菌体的繁殖病毒粒子并无个体的生长过程，而只有其两种基本成分的合成和装配，即：核酸复制+蛋白质合成核蛋白（病毒粒子）噬菌体的繁殖一般可分五个阶段，即1)吸附2)侵入与脱壳3)增殖（复制与大分子的生物合成）4)装配（成熟）5)释放（裂解）
adsorption
（2）侵入与脱壳吸附尾钉固着尾鞘收缩尾管穿入DNA注入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；侵入（Penetration)是指病毒核酸或感染性核衣壳穿过进入宿主细胞，开始病毒感染的过程，是一个依赖于能量的步骤。
（2）侵入、脱壳(Uncoating)收缩的尾鞘（12环）病毒侵入后，将病毒的包膜及衣壳脱去，使核酸释放出来的过程称为“脱壳”。
（3）增殖(replication)-----生物大分子的合成增殖过程中基因表达的特点病毒核酸的复制病毒核酸的转录增殖病毒的大分子合成包括核酸的复制、转录与蛋白质的生物合成。
增殖过程中基因表达特点：基因表达有先有后基因表达的顺序为:早期表达;次早期表达;核酸复制;晚期表达前一次表达产物是作为后一次表达的MRNA聚合酶晚期表达的结果是合成了各种装配蛋白(另外还有溶菌酶)（3）增殖(replication)-----生物大分子的合成
左上图：病毒核酸链，接入寄主核酸链右图：病毒核酸复制病毒核酸的复制
（3）增殖(replication)-----生物大分子的合成（翻译）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，翻译产生大量的病毒蛋白质。增殖过程中基因表达特点：基因表达有先有后基因表达的顺序为:早期表达;次早期表达;核酸复制;晚期表达前一次表达产物是后一次表达的mRNA聚合酶
（4）装配（成熟）T4噬菌体的装配是一个极为复杂的自我装配的过程新合成的病毒核酸和病毒结构蛋白在感染细胞内组合成病毒粒子的过程称为装配。
（5）释放（裂解）当子代病毒粒子成熟后，许多病毒借助于自身的降解酶如溶菌酶、脂肪酶等，溶解寄主细胞一次性释放出大量病毒粒子的过程。
最后:如大肠杆菌死亡并破裂，释放出里面的病毒，新一代病毒开始新的生命旅程
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
45℃培养涂布菌液····点样· ·噬菌斑斑点试验法
液体稀释管法试样（未知效价的噬菌体液）培养液和宿主细胞计数管中完整宿主细胞数（定时取样对活细胞计数）噬菌体数=原细胞数—活细胞数
双层平板法琼脂平板菌液+噬菌体试样+琼脂培养基培养10天计数噬菌斑噬菌斑数=试样中噬菌体数用双层平板法测出的效价比用电镜直接记数得到的效价低。前者是计有感染力的噬菌体粒子，后者是计噬菌体的总数。
快速玻片法试样+宿主细胞+琼脂培养基低倍镜下计数噬菌斑充分混匀短期培养布在灭菌玻片上
噬菌体增殖规律的描述方法离心术抗病毒血清培养定时取样测噬菌斑数以培养时间为横坐标，以噬菌斑数为纵坐标，绘出的曲线为一步生长曲线。
裂解量平均每个被感染的细胞释放出来的新的噬菌体粒子数叫做裂解量
温和噬菌体特点：游离态温和噬菌体存在形式：整合态营养态具有整合能力；具有同步复制能力；都是dsDNA;前噬菌体：整合附着或融合在溶源性细菌染色体上的温和噬菌体的核酸称为原噬菌体或前噬菌体。
溶源性细菌：带有前噬菌体基因组而又找不到形态上可见的噬菌体粒子的宿主细菌叫溶源性细菌。细菌的溶源性具有遗传性;溶源菌对同源噬菌体具有免疫性;溶源性细菌在培养中不易被查觉;非溶源细胞;自发裂解和诱导裂解：有少数噬菌体可自发或诱发裂解宿主细胞变成烈性噬菌体;
二、植物病毒植物感染病毒后的主要症状植物病毒增殖过程植物病毒病的控制Cncnc-micro
黄豆黄萎病毒花叶、黄化或红化等症状植株发生矮化，丛枝或畸形等形成枯斑或坏死等症状植物感染病毒后的主要症状植物黄萎病
植物病毒没有专门的吸附结构，通过昆虫口器、摩擦伤口和人为伤口进入寄主细胞。植物病毒在入住宿主
借昆虫刺吸式口器进入“侵入”方式通过伤口进入再通过胞间连丝或输导组织迅速向其它部位扩散引起普遍感染。嫁接不释放烟草花叶病毒植物病毒侵入宿主细胞后才能发生脱壳
植物病毒病的控制转基因植物抗病毒番茄选用天然抗性品种改变耕作制度使用刹虫剂消灭昆虫介体化学药物转基因抗病毒植物的开发
一些带有囊膜的病毒，如单纯疱疹病毒，当它们的核酸和衣壳蛋白组装完毕后，它们将以“出芽”的方式，包裹寄主细胞的细胞膜或核膜，从寄主细胞中释放出来。
禽流感病毒冠状病毒结构→
引起爱滋病的病毒——人类免役缺陷病毒（HIV）从淋巴细胞中释放出来。人类免役缺陷病毒（HIV）
T淋巴细胞中的爱滋病毒人类和脊椎动物病毒病毒感染对真核细胞的影响病毒感染对个体的影响结果病毒与癌症关系病毒感染的防治
病毒感染对真核细胞的影响机理病毒感染的致细胞病变效应病毒感染对宿主大分子合成的影响病毒对细胞结构的影响病毒对细胞的影响结果病毒基因表达产物引起病毒复制的次级效应人类和脊椎动物病毒
病毒感染对宿主大分子合成的影响宿主细胞转录的抑制宿主细胞翻译的抑制宿主细胞DNA复制的抑制血液淋巴中的单泡病毒
被病毒感染的T淋巴细胞病毒对细胞结构的影响病毒对宿主细胞膜的影响病毒对细胞骨架的影响包涵体细胞凋亡
电镜下的流感病毒细胞无任何明显变化细胞病变（损伤、死亡）细胞增生（恶性肿瘤）病毒感染对真核细胞的影响结果
细胞遇病毒袭击而濒临死亡（图中蓝点是病毒）病毒感染对个体的影响结果隐性感染疾病综合症死亡肿瘤形成携带者潜伏状态
埃博拉病毒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
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
病毒感染的防治接种疫苗生物制剂中药预防干扰素等流感病毒流感病毒
四、昆虫病毒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，称多角体，成分为碱溶性结晶蛋白，其内包裹着数目不等的病毒粒。核形多角体病毒（NPV）：在昆虫细胞核内增殖、具有蛋白质包涵体的杆状病毒质形多角体病毒（CPV）：在昆虫细胞质内增殖、可形成蛋白质包涵体的球状病毒颗粒体病毒（GV）：具有蛋白质包涵体，每个包涵体
昆虫病毒核型多角体病毒(nuclear polyhedrosis virus,NPV)质型多角体病毒(cytoplasmic polyhedrosis virus,CPY)颗粒体病毒(granulosis virus,GV)
收集病毒昆虫病毒生产过程饲养昆虫病毒感染斜纹夜蛾病毒杀虫剂及甜菜夜蛾病毒杀虫剂：一种核型多角体病毒（NPV）
第三节亚病毒因子1971年T.O.Diener阐明马铃薯纺锤形块茎病毒的病原是一种具有感染性和自主复制能力的低分子RNA（类病毒，Diener,1971）以后又发现了称之为拟病毒(Randles,1981)的植物病毒，又称卫星RNA（sat-RNA）Prusiner发现了朊病毒(Prusiner,1982)。其后相继发现了卫星病毒（satellite virus）
类病毒(Viroid)马铃薯纺锤块茎病的病原体长50nm棒状RNA分子179核苷酸半体180核苷酸半体RNA由组成两半体间有7成碱基以氢键方式结合共形成122个碱基对Virus and Viroid Diseases of Potato
卫星RNA（sat-RNA）的特性：1．是被包裹在植物病毒粒子内部的类病毒2．RNA分子存在形式：单链，线状或环状3．单独不能复制，也不表现致病性4．生物活性：能显著影响其辅助病毒在宿主中所产生的症状5．应用：由于许多卫星RNA能减轻辅助病毒所引起的宿主症状，故已被用来防治植物病毒病害，如将卫星RNA的cRNA转入植物所构建的抗病毒的转基因植物早已获取成功；•
朊病毒(prion或virino)疯牛病(海绵状脑病)一种感染性蛋白粒子致病因子称朊病毒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__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
朊病毒的三维结构朊病毒(prion,virino)PrPsc感染型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正常型
噬真菌体与实践动物细胞干扰素磨菇病毒RNA青霉细胞内病毒粒子数与青霉分沁量病源噬菌体治疗真菌病
病毒在基因工程中的应用噬菌体作为原核生物基因工程的载体动物DNA病毒作为动物基因工程的载体植物DNA病毒作为植物基因工程的载体昆虫DNA病毒作为真核生物基因工程的载体
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