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第三章 病毒和亚病毒因子(1)

曲线表现为直线上升。 稳定期:是指感染病毒的宿主细 胞全部裂解,溶液中病毒效价达 到最高点以后的时期。 曲线呈一个平顶。
一步生长曲线的特征数据
两个特征性数据 潜伏期:是病毒颗粒吸附于细胞到受染细胞释放出子 代病毒颗粒所需的最短时间,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。
代表:腺病毒
形成原因:
1)从拓扑学看,廿面体容积最大; 2)最小单位面所需亚基少,利于遗传节约; 3)亚基易于对称排列,等价或准等价成键结合; 综上,廿面体对称结构更稳定、更合理。
螺旋对称的结构特征
形状:多为杆状、纤维状、弯曲杆状。
特点:
长形的衣壳粒螺旋状排列,形成 中空的圆柱体,衣壳粒间为准等价 结合,直径取决于蛋白亚基的特征, 长度取决于核酸分子的长度;
病毒无细胞结构
(真)病毒:至少含核酸和蛋白质二种组分 非细胞生物
类病毒:只含具侵染性的RNA组分
亚病毒
卫星RNA:只含有不具侵染性的RNA组分 朊病毒:只含蛋白质
病毒造成的人类疾病
病毒造成的动植物疾病
禽流感
口蹄疫
患花叶病的胡萝卜
患黄矮病的水稻
病毒的定义及分类
病毒是一类核酸和蛋白质等少数几种成分组成的 超显微非细胞生物,本质是一种只含DNA或RNA的 遗传因子,能以感染态和非感染态两种状态存在, 只在宿主细胞中才具有生命特征。 分类 寄主:动物病毒、植物病毒、噬菌体 遗传物质:DNA病毒、RNA病毒 形态:杆状 (螺旋状)、多面体、复合型
4. 成 熟
成熟(maturity),即自我装配(self assembly) 过程。是分期、分批进行的。
5. 裂 解
多种酶类(脂肪酶、溶菌酶等)作用,促进细胞裂 解,释放子代噬菌体。
自外裂解:大量噬菌体吸附在同一宿主细胞表面 并释放众多溶菌酶而导致的细胞裂解,仅是一种 单纯的溶菌作用,不会导致大量子代噬菌体产生。
衣 核 包 刺 壳 酸 膜 突
病毒粒
(Virion)
核酸(nucleic acid) DNA or RNA 核衣壳(nucleocapsid) 基本构造 衣壳(capsid ) 衣壳粒 包膜(envelope) 特殊构造 刺突(spike)
衣壳粒
概念:为病毒的最小形态单位,由 1~6个多肽分子折叠缠绕成的蛋白
定量描述烈性噬菌体生长规律的实验 曲线,用于反映各种噬菌体潜伏期、裂 解期和裂解量的特征曲线。 实验设计依据: ①1个菌体被1个噬菌体感染,避免二次 吸附(可引起自外裂解)。 ②细菌群体被噬菌体同步感染。
一步生长曲线的实验过程
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、将上述混合物用培养物大量稀释, 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;
二. 四类病毒的繁殖方式
原核生物的病毒 植物病毒
人和脊椎动物的病毒
昆虫病毒
噬菌体的形态与组成
基本形态:
蝌蚪形——复合对称结构 微球形——廿面体对称结构 纤丝形——螺旋对称结构
其中约95%为蝌蚪形。
噬菌体的形态类型
A. dsDNA, 蝌蚪状, 非收缩性尾; B. dsDNA, 蝌蚪状, 非收缩性长尾;
病毒的特征
1.形态极其微小 2.无细胞构造的分子生物 3.只含一种核酸
4.高度的寄生性
5.通过装配方式进行繁殖
6.离体可保持长期的侵染活性
7.对抗生素通常不敏感 8.有些能够整合到寄主的基因组中
病毒众生相
艾滋病毒
SARS病毒
烟草花叶病毒
T噬菌体
流感病毒
狂犬病毒
典型病毒粒的构造
病毒粒的基本构造和特殊构造
快速增殖过程
(三)噬菌体效价的测定
效价:生物制品活性(数量)高低的标志, 通常采用生物学方法测定。
噬菌体效价:又称噬菌斑形成单位(pfu) 数,指每毫升试样中含有侵染性噬菌体的 粒子数。
优点: 1) 弥补平板不平 2) 噬菌斑位于同个平面, 较清晰
3) 上层为半固体培养基, 有利噬菌体扩散
(四)一步生长曲线
核酸埋嵌在衣壳粒之间的壁内, 以多个弱键与蛋白质亚基相连。 此方式可控制螺旋排列,同时增加 壳体结构的稳定性。
代表:烟草花叶病毒
此形状多为RNA病毒,具螺旋对称 的动物病毒多有包膜。
复合对称的结构特征
大肠杆菌的T4噬菌体是由椭圆形的二十面体头部和螺旋 对称的尾部组合而成,是病毒中复合对称的代表。
噬菌体的增殖
主要内容 烈性噬菌体的裂解周期 一步生长曲线 温和噬菌体的溶源性反应
噬菌体的增殖
根据噬菌体与宿主的关系,可将噬菌体分为2类:
烈性噬菌体(virulent phage):
指感染后短时间内能连续完成繁殖过程而使宿主细 胞裂解的噬菌体.
温和噬菌体(temperat phage): 噬菌体感染细胞后,将其基因组核酸整合(附着) 到宿主的基因组上,并随宿主基因组的复制而同步, 但不引起宿主细胞裂解,而是导致溶源性发生的噬 菌体。
1. 吸 附
噬菌体特异性识别专性的细菌细胞的过程。 ①吸附蛋白(在尾丝上) 功能:启动感染,特异性识别 宿主细胞,与宿主细胞表面受 体发生结合. ②细胞受体(图中红箭头示) G+细胞壁上的肽聚糖、磷壁酸, G-细胞壁上的LPS以及鞭毛、 荚膜、菌毛上均有噬菌体吸 附的位点。
2. 侵 入
核酸注入细胞的过程。
裂解量:是每个受染细胞所产生的子代病毒颗粒的平 均数目,其值等于潜伏期受染细胞的数目除稳定期受 染细胞所释放的全部子代病毒数目,即等于稳定期病 毒效价与潜伏期病毒效价之比。通过一步生长曲线测 定,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。
一步生长曲线的意义
1) 可获知潜伏期;裂解期。 2) 裂解量(burst 均数。数值上等于: 稳定期噬菌斑数 裂解量= 潜伏期噬菌斑数
功能: a.可启动感染;
b.可诱生免疫保护作用; c.可中和抗体;
d.可促使病毒从宿主细胞上释放.
病毒的核酸
– dsDNA/ssDNA dsRNA/ssRNA
– 线状/环状, 闭环/缺口环 – 单分子/双分子 /三分子/多分子
病毒核酸的功能
储存病毒的遗传信息
控制病毒的遗传变异
控制病毒的增殖
控制病毒对宿主的感染性
病毒的对称形式
螺旋对称 如烟草花叶病毒
二十面体对称 如腺病毒
复合对称 如T偶数噬菌体
二十面体对称的结构特征
特点:
1)球或近球形; 2)高倍电镜下为多面体, 具20个等边三角形 和12个顶点的物体; 3)多面多角多棱,是多颗粒按一定方式对称 排列形成,在角上为五邻体(penton) ,面 上六邻体(hexon)。
潜伏后期,病毒粒子装配成 熟,胞内具侵染性的成熟病毒粒 子数目逐渐增,但没有释放出胞 外。寄主细胞的裂解标志着潜伏 期的结束。
此期为病毒复制所需的最短时 间。为病毒复制的特征性数据。 噬菌体以分钟计; 动植物病毒以小时、天计。
裂解期:是指宿主细胞迅速裂解, 溶液中病毒粒子急剧上升的一段 时间。病毒没有个体生长,其宿 主细胞裂解也是突发的。
第三章 病毒和亚病毒因子
第一节 病毒 一. 病毒的形态和结构
病毒的发现
1892年,科学家伊万 诺夫斯基在研究烟草花叶 病的病因时,推想是由细 菌引起的。但研究结果表 明烟草花叶病是由一种可 以穿过细菌滤器的病原体 引起的。1898年,荷兰细 菌学家贝杰林克证实了这 一结果,将这种病原体称 为“病毒”(virus)。
质亚单位(三级结构)。
特点: 不同病毒,多肽分子的组成不同。 简单病毒只有1~2种衣壳粒, 如:TMV就只含有1种衣壳粒;
复杂病毒有20种左右 的衣壳粒。
衣 壳
概念:是衣壳粒以对称形式有规
律的排列形成的病毒外壳。内 包核酸,形状多样。 •壳体蛋白是许多亚基借次级键 或静电引力互相聚合而成的具
四级结构的多聚体。
(五)温和噬菌体与溶源性
某些噬菌体侵染细菌后,将自身基 因组整合到细菌细胞染色体上,随 宿主细胞分裂而同步复制,并不引 起细菌裂解释放噬菌体,因而被称 作温和噬菌体(temperate phage)。 这种噬菌体与细菌共存的特性称为溶原性 (lysogeny), 被侵染的细胞被称作溶原性细胞 或溶原菌(lysogen),整合到细菌细胞染色体上 的病毒被称作前病毒或前噬菌体(prophage)。
(一)烈性噬菌体的增殖
烈性噬菌体的增殖亦称裂解性周期或增殖性周期。
其裂解周期为: 1)吸附(adsorption,attachment)
2)侵入(entory,penetration,injection,induction)
3)复制(生物合成biosynthesis) /增殖(replication) 4)成熟(maturation)/装配(assembly) 5)(裂解)释放(release)
C. dsDNA, 非收缩
性短尾; D. ssDNA, 球状,
大顶衣壳粒;
E. ssRNA, 球状, 小顶衣壳粒;
F. ssDNA, 丝状,
无头尾
噬菌体的结构
头部——廿面体对称结构; 组成:蛋白质、小肽、多 胺、内含DNA。 颈环——六角形薄盘状、 连接头尾的结构;附颈须。
尾部
尾鞘(tail sheath): 长95nm, 衣壳粒螺旋对称;可伸缩,伸 展时24转,收缩时12转。 尾管(tail tube): 长80-100nm, 中空,DNA可由此进入细胞。 基板(base plate): 六角形盘 状物,中空,其角上有刺突、 尾丝。 刺突(spike): 长20nm,有吸 附功能。 尾丝(tail fiber): 长140nm, 有识别吸附功能,可专一性 的吸 附在敏感细胞表面相应 受体上。
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