第二十八讲病毒的增殖
教学目的:掌握病毒的增殖过程各阶段特点
教学重点:病毒的增殖过程
教学难点:病毒的增殖过程
课时分布:1学时
教学过程:
病毒在活细胞中的繁殖既不象细菌一样进行二分分裂,也不象霉菌样通过形成孢子繁殖。
病毒细胞结构不完整。
仅由生物大分子构成。
缺乏代谢必需的酶系统与能量。
不可能合成自力的蛋白质与核酸。
从而决定了病毒是通过感染寄主细胞后。
控制宿主细胞的整套生物合成机构,利用它的合成材料,按照病毒的遗传特性,合成病毒的核酸与蛋白质。
然后组装成新的病毒粒子,故称增殖。
一、病毒的复制周期
1、一步生长曲线:是病毒接种于敏感细胞后培养时,定时取样测定培养物中的病毒效价,以病毒效价对培养时间作图而得的病毒特征性的繁殖曲线。
潜伏期:是毒粒吸附于细胞到受染细胞释放子代毒粒的时期。
裂解量:平均每个感染细胞裂解时所释放的代毒粒的数目。
2、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。
3、病毒的复制周期
定义:指病毒自吸附、侵入到释放的整个复制过程。
包括五个阶段:吸附、侵入、脱壳、大分子合成、装配与释放。
二、病毒的复制过程
分五个阶段:
(-)吸附是病毒感染细胞的第一步。
1、病毒吸附蛋白
当病毒与寄生细胞混合时,由于运动(扩散、分子运动、静电引力)而吸附在敏感细胞的特异性受体上,病毒吸附蛋白能特异性地识别它。
无包膜毒粒的病毒吸附蛋白是核壳的组成部分,有包膜的则为包膜糖蛋白。
2、细胞受体
受体是具有一定化学结构的球形体,位于宿主细胞表面。
不同寄主细胞,其受体的化学结构不同。
当寄主细胞发生突变而使受体结构发生改变,不再被某一种病毒所吸附,则寄主细胞获得了对该病毒的抗性。
如果病毒一方发生变异,吸附也不能发生,或病毒一方也发生变异,重新能吸附有抗性的寄主细胞。
(二)、侵入与脱壳
侵入方式由宿主细胞的性质,尤其是表面结构所决定的。
1、噬菌体
①尾部未端附着在敏感细菌表面,尾丝撒开并固着于细胞上。
②尾部产生溶菌酶水解细胞的肽聚糖,使细胞壁产生孔洞。
③尾鞘收缩,将尾髓压入细胞。
④头部的DNA通过尾髓的注入而注入细胞,蛋白质外壳留在胞外。
2、植物病毒
由表面伤口或吸食植物的昆虫口器感染,通过导管和筛管扩散至整个植株。
3、动物病毒
①借吞噬或胞饮作用(内吞),由寄主细胞将整个病毒粒子吞入细胞内(吸附在细胞膜上后,直接穿过膜或通过细胞膜吞入)。
进入细胞后,依靠细胞内的溶酶体分泌的酶将衣壳和被膜降解,释放出核酸物质。
②毒粒包膜与细胞质膜融合,病毒内部组分释放到细胞质中。
(三)病毒大分子的合成
病毒侵入寄主细胞后,引起寄主细胞代谢发生改变,生物合成不再由细胞本身支配,而受病毒核酸携带的遗传信息所控制。
病毒核酸进入寄主细胞后,支配和控制整个细胞的代谢系统。
利用寄主细胞的生物合成机构,以细胞的降解物和营养物为原料,大量复制子代病毒的核酸和蛋白质。
1、合成过程:
①病毒早期基因的表达,合成与病毒复制有关的酶;
②病毒基因组的复制,合成子病毒核酸;
③病毒晚期基因的表达,合成病毒衣壳蛋白及与病毒释放有关的酶。
2、合成部位:大部分DNA病毒,DNA在核内合成,蛋白质在细胞质内合成;大部分RNA病毒,RNA与蛋白质均在细胞质内合成。
(四)病毒的装配
是将合成的病毒的核酸和蛋白质组装成完整的子代病毒粒子的过程。
1、DNA病毒在细胞质中合成的蛋白质运到细胞核内,在核中装配。
RNA病毒细胞质中合成,细胞质中装配。
2.有被膜的病毒从细胞质膜中获得被膜。
3、装配过程:
噬菌体:①先将大分子DNA聚缩成多角体。
②外壳蛋白质将多角体DNA包围起来合成头部。
③基板、尾髓、尾鞘构成尾部并与头部连接。
④加上尾丝而装配成完整的子代噬菌体粒子。
烟草花叶病毒:①蛋白质聚合成圆盘状聚合物。
②圆盘状聚合物一圈一圈地螺旋堆叠构成衣壳。
③DNA镶嵌在圆盘状聚合物凹槽处。
动物病毒:⌒无包膜病毒先装配形成前壳体,再与核酸结合成完整的病毒颗粒。
②有包膜病毒首先形成核壳,再包上包膜。
(五)释放
成熟的病毒粒子从感染细胞内转移到外界的过程。
1、无被膜的病毒
装配完成后合成溶解细胞的酶,使宿主细胞裂解,子代病毒粒子一齐释放,可反复感染周围细胞,出现空斑,枯斑等。
2、有被膜的病毒
以出芽方式或细胞排废作用逐个释放,被膜来自寄主细胞膜,有的还裹有核膜(带双层膜)。