病毒和亚病毒
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课件76张PPT。第三章 病毒和亚病毒病毒学(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 d d 病毒和亚病毒（非细胞型生物）病毒(virus)
亚病毒
病毒与实践 病毒(virus)病毒的形态构造和化学组分
各类病毒及其繁殖方式? ? 没有细胞构造,故也称分子生物;
形态极其微小,必须在电镜下才能观察,一般都 具过滤性;
其主要成分仅是核酸和蛋白质两种;
每一种病毒只含一种核酸,不是DNA就是RNA;
既无产能酶系,也无蛋白合成系统;病毒特征利用宿主细胞设备进行增殖,不存在个体生长
和二均分裂等细胞繁殖方式;在宿主活细胞内营专性寄生;
在离体条件下,能以无生命的化学大分子状态
存在,并可行成结晶;
对一般抗生素不敏感,但对于干扰素敏感.
病毒特征病毒的大小
形态
三类典型形态的病毒
病毒的化学组分病毒的形态构造和化学组分电子显微镜法(利用负染法)分级过滤法超 速离心法沉降法电泳法X射线晶体衍射研究方法 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 典型病毒粒子的构造 病毒粒子的对称体质 病毒的群体形态和和病毒形态包涵体(inclusion body)噬菌斑(plaque)空斑(plaque)枯斑(lesion)典型病毒粒子的构造和衣壳(capsid)核心(genome)衣壳粒(capsomere)衣壳核酸包膜（envelope）糖蛋白核衣壳(nucleocapsid) 病毒粒子的对称体质螺旋对称二十面体对称复合对称(A) Filamentous
(B) Complex
(C) Eicosahedral
(D) EnvelopedRNA or DNAProtein Coat
(Capsomers)Lipid envelope包涵体（inclusion body）是病毒的聚集体;
是病毒的合成部位;
是病毒蛋白和与病毒感染有关的蛋白质
非病毒性包涵体,由化学因子或细菌感染形成噬菌斑(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空斑和病斑 在动物细胞培养物上的与噬菌斑类似的空斑,称为病斑.因为受肿瘤病毒感染.枯斑 三类典型形态的病毒二十面体对称的代表-腺病毒复合对称的代表-T偶数噬菌体螺旋对称的代表-烟草花叶病毒(TMV)螺旋对称的代表-烟草花叶病毒 (tobao mosaicvirus,TMV)二十面体对称的代表-腺病毒(Adenovirus)衣壳粒总数N=10(n-1)2+2n为每条边的衣壳粒数刺突tail pinsPhaga, bacterioohaga95nm95nmheadnecktail（24环）尾丝(tail fibers)65nm病毒的蛋白质 构成病毒外壳,保护病毒核酸免受核酸酶及其他理化因子的破坏
病毒蛋白还构成了病毒组成的酶. 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亲合力,促使病毒粒子的吸附
决定病毒的抗原性,并能刺激机体产生相应的抗体
病毒的核酸
DNA,RAN之分
单双链（single strsnd,ss/double strand,ds）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、多分子其它化学成分脂类
糖类
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各类病毒及其繁殖方式原核生物病毒-噬菌体噬菌体的增殖噬菌体效价的测定一步生长曲线溶源性噬菌体
(bacteriophage,phage)吸附(adsorption)吸附的机理：尾丝尖端与受体发生共价结合。吸附(adsorption)影响因素：噬菌体数量；阳离子；辅助因子；温度。侵入(penetration)收缩的尾鞘（12环）增殖(replication)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
晚期表达的结果是合成了各种装配蛋白(另外还有溶菌酶)
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复制酶)
逆转录病毒单链RNA的复制:
+RNA → (-)DNA → (±) DNA →+RNA肿瘤病毒
病毒核酸的复制左图：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病毒核酸的转录含±DNA的病毒:±DNA →mRNA
+DNA病毒:+DNA →±DNA →mRNA
含±RNA病毒:±RNA →mRNA
含+RNA病毒:+RNA →±RNA →mRNA
含-RNA病毒:-RNA →mRNA
最后: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 噬菌体效价的测定效价指噬菌体悬液的浓度。即噬菌体数/ml样品。斑点试验法液体稀释管法双层平板法单层平板法快速玻片法培养液和宿主细胞 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 — 活细胞数噬菌斑数=试样中噬菌体数试样+宿主细胞 +琼脂培养基低倍镜下计数噬菌斑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。溶源性温和噬菌体特点： 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;Cncnc-micro溶源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溶源性细胞可获得一些新的生理特性复愈:溶源菌白喉杆菌
白喉毒素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Cncnc-micro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抗性品种改变作制度 使用刹虫剂消灭昆虫介体化药转基因抗病毒植物的开发人类脊椎动物病毒病毒感染对真核细胞的影响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Cncnc-micro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 ）隐性感染疾病综合症死亡瘤形成携带者潜伏状态病毒与癌症的关系 原癌基因
（人类基因组中的正常基因）癌基因逆转录病毒致癌机理+RNA → (-)DNA → (±) DNA →+RNA肿瘤病毒 Cncnc-micro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)昆虫病毒做为生物农药优点：专一性高毒力大后效长使用方便对人畜安全无公害缺点危害经济动物昆虫病毒生产过程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） 类病毒(Viroid)拟病毒(Virusoid)朊病毒(Prion)Cncnc-micro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 v式结合共形成122个碱基对Virus and Viroid Diseases of Potato拟病毒(virusoids)是包裹在动植物病毒粒子中的类病毒 探索核酸的结构与功能 探索RNA-2和RNA-1间的关系组建弱毒疫苗 探索病毒本质和生命起源 Cncnc-micro朊病毒(prion,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b__折叠(PrPsc)PrPsc为致病型蛋白粒子PrPsc在神经细胞内沉积 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PrPc病毒与实践发酵周期明显延长 碳源消耗缓慢 发酵液清淡发酵产物形成缓慢或根本不形成 噬菌体检测会发现大量噬菌斑 电镜可看到噬菌体 后果：①减产 ②例罐 — 噬菌体与实践发酵生产时防错施决不使用可疑菌种 严格环境卫生 活菌液严禁排放 通气加料严控 严格执行会客制度 设备灭菌 使用抗噬菌体菌珠补救方法：
①尽快提取产品 ②加药抑制 ③及时更换菌种 Cncnc-microCncnc-microCncnc-microHela细胞刺突tail pinsPhaga, bacterioohaga95nm95nmheadnecktail（24环）尾丝(tail fibers)65nmadsorptionEarly work on virusesIn 1892 Dmitri Ivanowski found that TMDV could pass through a filter that stopped all known bacteria - sadly he thought that his filter was faulty!In 1898 Martinus Beijerinck repeated this work and coined the term Contagium Vividum Fluidum for the agent
Loeffler & Frisch confirmed this for FMDV also noting that the agent did not lose infectivity over a wide range of dilutions - ie it must be able to replicateIn 1900s Walter Reed coined the name VIRUS for the agent of yellow fever - VIRUS (L. Slimy liquid or Poison)
……? ? ? ? ?(A) Filamentous
(B) Complex
(C) Eicosahedral
(D) EnvelopedRNA or DNAProtein Coat
(Capsomers)Lipid envelopeWhat is a virus?谢谢各位
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 d d 病毒和亚病毒（非细胞型生物）病毒(virus)
亚病毒
病毒与实践 病毒(virus)病毒的形态构造和化学组分
各类病毒及其繁殖方式? ? 没有细胞构造,故也称分子生物;
形态极其微小,必须在电镜下才能观察,一般都 具过滤性;
其主要成分仅是核酸和蛋白质两种;
每一种病毒只含一种核酸,不是DNA就是RNA;
既无产能酶系,也无蛋白合成系统;病毒特征利用宿主细胞设备进行增殖,不存在个体生长
和二均分裂等细胞繁殖方式;在宿主活细胞内营专性寄生;
在离体条件下,能以无生命的化学大分子状态
存在,并可行成结晶;
对一般抗生素不敏感,但对于干扰素敏感.
病毒特征病毒的大小
形态
三类典型形态的病毒
病毒的化学组分病毒的形态构造和化学组分电子显微镜法(利用负染法)分级过滤法超 速离心法沉降法电泳法X射线晶体衍射研究方法 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 典型病毒粒子的构造 病毒粒子的对称体质 病毒的群体形态和和病毒形态包涵体(inclusion body)噬菌斑(plaque)空斑(plaque)枯斑(lesion)典型病毒粒子的构造和衣壳(capsid)核心(genome)衣壳粒(capsomere)衣壳核酸包膜（envelope）糖蛋白核衣壳(nucleocapsid) 病毒粒子的对称体质螺旋对称二十面体对称复合对称(A) Filamentous
(B) Complex
(C) Eicosahedral
(D) EnvelopedRNA or DNAProtein Coat
(Capsomers)Lipid envelope包涵体（inclusion body）是病毒的聚集体;
是病毒的合成部位;
是病毒蛋白和与病毒感染有关的蛋白质
非病毒性包涵体,由化学因子或细菌感染形成噬菌斑(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空斑和病斑 在动物细胞培养物上的与噬菌斑类似的空斑,称为病斑.因为受肿瘤病毒感染.枯斑 三类典型形态的病毒二十面体对称的代表-腺病毒复合对称的代表-T偶数噬菌体螺旋对称的代表-烟草花叶病毒(TMV)螺旋对称的代表-烟草花叶病毒 (tobao mosaicvirus,TMV)二十面体对称的代表-腺病毒(Adenovirus)衣壳粒总数N=10(n-1)2+2n为每条边的衣壳粒数刺突tail pinsPhaga, bacterioohaga95nm95nmheadnecktail（24环）尾丝(tail fibers)65nm病毒的蛋白质 构成病毒外壳,保护病毒核酸免受核酸酶及其他理化因子的破坏
病毒蛋白还构成了病毒组成的酶. 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亲合力,促使病毒粒子的吸附
决定病毒的抗原性,并能刺激机体产生相应的抗体
病毒的核酸
DNA,RAN之分
单双链（single strsnd,ss/double strand,ds）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、多分子其它化学成分脂类
糖类
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各类病毒及其繁殖方式原核生物病毒-噬菌体噬菌体的增殖噬菌体效价的测定一步生长曲线溶源性噬菌体
(bacteriophage,phage)吸附(adsorption)吸附的机理：尾丝尖端与受体发生共价结合。吸附(adsorption)影响因素：噬菌体数量；阳离子；辅助因子；温度。侵入(penetration)收缩的尾鞘（12环）增殖(replication)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
晚期表达的结果是合成了各种装配蛋白(另外还有溶菌酶)
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复制酶)
逆转录病毒单链RNA的复制:
+RNA → (-)DNA → (±) DNA →+RNA肿瘤病毒
病毒核酸的复制左图：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病毒核酸的转录含±DNA的病毒:±DNA →mRNA
+DNA病毒:+DNA →±DNA →mRNA
含±RNA病毒:±RNA →mRNA
含+RNA病毒:+RNA →±RNA →mRNA
含-RNA病毒:-RNA →mRNA
最后: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 噬菌体效价的测定效价指噬菌体悬液的浓度。即噬菌体数/ml样品。斑点试验法液体稀释管法双层平板法单层平板法快速玻片法培养液和宿主细胞 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 — 活细胞数噬菌斑数=试样中噬菌体数试样+宿主细胞 +琼脂培养基低倍镜下计数噬菌斑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。溶源性温和噬菌体特点： 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;Cncnc-micro溶源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溶源性细胞可获得一些新的生理特性复愈:溶源菌白喉杆菌
白喉毒素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Cncnc-micro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抗性品种改变作制度 使用刹虫剂消灭昆虫介体化药转基因抗病毒植物的开发人类脊椎动物病毒病毒感染对真核细胞的影响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Cncnc-micro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 ）隐性感染疾病综合症死亡瘤形成携带者潜伏状态病毒与癌症的关系 原癌基因
（人类基因组中的正常基因）癌基因逆转录病毒致癌机理+RNA → (-)DNA → (±) DNA →+RNA肿瘤病毒 Cncnc-micro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)昆虫病毒做为生物农药优点：专一性高毒力大后效长使用方便对人畜安全无公害缺点危害经济动物昆虫病毒生产过程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） 类病毒(Viroid)拟病毒(Virusoid)朊病毒(Prion)Cncnc-micro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 v式结合共形成122个碱基对Virus and Viroid Diseases of Potato拟病毒(virusoids)是包裹在动植物病毒粒子中的类病毒 探索核酸的结构与功能 探索RNA-2和RNA-1间的关系组建弱毒疫苗 探索病毒本质和生命起源 Cncnc-micro朊病毒(prion,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b__折叠(PrPsc)PrPsc为致病型蛋白粒子PrPsc在神经细胞内沉积 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PrPc病毒与实践发酵周期明显延长 碳源消耗缓慢 发酵液清淡发酵产物形成缓慢或根本不形成 噬菌体检测会发现大量噬菌斑 电镜可看到噬菌体 后果：①减产 ②例罐 — 噬菌体与实践发酵生产时防错施决不使用可疑菌种 严格环境卫生 活菌液严禁排放 通气加料严控 严格执行会客制度 设备灭菌 使用抗噬菌体菌珠补救方法：
①尽快提取产品 ②加药抑制 ③及时更换菌种 Cncnc-microCncnc-microCncnc-microHela细胞刺突tail pinsPhaga, bacterioohaga95nm95nmheadnecktail（24环）尾丝(tail fibers)65nmadsorptionEarly work on virusesIn 1892 Dmitri Ivanowski found that TMDV could pass through a filter that stopped all known bacteria - sadly he thought that his filter was faulty!In 1898 Martinus Beijerinck repeated this work and coined the term Contagium Vividum Fluidum for the agent
Loeffler & Frisch confirmed this for FMDV also noting that the agent did not lose infectivity over a wide range of dilutions - ie it must be able to replicateIn 1900s Walter Reed coined the name VIRUS for the agent of yellow fever - VIRUS (L. Slimy liquid or Poison)
……? ? ? ? ?(A) Filamentous
(B) Complex
(C) Eicosahedral
(D) EnvelopedRNA or DNAProtein Coat
(Capsomers)Lipid envelopeWhat is a virus?谢谢各位