非細胞型生物PPT課件

1、病毒發(fā)現的歷史病毒發(fā)現的歷史Ivnowsky (1892): TMVIvnowsky (1892): TMVBeijerinck (1898)Beijerinck (1898)： filterable virusfilterable virusLoefflerLoeffler（18981898）口蹄疫病毒）口蹄疫病毒TowortTowort（19151915）噬菌體）噬菌體第1頁/共71頁非細胞生物：非細胞生物： -真病毒真病毒 -亞病毒：亞病毒： 類病毒、擬病毒、朊病毒類病毒、擬病毒、朊病毒第2頁/共71頁1 . 1 . 病毒（真病毒）病毒（真病毒）病毒 病毒是一類核酸和蛋白質等少數幾病毒是

2、一類核酸和蛋白質等少數幾種成分組成的超顯微非細胞生物，本種成分組成的超顯微非細胞生物，本質是一種只含質是一種只含DNADNA或或RNARNA的遺傳因子，的遺傳因子，能以感染態(tài)和非感染態(tài)兩種狀態(tài)存在。能以感染態(tài)和非感染態(tài)兩種狀態(tài)存在。 第3頁/共71頁病毒的分類：病毒的分類：寄主：寄主： 動物病毒、植物病毒、噬菌體動物病毒、植物病毒、噬菌體遺傳物質：遺傳物質： DNADNA病毒、病毒、RNARNA病毒、病毒、形態(tài)：形態(tài)： 桿狀桿狀 ( (螺旋狀）、多面體、復合型螺旋狀）、多面體、復合型第4頁/共71頁第5頁/共71頁病毒的特征病毒的特征 1. 1.形態(tài)極其微小形態(tài)極其微小 2.2.無細胞構造的分

3、子生物無細胞構造的分子生物 3.3.只含一種核酸只含一種核酸4.4.高度的寄生性高度的寄生性5.5.通過裝配方式進行繁殖通過裝配方式進行繁殖6.6.離體可保持長期的侵染活性離體可保持長期的侵染活性7.7.對抗生素通常不敏感對抗生素通常不敏感8.8.有些能夠整合到寄主的基因組中有些能夠整合到寄主的基因組中第6頁/共71頁病毒與人類：病毒與人類：1 1）病毒對人類健康的危害）病毒對人類健康的危害2 2）對人類生活的影響）對人類生活的影響2 2）病毒作為分子生物學研究的工具：）病毒作為分子生物學研究的工具： -DNA-DNA是遺傳物質的證明是遺傳物質的證明 （噬菌體感染實驗）（噬菌體感染實驗） -遺

4、傳物質轉移的載體遺傳物質轉移的載體( (轉染轉染) ) - -蛋白質工程（噬菌體展示技術蛋白質工程（噬菌體展示技術) )第7頁/共71頁建議讀物：第8頁/共71頁第9頁/共71頁H5N1型禽流感病毒（藍色）正攻擊紅色細胞H:紅細胞凝聚(血)素(Hemagglutinin) ,115個亞型;N:神經氨酸 (醇)酶, Neuraminidase 19個亞型 第10頁/共71頁 瘋牛病瘋牛病HIV第11頁/共71頁病毒的計量病毒的計量 單位：單位： nmnm病毒的基因組：病毒的基因組：QQ：3 3個基因個基因一、形態(tài)構造與化學成分一、形態(tài)構造與化學成分 （一、大?。ㄒ?、大?。┑?2頁/共71頁（二

5、）病毒粒子結構與組成（二）病毒粒子結構與組成 殼粒：構成病毒外殼的形態(tài)亞單位。殼粒：構成病毒外殼的形態(tài)亞單位。第13頁/共71頁病毒病毒粒子粒子 核心：由核心：由DNADNA或或RNARNA構成構成 核衣殼核衣殼（基本（基本 構造構造 ）衣殼：由許多衣殼粒蛋白構成衣殼：由許多衣殼粒蛋白構成 包膜包膜 （非基本構非基本構造）：由類脂造）：由類脂和糖蛋白構成和糖蛋白構成, ,有的帶有刺突有的帶有刺突流感病毒刺突流感病毒刺突 血凝素蛋白：與宿主唾液酸結合血凝素蛋白：與宿主唾液酸結合 神經氨酸酶：幫助病毒進入宿主神經氨酸酶：幫助病毒進入宿主第14頁/共71頁 病毒的群體形態(tài)病毒的群體形態(tài) 1 1、包涵

6、體（病毒）：、包涵體（病毒）：昆蟲病毒在宿主細胞內聚集而成的晶體結構。昆蟲病毒在宿主細胞內聚集而成的晶體結構。第15頁/共71頁2 2、噬菌斑、噬菌斑 3 3、空斑、空斑4 4、枯斑（組織壞死）、枯斑（組織壞死）第16頁/共71頁 蝕（噬）斑測定（蝕（噬）斑測定（plaque assayplaque assay）：）： 在生長的宿主表面，鋪上細菌或動在生長的宿主表面，鋪上細菌或動物病毒，在單層細胞上形成的蝕（噬）斑，物病毒，在單層細胞上形成的蝕（噬）斑，可以認為由單個病毒增殖產生的。由此，可以認為由單個病毒增殖產生的。由此，可以通過蝕（噬）斑形成單位可以通過蝕（噬）斑形成單位( (pfu)pf

7、u)來計算來計算單位體積樣品中病毒的數量。單位體積樣品中病毒的數量。 病毒感染性作為病毒數目測定的依據第17頁/共71頁（三）病毒核酸（基因組）（三）病毒核酸（基因組） dsDNA/ssDNA dsDNA/ssDNA dsRNA/ssRNA dsRNA/ssRNA 線狀線狀/ /環(huán)狀，環(huán)狀， 閉環(huán)閉環(huán)/ /缺口環(huán)缺口環(huán) 單分子單分子/ /雙分子雙分子 / /三分子三分子/ /多分子多分子 第18頁/共71頁HBVHBV（人乙肝病毒）的缺口環(huán)（人乙肝病毒）的缺口環(huán)正鏈為缺口環(huán);負鏈密閉第19頁/共71頁多分子基因組（流感病毒）多分子基因組（流感病毒）第20頁/共71頁（四）噬菌體形態(tài)（四）噬菌體

8、形態(tài)1 1、噬菌體的模式結構：、噬菌體的模式結構：T T偶數噬菌體偶數噬菌體頭部：頭部：頸部：頸部：尾部：尾部： 尾鞘、尾鞘、 尾管、尾管、 基板、刺突、基板、刺突、 尾絲、尾絲、 第21頁/共71頁噬菌體形態(tài)噬菌體形態(tài)第22頁/共71頁二、病毒的繁殖方式二、病毒的繁殖方式 （一）噬菌體（一）噬菌體烈性噬菌體烈性噬菌體 感染后短時間內能連續(xù)感染后短時間內能連續(xù)完成繁殖過程而使宿主細胞裂解的噬菌體。完成繁殖過程而使宿主細胞裂解的噬菌體。溫和噬菌體溫和噬菌體 感染后其基因組整合到宿主的基因組上，并感染后其基因組整合到宿主的基因組上，并隨宿主基因組的復制而同步，而不引起宿主細隨宿主基因組的復制而同步

9、，而不引起宿主細胞的裂解的噬菌體。胞的裂解的噬菌體。第23頁/共71頁繁殖過程（烈性噬菌體）：繁殖過程（烈性噬菌體）：第24頁/共71頁1 1）吸附：尾絲與宿主表面特異受體結合）吸附：尾絲與宿主表面特異受體結合2 2）侵入：溶菌酶水解肽聚糖，核酸進入宿）侵入：溶菌酶水解肽聚糖，核酸進入宿 主細胞。主細胞。3 3）增殖：控制細胞代謝系統(tǒng)，合成噬菌體）增殖：控制細胞代謝系統(tǒng)，合成噬菌體 的各種的各種 “部件部件”。 第25頁/共71頁增殖過程的增殖過程的3 3階段：階段： 1 1）早期轉錄）早期轉錄- -翻譯：翻譯：2 2）次早期轉錄）次早期轉錄- -翻譯翻譯3 3）晚期轉錄）晚期轉錄- -翻譯翻

10、譯第26頁/共71頁4 4）成熟：）成熟：自裝配過程。自裝配過程。5 5）釋放：多種酶）釋放：多種酶類作用，促進細類作用，促進細胞裂解，釋放子胞裂解，釋放子代噬菌體代噬菌體。第27頁/共71頁第28頁/共71頁 噬菌體的測定噬菌體的測定( (效價的測定效價的測定) )效價效價: :生物制品活性（數量）高低的標志，生物制品活性（數量）高低的標志， 通常采用生物學方法測定。通常采用生物學方法測定。噬菌體效價：噬菌體效價： 又稱噬菌斑形成單位（又稱噬菌斑形成單位（pfupfu）數）數, ,指每毫指每毫升試樣中含有侵染性噬菌體的粒子數。升試樣中含有侵染性噬菌體的粒子數。第29頁/共71頁雙層平板法雙層

11、平板法技術要點： 1.雙層瓊脂 , 2.半固體瓊脂 3.高濃度宿主細胞, 4.倒上皿溫度第30頁/共71頁雙層平板法測定效價的優(yōu)點雙層平板法測定效價的優(yōu)點1 1）彌補平板不平）彌補平板不平2 2）噬菌斑位于同個平面，較清晰）噬菌斑位于同個平面，較清晰3 3）上層為半固體培養(yǎng)基，有利噬菌體）上層為半固體培養(yǎng)基，有利噬菌體 擴散擴散第31頁/共71頁 一步生長曲線（一步生長曲線（DebruckDebruck，19391939） 定量描述烈性噬菌體生長規(guī)律的定量描述烈性噬菌體生長規(guī)律的實驗曲線，用于反映各種噬菌體潛伏實驗曲線，用于反映各種噬菌體潛伏期、裂解期和裂解量的特征曲線。期、裂解期和裂解量的特

12、征曲線。 請設想病毒增殖過程群體數量的變化過程？第32頁/共71頁1 1、用噬菌體的稀釋液感染高濃度的宿主細胞；、用噬菌體的稀釋液感染高濃度的宿主細胞；2 2、數分鐘后，加入抗噬菌體的抗血清、數分鐘后，加入抗噬菌體的抗血清（中和未吸附的噬菌（中和未吸附的噬菌體）體）；3 3、將上述混合物用培養(yǎng)物大量稀釋，終止抗血清的作、將上述混合物用培養(yǎng)物大量稀釋，終止抗血清的作用和防止新釋放的噬菌體感染其它細胞；用和防止新釋放的噬菌體感染其它細胞；4 4、保溫培養(yǎng)并定期檢測培養(yǎng)物中的噬菌體效價、保溫培養(yǎng)并定期檢測培養(yǎng)物中的噬菌體效價（對噬菌對噬菌體含量進行計數體含量進行計數）；）；5 5、以感染時間為橫坐標

13、，病毒的效價、以感染時間為橫坐標，病毒的效價( (噬菌斑數噬菌斑數/ml)/ml)為縱為縱坐標，繪制出病毒特征性的繁殖曲線；坐標，繪制出病毒特征性的繁殖曲線；實驗步驟實驗步驟問題：問題：1 1）在一個培養(yǎng)系統(tǒng)中，如何測定噬菌體數量？）在一個培養(yǎng)系統(tǒng)中，如何測定噬菌體數量？ 第33頁/共71頁裂解期：裂解期：平穩(wěn)期：平穩(wěn)期：效價最高期效價最高期裂解量：裂解量：每個受染細胞產生每個受染細胞產生的噬菌體的總數。的噬菌體的總數。（平穩(wěn)期（平穩(wěn)期pfu/pfu/ 受染細胞受染細胞？） 潛伏期：潛伏期：( (侵入到裝配侵入到裝配): ): 隱悔期；胞內累積期隱悔期；胞內累積期第34頁/共71頁溫和噬菌體溫

14、和噬菌體溶原性（溶原現象）溶原性（溶原現象）: :溫和噬菌體侵入溫和噬菌體侵入宿主后并不引起宿主細胞裂解的現象宿主后并不引起宿主細胞裂解的現象稱之。稱之。溶原菌：受溫和噬菌體感染的宿主稱溶原菌：受溫和噬菌體感染的宿主稱之為溶原菌。之為溶原菌。前噬菌體：整合在宿主基因組上的溫前噬菌體：整合在宿主基因組上的溫和噬菌體的核酸。和噬菌體的核酸。第35頁/共71頁溶源原因溶源原因1) 1) 合成阻遏蛋白，阻遏噬菌體合成阻遏蛋白，阻遏噬菌體mRNAmRNA合成合成 ( (關閉某些噬菌體蛋白基因關閉某些噬菌體蛋白基因( (晚期蛋白）晚期蛋白） 的表達的表達) )2) 2) 整合酶的合成整合酶的合成OL,OR

15、為操縱基因 PL, PR 為啟動子第36頁/共71頁 噬菌體整合過程噬菌體整合過程Phr:光反應酶第37頁/共71頁溫和噬菌體的自發(fā)或誘發(fā)裂解溫和噬菌體的自發(fā)或誘發(fā)裂解 UVUV、X X射線和氮芥子氣能干擾或射線和氮芥子氣能干擾或破壞阻遏蛋白的作用，從而使噬破壞阻遏蛋白的作用，從而使噬菌體失去溶源控制，進入裂解過菌體失去溶源控制，進入裂解過程。程。第38頁/共71頁噬菌體感染結果噬菌體感染結果作業(yè)作業(yè): : 分析誘導裂解和自發(fā)裂解后子代噬菌體行為?第39頁/共71頁溫和噬菌體存在狀態(tài)溫和噬菌體存在狀態(tài) - - 游離態(tài)游離態(tài) -整合態(tài)整合態(tài) -營養(yǎng)態(tài)營養(yǎng)態(tài)第40頁/共71頁溫和噬菌體的檢查溫和噬

16、菌體的檢查第41頁/共71頁( (二二) ) 植物病毒和動物病毒植物病毒和動物病毒植物病毒的特點植物病毒的特點-病毒粒子形態(tài)螺旋對稱病毒粒子形態(tài)螺旋對稱-通過昆蟲、傷口等傳播途徑進入宿主細胞通過昆蟲、傷口等傳播途徑進入宿主細胞-核酸主要為核酸主要為SSRNASSRNA-引起花葉、黃化、從枝、枯斑等癥狀引起花葉、黃化、從枝、枯斑等癥狀第42頁/共71頁植物病毒形態(tài)植物病毒形態(tài)第43頁/共71頁+ +SSRNASSRNA： RNA RNA的堿基序列與病毒的的堿基序列與病毒的mRNAmRNA序列相序列相同，可以直接用于指導蛋白質的合成。同，可以直接用于指導蛋白質的合成。（但逆轉錄病毒則需逆轉錄為（但

17、逆轉錄病毒則需逆轉錄為DNADNA才能合成蛋白質。）才能合成蛋白質。）第44頁/共71頁-SSRNA-SSRNA： RNA RNA的堿基序列與病毒的的堿基序列與病毒的mRNAmRNA序列序列互補，需要合成互補，需要合成+ +mRNAmRNA，才能合成相才能合成相應的蛋白質。應的蛋白質。第45頁/共71頁植物病毒的裝配植物病毒的裝配第46頁/共71頁第47頁/共71頁動物病毒與人類疾病動物病毒與人類疾病第48頁/共71頁第49頁/共71頁核酸類型核酸類型第50頁/共71頁動物病毒的增殖動物病毒的增殖 （吸附）吸附）侵入侵入脫殼脫殼增殖增殖釋放釋放第51頁/共71頁一些病毒宿主的表面受體：一些病毒

18、宿主的表面受體：腺病毒腺病毒 CARCAR蛋白蛋白HIV T-HIV T-輔助細胞上的輔助細胞上的CD4CD4流感病毒流感病毒A A型型 含唾液酸的糖蛋白含唾液酸的糖蛋白狂犬病毒狂犬病毒 神經元上乙酰膽堿神經元上乙酰膽堿 第52頁/共71頁病毒粒子的感染與釋放病毒粒子的感染與釋放（流感病毒：（流感病毒：-RNA-RNA）第53頁/共71頁以出芽方式釋放以出芽方式釋放包膜蛋白插入膜中，包膜蛋白插入膜中，細胞膜出芽方式釋放細胞膜出芽方式釋放病毒粒子。病毒粒子。第54頁/共71頁感染結果感染結果第55頁/共71頁HIVHIV病毒病毒第56頁/共71頁第57頁/共71頁AIDSAIDS發(fā)展過程發(fā)展過程

19、第58頁/共71頁疫苗疫苗第59頁/共71頁昆蟲病毒昆蟲病毒包涵體：包裹著病毒粒子、光學顯微鏡包涵體：包裹著病毒粒子、光學顯微鏡 可見的堿溶性結晶蛋白質?？梢姷膲A溶性結晶蛋白質。第60頁/共71頁類型類型-核型多角體病毒（核型多角體病毒（NPVNPV）-質型多角體病毒（質型多角體病毒（CPVCPV）-顆粒體病毒（顆粒體病毒（GVGV）第61頁/共71頁 .2 .2 亞病毒亞病毒凡在核酸和蛋白質兩種成分中凡在核酸和蛋白質兩種成分中, ,只含其中之只含其中之一一 的分子病原體的分子病原體, ,稱為亞病毒。稱為亞病毒。1 1、類病毒、類病毒(viroid)(viroid) 只含只含RNARNA一種成分，專性寄生在活細胞內一種成分，專性寄生在活細胞內的分子病原體。的分子病原體。第62頁/共71頁 裸露環(huán)狀的裸露環(huán)狀的ssRNAssRNA 分子量很小，約分子量很小，約 由由246-375246-375核苷酸組成核苷酸組成 寄生多種植物。