第二章 病毒的復制

第二章病毒的復制

復制（replication)病毒在活細胞內(nèi)，以其基因為模板，在酶的作用下，分別合成病毒基因及蛋白質(zhì)，再組裝成完整的病毒顆粒。復制周期（replicationcycle）

從病毒進入宿主細胞開始，經(jīng)過基因組復制和病毒蛋白合成，至釋放出子代病毒的全過程。病毒的復制周期主要包括吸附和穿入、脫殼、生物合成、組裝和釋放四個連續(xù)步驟。復制周期病毒的一步生長曲線（one-stepgrowthcurve）

感染比（multiplicityofinfection,MOI）是指在一個系統(tǒng)中感染病毒的細胞數(shù)與細胞總數(shù)之比

一、吸附和穿入（一）吸附(adsorption)分兩個階段：靜電吸附：病毒體與細胞接觸，進行靜電結(jié)合。非特異性、可逆。真正的吸附：病毒體表面位點（蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)）與宿主細胞膜上相應的受體結(jié)合。是決定病毒感染的真正開始。病毒受體（virusreceptor）是宿主細胞表面的特殊結(jié)構(gòu)，多為糖蛋白輔受體（coreceptor）有些病毒顆粒吸附除需受體外還需其他結(jié)構(gòu)細胞嗜性（celltropism）病毒與受體的特異結(jié)合反映了病毒感染的細胞嗜性血凝作用（haemagglutination,HA），其本質(zhì)也是病毒與細胞受體的結(jié)合血凝抑制作用（haemagglutination-inhibition,HI）病毒的特異抗體可抑制其血凝作用血吸附（haemadsorption）是一種特殊形式的血凝作用，是將紅細胞吸附于病毒感染的宿主細胞表面，也可用于病毒的檢測流感病毒的HA及NA纖突結(jié)構(gòu)模式圖HA結(jié)合部位NA活性部位病毒囊膜AdsorptionofaNakedVirustoaSusceptibleHostCell——Attachmentsitesontheviralcapsidbindtocorrespondinghostcellreceptors.

AdsorptionofanEnvelopedVirustoaSusceptibleHostCell

Attachmentsitesontheviralenvelopebindtocorrespondinghostcellreceptors.

（二）穿入(penetration)

病毒體吸附在宿主細胞膜上后，可通過數(shù)種穿入方式進入細胞：1.無囊膜的病毒

一般經(jīng)過細胞膜吞入，稱為病毒胞飲,如腺病毒、小RNA病毒等PenetrationofaNakedVirusbyEndocytosis

PenetrationofaNakedVirusbyEndocytosis,step-3.

heentirevirusisplacedinanendocyticvesicle.

2.有囊膜的病毒囊膜與宿主細胞膜融合，病毒的核衣殼直接進入細胞漿內(nèi)吞飲（pinocytosis）或稱病毒胞飲（viropexis）

細胞膜吞入內(nèi)吞小體（endosome）

PenetrationofanEnvelopedVirusbyFusionofItsEnvelopewiththeHostCellMembrane,PenetrationofanEnvelopedVirusbyEndocytosis

Thehostcellmembraneinvaginatesforminganendocyticvesicle

PenetrationofanEnvelopedVirusbyEndocytosis,step-3.

Theentirevirusisplacedinanendocyticvesicle

二、脫殼(uncoating)

不同病毒脫殼方式不一，多數(shù)在宿主細胞溶酶體酶作用下脫殼，釋放出基因組核酸。UncoatingofanEnvelopedVirusEnteringbyEndocytosis,

Theviralenvelopefuseswiththeendocyticvesiclemembraneandthenucleocapsidisreleased.

UncoatingofanEnvelopedVirusEnteringbyEndocytosis,step-3.

Thecapsidisdegradedreleasingtheviralnucleicacid.

圖22-5流感病毒的吸附、穿入與脫殼（據(jù)Greber）核膜血凝素神經(jīng)氨酰酶（HN）M1vRNPs胞漿膜凹窩內(nèi)吞小體核孔復合物基質(zhì)蛋白2（M2）基質(zhì)蛋白1（M1）病毒RNA-核衣殼蛋白（vRNA-NP）三、生物合成(biosynthesis)病毒基因組一旦從衣殼中釋放后，就利用宿主細胞提供的低分子物質(zhì)合成大量的病毒核酸和結(jié)構(gòu)蛋白。早期，病毒復制合成所必需的復制酶和一些抑制蛋白生物合成階段，病毒處于隱蔽期（eclipseperiod）根據(jù)病毒基因組如何轉(zhuǎn)錄成mRNA、如何指令合成蛋白質(zhì)，病毒的生物合成過程可基本歸為6大類：雙股DNA病毒、單股DNA病毒、單正股RNA病毒、單負股RNA病毒、逆轉(zhuǎn)錄病毒和雙股RNA病毒。

四、組裝與釋放病毒核酸與衣殼裝配在一起，形成病毒子。絕大多數(shù)DNA病毒均在細胞核內(nèi)組裝，RNA病毒和痘病毒在細胞漿內(nèi)組裝。（一）組裝（二）釋放絕大多數(shù)無囊膜病毒釋放，一次同步，破壞宿主細胞膜，細胞迅速死亡。絕大多數(shù)有囊膜病毒以出芽方式釋出時包上細胞核膜或細胞膜而成為成熟病毒。逐個釋出，非一次同步，細胞死亡緩慢。VirusObtainingItsEnvelopefromHostCellMembranebyBudding

復制周期(+)RNAcanbetranslatedintoviralprotein.(+)and(-)strandsarecomplementary.

★TranscriptionofViralNucleicAcidintoViralmRNA親代病毒子吸附穿入脫殼病毒DNA早期mRNA早期蛋白（酶等）子代病毒DNA晚期mRNA病毒結(jié)構(gòu)蛋白子代病毒子雙股DNA病毒的增殖周期圖22-8DNA病毒生物合成途徑示意DNA病毒的復制過程單鏈正股RNA病毒復制（-）ssRNA親代病毒（+）ssRNA早期蛋白（+）ssRNAdsRNA復制中間型（-）ssRNA（+）ssRNA大量子代（+）ssRNA晚期蛋白裝配子代病毒單股負股RNA病毒病毒自身攜帶依賴RNA的RNA多聚酶。親代（-ssRNA）（+）mRNA蛋白質(zhì)（+）ssRNA，（復制中間型）子代（-）sRNA子代病毒多聚酶逆