非細(xì)胞微生物

關(guān)于非細(xì)胞微生物一、人類對病毒的發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識過程1892：俄國伊萬諾夫斯基首次發(fā)現(xiàn)煙草花葉病毒的感染因子能通過細(xì)菌過濾器。1898：荷蘭貝哲林克證實(shí)該致病因子可以被乙醇從懸液中沉淀下來而不失去其感染性但用培養(yǎng)細(xì)菌的方法培養(yǎng)不出來；給這樣的病原體起名叫virus。1935：美國斯壇萊從煙草花葉病病葉中提取出了病毒結(jié)晶，又證實(shí)了結(jié)晶中含核酸和蛋白質(zhì)兩種成分，而只有核酸具感染和復(fù)制能力，并因此而或諾貝爾獎(jiǎng)。1952：Hershey和Chase證實(shí)噬菌體的遺傳物質(zhì)僅僅是DNA,開創(chuàng)了病毒分子生物學(xué)。1971后：陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了各種亞病毒——類病毒、朊病毒、和擬病毒。第2頁,共71頁，2024年2月25日，星期天3000BC，埃及孟非思壁畫中長老患小兒麻痹癥。第3頁,共71頁，2024年2月25日，星期天二、定義和特點(diǎn)形體極其微小，必須在電子顯微鏡下才能觀察，一般都可通過細(xì)菌濾器；沒有細(xì)胞構(gòu)造，故也稱分子生物；其主要成分僅是核酸和蛋白質(zhì)兩種；每一種病毒只含有一種核酸，不是DNA就是RNA；既無產(chǎn)能酶系也無蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)；在宿主細(xì)胞協(xié)助下，通過核酸的復(fù)制和核酸蛋白裝配的形式進(jìn)行增殖，不存在個(gè)體生長和二均等分裂等細(xì)胞繁殖方式；在宿主的活細(xì)胞內(nèi)營專性寄生；在離體條件下，以無生命的化學(xué)大分子狀態(tài)存在，并可形成結(jié)晶；對一般抗生素不敏感，但對干擾素敏感。第4頁,共71頁，2024年2月25日，星期天病毒與其它微生物的區(qū)別第5頁,共71頁，2024年2月25日，星期天三、宿主范圍（分布）及重要性幾乎所有的生物都可以感染相應(yīng)的病毒。根據(jù)宿主可以分三類：動(dòng)物病毒植物病毒細(xì)菌病毒（或稱噬菌體）第6頁,共71頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)病毒的大小、形態(tài)、構(gòu)造和組分第7頁,共71頁，2024年2月25日，星期天一、大小測定大小的單位是納米（10－9)，多數(shù)病毒的直徑在100nm以下；絕大多數(shù)病毒是能通過細(xì)菌濾器；須用電鏡才能觀察到其具體形態(tài)和大小.第8頁,共71頁，2024年2月25日，星期天病毒體（virion）完整的成熟病毒顆粒，具有典型的形態(tài)結(jié)構(gòu)，并有感染性。測量單位為納米（nm,為1/1000

m）

<50nm小型病毒

50nm-150nm中等大小病毒（大多數(shù)）

>150nm大型病毒（最大300nm）多數(shù)病毒呈球形或近似球形，桿狀，絲狀，少數(shù)可為子彈狀、磚塊狀，噬菌體可呈蝌蚪狀。第9頁,共71頁，2024年2月25日，星期天微生物的大小比較葡萄球菌(1000nm）

牛痘病毒300×250nmABCDEFG立克次體450nm衣原體390nmA、大腸桿菌噬菌體

(65×95nm)B、腺病毒

(70nm)C、脊髓灰質(zhì)炎病毒

(30nm)D、乙腦病毒

(40nm)E、蛋白分子

(10nm

)F、流感病毒

(100nm)G、煙草花葉病毒第10頁,共71頁，2024年2月25日，星期天二、形態(tài)第11頁,共71頁，2024年2月25日，星期天人類免疫缺陷病毒HIVP75第12頁,共71頁，2024年2月25日，星期天

單純皰疹病毒脊髓灰質(zhì)炎病毒流感病毒T-淋巴細(xì)胞病毒第13頁,共71頁，2024年2月25日，星期天腸道病毒乳頭瘤病毒

乙肝病毒第14頁,共71頁，2024年2月25日，星期天

肝炎病毒T4噬菌體第15頁,共71頁，2024年2月25日，星期天煙草花葉病毒煙草斑紋病毒豇豆黃萎病斑點(diǎn)病毒第16頁,共71頁，2024年2月25日，星期天三、構(gòu)造——基本結(jié)構(gòu)——病毒的對稱性①螺旋對稱的病毒粒子②二十面體對稱病毒粒子③復(fù)合對稱的病毒粒子第17頁,共71頁，2024年2月25日，星期天（1）病毒粒子的基本結(jié)構(gòu)capsid

coreenvelopespikenucleocapsid病毒粒子(virion)——成熟的（結(jié)構(gòu)完整）、具有侵染力的單個(gè)病毒，又稱病毒顆粒(virusparticle)。Capsomereorcapsomer第18頁,共71頁，2024年2月25日，星期天核心：核酸→基因組genome→決定病毒遺傳、變異和復(fù)制殼粒capsomere→衣殼capsid→保護(hù)、介導(dǎo)、抗原性包膜envelope，包膜子粒peplomere（刺突spike）→保護(hù)、介導(dǎo)、抗原性第19頁,共71頁，2024年2月25日，星期天（2）病毒的對稱性三類典型形態(tài)的病毒：正二十面體對稱的結(jié)構(gòu)(球狀)螺旋對稱的結(jié)構(gòu)(桿狀)復(fù)合對稱的結(jié)構(gòu)(蝌蚪狀)

大腸桿菌的T偶數(shù)噬菌體是由橢圓形的二十面體頭部和螺旋對稱的尾部組合而成，是病毒中復(fù)合對稱的代表。第20頁,共71頁，2024年2月25日，星期天①螺旋對稱的病毒粒子TobaccoMosaicVirus第21頁,共71頁，2024年2月25日，星期天②二十面體對稱病毒粒子Adenovirus第22頁,共71頁，2024年2月25日，星期天③復(fù)合對稱的病毒粒子T4Bacteriophage第23頁,共71頁，2024年2月25日，星期天④有囊膜的病毒粒子Fig.4:VirusObtainingItsEnvelopefromHostCellMembranebyBudding第24頁,共71頁，2024年2月25日，星期天四、化學(xué)組成

病毒的主要成分為核酸(DNA或RNA)和蛋白質(zhì)。有的病毒還含有脂質(zhì)、糖類等其他組分。第25頁,共71頁，2024年2月25日，星期天◆一種病毒至含有一種核酸（DNA或RNA）。植物病毒絕大多數(shù)含DNA;少數(shù)含RNA；動(dòng)物病毒一部分含DNA，一部分含RNA；細(xì)菌病毒普遍含DNA，含RNA的極少?！舨《镜暮怂犷愋蜆O為多樣化：▼▼病毒的DNA與RNA均有單鏈和雙鏈：

dsDNAssDNAdsRNAssRNA1.病毒的核酸第26頁,共71頁，2024年2月25日，星期天▼病毒DNA分子有線狀和環(huán)狀之分。▼病毒核酸有正鏈（＋）和負(fù)鏈（—）的區(qū)分：規(guī)定：將堿基序列與mRNA一致的核酸單鏈定位正鏈，將堿基序列與mRNA互補(bǔ)的核酸單鏈定位負(fù)鏈。因此，就病毒核酸鏈的單與雙以及正和負(fù)有以下6種類型：

(±)DNA——大部分DNA病毒

(±)RNA——?jiǎng)游锖裟c孤病毒（＋）DNA——大腸桿菌

X174噬菌體（＋）RNA——所有單鏈RNA病毒\大部分植物病毒（—）DNA——腺病毒（—）RNA——流感病毒第27頁,共71頁，2024年2月25日，星期天2.病毒的蛋白質(zhì)▼有的病毒只有一種蛋白質(zhì)，多數(shù)含有為數(shù)不多的幾種蛋白質(zhì)。▼病毒蛋白質(zhì)的氨基酸組成與其他生物一樣，但不同病毒蛋白質(zhì)的氨基酸組成和含量各不相同。▼病毒蛋白質(zhì)主要在構(gòu)成病毒結(jié)構(gòu)、病毒的侵染與增殖過程中發(fā)揮作用：

1、結(jié)構(gòu)功能

2、吸附

3、破壞宿主細(xì)胞壁與細(xì)胞膜

4、增殖第28頁,共71頁，2024年2月25日，星期天3.其他成分◆一些較復(fù)雜的病毒（如包膜病毒）除含有核酸和蛋白質(zhì)兩種成分外，還含有脂類、多糖等其他成分?！舨《局械闹愔饕灾|(zhì)雙分子層的形式存在于病毒的包膜中?！舨《舅奶穷愔饕蕴堑鞍椎男问酱嬖谟诎さ谋砻?，決定著病毒的抗原性。第29頁,共71頁，2024年2月25日，星期天五、群體形態(tài)包涵體噬菌斑病斑和空斑枯斑第30頁,共71頁，2024年2月25日，星期天（1）包涵體（inclusionbody）概念：感染病毒的宿主細(xì)胞內(nèi)，出現(xiàn)在光學(xué)顯微鏡下可見的大小、形態(tài)、數(shù)量不等的小體，稱為包涵體。在宿主細(xì)胞內(nèi)形成包涵體是病毒的特征，不同的病毒其形成的包涵體具有不同的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、和特性，可用于分類鑒定。包涵體在細(xì)胞中的形成部位：位于細(xì)胞核內(nèi)—如皰疹病毒位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)—如狂犬病毒等胞核內(nèi)胞質(zhì)都有—麻疹病毒

包涵體的本質(zhì)—---大多數(shù)是病毒粒子組成的，少數(shù)是細(xì)胞對病毒的反應(yīng)。了解研究包涵體的實(shí)踐意義—-病毒鑒定臨床診斷依據(jù)第31頁,共71頁，2024年2月25日，星期天(2)噬菌斑(plaque)概念：噬菌斑是指在宿主細(xì)菌的菌苔上，噬菌體使菌體裂解而形成的空斑。Localizedareasofcellulardestructionandlysiscausedbyvirusinfectionarecalledplaques應(yīng)用：1、噬菌體定量計(jì)數(shù)

2、噬菌體的鑒定★★第32頁,共71頁，2024年2月25日，星期天（3）病斑和空斑空斑和病斑：用于動(dòng)物病毒粒子的計(jì)數(shù)也可以采用噬菌斑法類似的技術(shù)，但是這種斑點(diǎn)只能稱為空斑或病斑。第33頁,共71頁，2024年2月25日，星期天（4）枯斑枯斑：植物病毒在植物葉片上形成的群體稱為枯斑。第34頁,共71頁，2024年2月25日，星期天狂犬病毒包涵體（Negribody）第35頁,共71頁，2024年2月25日，星期天巨細(xì)胞病毒包涵體第36頁,共71頁，2024年2月25日，星期天病毒數(shù)量和感染性測定1、蝕斑試驗(yàn)2、ID50

或TCID50

病毒感染雞胚、動(dòng)物或細(xì)胞后，引起50%發(fā)生死亡或病變的最小量。

病毒感染單層細(xì)胞后，產(chǎn)生的局限性病灶，稱蝕斑，蝕斑是由一個(gè)感染性病毒體復(fù)制形成的，稱蝕斑形成單位，病毒懸液中的感染性病毒量以每毫升的蝕斑形成單位PFU來表示。第37頁,共71頁，2024年2月25日，星期天病毒的增殖活細(xì)胞敏感細(xì)胞復(fù)制(replication)病毒復(fù)制周期病毒基因?yàn)槟０?，籍DNA多聚酶或RNA多聚酶等，使細(xì)胞轉(zhuǎn)為復(fù)制病毒的基因組，轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯出相應(yīng)的病毒蛋白，最終釋放出子代病毒。第38頁,共71頁，2024年2月25日，星期天吸附和穿入adsorptionandpenetration脫殼uncoating生物合成biosynthesis組裝成熟與釋放assemblyandrelease第39頁,共71頁，2024年2月25日，星期天病毒的復(fù)制過程第40頁,共71頁，2024年2月25日，星期天病毒的復(fù)制過程第41頁,共71頁，2024年2月25日，星期天接觸→結(jié)合→特異性吸附（病毒配體位點(diǎn)與細(xì)胞膜特異受體結(jié)合）穿入吸附和穿入

AdsorptionandPenetration融合---有包膜病毒胞飲---無包膜病毒第42頁,共71頁，2024年2月25日，星期天脫殼uncoating動(dòng)物病毒——溶酶體消化分解噬菌體——侵入和脫殼一步完成，衣殼留在外面第43頁,共71頁，2024年2月25日，星期天生物合成biosynthesis轉(zhuǎn)錄翻譯早期合成：酶晚期合成：衣殼第44頁,共71頁，2024年2月25日，星期天A(+)RNAcanbetranslatedintoviralprotein.(+)and(-)strandsarecomplementary.

★TranscriptionofViralNucleicAcidintoViralmRNA第45頁,共71頁，2024年2月25日，星期天組裝成熟與釋放

assemblyandrelease破胞散出：無包膜出芽釋放：有包膜。第46頁,共71頁，2024年2月25日，星期天病毒的干擾現(xiàn)象干擾現(xiàn)象：兩種病毒感染同一種細(xì)胞或機(jī)體時(shí)，常常發(fā)生一種病毒抑制另一種病毒復(fù)制的現(xiàn)象，稱為干擾現(xiàn)象（interference）干擾現(xiàn)象的種類：自身干擾：同株；同種干擾：同種異型/異株；同屬干擾：同屬異種；第47頁,共71頁，2024年2月25日，星期天干擾現(xiàn)象產(chǎn)生的原因受體競爭——吸附和侵入復(fù)制競爭——生物合成干擾素——生物合成第48頁,共71頁，2024年2月25日，星期天干擾素干擾素（IFN)：是一類在同種細(xì)胞上具有廣譜抗病毒活性的蛋白質(zhì)，其活性的發(fā)揮又受細(xì)胞基因組的調(diào)控，包括RNA和蛋白質(zhì)的合成。第49頁,共71頁，2024年2月25日，星期天干擾素的特點(diǎn)蛋白質(zhì)間接作用動(dòng)物種屬專一性強(qiáng)；廣譜干擾素誘生劑：病毒，人工合成雙鏈RNA，微生物抽取物。第50頁,共71頁，2024年2月25日，星期天一、病毒的培養(yǎng)動(dòng)物（Animals）雞胚（Embryonatedeggs）組織培養(yǎng)（Organandtissueculture）

Organculture

胚胎Embryoculture Cellculture:原代細(xì)胞傳代細(xì)胞 雙倍體細(xì)胞第51頁,共71頁，2024年2月25日，星期天第52頁,共71頁，2024年2月25日，星期天第53頁,共71頁，2024年2月25日，星期天常用的細(xì)胞培養(yǎng)第54頁,共71頁，2024年2月25日，星期天細(xì)胞病變(Cytopathiceffect,CPE)包涵體（InclusionBodies）第55頁,共71頁，2024年2月25日，星期天正常細(xì)胞第56頁,共71頁，2024年2月25日，星期天CPE第57頁,共71頁，2024年2月25日，星期天一、原核生物的病毒—噬菌體噬菌體：是病毒中的一種，一般把侵染細(xì)菌、放線菌的病毒叫噬菌體。（把侵染真菌的病毒叫噬真菌體）噬菌體在自然界廣泛存在，在1995年發(fā)表的ICTV的病毒分類與命名第六次報(bào)告中共報(bào)道了4000余種，分別劃歸為49個(gè)病毒科.據(jù)Bradley(1967)歸納，噬菌體共有六類形態(tài)。第58頁,共71頁，2024年2月25日，星期天噬菌體共有六類形態(tài)：★T-系噬菌體——T-系噬菌體是研究的最廣泛而又深入的細(xì)菌噬菌體，按發(fā)現(xiàn)的先后順序進(jìn)行從T1---T7編號，后來發(fā)現(xiàn)其中偶數(shù)者的形態(tài)都相同（蝌蚪形收縮性長尾），故統(tǒng)稱T偶數(shù)噬菌體。第59頁,共71頁，2024年2月25日，星期天

由于絕大多數(shù)噬菌體為蝌蚪形，現(xiàn)以E.coliT4為例，介紹蝌蚪形噬菌體的結(jié)構(gòu)：大腸桿菌T4噬菌體構(gòu)造偶數(shù)噬菌體的形態(tài)構(gòu)造第60頁,共71頁，2024年2月25日，星期天第61頁,共71頁，2024年2月25日，星期天PhageT4infectingitshostE.colicell

第62頁,共71頁，2024年2月25日，星期天兩類噬菌體（bacteriophages）溫和噬菌體（temperatephage）——噬菌體感染細(xì)胞后，將其核酸整合（插入）到宿主的核DNA上，并且可以隨宿主DNA的復(fù)制而進(jìn)行同步復(fù)制，在一般情況下，不引起寄主細(xì)胞裂解的噬菌體。烈性噬菌體（virulentphage）——感染細(xì)胞后,能在寄主細(xì)胞內(nèi)增殖，產(chǎn)生大量子代噬菌體并引起細(xì)菌裂解的噬菌體。第63頁,共71頁，2024年2月25日，星期天二、病毒及其繁殖方式(一)、噬菌體（bacteriophage）

1、噬菌體的繁殖5個(gè)階段：P69簡述烈性噬菌體（1）吸附（2）侵入（3）增殖（4）裝配（成熟）P71

（5）裂解（釋放）裂解量

第64頁,共71頁，2024年2月25日，星期天溫和噬菌體與溶源性★溫和噬菌體(temperatephage)----吸附并侵入細(xì)胞后，噬菌體的DNA整合在宿主的染色體組上，并可長期隨宿主DNA的復(fù)制而同步復(fù)制，因而在一般情況下不進(jìn)行增殖和引起宿主細(xì)胞裂解的噬菌體,如E.coli的

、P1、P2，Salmonellatyphimurium的P22等?！镌?前)噬菌體(prophage)----處于整合態(tài)的噬菌體核酸?！餃睾褪删w的特點(diǎn)——1.其核酸的類型都是dsDNA;2.具有整合能力；3.具有同步復(fù)制能力。第65頁,共71頁，2024年2月25日，星期天★溶源性(lysogeny)------溫和噬菌體侵染敏感細(xì)菌后不裂解它們，而與細(xì)菌共存的特性?！餃睾褪删w的三種存在形式：游離態(tài)