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pw03第三章2亚病毒和病毒的应用

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第三章 病毒与亚病毒

第三章 病毒与亚病毒

离心或用抗病毒血清处理, 去除游离的噬菌体 高倍稀释菌悬液(避免多次吸附) 37℃培养,定时取样
效价的测定（双层平板法）
（对噬菌体含量进行计数）
以培养时间为横坐标， 以噬菌斑数为纵坐标， 绘制成的曲线为一步生 长曲线。 可分以下阶段：
噬菌体的形态与构造
谷氨酸发酵中所发现的噬菌体 E.coli的T偶数系列噬菌体
从形态学上可将噬菌体分为六群
以大肠杆菌T4噬菌体为例 头部：廿面体对称结构，由 蛋白质衣壳构成，内含一条 DNA。 颈部：薄盘状，附颈须。 尾鞘：长95nm, 衣壳粒螺 旋对称；可伸缩。 尾髓:中空，DNA可由此进 入细胞。 基板: 六角形盘状物，其上 有刺突、尾丝。 刺突: 有吸附功能。 尾丝: 有识别吸附功能。
用噬菌斑法类似的技术。
枯斑(lesion)
• 一些植物病毒会在茎、叶等植物组织上形 成一个个褪绿或坏死的斑块。
群体形态有助于病毒的分离、纯化、鉴定和计数
病毒的增殖
• 病毒的增殖（viral multiplication）是病毒 基因组复制与表达的结果，它不同于其它 生物的繁殖方式，又称为病毒的复制 （viral replication）。 • 病毒的种类很多，它们的增殖方式既有共 性又有各自的特点，这里以研究得最为深 入的E.coli T偶数噬菌体为代表，讲述病 毒的增殖过程，其它病毒则介绍其增殖特 点。
是一个依赖于能量的感染步骤。 • 不同的病毒侵入宿主细胞的方式
不同
有伸缩尾的噬菌体：采用注射方式将噬菌体核酸注入细胞
尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖， 使细胞壁产生小孔；尾鞘收缩， 核酸通过中空的尾管压入胞内，
蛋白质外壳留在胞外；
吸附
尾钉固着
尾鞘收缩
尾管穿入

第三章病毒和亚病毒因子()-图文

第三章病毒和亚病毒因子()-图文
功能：
a.可启动感染；
b.可诱生免疫保护作用； c.可中和抗体；
d.可促使病毒从宿主细胞上释放.
病毒的核酸
– dsDNA/ssDNA dsRNA/ssRNA
– 线状/环状， 闭环/缺口环
– 单分子/双分子 /三分子/多分子
病毒核酸的功能
储存病毒的遗传信息 控制病毒的遗传变异 控制病毒的增殖 控制病毒对宿主的感染性
一步生长曲线
可分以下阶段：
• 潜伏期(侵入到 装配)：隐晦期 +胞内积累期 (eclipse period)
• 裂解期 (lysis period)
• 稳定期 (steady period)
此期为病毒复制所需的最短时 间。为病毒复制的特征性数据 。
噬菌体以分钟计； 动植物病毒以小时、天计。
潜伏期：是指病毒侵入宿主细胞 到病毒粒子释放出胞外前的一段 时间。曲线平行于横轴。
1. 吸 附
噬菌体特异性识别专性的细菌细胞的过程。
①吸附蛋白(在尾丝上) 功能：启动感染,特异性识别
宿主细胞,与宿主细胞表面受 体发生结合. ②细胞受体(图中红箭头示) G+细胞壁上的肽聚糖、磷壁酸 ，G－细胞壁上的LPS以及鞭 毛、荚膜、菌毛上均有噬菌 体吸附的位点。
2. 侵 入
核酸注入细胞的过程。
包膜的功能
包膜的结构具有高度稳定性。 功能： a. 维系病毒体结构； b. 保护病毒核酸； c. 包膜型病毒感染所必需：
包膜表面上的糖蛋白识别并结合宿主表面受体； 病毒包膜与宿主细胞膜结合； 病毒衣壳和病毒基因组进入宿主，完成感染过程 。
刺突
概念：病毒包膜或衣壳表面的突起物。
图中可见流感病毒的刺突。
潜伏前期又称隐蔽期，是指 病毒的核酸侵入宿主细胞后至第 一个病毒粒子装配前的一段时间 ，此时宿主细胞内不含有完整的 、有侵染力的成熟病毒粒子。

第三章病毒第一节

第三章病毒第一节

4）严格的活细胞内寄生，没有自身的核糖体，没有个
体生长，也不进行二均分裂，必须依赖宿主细胞进行自 身的核酸复制，形成子代。 病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过 5）个体微小，在电子显微镜下才能看见。 其复制与表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由
6）对大多数抗生素不敏感，对干扰素敏感。 这些新合成的病毒组分装配（assembly）成子代毒粒，
病毒学（virulogy）
研究病毒（virus）的本质及其与宿主的相互作 用的科学，是微生物学的重要分支学科。
极大地丰富了现代生物学（微生物学、分子生物学、 分子遗传学）的理论与技术； 有效地控制和消灭人及有益生物的病毒病害； 利用病毒对有害生物、特别是害虫进行生物防治； 发展以基因工程为中心的生物高新技术产业；
3. 病毒的群体形态
（1）包含体（inclusion body） 病毒粒大量聚集并使宿主细胞发生病变时，就 形成了具有一定形态、构造并能用光镜加以观察和 识别的特殊“群体”，称之为
包含体（inclusion body） 。
多数位于细胞质内，具嗜酸性；
包 含 体
少数位于细胞核内，具嗜碱性；
也有在细胞质和细胞核内都存在的类型。
第三章
病毒和亚病毒
第一节 病毒
病毒（Virus）是在19世纪末才被
发现的一类微小病原体。
一、病毒的发现和研究历史
早在1566年就有了关于疯狗咬人致病，
即狂犬病的记载并发现它能够传染给张1841年 的手绘图就是一个证据。
第一个记载的植物病毒病当属郁金香
衣壳
包膜
刺突
有包膜的二十面体毒粒
若以一定数目的亚 基排列成具有一定 表面积的立方对称 实体，以二十面体

03 第三章 病毒和亚病毒

03 第三章 病毒和亚病毒

4）病毒的糖类
某些病毒含有少量的糖类。糖类主要是以寡糖侧链存在于病毒糖 蛋白和糖脂中，或以粘多糖形式存在。除了有包膜病毒的糖蛋白刺突 外，某些复杂病毒的病毒颗粒还含有内部糖蛋白或者糖基化衣壳蛋白。 糖蛋白还是重要的免疫原，例如抗流感病毒血凝素的血清具有明显的 病毒中和作用。
5)其他化学成分
一些动物病毒、植物病毒和噬菌体病毒颗粒内，存在一些丁二胺、 亚精胺、精胺等阳离子化合物。某些植物病毒中还存在金属阳离子。 这些含量极微的有机阳或无机阳离子与病毒核酸呈无规则的结合，对 核酸的构型有一定影响。其结合量仅与环境中相关离子浓度有关，是 病毒装配时从环境中获得的不恒定成分。
二、 病毒的主要类群与繁殖方式
（一）病毒的主要类群与分类系统
1.病毒的分类系统
属(genus)、种(species)分类阶元。 国际 病 毒 分 类委 员 会 (International committee on taxonomy of
国际病毒分类系统采用目（order）、科(family)、亚科(subfamily)、
病毒的非结构蛋白数量和功能依据病毒的种类、病毒基因
组的复杂程度和病毒复制时期的不同而不同。
有的具有酶活性，参与和调控病毒的复制与转录。 有的具有抗凋亡、抗细胞因子活性及干扰抗原递呈的功能， 如口蹄疫病毒的 3ABC蛋白已经用来区分野毒感染和弱毒苗免疫。
3）病毒的脂类
病毒脂类是病毒在成熟释放过程中从宿主细胞获得，主要存在于 病毒的包膜，约占其结构成分的 20%-35%。但痘病毒脂类的含量约占 5%，而狂犬病毒脂类的含量高达50%。
RNA： 线状单链
双链
小 RNA 病毒、披膜病毒、RNA 噬菌体、烟草花叶病毒和大多植物病 毒 线状、单链、负链 弹状病毒、副粘病毒 线状、单链、分段、正链 雀麦花叶病毒（多分体病毒） 线状、单链、二倍体、正链 逆转录病毒 线状、单链、分段、负链 正粘病毒、步尼亚病毒、沙粒病毒 （步尼亚病毒和沙粒病毒有的 RNA 节段为双义） 线状、双链、分段 呼肠孤病毒、噬菌体 Φ 6，许多真菌病毒

微生物学第三章2

微生物学第三章2

溶源性（lysogeny）现象: 因温和噬菌体侵入不引起宿主细胞 裂解的现象
在大多数情况下，温和噬菌体的基因组都整合于宿主染色体中 （如λ噬菌体)，亦有少数是以质粒形成存在（如P1噬菌体）。 细胞中含有以原噬菌体状态存在的温和噬菌体基因组 的细菌称做溶源性细菌（lysogenic bacteria）
温和噬菌体的溶源性反应：
（参见P73）
在原噬菌体阶段，噬菌体的复制被抑制，宿主细胞 正常地生长繁殖，而噬菌体基因组与宿主细菌染色 溶源性细菌经自发裂解或诱发裂解，进入裂解循环 体同步复制，并随细胞分裂而传递给子代细胞。
整合于细菌染色体或以质粒形成存在的温和噬菌体 基因组称做原噬菌体（prophage）
多角体的种类
核型多角体病毒(,NPV)，核内增殖杆状病毒，数量多
质型多角体病毒(CPV)，质内增殖球状病毒，数量少
颗粒体病毒（GV)，其内只含一个杆状病毒
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
饲养昆虫 病毒感染 收集病毒
特 征 细 菌 支 原 体
0.2-0.25 光镜勉强可见 能过滤 阴性 缺 二均分裂 人工培养基 DNA 和 RNA 有 有 有 保持
立克次氏体
0.2-0.5 光学显微镜 不能过滤 阴性 与细菌相似 二均分裂 宿主细胞 DNA 和 RNA 有 进行 有 保持
衣 原 体
0.2-0.3 光镜勉强可见 能过滤 阴性 与细菌相似 二均分裂 宿主细胞 DNA 和 RNA 有 进行 无 保持
病毒感染的防治
流感病毒
接种疫苗 ）植物病毒的繁殖特点
“侵入”方式
无特殊吸附结构，以被动 方式侵入。 借昆虫刺吸式口器进入

病毒和亚病毒.pdf

病毒和亚病毒.pdf

朊粒蛋白（ PrPC ）
PrPc为20号染色体短臂上的PrP基因编码，分子量为2730kd的单体，称为“朊粒蛋白”（PrP）。 PrPC含四个α-螺旋，几乎没有β-折叠 PrPSC链上有变构，转换成四个β-折叠
PrPc
PrPSc
Prion的结构模型
朊病毒
2、朊病毒的特性
1）理化特性 （1）朊病毒蛋白： 哺乳动物细胞蛋白缩写为PrPC，变构后 变成有致病性的PrPSC （2）PrPC 和 PrPSC 氨基酸序列相同、但构象不同，PrPC 以α螺旋为主，PrPSC以β片层为主 （3）PrPC抵抗内切酶凝聚 成螺旋状纤维
4、用无性繁殖法培育无毒苗 大部分植物病毒是通
过维管传递而非种子，即使是通过维管，也可以用其未传染病 的种子，部分组织或生长点，采用组培的方法得到无毒苗。
5、种弱毒株来保护植物
类似给庄稼接种。
染病郁金香01碎色
染病郁金香02
四、昆虫病毒用于生物防治：
昆虫种类多、数量大、分布广与人类关系密切，其中大部 分对人类有害。过去人们曾采用过物理治虫、化学治虫，绝育 除虫等。也采用过生物治虫（动物治虫、以虫治虫、性激素引 诱治虫、真菌治虫和病毒治虫）等，其中病毒治虫具有致病力 强、专一性强、抗逆性强和生产简便等特点，故发展极度快， 前景诱人。 但病毒的工业化生产还有困难；病毒多在紫外线下被杀 死；杀虫效果要经10 - 20天才显露等。
类病毒的发现，是20世纪下半叶生物学上的重要事件，开 阔了病毒学的视野。它不仅为进一步研究植物类病毒，而且研 究动物或者人类等可能存在的类病毒开辟一个新的方向。对于 探索生命的起源与生命的本质等重大理论问题也具有十分重要 的意义。
二、拟病毒（又称类类病毒）
1981年Randles在鉴定缄毛烟的斑驳病毒 ( VTMoV)时，发 现VTMoV的核心的组成如下： 1）一种大分子线状 ssRNA(RNA-1) 2）有一种类似于类病毒的环状 ssRNA(RNA-2) 3）线状形式 (RNA-3) 研究表明，对RNA-1和RNA-2单独接种时，都不能感染和 复制，只有把两者结合起来才能感染。 其中的ssRNA(RNA-2)是一种类似于类病毒的新型RNA分 子。

第三章非细胞型生物


尾丝、
●噬菌体形态
二、病毒的繁殖方式 （一）噬菌体
●烈性噬菌体 感染后短时间内能连续 完成繁殖过程而使宿主细胞裂解的噬菌体。
●温和噬菌体 感染后其基因组整合到宿主的基因组上，并 随宿主基因组的复制而同步，而不引起宿主细 胞的裂解的噬菌体。
●繁殖过程（烈性噬菌体）：
1）吸附：尾丝与宿主表面特异受体结合
受染细胞？）
●温和噬菌体
溶原性（溶原现象）:温和噬菌体侵入 宿主后并不引起宿主细胞裂解的现象 称之。
溶原菌：受温和噬菌体感染的宿主称 之为溶原菌。
前噬菌体：整合在宿主基因组上的温 和噬菌体的核酸。
●溶源原因
----合成阻遏蛋白，阻遏噬菌体mRNA合成
-----关闭某些噬菌体蛋白基因(晚期蛋白） 的表达 ----整合酶的合成
-SSRNA：
RNA的碱基序列与病毒的mRNA序列 互补，需要合成+mRNA，才能合成相 应的蛋白质。
● 植 物 病 毒 的 装 配
●动物病毒与人类疾病
● 核 酸 类 型
●动物病毒的增殖 （吸附）→侵入→脱壳→增殖→释放
●一些病毒宿主的表面受体：
腺病毒
HIV
CAR蛋白
T-辅助细胞上的CD4
病毒 粒子
核衣壳 （基本 衣壳：由许多衣壳粒蛋白构成 构造 ）
核心：由DNA或RNA构成
包膜 （非基本构 造）：由类脂 和糖蛋白构成, 有的带有刺突
流感病毒刺突 血凝素蛋白：与宿主唾液酸结合 神经氨醇酶：帮助病毒进入宿主
●病毒的群体形态
1、包涵体（病毒）： 昆虫病毒在宿主细胞内聚集而成的晶体结构。
织坏死）
蚀（噬）斑测定（plaque assay）：
（病毒感染性作为病毒数目测定的依据）

第三章病毒与亚病毒

➢光镜下可见、圆形、卵圆形或不定形的蛋白质结晶。 ➢组成
多为病毒颗粒或病毒亚基； 少为细胞对感染的反应产物，无病毒粒子。
➢实践应用
病毒诊断—大小、形态、数量、组成以及位置→快速鉴别 →辅助诊断。
用于生物防治—昆虫病毒→多角体（碱性蛋白）→杀虫。
（二）、病毒的纯化 1.标准 （1）保持感染性； （2）大小、形态、密度、组成及抗原性均一。 2.方法 ➢ 盐析、等电点沉淀、凝胶层析、离子交换等； ➢ 超速离心
二、效价测定
效价：指1mL培养液或试样中病毒感染单位数 目（噬菌斑形成单位数或感染中心数）。
1.物理颗粒计数：电镜。 2.感染性测定：测噬菌斑、枯斑(须用石英砂
摩擦叶片)和蚀斑数。
上 层
2-4ml上层培养基
培 0.2ml敏感菌悬液
养 液
0.1ml噬菌体试样
噬菌斑
底层培养基
37℃，12h
双层平板法
辅助病毒：E.coli P2噬菌体
3.条件缺损病毒 条件致死突变体，在允许条件→正常增殖；非允许条 件→流产感染或死亡。
4.整合的病毒基因组 温和噬菌体和肿瘤病毒。
（1）温和噬菌体（核酸都是dsDNA ） 有游离噬菌体（游离态）、原噬菌体（整合态或质 粒形式）和营养噬菌体（营养态）三种存在形式。
（2）溶源菌 ① 特征
如倒罐液，感染者血液、分泌物等。 （2）除菌处理
采用抗生素、离心、过滤等。
2.接种与感染表现 （1）接种 考虑宿主范围、组织嗜性； 操作简单、易培养、易判断。 注： 盲传：第一次接种未出现症状，重复接种。 目的：提高效价。 盲传二代后，仍未症状→无活病毒。
（2）感染表现 噬菌斑、坏死斑（枯斑）、蚀斑（空斑）。 ①噬菌斑（plaque）

亚病毒资料

• 亚病毒病对人群健康造成威胁，如禽流感、猪瘟等 • 亚病毒病对经济发展造成影响，如养殖业、旅游业等 • 亚病毒病对社会稳定造成影响，如食品安全、疫情恐慌等
亚病毒对公共卫生的潜在影响
• 亚病毒可能引发新型疾病，如新型冠状病毒等 • 亚病毒可能变异，导致现有疫苗失效，如流感病毒等 • 亚病毒可能重组，产生新型病毒，如H1N1流感病毒等
• 亚病毒在光照条件下存活能力较弱，易被紫外线灭活 • 亚病毒在黑暗条件下存活能力较强，可以在无光环境中 长期保存
03
亚病毒的复制与宿主范围
亚病毒的复制机制及其影响因素
亚病毒的复制机制
• 亚病毒依赖辅助病毒的复制酶进行复制 • 亚病毒在宿主细胞内组装成病毒颗粒，然后释放出宿主 细胞
影响亚病毒复制的因素
亚疹减毒活病毒疫苗、脊髓灰质炎减毒活病毒疫苗等 • 使用灭活病毒作为疫苗，如乙型肝炎灭活病毒疫苗、甲型肝炎灭活病毒疫苗等 • 使用病毒蛋白作为疫苗，如乙型肝炎病毒表面抗原疫苗、人乳头瘤病毒疫苗等
05
亚病毒的防控策略与公共卫生意义
亚病毒的传播途径与防控措施
• 宿主免疫力影响亚病毒在宿主体内的传播能力 • 环境条件（如温度、湿度、光照等）影响亚病毒在宿主 体内的传播能力
04
亚病毒的致病性与疫苗研究
亚病毒的致病机制及其影响因素
亚病毒的致病机制
• 亚病毒通过感染宿主细胞，破坏宿主细胞的正常功能，引起疾病 • 亚病毒通过干扰宿主细胞的免疫应答，降低宿主的免疫力，加重疾病
DOCS SMART CREATE
亚病毒：概述、分类、传播与防治
CREATE TOGETHER
DOCS
01
亚病毒的基本概念与特性
亚病毒的定义与分类
亚病毒的分类

第三章 病毒和亚病毒-2


丝状噬菌体不杀死细胞
左：疱疹病毒 右：流感病毒
裂解量：平均每个宿主细胞裂解后产生的子代噬菌体数。
The Life Cycle of Bacteriophage T4
2、一步生长曲线（one-step growth curve）
概念：定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线称 作一步生长曲线 一步生长曲线可分为三个时期：
类病毒发现的意义
为生物学家探索生命起源提供了一个新的低层次 上的好对象； 为分子生物学家研究功能生物大分子提供了一个 绝好的材料； 为病理学家各种传染性疑难杂症带来了一个新的 视角； 为哲学家认识生命本质问题提供了一个新的革命 性的例证。
二、拟病毒（virusoids）
@ 又称类类病毒（viroid-like），可认为是一类包 裹在植物病毒粒子中的有缺陷的类病毒； @ 一般仅由裸露的RNA或DNA组成； @“寄生”于真病毒内——辅助病毒（helper virus）； @ 其复制必须依赖辅助病毒。
1、病毒的培养
实验动物 动物病毒 鸡胚
多种细胞培养
四、病毒的培养和纯化 1、病毒的培养 实验动物
（参见P166～167）
动物病毒
鸡胚
2、病毒的鉴定 可通过以下方法确证病毒的存在： 形态学观察 检查包涵体 细胞病变 检测某病毒抗原或确证特异性抗体 的存在
3、噬菌体效价的测定
效价（titre，titer） 表示每毫升试样中所含有的侵染性的 噬菌体粒子数，也即噬菌斑形成单位（pfu， plaque-formingunit）数或感染中心 （infectivecentre）数。
大分子线状ssRNA （RNA-1）
环状ssRNA 及其线性 ssRNA （RNA-2） （RNA-3）
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第三章 病毒和亚病毒
第二节
亚病毒
亚病毒：凡在核酸和蛋白质两种成分种，只含有 其中之一的分子病原体，称为亚病毒。该名词最 早是由Lwoff提出（1981年）。 有三类： 类病毒、拟病毒、朊病毒
第三章 病毒和亚病毒
一、类病毒（Viroid）
类病毒：只含有RNA一种化学组分、专性细胞内寄生的分子病原 体。 1、发现： 马铃薯纺锤形块茎病（potata spindle tuber disease, PSTD）是1922年在美国发现的，它可使马铃薯减产20~70%。 我国于1960年时在黑龙江省发现，减产极其严重。 • 1967~1971年在美国工作的瑞士学者Dimer发现，患PSTD的块 茎抽提物经超离心和凝胶电泳后，出现一条比一般病毒分子更 小的10S的区带(TMV19S）。经一系列试验后，证明它是一个 没有衣壳包裹的RNA分子，经过电镜观察，发现它是一条长 50nm的棒状dsRNA分子，他称它为STV。 • 从此，一类新的病原体—类病毒就被广泛承认并进行了深入的 研究。在1977~1988年间陆续发现的类病毒已有18种，例如番茄 散顶病、柑橘裂皮病、菊花矮化病、菊花褪绿斑驳病、黄瓜白 果病、椰子死亡病和酒花矮化病等的类病毒。
第三章 病毒和亚病毒
2、关于拟病毒的复制机制 • 拟病毒的复制是以自身侵染性RNA分子为模板，借助寄主 细胞内依赖于RNA的RNA聚合酶进复制。 • 具体过程是：先以滚环方式合成一条高分子量多拷贝的负 链RNA，再以负链为模板合成一系列的正链RNA，于是形 成了一个双链的复制中间体，然后在从复制中间体上产生 线状的ssRNA-3分子，ssRNA-3再在RNA连接酶的作用下 环化成RNA-2这种拟病毒分子。
第三章 病毒和亚病毒
现将它们的核酸拟病毒极其微小，一般仅由裸露的RNA或DNA 组成。被 拟病毒“寄生”的真病毒又称辅助病毒，拟病毒则成为它 的“卫星”病毒。 • 拟病毒它是一些必须依赖辅助病毒才能复制的小分子核酸 片段，它被包装在辅助病毒的壳体中，本身对于辅助病毒 的复制不是必需的，而且它与辅助病毒的基因组无明显的 同源性。拟病毒利用辅助病毒的复制酶进行复制，犹如病 毒利用宿主细胞的能量、原料及酶进行复制一样。故可认 为拟病毒是寄生于辅助病毒粒子中的分子寄生物。
第三章 病毒和亚病毒
二、拟病毒 （virusoids）
拟病毒又称类类病毒或病毒卫星，可认为是一类包裹在真病毒粒子 中的有缺陷的类病毒。 1.发现：1981年Randles等在绒毛烟中分离到一种直径为30nm的二十 面体病毒，称绒毛烟斑驳病毒（VTMoV）。 • 在鉴定该病毒时，发现其基因组除含一种大分子线状ssRNA(称 RNA-1)外，还含有一种类似于类病毒的环状ssRNA分子(称RNA-2) 及它的线状形式(称RNA-3)。进一步研究表明，对VTMoV的RNA1和RNA-2进行单独接种时，都不能感染和复制，只有把两者合在 一起时才可以感染和复制。因此，这种环状ssRNA分子是一种类 似于类病毒的新型RNA分子，于是Haseloff等（1982）将这种包被 于病毒衣壳内的环状RNA分子称为拟病毒。 • 至1986年，已发现的拟病毒除VTMoV外，还有苜蓿暂时性条斑病 毒(LTSV)、莨菪斑驳病毒(SNMV)和地下三叶草斑驳病毒(SCMoV)。
马铃薯纺锤形块茎类病毒(PSTV)的结构模型。
第三章 病毒和亚病毒
4、类病毒发现的意义： • 对生物学家来说，类病毒的发现为他们探索生命起源提供 了一个新的低层次上的好对象； • 对分子生物学家来说，类病毒是研究最重要生物大分子的 结构与功能的绝好材料； • 对病理学家来说，类病毒的发现,为他们揭开人类和动、 植物的各种传染性疑难杂症的病因带来了新的希望； • 对哲学家来说，类病毒的发现，为他们长期以来有关生命 本质的认识将带来革命性的影响。
第三章 病毒和亚病毒
3、拟病毒的研究至少有以下四个方面的意义： ①有助于探索核酸的结构与功能：拟病毒是一种低分子量 的侵染性核酸分子，因而易于进行细致的化学组分和结 构分析；通过拟病毒与类病毒的结构与功能的比较，对 核酸的结构与功能的比较，对核酸的结构与功能可能会 得到更深入的了解。 ②有助于探索拟病毒与辅助病毒（RNA-1）间的相互关系： 拟病毒必须依靠辅助病毒的存在才能复制，而辅助病毒 的复制却不需要拟病毒的存在。拟病毒的存在可以影响 辅助病毒的产量和改变辅助病毒在宿主上的症状及反应 的程度。
第三章 病毒和亚病毒
三、朊病毒
朊病毒（Prion, virino）又称“普列昂”或蛋白质侵染因子。 朊病毒是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无 免疫性的疏水蛋白质。 1.发现：羊瘙痒病是绵羊和山羊的一种中枢神经系统退化性 紊乱疾病，具有脱毛、皮肤瘙痒、失去平衡和后肢麻痹等 症状。其病原是经过近两个世纪的研究仍未解决的一个谜。 自从发现类病毒后，有人就联想起动物中亦有相应类病毒 存在的可能。 • 1982年，美国的S. B. Prusiner 终于发现羊瘙痒病的病原 是一种蛋白质，称为朊病毒。 • 牛海绵状脑病、人的克-雅氏病和库鲁病等。
第三章 病毒和亚病毒
2、预防噬菌体污染的措施： ①决不使用可疑菌种； ②严格保持环境卫生； ③ 决不排放或随便丢弃活菌液； ④注意通气质量 ⑤加强管道及发酵罐的灭菌 ⑥不断筛选抗性菌种，并经常轮换生产菌种 ⑦严格执行会客制度
第三章 病毒和亚病毒
3、一旦污染噬菌体，及时采取合理措施： ①尽快提取产品，如发现污染时发酵液中的代谢产物含 量已很高，应及时提取或补加营养并接种抗噬菌体菌 种后再继续发酵，以挽回损失； ②使用药物抑制，目前防治噬菌体污染的药物还很有限， 在谷氨酸发酵中，加入某些金属螯合剂可一直噬菌体 的吸附和侵入；加入1~2μg/ml金霉素、四环素或氯霉 素等抗生素或0.1%~0.2%的“吐温60”“吐温20”或聚 氧乙烯烷基醚等表面活性剂均可抑制噬菌体的增殖或 吸附； ③及时改用抗噬菌体生产菌株。
第三章 病毒和亚病毒
2.发现及其研究的意义： • 朊病毒的发现在生物学界引起震惊，因为它与目前公认的 “中心法则”即生物遗传信息流的方向是“DNA →RNA → 蛋白质”的传统观念发生抵触，因而有可能是分子生物学 的发展带来革命性的影响，同时还有可能为弄清一系列疑 难传染性疾病的病原，带来新的希望。
第三章 病毒和亚病毒
第三节
一、噬菌体与发酵工业
病毒与实践
1、当发酵液受噬菌体严重污染时会出现的现象： ①发酵周期明显延长； ②碳源消耗缓慢； ③发酵液变清，镜检时，有大量异常菌体出现； ④发酵产物的形成缓慢或根本不形成； ⑤用敏感菌作平板检查时，出现大量噬菌斑； ⑥用电子显微镜观察时，可见到有无数噬菌体粒子 存在。
5. 6. 7. 8. 9.
第三章 病毒和亚病毒
作业题：
1. 2. 3. 4. 什么是病毒？它有何特点？ 病毒粒子有哪些对称方式？并举例说明。 以E.coli T4噬菌体为例说明烈性噬菌体的侵染增值过程。 什么是一步生长曲线？简述各时期的特点并说明其特征参 数。 什么是噬菌体效价？如何测定？ 比较烈性噬菌体和温和噬菌体的区别。 什么是温和噬菌体、溶源菌？温和噬菌体存在方式有哪些？ 说明检验某菌株是否溶源菌的方法。 何谓亚病毒？有那些类型？并说明其特点。
第三章 病毒和亚病毒
③利用拟病毒这类低分子RNA来组建新的弱毒疫苗：拟病 毒与普通类病毒的差异在于它的侵染对象不是高等植物 或动物，而是小小的植物病毒。根据拟病毒的存在可影 响辅助病毒的产量和改变辅助病毒在宿主上的症状和反 应程度的原理，有可能用它来人工组建具有防病功能的 弱化疫苗。 ④对拟病毒的深入研究，也有助于进一步探索病毒的本质 和生命起源等重大生物学理论问题。
第三章 病毒和亚病毒
2、特点：可以认为，类病毒是当今所知道的最小、只含 RNA一种成分、专性细胞内寄生的分子生物。现把类病毒 的特点及其与病毒的比较列在表4-4中。
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3、结构：大量实验证明，PSTV呈棒形结构，是一个裸露的闭 合环状ssRNA分子。整个环由2个互补的半体所组成，其一含 179个核苷酸，另一含180个核苷酸，两者间有70%的碱基以 氢键方式结合，共形成122个碱基对。整个棒状结构中有27个 内环，最大的螺旋分段含有8个碱基对，最大的内环含有12个 核苷酸。
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• 研究进展： 目前，把人ß -干扰素基因插入苜蓿丫纹夜蛾核多角体 病毒蛋白基因的启动子区域后，已获得了草地夜蛾的ß 干扰素高产细胞株；利用同一种载体，还有人高水平地 表达了E.coli的 β -半乳糖苷酶；此外，利用家蚕核型多角 体病毒作载体，高效表达人α-干扰素的工作也取得了很 好的成果。我国正在构建国内特有的柞蚕多角体病毒和 棉铃虫多角体病毒的载体系。
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3.结构特点：
• 蛋白质颗粒约由250个氨基酸组成，大小仅为最小病毒的 1%。 • 朊病毒在电子显微镜下呈杆状颗粒，直径25nm，长 100~200nm，杆状颗粒不单独存在，总是呈丛状排列， 每丛大小和形状不一，多时可含100个。 4.朊病毒与真病毒的主要区别：5点参阅教材p78 5.朊病毒的致病机制：是一类不含核酸的传染性蛋白质 分子，因能引起宿主体内现成的蛋白质分子发生与其相 似的构象变化，从而使宿主致病。有关朊病毒的本质至 今还有不同的看法，只有依靠进一步改进实验手段和通 过深入的研究才有可能作出可靠的结论。
第三章 病毒和亚病毒
2、动物DNA病毒作为动物基因工程的载体 • 可作为载体的动物病毒有SV40、人的腺病毒、 牛乳头瘤病毒、痘苗病毒载体及RNA病毒等，以 SV40研究最多。
3、植物病毒作为基因遗传工程的载体 • 目前研究最多的是花椰菜花叶病毒
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4、昆虫DNA病毒作为真核生物基因工程的载体 昆虫杆状病毒的许多优点： （1）具有在细胞核内复制的cccDNA； （2）不侵染脊椎动物，故对人畜具有可靠的安全性； （3）核型多角体蛋白基因是病毒的非必要基因区，它带有很强的启 动子，可是这个基因表达产物达到宿主细胞总蛋白量的20%或虫 体干重的10%， （4）因为外源DNA的插入不会影响病毒的繁殖，却丧失了形成多角 体的能力，因此可作为重组病毒的选择标记； （5）对外源基因有很大容量，可插入长达100kb的DNA片段； （6）有强启动子作为病毒的晚期启动子，故任何外源基因产物，包 括对病毒有毒性的产物也不影响病毒的繁殖与传代；