第四章 病毒基因组

第四章病毒名词解释：毒粒：病毒的细胞外颗粒形式，也是病毒的感染形式卫星病毒：是寄生于与之无关的辅助病毒的基因产物的病毒。

朊病毒：又称“普利昂”或蛋白侵染子，是一类不含核酸和传染性蛋白质分子，因能引起宿主体内现成的同类蛋白质分子发生与其相似的构象变化，从而使宿主致病。

类病毒：一类只含RNA一种成分，专性寄生在活细胞内德分子病原体。

噬菌斑：噬菌斑在菌苔上形成的“负菌落”。

枯斑：植物病毒在植物叶片上形成的枯斑。

空斑：由动物病毒在宿主单层细胞培养物上形成的。

病毒的感染单位：能够引起宿主或细胞一定特异性反应的病毒最小剂量。

病毒的效价：表示每毫升式样中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数，又称噬菌斑形成单位数。

半数效应剂量：以实验单元群体中的半数个体出现某一感染反应的病毒剂量来确定病毒样品的效价。

血凝抑制实验：根据特异性的病毒抗体与病毒表面有血凝活性的蛋白质结合，可抑制病毒血细胞凝集反应的实验。

中和抗体：能抑制相应抗原的生物学活性的特异性抗体。

包膜：有些复杂的病毒，其核衣壳外还被一层蛋白质或糖蛋白的类脂双层膜覆盖着，这些膜就是包膜。

一步生长曲线：定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线。

增值性感染：这类感染发生在病毒能在其体内完成复制循环的允许细胞内，并以有感染性子代产生为代表。

非增殖性感染：这类感染由于病毒或是细胞的原因，致使病毒的复制在病毒进入敏感细胞后的某一阶段受阻，结果导致病毒感染的不完全循环。

流产感染：是一类普遍发生的非增殖性感染，有①依赖于细胞的流产感染：病毒感染的细胞是病毒在其内不能复制的非允许细胞②依赖于病毒的流产感染：由基因组不完整的缺损病毒引起的。

限制性感染：因细胞的瞬时允许性产生的，其结果或是病毒持续存在于受染细胞内不能复制，直到细胞成为允许细胞，病毒才能繁殖，或是一个细胞群体中仅有少数细胞产生病毒子代。

潜伏感染：是受染细胞内有病毒基因组持续存在，但无感染性病毒颗粒产生，而且受染细胞不会被破坏。

病毒基因组的结构和生物学特点病毒是一类由蛋白质壳和核酸组成的微生物，它的寄生生活方式是寄生在细胞内，寄生对象包括细菌、病毒和真核生物中的细胞。

病毒作为一类常见的人类病原体，与许多传染性疾病、癌症等疾病存在着密切的联系。

病毒基因组的结构和生物学特点是未来研究病毒学领域的重要热点，在此我们简单介绍其相关内容。

一、病毒基因组结构病毒基因组的结构复杂多样，一般分为DNA和RNA两种类型。

病毒基因组大小和结构也不同，一般来说，DNA病毒的基因组大小在几千到几十万碱基对，而RNA病毒的基因组大小通常为几千到几万碱基对。

病毒基因组的结构也可分为一条或多条分子，长度可为数千碱基对至300,000碱基对。

此外，病毒基因组还可能为环形、线性或分散型，或以某种方式整合到宿主染色体中。

二、病毒基因组的生物学特点病毒基因组的生物学特点是研究病毒学的前提，其主要特点如下：1. 编码的蛋白质数量有限病毒基因组的大小有限，病毒编码的蛋白质数量也相对较少。

一般来说，一个细菌或一个真核细胞可以编码数百个蛋白，而大多数病毒只编码几个到数十个蛋白。

2. 基因重叠为减少基因数量，一些病毒的基因可能会存在重叠现象。

即一个基因在转录和翻译过程中可以编码两个或多个不同的蛋白，这种方案可以有效压缩病毒基因组，提高了复制效率，但同时也增加了基因识别和解析的难度。

3. 病毒的寄生繁殖病毒需要寄生在细胞内才能完成复制。

先通过病毒抗原与宿主细胞表面的受体结合，然后病毒核酸或整个病毒进入宿主细胞内，利用宿主细胞的生物合成机制合成自己的蛋白和核酸，最终释放出新的病毒颗粒。

4. 病毒的变异和临床表现的多样性病毒的基因组在复制时容易出现变异，从而导致病毒之间的巨大差异，其临床表现具有多样性。

如同一类型的病毒，在不同的宿主内感染后，会表现出不同的临床特点，这也是病毒致病机理的难点。

5. 对于病毒的反应较少目前还没有对所有类型的病毒都能掌握有效的治疗或预防手段。

病毒的长期寄生、变异、繁殖和存在于宿主内的多种方式，使得病毒致病机制异常复杂，因此对病毒感染的治疗和预防也相应变得越发困难。

非细胞生物：分为病毒和亚病毒两大类。

其中亚病毒又分类病毒、拟病毒/卫星与朊病毒；拟病毒又细分为卫星病毒和卫星核酸；朊病毒分颈椎动物与真菌朊病毒。

一、病毒（virus）/病毒粒子/病毒颗粒1、定义：指一类比较原始的、有生命特征的、能够自我复制和严格细胞内寄生的非细胞生物。

2、特点：①不具细胞结构；②只含一种类型的核酸作为遗传信息载体（DNA 或RNA）；③以复制方式繁殖，不能在无生命的培养基中增殖；④缺乏完整的酶系统和能量合成系统，不含有功能性核糖体或其他细胞器；⑤严格的细胞内寄生；⑤对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感。

3、宿主范围：病毒具有宿主专一性，病毒识别蛋白/反受体（VAP）是一种毒粒表面的结构蛋白分子，可以特异性识别宿主细胞受体并与之结合。

由此病毒可分为噬菌体、植物病毒、动物病毒。

4、形态结构：（个体微小，单位常以nm表示）1）病毒粒的基本成分是核酸和蛋白质。

核酸位于它的中心，称为核心或基因组, 蛋白质包围在核心周围，形成衣壳。

衣壳是由许多壳粒所构成。

核心和衣壳合称核衣壳①衣壳/蛋白质外壳/壳体：指由蛋白质亚基或颗粒排列形成的有规则的壳样结构，是病毒粒的主要支架结构和抗原成分，有保护核酸等作用。

②壳粒：由一种或几种病毒蛋白形成的寡聚体，通常为5聚体或6聚体。

③核衣壳/核壳体：指衣壳与病毒核酸结合而成的复合物，无包膜病毒的核衣壳就是病毒体④包膜：指围绕核衣壳的双层脂质膜，由脂类、蛋白质和寡聚糖组成。

有的包膜上还长有刺突等附属物。

包膜的有无及其性质与该病毒的宿主专一性和侵入等功能有关。

2）壳体结构：①螺旋对称壳体（如烟草花叶病毒TMV、狂犬病毒）；②二十面体对称壳体（如腺病毒、脊髓灰质炎病毒）；③复合对称壳体（如痘病毒、大肠杆菌T偶数噬菌体）5、化学组成：主要是核酸和蛋白质，包膜蛋白和某些裸露蛋白还有类脂和糖类等1）核酸：病毒核酸有四种存在类型：双链DNA（dsDNA）、单链DNA（ssDNA）、双链RNA（dsRNA）、单链RNA（ssRNA）；除dsRNA外其他均有环形和线性之分，单链还有正链和负链的极性之分2）蛋白质：包括结构蛋白（衣壳蛋白、包膜蛋白）和非结构蛋白（病毒基因组编码，在复制表达调控中有一定功能，但不结合与病毒颗粒中的蛋白质）✦毒粒酶：参与病毒感染复制的酶，分为①参与病毒侵入、释放等过程（如T4的溶菌酶）；②参与病毒大分子合成（如逆转录病毒的逆转录酶）3）脂类：主要存在于包膜，以磷脂和胆固醇为主4）糖类：核糖/脱氧核糖、糖蛋白、糖脂等二、典型病毒:病毒主要分为三类：噬菌体、动物病毒、植物病毒●噬菌体：是原核微生物的病毒，包括噬细菌体、噬放线菌体、噬蓝细菌体。

病毒的基因组学与传播机制病毒是一种非细胞体的微生物，在人类生活中起着极为重要的作用，虽然它们不像细菌那样可以自我复制，但病毒在感染宿主后会选择宿主的细胞来实现复制。

病毒的基因组学和传播机制一直是人类研究的热点，它们的基因组结构、复制机制、生命周期和传播方式等都是受到广泛关注的领域。

一、病毒的基因组学病毒的基因组主要由核酸组成，有单链DNA、双链DNA、单链RNA以及双链RNA等四种类型，其中双链DNA是最少见的类型。

在基因组结构方面，病毒DNA由几十到几千个基因组成，而病毒RNA则少于几十个基因。

病毒的基因组中含有功能区，如起始序列、终止序列、编码区、调节区等，编码区则是病毒基因组中最重要的部分。

通过对病毒基因组的分析，科学家们可以进一步了解它们的复制过程和细胞内的生命周期。

了解病毒基因组结构也有助于开发新的技术手段，研发新药物和疫苗以帮助人类应对各种病毒感染。

二、病毒的传播机制病毒的传播与它们的基因组结构和复制方式有密切关系，不同的病毒有不同的传播方式。

以下是几种常见的病毒传播方式。

1. 空气传播空气传播途径是病毒最主要的传播方式之一。

许多病毒可以通过飞沫、气溶胶等方式传播，如流感病毒、新型冠状病毒等。

2. 接触传播接触传播是指病毒通过人与物体之间的接触来传播。

比如感冒病毒通过被污染的物品或人接触向其他人传播。

3. 水生生物传播一些水中生物也可能作为病毒的载体，通过水的污染将病毒传到其他生物体内。

如诺如病毒、流行性脑炎病毒等。

4. 虫媒介传播一些虫子有可能成为病毒的携带者，将病毒传递给宿主。

比如蚊子可以将登革热、疟疾等病毒传播给人类。

总之，病毒传播的途径有很多，对于不同的病毒，我们需要采取不同的预防措施，从而减少病毒传播的范围和危害。

三、病毒的防控手段为了保护人类健康，我们需要采取各种措施来防止病毒的传播。

1. 定期消毒对于常接触到的物品表面，如门把手、电梯按钮等，应该定期清洁和消毒，这可以减少受到病毒威胁的概率。

病毒基因组结构与进化病毒是一种非细胞生物，其一般由蛋白质外壳和内含遗传物质的核酸组成。

病毒和细菌、真菌等其他微生物不同，它没有细胞质、细胞核和其他细胞器，它的生命活动完全依赖于寄主细胞。

病毒通过寄主细胞，感染、复制等过程，对宿主机组织产生不同程度的破坏和病理反应。

本文将介绍病毒的基因组结构和进化。

病毒的基因组结构病毒的基因组结构主要由以下四个方面组成：1. 核酸类型病毒的基因组主要有两种类型：DNA和RNA。

DNA病毒基因组含有双链或单链，按照方向不同可分为正链和反链。

正链DNA病毒在染色体中扮演着类似于细胞基因的角色；而反链DNA病毒则需要先通过反转录酶从反链DNA合成正链RNA，才能产生病毒蛋白质。

RNA病毒基因组可分为正链、反链、单链、双链四种，其中正链RNA病毒在寄主细胞中起到了类似于RNA聚合酶的角色，其基因组需要在寄主细胞中进行自我复制和转录；反链RNA病毒和单链RNA病毒典型例子是流感病毒和寨卡病毒，它们需要先通过RNA聚合酶合成正链RNA才能转录和复制；而双链RNA病毒则需要通过自身的RNA聚合酶进行转录、复制和翻译。

2. 基因组大小病毒基因组大小范围很广，从4000个碱基对到250,000个碱基对不等。

例如艾滋病毒有约10,000个碱基对。

3. 基因组结构病毒基因组结构分为线性、环形和分段式三种。

线性基因组例子为乙肝病毒和单纯疱疹病毒，而环形基因组例子有乙型脑炎病毒和慢病毒。

4. 基因组复制模式病毒基因组复制模式分为两种：单模式和复模式。

单模式就是病毒只有一种模式进行复制。

例如：反转录病毒就是一种典型的单模式病毒。

复模式是指病毒需要由不同的基因组进行复制。

例如：埃博拉病毒在感染细胞时不仅需要整个病毒复制、转录，还需要复制RNA互补链。

病毒的进化病毒的进化机制独特复杂。

病毒的进化大致可以分为四个方面：基因突变、基因重组、基因重读和基因表达。

1. 基因突变基因突变是病毒最主要的进化方式之一。