病毒的形态与结构病毒的形态与结构一、一、 病毒的大小病毒的大小 第一节第一节 病毒的形态与大小病毒的形态与大小病毒的大小一般用病毒的大小一般用nmnm表示，各种病毒的大小表示，各种病毒的大小差别很大，最大的病毒子为差别很大，最大的病毒子为300nm(300nm(痘病毒痘病毒) )；最小的病毒为最小的病毒为20nm( 20nm( 口蹄疫病毒口蹄疫病毒) )。测量单位为纳米（测量单位为纳米（nm,nm,为为1/10001/1000 m m） 50 nm 150nm 150nm 大型病毒（最大大型病毒（最大300 nm300 nm） 1 1、电子显微镜测量法、电子显微镜测量法：可观察病毒形态结：可观察病毒形态结构，测量病毒体的大小；构，测量病毒体的大小； 2 2、超过滤法、超过滤法：使用超滤膜的滤孔，估计病：使用超滤膜的滤孔，估计病毒颗粒的大小；毒颗粒的大小； 3 3、超速离心沉淀法、超速离心沉淀法：根据病毒的沉降速度：根据病毒的沉降速度推算病毒的分子量与大小推算病毒的分子量与大小研究病毒大小的方法研究病毒大小的方法二、病毒的形态特征二、病毒的形态特征、病毒的个体形态、病毒的个体形态 病毒的个体极其微小，结构简单，但它们却病毒的个体极其微小，结构简单，但它们却是形态各异，丰富多彩。是形态各异，丰富多彩。1 1、光学显微镜：、光学显微镜：仅用于大病毒颗粒（如痘类病毒）和病毒包涵体的检仅用于大病毒颗粒（如痘类病毒）和病毒包涵体的检查。查。 2 2、电子显微镜检查法：、电子显微镜检查法：（1 1）电镜直接检查法）电镜直接检查法 某些病毒感染的早期，临床标本中就可出现病毒颗粒。标本经粗提浓缩某些病毒感染的早期，临床标本中就可出现病毒颗粒。标本经粗提浓缩后用后用磷钨酸盐负染磷钨酸盐负染，电镜下直接观察，可发现病毒颗粒，获得诊断。，电镜下直接观察，可发现病毒颗粒，获得诊断。（2 2）免疫电镜检查法）免疫电镜检查法 将病毒标本制成悬液，加入将病毒标本制成悬液，加入特异性抗体、混匀，使标本中的病毒颗粒凝特异性抗体、混匀，使标本中的病毒颗粒凝集成团集成团，再用电镜观察，可提高病毒的检测率。本法比电镜直接检查法，再用电镜观察，可提高病毒的检测率。本法比电镜直接检查法更特异，更敏感。更特异，更敏感。 3 3、X X线晶体衍射法线晶体衍射法根据根据X X线衍射图谱，用数学方式处理来研究病毒线衍射图谱，用数学方式处理来研究病毒结构亚单位和分子结构结构亚单位和分子结构等。但标本必须为结晶，可用于无包膜病毒的研究。等。但标本必须为结晶，可用于无包膜病毒的研究。 病毒形态的研究方法病毒形态的研究方法 1 1球形球形 (Sphericity)(Sphericity) 大多数人类和动物病毒为球大多数人类和动物病毒为球形，如脊髓灰质炎病毒、疱疹病毒及腺病毒等。形，如脊髓灰质炎病毒、疱疹病毒及腺病毒等。2 2丝形丝形 (Filament)(Filament) 多见于植物病毒，如烟草花叶多见于植物病毒，如烟草花叶病病毒等。人类某些病毒（如流感病毒）有时也病病毒等。人类某些病毒（如流感病毒）有时也可形成丝形。可形成丝形。3 3弹形弹形(Bullet-shape)(Bullet-shape)形似子弹头，如狂犬病病毒形似子弹头，如狂犬病病毒等，其他多为植物病毒。等，其他多为植物病毒。4 4砖形砖形 (Brick-shape)(Brick-shape)如痘病毒（无花病毒、牛痘如痘病毒（无花病毒、牛痘苗病毒等）。其实大多数呈卵圆形或苗病毒等）。其实大多数呈卵圆形或“菠萝形菠萝形”。5 5蝌蚪形蝌蚪形(Tadpole-shape)(Tadpole-shape)由一卵圆形的头及一条由一卵圆形的头及一条细长的尾组成，如噬菌体。细长的尾组成，如噬菌体。鸡痘病毒鸡痘病毒不同形态的病毒颗粒。不同形态的病毒颗粒。A, B, C. A, B, C. 球状球状（分别为疱疹病毒，昆虫多角体病毒和流感病毒分别为疱疹病毒，昆虫多角体病毒和流感病毒；D. D. 杆状杆状（烟草花叶病毒）（烟草花叶病毒）；E. E. 噬菌体噬菌体（T4T4噬菌体）噬菌体）；F, G. F, G. 多多面体面体（分别为腺病毒和脊髓灰质炎病毒）（分别为腺病毒和脊髓灰质炎病毒）、 病毒的群体形态病毒的群体形态v病毒感染宿主细胞后，可形成由大量病毒粒病毒感染宿主细胞后，可形成由大量病毒粒子和蛋白质构成的病毒群体：子和蛋白质构成的病毒群体：包涵体、噬菌包涵体、噬菌斑、空斑、病斑斑、空斑、病斑和和枯斑。枯斑。第二节第二节 病毒的组成和功能病毒的组成和功能 病毒体病毒体(virion):(virion): 一个成熟有感染性一个成熟有感染性的病毒颗粒称的病毒颗粒称“病毒体病毒体”，又称病毒又称病毒粒、病毒颗粒、病毒粒子粒、病毒颗粒、病毒粒子。一、病毒的化学组成核心位于病毒体的中心，由一种类型的核酸构成，核心位于病毒体的中心，由一种类型的核酸构成，含含DNADNA的称为的称为DNADNA病毒。含病毒。含RNARNA的称为的称为RNARNA病毒。病毒。二、病毒核酸及其功能二、病毒核酸及其功能1.1.病毒的核酸病毒的核酸v一种病毒只含有一种核酸（一种病毒只含有一种核酸（DNADNA或或RNARNA）。）。v 植物病毒植物病毒绝大多数含绝大多数含RNA;RNA;少数含少数含DNADNA ；v 动物病毒动物病毒一部分含一部分含DNADNA，一部分含，一部分含RNARNA；v 细菌病毒细菌病毒普遍含普遍含DNADNA，含，含RNARNA的极少。的极少。 病毒的病毒的DNADNA与与RNARNA均有单链和双链，均有单链和双链，DNADNA病毒核病毒核酸多为双股（除酸多为双股（除微小病毒微小病毒外），外），RNARNA病毒核酸多为病毒核酸多为单股（除单股（除呼肠孤病毒呼肠孤病毒外）外）病毒的核酸类型多样化：病毒的核酸类型多样化：病毒的核酸大小2、核酸的功能、核酸的功能控制病毒的遗传和变异控制病毒的遗传和变异 核酸蕴藏着病毒遗传信息，若用酚或其他核酸蕴藏着病毒遗传信息，若用酚或其他蛋白酶降解剂去除病毒的蛋白质衣壳，提取蛋白酶降解剂去除病毒的蛋白质衣壳，提取核核酸并转染或导入宿主细胞，可产生与亲代病毒酸并转染或导入宿主细胞，可产生与亲代病毒生物学性质一致的子代病毒生物学性质一致的子代病毒。 控制病毒增殖控制病毒增殖 编码病毒结构蛋白和功能蛋白编码病毒结构蛋白和功能蛋白大型病毒的核酸分子量相对大，能编码病毒的全部大型病毒的核酸分子量相对大，能编码病毒的全部大型病毒的核酸分子量相对大，能编码病毒的全部大型病毒的核酸分子量相对大，能编码病毒的全部结构蛋白和病毒复制所需的许多酶结构蛋白和病毒复制所需的许多酶结构蛋白和病毒复制所需的许多酶结构蛋白和病毒复制所需的许多酶小病毒的核酸分子小，可能不编码这些酶，因此复小病毒的核酸分子小，可能不编码这些酶，因此复小病毒的核酸分子小，可能不编码这些酶，因此复小病毒的核酸分子小，可能不编码这些酶，因此复制时要宿主细胞提供制时要宿主细胞提供制时要宿主细胞提供制时要宿主细胞提供具有感染性具有感染性 将提纯的病毒核酸（如将提纯的病毒核酸（如肠道病毒肠道病毒RNARNA）如加至活细胞）如加至活细胞可以启动病毒复制从而感染细胞。从感染细胞中可以可以启动病毒复制从而感染细胞。从感染细胞中可以获得子代完整病毒颗粒。获得子代完整病毒颗粒。逆转录性逆转录性 一些病毒颗粒中含一些病毒颗粒中含逆转录酶逆转录酶，可以将病毒，可以将病毒RNARNA逆转成逆转成DNADNA，这些病毒的核酸（，这些病毒的核酸（RNARNA）不具有感染性，因为它）不具有感染性，因为它们不能在宿主细胞内获得逆转录酶以支持其们不能在宿主细胞内获得逆转录酶以支持其RNARNA逆转逆转录，并进而生成录，并进而生成mRNAmRNA。 三、病毒蛋白质及其功能三、病毒蛋白质及其功能1、病毒蛋白质、病毒蛋白质结构蛋白结构蛋白(structural protein)非结构蛋白非结构蛋白(non-structural protein)构成一个完整的、构成一个完整的、形态成熟的病毒颗形态成熟的病毒颗粒所必需的蛋白质。粒所必需的蛋白质。包括包括粒壳蛋白、包粒壳蛋白、包膜蛋白膜蛋白等等。由病毒基因组所编码由病毒基因组所编码的的, ,但并不结合于病毒但并不结合于病毒颗粒中的蛋白质颗粒中的蛋白质, ,如如复复制酶和装配酶制酶和装配酶等等（1 1）形成保护性的外壳；）形成保护性的外壳；（2 2）与病毒的构型和抗原性有关；）与病毒的构型和抗原性有关；（3 3）入侵细胞；）入侵细胞；（4 4）参与核酸的转录、调控、加工和复制过程；）参与核酸的转录、调控、加工和复制过程；（5 5）特殊功能的病毒蛋白如：血凝素，能凝集某）特殊功能的病毒蛋白如：血凝素，能凝集某些动物的红细胞，称为红细胞凝集作用。些动物的红细胞，称为红细胞凝集作用。2、病毒蛋白质的功能、病毒蛋白质的功能：四、病毒脂质及其功能四、病毒脂质及其功能许多病毒的包膜内存在有脂类化合物，如磷脂、脂许多病毒的包膜内存在有脂类化合物，如磷脂、脂肪酸、甘油三酸脂和胆固醇等。这些脂类几乎都是肪酸、甘油三酸脂和胆固醇等。这些脂类几乎都是由病毒粒子在细胞内成熟，在细胞膜处释放，直接由病毒粒子在细胞内成熟，在细胞膜处释放，直接从从寄主细胞膜寄主细胞膜上得到。上得到。病毒脂类的存在与病毒的病毒脂类的存在与病毒的吸附和侵入吸附和侵入有关。有关。五、病毒糖类及其他成分五、病毒糖类及其他成分除病毒的核酸中所含戊糖外，有的病毒还含有少量的除病毒的核酸中所含戊糖外，有的病毒还含有少量的碳水化合物，为碳水化合物，为核糖或脱氧核糖和磷酸组成的核酸骨核糖或脱氧核糖和磷酸组成的核酸骨架架。有包膜病毒中碳水化合物以寡糖侧链的形式与蛋。有包膜病毒中碳水化合物以寡糖侧链的形式与蛋白质结合形成包膜糖蛋白白质结合形成包膜糖蛋白。在某些动物、植物病毒中存在多胺类有机阳离子，包在某些动物、植物病毒中存在多胺类有机阳离子，包括丁二胺、亚精胺、精胺等，它们大都结合于病毒核括丁二胺、亚精胺、精胺等，它们大都结合于病毒核酸，对核酸的构型有一定影响。在某些病毒的病毒体酸，对核酸的构型有一定影响。在某些病毒的病毒体中，还发现有其它的小分子量组分，如中，还发现有其它的小分子量组分，如ATPATP，对噬菌体，对噬菌体尾鞘收缩提供能量尾鞘收缩提供能量。 刚才的发言，如刚才的发言，如有不当之处请多指有不当之处请多指正。谢谢大家！正。谢谢大家！27