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2024.03.08湖北
④既无产能酶系,也无蛋白质和核酸合成酶系,只能利用宿主活细胞内现成代谢系统合成自身的核酸和蛋白质成分。
⑥在离体条件下,能以无生命的生物大分子状态存在,并长期保持其侵染活力。
简单理解
病毒的分类:
病毒的形态
病毒粒的对称体制:
病毒的大小
多数病毒直径在100nm(20~200nm),较大的病毒直径为300-450纳米(nm),较小的病毒直径仅为18-22纳米
病毒的组成
病毒的复制过程叫做复制周期。其大致可分为连续的五个阶段:吸附、侵入、增殖、成熟(装配)、裂解(释放)。
病毒的结构
1.病毒的基本结构
2.病毒的辅助结构
病毒出现假说:
大生物(此处大生物意思是具有细胞结构的生物,区别于病毒的非细胞结构生物)由于细胞脱落和破裂,导致游离的蛋白质和DNA、RNA的出现,在某种情况下,这些蛋白质由于化学作用形成了一个内部可容纳小分子的结构,里面裹着DNA或者RNA,甚至单独的蛋白质和单独的DNA、RNA游离。
2.生命起源说:
病毒是最原始的生命体,早在没有细胞之前就有病毒存在,那时的病毒还只限于蛋白质和核酸,没有表现出病毒的寄生特征,当细胞体生物出现之后,个别这种蛋白质和核酸或他们的复合体表现出寄生性。
病毒性质的两重性;
一、病毒生命形式的两重性
1.病毒存在的两重性病毒的生命活动很特殊,对细胞有绝对的依存性。其存在形式有二:一是细胞外形式,一是细胞内形式。存在于细胞外环境时,则不显复制活性,但保持感染活性,是病毒体或病毒颗粒形式。进入细胞内则解体释放出核酸分子(DNA或RNA),借细胞内环境的条件以独特的生命活动体系进行复制,是为核酸分子形式。
⒉病毒的结晶性与非结晶性病毒可提纯为结晶体。我们知道结晶体是一个化学概念,是很多无机化合物存在的一种形式,我们可以认为某些病毒有化学结晶型和生命活动型的两种形式。
3.杂种病毒和纯种病毒两种病毒混合感染时,除了出现假型病毒外,还有可能出现病毒核酸重组的情况,即一种病毒颗粒之中,可含有两种病毒的遗传物质,此可称为杂种病毒,这是病毒学中一个相当常见的现象。
三、病毒病理学的两重性
1.病毒的致病性和非致病性关于致病性和非致病性问题,是同宿主细胞相对而言的,在分子水平、细胞水平和机体水平,可能有不同的含义。在细胞水平有细胞病变作用,但在机体水平可能并不显示临床症状,此可称为亚临床感染或不显感染。
2.病毒感染的急性和慢性病毒感染所致的临床症状有急、慢之分,有的病毒一般只表现急性感染而很少表现慢性感染;有的则既有急性过程,也有慢性过程。
Cafeteriaroenbergensis病毒
研究人员推测,与较小的病毒相比,例如艾滋病病毒(HⅣ)或疱疹病毒,这种病毒--能够感染Cafeteriaroenbergensis,后者是一种猎食性的单细胞有机体,能够捕食海洋中的细菌和其他病毒--在其蛋白质的合成过程中扮演了一个更加积极的角色。研究人员指出,这种病毒拥有大量基因,这些基因通常被活细胞用于修复它们的DNA损伤以及合成蛋白质和糖。它还拥有编码病毒复制需要但是必须从宿主生物那里获取的一些蛋白质的基因。
科学家一般不会把病毒划归为活的生物体,这是因为病毒无法独立复制,但是像这样的巨大病毒--具有它们自己的蛋白质合成机制以及其他通常在活体细胞中才能够完成的功能--模糊了什么是活的有机体,以及什么是非生命之间的界限。唯一已知的较大病毒能够感染一种淡水变形虫,且被认为是一个近亲。
流行性乙型脑炎病毒,登革病毒,出血热病毒,汉坦病毒,埃博拉病毒
狂犬病病毒,人类免疫缺陷病毒,人类嗜T细胞病毒
单纯疱疹病毒,水痘-带状疱疹病毒,巨细胞病毒,EBV
六,其他病毒
人类乳头瘤病毒,轮状病毒,冠状病毒,风疹病毒
神奇的病毒"诞生"了!
由于病毒的结构和组分简单,有些病毒又易于培养和定量,因此从20世纪40年代后,病毒始终是分子生物学研究的重要材料。
在实践方面,病毒的研究对防治人类、植物和动物的疾病作出了重要贡献。如病毒疫苗的发展,利用昆虫病毒作为杀虫剂等。1982年将资料齐全而能分类的病毒划分为7大群:(双链)dsDNA,有包膜;(双链)dsDNA,无包膜;(单链)ssDNA,无包膜;(双链)dsRNA,有包膜;(双链)dsRNA,无包膜;(单链)ssRNA,有包膜;(单链)ssRNA,无包膜。
病毒感染使用抗生素无效,不推荐感染时使用抗生素。干扰素作为处方药,不得随意购买和使用,遵照医嘱使用。
噬菌体的培养和检测方法最为简单。将噬菌体接种到易感细菌的肉汤培养物中,经18~24小时后,混浊的培养物重新透明,此时细菌被裂解,大量噬菌体被释放到肉汤中,再经除菌过滤,即为粗制噬菌体。为了测定其中噬菌体的数量,将粗制噬菌体稀释到每一接种量含100个左右,与过量的细菌混合,然后铺种于琼脂平皿上,在温箱中培养过夜,细菌繁殖成乳白色衬底,被噬菌体裂解的区域则在此衬底上表现为圆形的透明斑,称为噬斑。噬斑数代表该接种量中有活力的噬菌体数量。如果挑出单个噬斑来培养,就能获得由单个噬菌体所繁殖的后代,达到分离纯化的目的。
应用电子显微镜不但能看清病毒粒的大小、形态,还可以分辨其表面的蛋白亚单位和内部的核壳等超微结构。DNA
大小与形态
③糖除核酸中的戊糖外,病毒包膜还含有与蛋白或脂质结合的多糖。
烟草花叶病毒、流感病毒和枯草杆菌噬菌体的电子显微镜照片和结构模式图(见植物病毒、正粘病毒科和细菌病毒)。
复制
吸附与进入
T4噬菌体先以其尾丝与大肠杆菌表面受体结合,随后尾鞘收缩,裸露出的尾轴穿入细菌外壁,把头部内储存的DNA注射到细菌体内。动物病毒也是先与细胞受体结合,以后或是靠细胞的吞噬作用进入,或是病毒包膜与细胞质膜融合后使核壳进入。植物病毒则是通过伤口侵入或通过媒介昆虫直接注入。一般情况下,病毒均须经脱壳,即脱去外被的蛋白质释放核酸,才能进行下一步复制。
基因表达
将其核酸上的遗传信息转录成信使核糖核酸(mRNA),然后再翻译成蛋白质。一般在核酸复制以前的称早期基因表达,所产生的早期蛋白质,有的是核酸复制所需的酶,有的能抑制细胞核酸和蛋白质的合成;在核酸复制开始以后的称晚期基因表达,所产生的晚期蛋白质主要是构成毒粒的结构蛋白质。早期和晚期蛋白质中都包括一些对病毒复制起调控作用的蛋白质。
转录
翻译
核酸复制
装配与释放
病毒核酸和结构蛋白是分别复制的,然后装配成完整的病毒粒。最简单的装配方式(如烟草花叶病毒)是核酸与衣壳蛋白相互识别,由衣壳亚单位按一定方式围绕RNA聚集而成,不借助酶,也无需能量再生体系。许多二十面体病毒粒先聚集其衣壳,然后再装入核酸。有包膜的病毒,在细胞内形成核完后转移至被病毒修饰了的细胞核膜或质膜下面,以芽生方式释放病毒粒。T4噬菌体则先分别装配头部、尾部和尾丝,最后组合成完整病毒粒,裂解细菌而释放,其中有些步骤需酶的作用。
细胞水平上的感染类型和宿主反应
宿主细胞对病毒感染的反应有4种:无明显反应、细胞死亡、细胞增生后死亡和细胞转化。例如,副粘病毒SV5在细胞培养中产生大量病毒而不引起明显反应。多数病毒感染敏感细胞时,由于抑制了细胞核酸和蛋白质合成而引起细胞死亡。痘病毒感染时,先刺激细胞多次分裂然后死亡,造成痘疱病灶。DNA病毒和RNA肿瘤病毒则引起细胞转化。
有些动物病毒于感染宿主细胞后,在胞核或细胞质内形成具有特殊染色特性的内含物,称为包涵体,如痘病毒的细胞质内包涵体和疱疹病毒的胞核内包涵体。这些包涵体有的是由未成熟或成熟的病毒粒构成,有的是宿主细胞的反应产物,有的是两者的混合物。有些昆虫病毒的病毒粒包埋在蛋白基质中,形成包涵体如核型多角体病毒。
机体水平上的感染类型和宿主反应
高等动、植物感染病毒后,可表现为显性感染和持续感染,动物病毒还可表现为隐性感染。隐性感染无临床症状,显性感染表现为临床疾病;在持续感染中,病毒在机体内长期存在。动物病毒的持续感染又分为潜伏感染、慢性感染和长程感染3类。潜伏感染如疱疹,平常无症状也查不到病毒,但由于内外因素的刺激而复发时出现病毒;慢性感染如乙型肝炎,有或无症状,但可查到病毒;长程感染限于少数病毒,如绵羊的Maedi-visna(一种反录病毒感染)可查到病毒;潜伏期和病程都很长,进行性发病直至死亡。
比如:EV71肠道病毒
患儿感染肠道病毒EV71后,多以发热起病,一般为38℃左右,发热同时在口腔、手足、臀部出现皮疹,或出现口腔粘膜疱疹。
部分病人早期有咳嗽等感冒样表现。发热1~2天后开始出现皮疹,通常出现在手掌和足底,也可以出现在臀部。有的患儿不发热,只表现为手、足、臀部皮疹或疱疹性咽峡炎,病情较轻。大多数患儿在一周以内体温下降、皮疹消退,病情恢复。
中国疾病预防控制中心专家介绍说,如果发现孩子发烧、有皮疹等症状,尽快到正规医院就诊。孩子患病后应暂停去幼儿园和学校,避免传染给他人,防止再感染其他疾病。
致瘤作用
病毒感染常发生在感冒等上呼吸道感染后,病毒颗粒可由血循环直接进入内耳血循环中,引起耳蜗毛细胞、神经节细胞及微血管等结构的破坏。病毒亦可经圆窗侵入内耳,引起迷路炎等病损,引起耳聋。
起源
分类
病毒分类命名的工作现由国际病毒分类委员会负责,已于1971.1976.1979和1982年发表过4次报告。
1982年将资料较齐全而能分类的病毒划分为7大群,分群的根据是基因组的核酸种类(DNA或RNA)、类型(ds或ss)和有无包膜。
7大群中包括59个科组:
dsDNA,有包膜4科
dsDNA,无包膜8科,1组
ssDNA,无包膜3科,1组
dsRNA,有包膜1科
dsRNA,无包膜1科,4个可能科
ssRNA,有包膜8科,1组
ssRNA,无包膜4科,22组,1个可能组
如按宿主分类,则为:
细菌病毒10科
真菌病毒3个可能科
植物病毒24组,1个可能组
无脊椎动物病毒2科,1组
脊椎动物病毒9科
无脊椎、脊椎动物和植物共有的病毒有2科,即呼肠孤病毒科和弹状病毒科。
病毒分类还处于初期阶段,以后还会迅速发展和演变。对资料较齐全的动物病毒和噬菌体都已立为科,科名采用拉丁文;而植物病毒则只立组,组名多采用缩拼法,即将某科的典型代表病毒的普通名称如Tobaccomo-saicvirus缩拼为Tobamo-virus。科下分亚科及属,属下即为各个病毒的普通名称,目前尚未分种。
生物病毒的好处
1.噬菌体可以作为防治某些疾病的特效药,例如烧伤病人在患处涂抹绿脓杆菌噬菌体稀释液
4.在专一的细菌培养基中添加的病毒可以除杂
5.病毒可以作为精确制导药物的载体
6.病毒可以作为特效杀虫剂
7.病毒还在生物圈的物质循环和能量交流中起到关键作用.
8.病毒还可以用来治疗疾病,比如癌症
病毒疫苗对人类有防病毒有好处--促进了人类的进化,人类的很多基因都是从病毒中得到的。
病毒是一种非细胞生命形态,它由一个核酸长链和蛋白质外壳构成,病毒没有自己的代谢机构,没有酶系统。因此病毒离开了宿主细胞,就成了没有任何生命活动、也不能独立自我繁殖的化学物质。一旦进入宿主细胞后,它就可以利用细胞中的物质和能量以及复制、转录和转译的能力,按照它自己的核酸所包含的遗传信息产生和它一样的新一代病毒。
病毒基因同其他生物的基因一样,也可以发生突变和重组,因此也是可以演化的。因为病毒没有独立的代谢机构,不能独立的繁殖,因此被认为是一种不完整的生命形态。科学家发现了比病毒还要简单的类病毒,它是小的RNA分子,没有蛋白质外壳,但它可以在动物身上造成疾病。这些不完整的生命形态的存在说明无生命与有生命之间没有不可逾越的鸿沟。
不同寻常的自然角色:
生活场所
严格的活细胞内寄生
专家称SARS病毒不是"非典"
此前,已有一名沙特籍男子因感染相同病毒而死亡。世卫组织尚未针对新病毒发布旅行警告,称正进行进一步调查。
弗朗西斯·佩顿·劳斯(FrancisPeytonRous)1879年10月5日出生于美国,是纽约市洛克菲勒研究所的内科医生和病毒学家。
功能性治愈艾滋婴儿病毒
美国约翰斯·霍普金斯儿童医疗中心、密西西比大学等机构的研究人员3日在美国亚特兰大举行的"2013年逆转录病毒与机会性感染大会"上报告说,他们在两年前选取一名通过母婴传播感染艾滋病病毒的女婴为治疗对象。在该婴儿出生30小时后,研究人员对其进行组合式抗逆转录病毒治疗。检测证明,经过治疗该女婴血液中艾滋病病毒的数量明显递减,在其出生29天后,体内的艾滋病病毒已经检测不到。研究人员在随后18个月内继续对她进行抗逆转录治疗,并在停止治疗10个月后发现,其体内的艾滋病病毒抗体仍为阴性,常规血液检测中未发现艾滋病病毒存在。
"功能性治愈"是指感染者体内的艾滋病病毒被完全抑制,机体免疫功能正常,即便不接受治疗,用常规方法也难以在患儿血液中检测出病毒。
研究人员表示,根除艾滋病病毒,即"根本性治愈"艾滋病当前难以实现。针对艾滋病病毒婴儿感染者的药物治疗,一般开始于其出生后3到4个月之间,因此尽早、准确进行抗逆转录治疗对感染艾滋病病毒的婴儿意义重大。
抗击埃博拉病毒中国站在最前头
自2015年4月西非出现埃博拉疫情以来,中国政府已先后向疫区国家提供了四轮援助,从医用物资等紧急人道主义救援到防病治病和协助构建公共卫生安全体系,中国的援助既救急,又致力于提升非洲国家应对危机和国家治理的能力,可谓标本兼治。中国政府对非洲疫区国家力度空前的援助,以实际行动再次表明中国对非交往的坦诚,展示出负责任大国的良好形象。
在地球上,病毒的数量大的惊人,把一个普通玻璃杯中装满海水,你大约就握着上百亿个病毒,而整个大海里面病毒的数量更是达到了10的30次方。不过我们并不用担心,在这个病毒的"海洋"里,能对人类造成危害的仅占极小一部分。
病毒在特定条件下具有一定的生命特征,但自己却无法完成任何生命过程,它们不能代谢养料,不能产生能量,也不能作为其他生物的食物。对于病毒本身来说,它们存在的唯一目的就是感染宿主,然后利用宿主细胞的资源不断地扩增自己的数量,彻头彻尾就是一群"懒惰的"寄生物。不过,我们却绝对不能忽视它们的存在。因为对于大自然来说,这群"懒惰"的寄生物扮演着极为重要的角色,它们是生命进化的推动者,同时也是整个生态系统正常运转的支撑者。
在病毒的"海洋"中,人类能够保持健康要归功于我们拥有一个完善的防卫系统,它不断地监视和清除来袭的病毒等病原体,如果这个系统出现问题,人体就会变得弱不禁风,这个防卫系统就是免疫系统。人类免疫缺陷病毒(HIV)感染人体后会破坏免疫系统,在免疫系统崩溃后,任何一个普通的感染对人体来说都是致命的。所以,艾滋病的危险性不在于HIV本身,而是感染HIV后的各种机会性感染所带来的并发症。在生命起源的初期免疫系统还没有完善地建立起来,免疫系统的进化是整个生命系统进化的重要基础,而免疫系统的进化则是在病毒等各种病原体的刺激下完成的。
在现代测序技术的发展下,人类基因组已经得到破译,科学家惊奇地发现,在人类的基因组中竟然有高达10万条片段来自病毒,这些病毒基因片段占据了人类基因组的8%,而编码人类细胞所有蛋白质的序列仅占据了基因组的1.2%-1.5%。如此大量的病毒基因片段在人类基因组中可能也发挥了重要的作用,虽然这其中还有大量未知的东西需要我们去挖掘,不过毋庸置疑的是,没有这些病毒基因片段,人类细胞将无法正常工作。
病毒在生态系统的平衡中也起着举足轻重的作用。在海洋里,每秒钟大约会发生10的23次方次病毒感染,这些感染是导致海洋生物死亡的主要原因之一,无论是小虾还是鲸鱼,都难逃病毒的攻击,它们在死后所释放出的内容物会成为其他生物的养料。除了动植物,细菌也是病毒感染的重要目标。据估计,病毒每天会杀死海洋中几乎半数的细菌,释放出数十亿吨碳供其他生命体使用,这个过程也是大自然碳循环重要的组成部分。所以,如果海洋中没有病毒,物质循环中就缺失了一个重要的链条,许多生命将难以得到生长繁衍的机会。
另外,海洋中还生活着大量的聚球藻,它们承担了地球上约1/4的光合作用,为地球制造大量的氧气。科学家发现在这种藻类里,编码进行光合作用蛋白质的基因中有一些来自于病毒。而据科学家估计,地球上10%的光合作用都有病毒基因编码的蛋白参与。除此之外,地球上的藻类和细菌在维持地球大气中氧气和二氧化碳等气体的平衡上起到重要的作用,通过控制它们的数量,病毒也在间接地影响着气候。
对于我们自身来说,病毒所发挥的作用同样不可小觑。在我们的肠道里大约栖居着超过10万亿个细菌,它们构成了人们常说的肠道菌群。这些细菌对人体的健康非常重要,它们不但帮助人体消化食物,参与能量代谢,还影响着人体免疫系统的功能。而有研究表明,人类肠道里病毒的数量比细菌还要多,它们除了帮助人类控制肠道菌群的平衡,可能也具有直接的益生作用。比如,最近就有研究发现小鼠肠道内的诺如病毒能帮助小鼠修复受损的肠道粘膜和维持肠道粘膜正常的免疫功能。另外,一些温和的病毒,比如鼻病毒,还能够锻炼我们的免疫系统不对轻微的刺激产生反应,从而减少过敏反应。
我们时时刻刻和病毒生活在一起,它们在带来疾病的同时也在协助生命的维系,随着研究的深入,相信我们对病毒会有更为深刻的认识。