1、1 第三章第三章 病毒的形態(tài)與結(jié)構(gòu)病毒的形態(tài)與結(jié)構(gòu) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李李 灝灝 2 3 第一節(jié)第一節(jié) 病毒的形態(tài)與大小病毒的形態(tài)與大小 4 普通光學(xué)顯微鏡：普通光學(xué)顯微鏡： 光源：可見光 分辨率：200 nm 放大倍數(shù)： 1000-1500倍（油鏡鏡頭） 一、病毒的大小一、病毒的大小 列文虎克（1632-1723） 5 電子顯微鏡電子顯微鏡 1、透射電子顯微鏡（TEM） 2、掃描電子顯微鏡（SEM） 3、掃描隧道顯微鏡（STM） 掃描電子顯微鏡 CS3400 （Scaning Electron Microscope） Hitachi（日立）-7650 透射電子顯微鏡 ST

2、M 6 光學(xué)顯微鏡、光學(xué)顯微鏡、TEM、SEM成像原理比較成像原理比較 電子顯微鏡電子顯微鏡 光源：電子束 分辨率：0.2-1 nm 放大倍數(shù)：數(shù)千、數(shù)萬及數(shù)十萬倍 7 8 電子顯微鏡下蚊子頭部 纖毛上的病毒（35000） 光學(xué)顯微鏡下 蚊子頭部（ 200） 掃描電子顯微鏡下 金黃色葡萄球菌（5000） 9 10 葡萄球菌葡萄球菌 1000nm 立克次體立克次體 450nm 衣原體衣原體 390nm 痘苗病毒痘苗病毒 300250nm 煙草花葉病病毒煙草花葉病病毒 100nm 流感病毒流感病毒 40nmnm乙腦病毒乙腦病毒 30nm 脊髓灰質(zhì)炎病毒脊髓灰質(zhì)炎病毒 70nm 腺病毒腺病毒 659

3、5nm 噬菌體噬菌體 11 一些病一些病 毒毒 大大 小小 牛痘苗病毒傳染性濃泡皮炎病毒 腮腺炎病毒 T偶數(shù)病毒 皰疹病毒 大蚊病毒流感病毒 煙草花葉病毒腺病毒多瘤病毒 脊髓灰質(zhì)炎病毒 1微米 12 二、病毒的形態(tài)特征二、病毒的形態(tài)特征 （1）核心（髓核）: 單一型核酸(DNA或RNA)， 決定病毒的遺傳變異與感染。 （2）衣殼: 蛋白質(zhì)，由一定數(shù)量的蛋白質(zhì)殼 粒 聚合而成。 * 衣殼呈三種對(duì)稱型 1、病毒基本結(jié)構(gòu)病毒基本結(jié)構(gòu) （一）病毒結(jié)構(gòu)病毒結(jié)構(gòu) 13 衣殼（capsid）：由許多蛋白 質(zhì)殼粒組成，保護(hù)核酸，介導(dǎo) 病毒感染細(xì)胞且有抗原性。 核心（core）：核酸，構(gòu)成 病毒的基因組（gen

4、ome）。 殼粒(capsomere)： 由少數(shù)幾種重復(fù)的由少數(shù)幾種重復(fù)的 多肽亞單位組成多肽亞單位組成 核 衣 殼 14 2 2、病毒輔助結(jié)構(gòu)、病毒輔助結(jié)構(gòu)包膜包膜 （1）包膜是病毒出芽釋放時(shí)包上的一層宿主細(xì)胞膜 或核膜，由脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和糖類組成。 （2）刺突(包膜突起)：某些病毒包膜表面鑲嵌有糖 蛋白，為放射狀排列的大小不等的釘狀突起，稱 為刺突。 * 功能：與致病性有關(guān)，具有抗原性。 No Image 15 包膜（包膜（envelope）:包繞在核衣殼外，上常有刺突（包繞在核衣殼外，上常有刺突（spike），）， 是病毒的表面抗原。是病毒的表面抗原。 包膜子粒、包膜子粒、 刺突刺突 包膜

5、包膜 16 病毒形態(tài)多種多樣，基本形 態(tài)為桿狀、球狀和蝌蚪狀。 廿面體對(duì)稱的結(jié)構(gòu)(球狀) 螺旋對(duì)稱的結(jié)構(gòu)(桿狀) 復(fù)合對(duì)稱的結(jié)構(gòu)(蝌蚪狀) 動(dòng)物病毒多為球狀，植物病 毒多為桿狀，大腸桿菌的T4噬菌 體是由橢圓形的二十面體頭部和 螺旋對(duì)稱的尾部組合而成，是病 毒中復(fù)合對(duì)稱的代表。 （二）病毒形態(tài)（二）病毒形態(tài) 17 電子顯微鏡下的病毒電子顯微鏡下的病毒 桿狀桿狀 球狀球狀 蝌蚪狀蝌蚪狀 18 19 TMV 20 冠狀病毒冠狀病毒 21 No Image No Image 子彈狀的狂犬病毒 22 噬菌體 23 痘病毒 24 昆蟲病毒 25 26 是病毒的聚集體 是病毒的合成部位 是病毒蛋白和與病毒

6、感染有關(guān)的蛋白質(zhì) 非病毒性包涵體,由化學(xué)因子或細(xì)菌感染形成 27 下層培養(yǎng)基下層培養(yǎng)基 雙層培養(yǎng)基雙層培養(yǎng)基 敏感菌敏感菌+ +上層培養(yǎng)基上層培養(yǎng)基 噬菌體稀釋液噬菌體稀釋液 培養(yǎng)培養(yǎng) 噬菌斑噬菌斑敏感菌菌苔敏感菌菌苔 28 29 30 31 32 病毒的 結(jié)構(gòu) 基本結(jié)構(gòu) （核衣殼） 輔助結(jié)構(gòu)包膜：脂質(zhì)、蛋白 質(zhì)、多糖等 核心：DNA或RNA 衣殼：蛋白質(zhì) 病毒的化 學(xué)組成 1、病毒的核酸：一種病毒只含有一種類型的核酸，或 DNA或RNA；單鏈或雙鏈；線狀或環(huán)狀；單鏈的可為正鏈 或負(fù)鏈，所以其類型極其多樣化。 2、蛋白質(zhì)衣殼：由一定數(shù)量的蛋白質(zhì)亞單位衣 殼粒按一定的排列組合構(gòu)成。不同病毒衣殼中

7、衣殼粒的數(shù) 目不同。 3、包膜：也稱囊膜或被膜，為某些病毒所特有，主 要成分是脂質(zhì)和以糖蛋白形式存在的多糖類。 33 二、病毒核酸及其功能二、病毒核酸及其功能 RNARNA攜帶遺傳信息攜帶遺傳信息 34 (1)化學(xué)成分為DNA或RNA，據(jù)此將病毒分DNA病毒 和RNA病毒； (2)核酸可線型或環(huán)型、分單股或雙股； (3)攜帶病毒的全部遺傳信息，是病毒的基因組，大 小相差懸殊，復(fù)制方式多樣，基因組控制病毒的生殖、 遺傳和變異。 二、病毒核酸及其功能二、病毒核酸及其功能 存在形式多樣 35 C57BL/6J DBA/2 36 呼呼腸腸病毒病毒 小小RNA病毒病毒套膜病毒套膜病毒 布尼布尼亞亞病毒病

8、毒 冠冠狀狀病毒病毒 黃病毒黃病毒 絲狀絲狀病毒病毒彈狀彈狀( (桿狀桿狀) )病毒病毒 正黏液病毒正黏液病毒 副黏液病毒副黏液病毒 星星狀狀病毒病毒 沙沙狀狀病毒病毒 杯杯狀狀病毒病毒 反反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄病毒病毒 37 各段RNA的分子數(shù)目在 病毒提純物中不等量存 在 絕大部分不存在5帽子 和3尾 分段分段RNARNA病毒病毒 38 分段和多組分病毒基因組分段和多組分病毒基因組 分段（segmented）病毒基因組：基因組被分為兩個(gè)或兩 個(gè)以上的不同的核酸分子，但被包裝在同一個(gè)病毒粒子中。 多分體（multipartite）病毒基因組：基因組分段后的每 個(gè) 基因組片段包裝在不同的病毒顆粒中。 分布

9、廣泛：在人、動(dòng)物和植物的病毒中都有存在 只在植物病毒中少量存在 顆粒大小上經(jīng)常存在差異（基因組片段長(zhǎng)度） 在分節(jié)段的RNA植物病毒中，常見多分體基因組，即同一病毒的幾個(gè) RNA節(jié)段分別裝入衣殼中，形成大小不同的顆粒，有的分裝在兩種顆 粒中稱二分體基因組，如豇豆花葉病毒；有的分裝在3種顆粒中稱三分 體基因組，如黃瓜花葉病毒和雀麥花葉病毒。 39 病毒基因組分段的優(yōu)點(diǎn)病毒基因組分段的優(yōu)點(diǎn) a）降低包裝壓力； b）降低了造成斷裂的可能性，提高編碼能力。 a）侵染效率低； b）容易產(chǎn)生變異； c）具有較高的重組率。 病毒基因組分段的缺點(diǎn)病毒基因組分段的缺點(diǎn) 40 41 42 結(jié)構(gòu)蛋白：是組成病毒體的蛋

10、白成分，可離心沉 淀后分離純化。 （2）基質(zhì)蛋白： （3）包膜蛋白： （1）衣殼蛋白： 43 44 非結(jié)構(gòu)蛋白：可存在于病毒體內(nèi)也可僅存在于宿 主細(xì)胞內(nèi)。 （1）病毒內(nèi)所有的重要的酶類； （2）抑制宿主細(xì)胞生物合成或抑制病毒抗原 經(jīng)MHC遞呈的蛋白； （3）轉(zhuǎn)化宿主細(xì)胞的作用； （4）抗細(xì)胞因子或抗細(xì)胞凋亡作用。 45 四、病毒脂質(zhì)及其功能四、病毒脂質(zhì)及其功能 46 五、病毒糖類及其功能五、病毒糖類及其功能 47 六、病毒其他組分六、病毒其他組分 48 49 50 51 病毒殼體對(duì)稱類型病毒殼體對(duì)稱類型 煙草花葉病毒腺病毒大腸桿菌T偶數(shù)噬菌體 遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì) 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì) 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì) 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 52 二、螺旋對(duì)稱殼體二、螺旋對(duì)稱殼體 53 54 RNA 殼粒 55 56 Cubic Helical 57 三、二十面對(duì)稱殼體三、二十面對(duì)稱殼體 正四面體 正六面體 正八面體 正十二面體正二十面體 58 59 60 二十面三角體 并非嚴(yán)格幾何學(xué)意義的20面體 61 62 63 64 五鄰體 六鄰體 65 20面體立體對(duì)稱型面體立體對(duì)稱型 螺旋對(duì)稱型螺旋對(duì)稱型 四、復(fù)合對(duì)稱殼體四