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病毒什麼形態生物

發布時間:2023-05-26 01:27:29

1. 病毒的結構是什麼

結構:病毒的橡兆數蛋白質外殼稱為衣殼,遺傳物質多為RNA或DNA。分子統稱為核衣殼。但以HIV為例,病毒表面還包裹著類似細胞膜的胞膜和刺突結構,與衣殼共同決定病毒的特異性。此外還有一些酶:如逆轉錄酶。

病毒是一種非細胞生命形態,它由一個核酸長鏈和蛋白質外殼構成,病毒沒有自己的代謝機構,沒有酶系統。因此病毒離開了宿主細胞,就成了沒有任何生命活動、也猜侍不能獨立自我繁殖的化學物質。

一旦進入宿主細胞後,它就可以利用細胞中的物質和能量以及復制、轉錄和轉譯的能力,按照它自己的核酸所包含的遺傳信息產生和它一樣的新一代病毒。

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病毒的分類及應用

病毒不僅分為植物病毒,動物病毒和細菌病毒。從結構上還分為:單鏈RNA病毒,雙鏈RNA病毒,單鏈DNA病毒和雙鏈DNA病毒。病毒的生命過程大致分為:吸附,注入(遺傳物質),合成(逆轉錄/整合入宿主細胞DNA),裝配(利用宿主細胞轉錄RNA,翻譯蛋白質再組裝),釋放五個步驟。

因為病毒會拉近細胞間梁首距離,易使細胞相融形成多核細胞,進而裂解。病毒的應用如下:

1、滅活病毒做疫苗

2、基因工程中作載體

3、細胞工程中作細胞融合的誘因(滅活病毒)

2. 病毒有哪幾種形態

因病毒體積極小,用普通光學顯微鏡看不見,曾被稱為「視外微生物」,電子顯微鏡發明後開始能看到病毒的真面目。最初看到的多是常見的煙草花葉病毒和馬鈴薯X病毒這些直棒狀和線狀的大型病毒,以後逐漸發現球狀如李、桿菌狀、彈狀等。病毒有以下幾種主要形態:

直棒狀病毒(rod shaped virus):病毒粒子呈螺簡橡握旋對稱的直桿狀,中央軸芯清晰可見。包括300nm*18nm單一長度的煙草花葉病毒屬、有兩種長度短桿狀粒子的煙草脆裂病毒屬、真菌傳桿狀病毒屬、花生叢簇病毒屬、有三種或三種以上長度桿狀粒子的大麥病毒屬、馬鈴薯帚頂病毒屬和甜菜壞死黃脈病毒屬等。

線狀病毒:病毒粒子呈柔軟彎曲或較直的螺旋對稱線狀,一般為直徑11~13nm,長600~2000nm不等。包括馬鈴薯Y病毒科和長線形病毒科的8個屬,以及馬鈴薯X病毒屬、發形病毒屬、纖毛病毒屬、葡萄病毒屬、麝香石竹潛隱病毒屬、青蔥X病毒屬、凹陷病毒屬等,其中病毒粒子最長的是長線形病毒屬,大小為2000nm*12nm。

細絲狀病毒:是一種比較特殊的病毒形態,呈螺旋狀、分枝狀或環狀細絲,如纖細病毒屬、蛇形病毒屬。

等軸球狀病毒:病毒粒子呈二十面體對稱的,直徑在30nm左右的等軸狀球形。這種類型的病毒最多,有單分體的番茄叢矮病毒科、伴生病毒科、黃症病毒科、南方菜豆花葉病毒屬、蕪菁黃花葉病毒屬、玉米雷亞朵非納病毒屬,有二分體的豇豆花葉病毒科、懸鉤子病毒屬以及雙分病毒科,有三分體的雀麥花葉病毒屬、黃瓜花葉病毒屬、等軸不穩環斑病毒屬。另外還有直徑大於50nm的等軸狀病毒,如花椰菜花葉病毒科中的花椰菜花葉病毒屬等4個屬、番茄斑萎病毒屬、呼腸孤病毒科中的植物呼腸孤病毒屬等3個屬。等軸狀病毒中最大的粒子直徑為70nm(呼腸孤病毒科),最小為17nm(煙草壞死衛星病毒)。

聯體病毒:由兩個小球狀病毒連接在一起,18nm*30nm的雙球狀病毒。主要有雙生病毒科中的玉米攔慶線條病毒屬、曲頂病毒屬、菜豆金色花葉病毒屬。

彈狀病毒:病毒粒子為直徑50nm、長160~380nm、兩端圓的彈狀。如彈狀病毒科的細胞質彈狀病毒屬和細胞核彈狀病毒屬。

桿菌狀病毒:病毒粒子呈兩端圓滑、側邊平行的桿菌狀。包括桿狀DNA病毒屬、水稻東格魯桿狀病毒屬,以及具有多種長度粒子的苜蓿花葉病毒屬、油橄欖病毒屬、歐爾密病毒屬等。

3. 病毒是一類怎樣的生物體

病毒
是一類個體微小,無完整細胞結構,含單一核酸(DNA或RNA)型,必須在活細內寄生並復制的非細胞型微生物。

「virus」一詞源於拉丁文,原指一種動物來源的毒素。病毒能增殖、遺傳和演化,因而具有生命最基本的特徵,但至今對它還沒有公認的定義。最初用來識別病毒的性狀,如個體微小、一般在光學顯微鏡下不能看到、可通過細菌所不能通過的濾器、在人工培悶帆養基上不能生長、具有致病性等,現仍有實用意義。但從本質上區分病毒和其他生物的特徵是:①含有單一種核酸(DNA或RNA)的基因組和蛋白質外殼,沒有細胞結構;②在感染細胞的同時或稍後釋放其核酸,然後以核酸復制的方式增殖,而不是以二分裂方式增殖;③嚴格的細胞內寄生性。病毒缺乏獨立的代謝能力,只能在活的宿主細胞中,利用細胞的生物合成機器來復制其核酸並合成由其核酸所編碼的蛋白,最後裝配成完整的、有感染性的病毒單位,即病毒粒。病毒粒是病毒從細胞到細胞或從宿主到宿主傳播的主要形式。

目前,病毒一詞的涵義可以是:指那些在化學組成和增殖方式是獨具特點的,只能在宿主細胞內進行復制的微生物或遺傳單位。它的特點是:只含有一種類型的核酸(DNA或RNA)作為遺傳信息的載體;不含有功能性核糖體或其它細胞器;RNA病毒,全部遺傳信息都在RNA上編碼,這種情況在生物學上是獨特的;體積比細菌小得多,僅含有少螞返雹數幾種酶類;不能在無生命的培養基中增殖,必須依賴宿主細胞的代謝系統復制自身核酸,合成蛋白質並裝配成完整的病毒顆粒,或稱病毒體(完整的病毒顆粒是指成熟的病毒個體)。

病毒性質的兩重性;

一、病毒生命形式的兩重性

1、病毒存在的兩重性 病毒的生命活動很特殊,對細胞有絕對的依存性。其存在形式有二:一是細胞外形式,一是細胞內形式。存在於細胞外環境時,則不顯復制活性,但保持感染活性,是病毒體或病毒顆粒形式。進入細胞內則解體釋放出核酸分子(DNA或RNA),借細胞內環境的條件以獨特的生命活動體系進行復制,是為核酸分子形式。

2、病毒的結晶性與非結晶性 病毒可提純為結晶體。我們知道結晶體是一個化學概念,是很多無機化合物存在的一種形式,我們可以認為某些病毒有化學結晶型和生命活動型的兩種形式。

3、顆粒形式與基因形式 病毒以顆粒形式存在於細胞之外,此時,只具感染性。一旦感染細胞病毒解體而釋放出核酸基因組,然後才能進行復制和增殖,並產生新的子代病毒。有的病毒基因組整合於細胞基因組,隨細胞的繁殖而增殖,此時病毒即以基因形式增殖,而不是以顆粒形式增殖,這是病毒潛伏感染的一種方式。

二、病毒結構和功能的兩重性

1、標准病毒與缺陷病毒 在病毒的增殖過程中,由於其基因組因某種微環境因素的影響或轉錄過程的錯誤而發生突變,以致有裝配不全的病毒顆粒產生,稱為缺陷病毒,產生缺陷病毒的原親代病毒,則稱為標准病毒,缺陷病毒顆粒有干擾標准病繁殖的作用。

2、假病毒與真病毒 一種細胞有兩種病毒同時感染的情況,在增殖過程中,一種病毒可以穿上本身的外殼,這就是真病毒,是這種病毒的應有「面目」;如果一種病毒的核酸被以另一病毒編碼的外殼,則稱為假病毒,此時一種病毒的本來性質,被另一種病毒的性質所掩蓋。

3、雜種病毒和純種病毒 兩種病毒混合感染時,除了出現假型病毒外,還有可能出現病毒核酸重組的情況,即一種病毒顆粒之中,可含有兩種病毒的遺傳物質,此可稱為雜種病毒,折實病毒學中一個相當常見的現象。

三、病毒病理學的兩重性

1、病毒的致病性和非致病性 關於致病性和非致病性問題,是同宿主細胞相對二言的,在分子水平、細胞水平和機體水平,可能有不同的含義。在細胞水平有細胞病變作用,但在機體水世孝平可能並不顯示臨床症狀,此可稱為亞臨床感染或不顯感染。

2、病毒感染的急性和慢性 病毒感染所致的臨床症狀有急、慢之分,有的病毒一般只表現急性感染而很少表現慢性感染;有的則既有急性過程,也有慢性過程。

目前對病毒的概念可以是:病毒是代謝上無活性,有感染性,而不一定有致病性的銀子,他們小於細胞,但大於大多數大分子,他們無例外地在生活細胞內繁殖,他們含有一個蛋白質或脂蛋白外殼和一種核酸,DNA或RNA,甚至只含有核酸而內有蛋白質,或只有蛋白質而沒有核酸,它們作為大分子似乎太復雜,作為生物體它們的生理和復制方式又千姿百態。Lwoff在「病毒的概念」一文中強調病毒的特殊性時指出,「病毒應該就是病毒,因為它們是病毒」。

病毒的形態

(1) 球狀病毒;(2)桿狀病毒;(3)磚形病毒;(4)有包膜的球狀病毒;(5)具有球狀頭部的病毒;(6)封於包含體內的昆蟲病毒。

病毒的大小

較大的病毒直徑為300-450納米,較小的病毒直徑僅為18-22納米

病毒的組成

病毒主要由核酸和蛋白質組成

病毒的復制過程叫做復制周期。其大致可分為連續的五個階段:吸附、侵入、脫殼、病毒大分子的合成、病毒的裝配與釋放

病毒的分類

國際病毒分類委員會(ICNV)第七次報告(1999),將所有已知的病毒根據核酸類型分為DNA病毒——單股DNA病毒,DNA病毒——雙股DNA病毒,DNA與RNA反轉錄病毒,RNA病毒——雙股RNA病毒,RNA病毒——單鏈、單股RNA病毒,裸露RNA病毒及類病毒等八大類群。此外,還增設亞病毒因子一類。這個報告認可的病毒約4000種,設有三個病毒目,64個病毒科,9個病毒亞科,233個病毒屬,其中29個病毒屬為獨立病毒屬。亞病毒因子類群,不設科和屬。包括衛星病毒和prion(傳染性蛋白質顆粒或朊病毒)。一些屬性不很明確的屬稱暫定病毒屬。

病毒在自然界分布廣泛,可感染細菌、真菌、植物、動物和人,常引起宿主發病。但在許多情況下,病毒也可與宿主共存而不引起明顯的疾病。

簡史

在發現病毒以前,人們早已開始不自覺地利用病毒為人類服務。中國在16世紀前後,就用天花患者膿瘡中的漿液給健康人接種而使之獲得免疫力。差不多同時,荷蘭的種植者用嫁接法使鬱金香感染病毒而開出美麗的碎色花朵;1796年E.琴納發明了牛痘苗;1885年L.路易斯·巴斯德首創了狂犬病疫苗。

1892年Д.И.伊萬諾夫斯基發現患煙草花葉病的煙葉汁通過阻留細菌的濾器後,仍保留其感染性;1898年M.W.拜耶林克再次發現了這一事實,並指出該病是一類與細菌不同的病原體所引起的。這是認識病毒的開端。以後相繼發現許多人類、植物和動物的疾病是由病毒引起的。1898年 F.A.J.勒夫勒和 P.伏羅施發現了牛的口蹄疫病毒;1915年F.W.特沃特和1917年F.埃雷爾分別發現了細菌病毒即噬菌體。

從30年代起開始探索病毒的理化性質,M.施萊辛格提純了噬菌體並指出它是由蛋白質和DNA構成的;1935年W.M.斯坦利獲得了煙草花葉病毒的結晶;1936年首次在電子顯微鏡下看到該病毒是一種桿狀顆粒。以後許多病毒相繼被提純,對他們的形態結構和化學組分進行了研究,為病毒分類提供了依據。

由於病毒的結構和組分簡單,有些病毒又易於培養和定量,因此從20世紀40年代以來,病毒始終是分子生物學研究的重要材料。30年代末,以M.德爾布呂克為代表的一派學者開始用大腸桿菌的T偶數噬菌體研究其復制和遺傳機制,奠定了分子遺傳學的基礎。70年代,研究重點逐漸轉向動物病毒。分子生物學發展中的重要進展,如DNA和 RNA是遺傳物質的確證,三聯體密碼學說的形成,核酸復制機制的闡明,遺傳信息流中心法則的提出,反轉錄酶、基因的重疊和不連續性等的發現,以至基因工程的興起和致癌理論的發展,幾乎無一不與病毒有關。一些蛋白質和核酸的一級結構分析,也常常是首先以病毒為材料研究完成的。反過來,分子生物學研究又促進了對病毒結構、復制和遺傳的認識,使病毒學發展成一門獨立的分支學科。

在實踐方面,病毒的研究對防治人類、植物和動物的病毒病作出了重要貢獻。病毒疫苗的發展,為控制人類疾病(如天花、黃熱病、脊髓灰質炎、麻疹等)和畜禽疾病(如牛瘟、豬瘟、雞新城疫等)提供了有效措施;由於綜合防治和抗病育種等措施的利用,有效地控制了馬鈴薯退化病、小麥土傳花葉病、白菜蕪菁花葉病等農作物病害;利用昆蟲病毒作為殺蟲劑的研究,也在大力開展並已進入實用階段。

培養和檢測

病毒研究的發展常常與病毒培養和檢測方法的進步有密切的關系,特別在脊椎動物病毒方面,小鼠和雞胚接種、組織培養、超速離心、凝膠電泳、電子顯微鏡和免疫測定等技術,對病毒學的發展具有深刻的影響。

噬菌體的培養和檢測方法最為簡單。將噬菌體接種到易感細菌的肉湯培養物中,經18~24小時後,混濁的培養物重新透明,此時細菌被裂解,大量噬菌體被釋放到肉湯中,再經除菌過濾,即為粗製噬菌體。為了測定其中噬菌體的數量,將粗製噬菌體稀釋到每一接種量含100個左右,與過量的細菌混合,然後鋪種於瓊脂平皿上,在溫箱中培養過夜,細菌繁殖成乳白色襯底,被噬菌體裂解的區域則在此襯底上表現為圓形的透明斑,稱為噬斑。噬斑數代表該接種量中有活力的噬菌體數量。如果挑出單個噬斑來培養,就能獲得由單個噬菌體所繁殖的後代,達到分離純化的目的。

動物病毒(見脊椎動物病毒)的培養可在自然宿主、實驗動物、雞胚或細胞培養中進行,以死亡、發病或病變等作為病毒繁殖的直接指標,或以血細胞凝集、抗原測定等作為間接指標。收獲發病動物的組織磨成懸液或有病變的細胞培養液,即為粗製病毒。測定活病毒數量可採用空斑法,其原理與噬斑法相同,但以易感的動物單層細胞代替細菌,在接種適當稀釋的病毒後,用含有培養液和中性紅的瓊脂覆蓋,使病毒感染局限在小面積內形成病變區,襯底的健康細胞被中性紅染成紅色,病變區不染色而顯示為空斑。

至今植物病毒的培養和檢測大都是在整株植物上進行的。從搗碎的病葉汁中制備病毒,常用枯斑法檢測。用手指蘸上混有金剛砂的稀釋病毒在植物葉片上軒輕磨擦,經一定時間後出現單個分開的圓形壞死或退綠斑點,稱為枯斑。

除了利用病毒的致病性定量檢測病毒外,還可應用物理方法,如在電子顯微鏡下計數病毒顆粒,或用紫外分光光度計測定提純病毒的蛋白和核酸量,這些方法所測得的數據包括了有感染性和無感染性的病毒粒。

應用電子顯微鏡不但能看清病毒粒的大小、形態,還可以分辨其表面的蛋白亞單位和內部的核殼等超微結構。

大小與形態

不同病毒的大小變動於20~450納米之間。最大的為痘病毒科,大小為(170~260)×(300~450)納米,最小的為雙聯病毒科,直徑18~20納米。

病毒的形態也是多樣的:球狀(包括二十面體),如脊髓灰質炎病毒和有包膜的如皰疹病毒;桿狀(包括棒狀),如煙草花葉病毒;絲狀,如甜菜黃花病毒;彈狀,如水皰性口炎病毒;復雜構型,如蝌蚪狀的T偶數噬菌體。有些病毒在細胞內呈自然晶體排列。

結構

最簡單的病毒中心是核酸,外麵包被著1層有規律地排列的蛋白亞單位,稱為衣殼。構成衣殼的形態亞單位稱為殼粒,由核酸和衣殼蛋白所構成的粒子稱為核殼。較復雜的病毒外邊還有由脂質和糖蛋白構成包膜。核殼按殼粒的排列方式不同而分為3種模式:二十面體對稱,如脊髓灰質炎病毒;螺旋對稱,如煙草花葉病毒;復合對稱,如 T偶數噬菌體。在脂質的包膜上還有1種或幾種糖蛋白,在形態上形成突起,如流感病毒的血凝素和神經氨酸酶。昆蟲病毒中有1類多角體病毒,其核殼被蛋白晶體所包被,形成多角形包涵體。

化學組成

核酸帶有遺傳密碼的病毒基因組。病毒依所含核酸種類不同可分為 DNA病毒和 RNA病毒。動物病毒或含DNA,或含RNA;植物病毒除少數組外大多為RNA病毒;噬菌體除少數科外大多為DNA病毒。

DNA或RNA可以是線型的或環狀的,可以是單鏈的或雙鏈的。RNA可以分節段或不分節段,單鏈RNA又分正鏈的和負鏈的。

在分節段的RNA植物病毒中,常見多分體基因組,即同一病毒的幾個RNA節段分別裝入衣殼中,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。

通過遺傳學和生物化學方法,已查明一些病毒的基因圖譜。對MS2和ΦΧ174噬菌體。花椰菜花葉病毒、SV40和乙型肝炎病毒核酸的核苷酸序列,已全部查明。

①蛋白質 病毒的主要組分,依其功能可分為衣殼蛋白、膜蛋白、糖蛋白和內在酶4類。

衣殼蛋白包裹核酸形成保護性的外殼。簡單的病毒只有1種衣殼蛋白,較復雜的如腺病毒衣殼是由六鄰體、五鄰體和纖維3種蛋白構成的。在有包膜的病毒如流感和水皰性口炎病毒中,膜蛋白一方面與外層脂質相連結,另一方面又同內部的核殼相連結,起到維系病毒內外結構的作用。糖蛋白位於包膜表面,有的形成突起,如流感病毒的血凝素,能與細胞膜受體結合。病毒雖無完整的酶系統,但常含有一些特殊的酶,如流感病毒的神經氨酸酶和噬菌體的溶菌酶。此外,呼腸孤病毒科、彈狀病毒科、正粘病毒科和副粘病毒科病毒粒中含RNA多聚酶,反錄病毒科含反轉錄酶,均與核酸復制有關。目前已查明十幾種病毒蛋白的全氨基酸序列。

②脂質 存在於包膜中,包膜是在病毒成熟時從細胞質膜或核膜芽生獲得的,所以病毒脂質常具有宿主細胞脂質的特徵。用有機溶劑或去污劑破壞包膜脂質,可使病毒粒裂解。

③糖 除核酸中的戊糖外,病毒包膜還含有與蛋白或脂質結合的多糖。

煙草花葉病毒、流感病毒和枯草桿菌噬菌體的電子顯微鏡照片和結構模式圖(見植物病毒、正粘病毒科和細菌病毒)。

復 制

病毒復制指病毒粒入侵宿主細胞到最後細胞釋放子代毒粒的全過程,包括吸附、進入與脫殼、病毒早期基因表達、核酸復制、晚期基因表達、裝配和釋放等步驟。各步的細節因病毒而異。

吸附與進入

T4噬菌體先以其尾絲與大腸桿菌表面受體結合,隨後尾鞘收縮,裸露出的尾軸穿入細菌外壁,把頭部內儲存的DNA注射到細菌體內。動物病毒也是先與細胞受體結合,以後或是靠細胞的吞噬作用進入,或是病毒包膜與細胞質膜融合後使核殼進入。植物病毒則是通過傷口侵入或通過媒介昆蟲直接注入。一般情況下,病毒均須經脫殼,即脫去外被的蛋白質釋放核酸,才能進行下一步復制。

基因表達

將其核酸上的遺傳信息轉錄成信使核糖核酸(mRNA),然後再翻譯成蛋白質。一般在核酸復制以前的稱早期基因表達,所產生的早期蛋白質,有的是核酸復制所需的酶,有的能抑制細胞核酸和蛋白質的合成;在核酸復制開始以後的稱晚期基因表達,所產生的晚期蛋白質主要是構成毒粒的結構蛋白質。早期和晚期蛋白質中都包括一些對病毒復制起調控作用的蛋白質。

轉錄

因病毒核酸的類型而異,共有6種方式:雙鏈DNA(dsDNA)的病毒如 SV40,其轉錄方式與宿主細胞相同;含單鏈DNA(ssDNA)的病毒如小DNA病毒科,需要通過雙鏈階段後再轉錄出mRNA;含單鏈正鏈RNA(ss+RNA)的病毒如脊髓灰質炎病毒、煙草花葉病毒和Qβ噬菌體,其RNA可直接作為信使,利用宿主的蛋白質合成機器合成它所編碼的蛋白質;含單鏈負鏈RNA(ss-RNA)的病毒如水皰性口炎病毒和流感病毒,需先轉錄成互補的正鏈作為其mRNA,ssRNA的反錄病毒如雞肉瘤病毒和白血病病毒,需先經反轉錄成dsDNA而整含到宿主染色體中,於表達時再轉錄成mRNA,含dsRNA的呼腸孤病毒,則以保守型復制方式轉錄出與原來雙鏈中的正鏈相同的mRNA。

近年來發現有些病毒(如腺病毒和SV40)的基因是不連續的,有外顯子與內含子之分,轉錄後有剪接過程,把內含子剪除而把外顯子連接起來,才有mRNA的功能。多數病毒的mRNA還需經過其他加工,如在5′端加上「帽子」結構和在3′端加上多聚腺嘌呤核苷酸。

病毒基因轉錄所需酶的來源也不相同,如小DNA病毒科、乳多泡病毒科所需依賴於DNA的RNA多聚酶,都是利用宿主原有的酶;而彈狀病毒科、正粘病毒科、副粘病毒科和呼腸孤病毒科所需的依賴於RNA的RNA多聚酶,以及反錄病毒科所需的反轉錄酶,都是病毒粒自備的。

翻譯

不同病毒mRNA翻譯的方式是不同的。一般認為噬菌體的翻譯是多順反子的,如Qβ的RNA上有3個順反子(為單個肽鏈編碼的基因功能單位),可沿著1條mRNA獨立地翻譯出3種多肽。動物病毒的翻譯是單順反子的,即由其基因組轉錄成不同的mRNA,每種mRNA翻譯成一種多肽。分節段基因組病毒如流感病毒和呼腸孤病毒,每1節段RNA構成1個順反子,多分體基因組的植物病毒也是如此。脊髓灰質炎病毒的mRNA先被翻譯成1個分子量為20萬的巨肽,再經裂解成為衣殼蛋白和酶。

有些病毒如ΦΧ174,Qβ噬菌體和 SV40等,存在基因重疊現象,即按讀碼位相不同而從同一核苷酸序列可以表達出一種以上的蛋白質。這是病毒經濟地利用其有限的遺傳信息的1種方式。

核酸復制

DNA病毒按照經典的沃森-克里克鹼基配對方式進行 DNA復制。乳多泡病毒的環狀 DNA按「滾環」模式進行復制時,需要有核酸內切酶和連接酶參與。病毒RNA是通過半保留方式復制的,即以病毒RNA(vRNA)為模板,同時轉錄幾個互補鏈(cRNA),cRNA轉錄完成並脫落後,又以同樣方式再轉錄出新的vRNA。因此,在感染細胞中可以查出具有部分雙鏈結構而又拖著多條長短不同單鏈「尾巴」(正在合成中的互補鏈)的「復制中間體」。

病毒核酸復制所需酶的來源也各不相同。SV40DNA合成所需的酶都來自宿主。含RNA的Qβ噬菌體、小RNA病毒科和含ssRNA的植物病毒所需RNA多聚酶的某個亞基,可能由病毒基因編碼,而其他亞基來自宿主。皰疹病毒DNA復制所需的酶,部分地由病毒編碼,如DNA多聚酶和胸苷激酶,可能還有核苷酸還原酶。痘類病毒的獨立自主能力最強,甚至能在去核細胞中進行DNA復制,其基因組至少能為75種蛋白質編碼,包括DNA多聚酶、胸苷激酶、脫氧核糖核酸酶和聚核苷酸連接酶。

裝配與釋放

病毒核酸和結構蛋白是分別復制的,然後裝配成完整的病毒粒。最簡單的裝配方式(如煙草花葉病毒)是核酸與衣殼蛋白相互識別,由衣殼亞單位按一定方式圍繞RNA聚集而成,不藉助酶,也無需能量再生體系。許多二十面體病毒粒先聚集其衣殼,然後再裝入核酸。有包膜的病毒,在細胞內形成核完後轉移至被病毒修飾了的細胞核膜或質膜下面,以芽生方式釋放病毒粒。T4噬菌體則先分別裝配頭部、尾部和尾絲,最後組合成完整病毒粒,裂解細菌而釋放,其中有些步驟需酶的作用。

細胞水平上的感染類型和宿主反應

很早發現噬菌體感染有裂解性和溶源性之分。以大腸桿菌的λ噬菌體為例,裂解性感染於經歷上述復制周期後產生大量子代病毒粒而將細菌裂解;而溶源性感染時,噬菌體DNA環化並整合到大腸桿菌 DNA的特異性位點上,隨著細菌的分裂而傳給子代細菌,細菌不被裂解也不產生子代病毒粒。營養條件、紫外線或化學葯物都能使溶性源感染轉化為裂解性。動物的DNA病毒如 SV40、腺病毒、皰疹病毒等於感染敏感細胞(稱為容許細胞)後,形成裂解性感染,而於感染不大敏感的細胞(稱為不容許細胞)後,則形成轉化性感染。轉化性感染與溶源性感染相似,病毒DNA或其片段整合於細胞染色體上,並隨細胞分裂而傳給子代細胞,表達其部分基因(一般為早期基因),但不產生子代病毒粒,細胞也不死亡,但被轉化成類似於腫瘤細胞,可無限地傳代。另一方面,RNA腫瘤病毒(如雞肉瘤病毒)必須先將其RNA反轉錄成dsDNA並整合到細胞染色體上,才能進行復制,所以這種感染方式是獨特的,既是轉化性感染,又產生大量病毒粒。

宿主細胞對病毒感染的反應有4種:無明顯反應、細胞死亡、細胞增生後死亡和細胞轉化。例如,副粘病毒SV5在細胞培養中產生大量病毒而不引起明顯反應。多數病毒感染敏感細胞時,由於抑制了細胞核酸和蛋白質合成而引起細胞死亡。痘病毒感染時,先刺激細胞多次分裂然後死亡,造成痘皰病灶。DNA病毒和RNA腫瘤病毒則引起細胞轉化。

有些動物病毒於感染宿主細胞後,在胞核或細胞質內形成具有特殊染色特性的內含物,稱為包涵體,如痘病毒的細胞質內包涵體和皰疹病毒的胞核內包涵體。這些包涵體有的是由未成熟或成熟的病毒粒構成,有的是宿主細胞的反應產物,有的是兩者的混合物。有些昆蟲病毒的病毒粒包埋在蛋白基質中,形成包涵體如核型多角體病毒。

脊椎動物細胞感染病毒後的另一種反應是產生干擾素。干擾素是一種動物細胞編碼的蛋白,其基因平常處於不活動狀態,於病毒感染或經雙鏈RNA誘導後活化。干擾素有廣譜的抗病毒作用,但並不直接作用於病毒,其作用機制是通過與細胞膜結合,激活具有抗病毒作用的3種酶,阻斷了病毒mRNA的翻譯。干擾素在防止病毒擴散和疾病恢復中有一定作用,並有可能成為一種抗病毒葯物。

機體水平上的感染類型和宿主反應

高等動、植物感染病毒後,可表現為顯性感染和持續感染,動物病毒還可表現為隱性感染。隱性感染無臨床症狀,顯性感染表現為臨床疾病;在持續感染中,病毒在機體內長期存在。動物病毒的持續感染又分為潛伏感染、慢性感染和長程感染3類。潛伏感染如皰疹,平常無症狀也查不到病毒,但由於內外因素的刺激而復發時出現病毒;慢性感染如乙型肝炎,有或無症狀,但可查到病毒;長程感染限於少數病毒,如綿羊的 Maedi-visna(一種反錄病毒感染)可查到病毒;潛伏期和病程都很長,進行性發病直至死亡。

高等動物能對病毒感染產生特異性免疫反應。免疫反應分為體液免疫和細胞免疫兩類,體液免疫表現為由B細胞產生的抗體,其中包括能特異地滅活病毒的中和抗體。中和抗體在預防再感染中起主導作用。細胞免疫的主要表現是識別病毒抗原並發生反應的T淋巴細胞,在清除病毒和病毒感染細胞中起主導作用。

植物細胞對病毒常有過敏反應,細胞迅速死亡,形成枯斑,同時病毒復制也受到限制。另一種反應是產生一種很象干擾素的抗病毒因子,能保護未受感染的細胞。

致瘤作用

有一些病毒能誘發良性腫瘤,如痘病毒科的兔纖維瘤病毒、人傳染性軟疣病毒和乳多泡病毒科的乳頭瘤病毒;另有一些能誘發惡性腫瘤,按其核酸種類可分為DNA腫瘤病毒和RNA腫瘤病毒。DNA腫瘤病毒包括乳多泡病毒料的SV40和多瘤病毒,以及腺病毒科和皰疹病毒科的某些成員,從腫瘤細胞中可查出病毒核酸或其片段和病毒編碼的蛋白,但一般沒有完整的病毒粒。RNA腫瘤病毒均屬反錄病毒科,包括雞和小鼠的白血病和肉瘤病毒,從腫瘤細胞中可查到病毒粒。這兩類病毒均能在體外轉化細胞。在人類腫瘤中,已證明EB病毒與伯基特淋巴瘤和鼻咽癌有密切關系;最近,從一種T細胞白血病查到反錄病毒。此外,Ⅱ型皰疹病毒可能與宮頸癌病因有關,乙型肝炎病毒可能與肝癌病因有關。但是,病毒大概不是唯一的病因,環境和遺傳因素可能起協同作用。

起 源

對於病毒的起源曾有過種種推測;一種觀點認為病毒可能類似於最原始的生命;另一種認為病毒可能是從細菌退化而來,由於寄生性的高度發展而逐步喪失了獨立生活的能力,例如由腐生菌→寄生菌→細胞內寄生菌→支原體→立克次氏體→衣原體→大病毒→小病毒;還有一種則認為病毒可能是宿主細胞的產物。這些推測各有一定的依據,目前尚無定論。因此病毒在生物進化中的地位是未定的。但是,不論其原始起源如何,病毒一旦產生以後,同其他生物一樣,能通過變異和自然選擇而演化。

分 類

病毒分類命名的工作現由國際病毒分類委員會負責,已於 1971、1976、1979和 1982年發表過 4次報告。

1982年將資料較齊全而能分類的病毒劃分為7大群,分群的根據是基因組的核酸種類(DNA或 RNA)、類型(ds或ss)和有無包膜。7大群中包括59個科組:

dsDNA,有包膜 4科

dsDNA,無包膜 8科,1組

ssDNA,無包膜 3科,1組

dsRNA,有包膜 1科

dsRNA,無包膜 1科,4個可能科

ssRNA,有包膜 8科,1組

ssRNA,無包膜 4科,22組,1個可能組

如按宿主分類,則為:

細菌病毒 10科

真菌病毒 3個可能科

植物病毒 24組,1個可能組

無脊椎動物病毒 2科,1組

脊椎動物病毒 9科

無脊椎、脊椎動物共有的病毒有6科,即痘病毒科虹彩病毒科、小DNA病毒科、披膜病毒科、布尼亞病毒科和小RNA病毒科,以及一個可能科,即二節段雙鏈RNA病毒。

無脊椎、脊椎動物和植物共有的病毒有2科,即呼腸孤病毒科和彈狀病毒科。

病毒分類還處於初期階段,以後還會迅速發展和演變。目前對資料較齊全的動物病毒和噬菌體都已立為科,科名採用拉丁文;而植物病毒則只立組,組名多採用縮拼法,即將某科的典型代表病毒的普通名稱如Tobacco mo-saic virus縮拼為 Tobamo-virus。科下分亞科及屬,屬下即為各個病毒的普通名稱,目前尚未分種。

4. 病毒的生物學特性

病毒是一種個體微小,結構簡單,只含一種核酸(DNA或RNA),必須在活細胞內寄生並以復制方式增殖的非細胞型生物。
病毒是一種非細胞生命形態,它由一個核酸長鏈和蛋白質外殼構成,病毒沒有自己的代謝機構,沒有酶系統。因此病毒離開了宿主細胞,就成了沒有任何生命活動、也不能獨立自我繁殖的化學物質。它的復制、轉錄、和轉譯的能力都是在宿主細胞中進行,當它進入宿主細胞後,它就可以利用細胞中的物質和能量完成生命活動,按照它自己的核酸所包含的遺傳信息產生和它一樣的新一代病毒。[1][2]
中文名
生物病毒
外文名
Biological virus
定義
1種獨特的傳染因子
特性
自主地復制
包括
擬病毒、類病毒和病毒粒子
快速
導航
病毒分類病毒應用病毒概念
概念簡介
狹義的生物病毒是1種獨特的傳染因子,它是能夠利用宿主細胞的營養物質來自主地復制自身的DNA或RNA、蛋白質等生命組成物質的微小生命體。而廣義的病毒復雜得多,包括擬病毒、類病毒和病毒粒子(virion),其中擬病毒和類病毒僅是1條簡單的ssRNA鏈,virion是一種類似酶的蛋白分子。因此生物病毒很難有1個確定的、明確的定義。
著名病毒
生物病毒不管是烈性噬菌體還是溫和型噬菌體,都必需在活的宿主細胞中才能得以復制繁殖,利用宿主細胞的核苷酸和氨基酸來自主地合成自身的一些組件,裝配下一代個體。並達到他們的目的。

5. 病毒有哪些形態

病毒結構
每一病毒顆粒都是由一個核酸芯子和一個蛋白質外衣,即衣殼所組成(圖示)。核酸芯子只含一個DNA分子或一個RNA分子。從來沒有2種核酸同時存在於一種病毒顆粒中的情況。這是病毒不同於所有其他生物的一個突出物征。DNA和RNA分子或為單鏈,或為雙鏈,隨不同的病毒掘改中而不同。組成核酸分子的核苷酸數目隨不同病毒而異,少者幾千個,多者可達
250000
個。如果1000個核苷酸相當於一個基因,則每一病毒顆粒的基因數不過是幾個到幾百個。所以病毒作為生命的一種形態,可說是十分簡單的了。
病毒的蛋白質衣殼是由許多亞單位,即衣殼體按一定的規律排列而成。衣殼體
亞單位有規律的排列使各病毒具有不同的形態。很多動物病毒在衣殼之外還有一層由類雙分子層構成的外衣,即囊膜。囊膜實際來自寄主的細胞膜或核膜,其上有特異的糖蛋白分子,可和寄主細胞膜上的受體分子結合,使病判山毒粒進入細胞
動物、植物病毒的結構
動物和植物病毒,特別是相當多的動物病毒,其核衣殼外面還有一層或多層由糖蛋白、脂類所構成的囊膜把它們包裹起來,如流感病毒、皰疹病毒、狂犬病毒、水泡性口膜炎病毒以及小麥叢矮病毒等。有的病毒在囊膜的最外層還有突起物。引起天花一類疾病的痘病毒是最大、結構最復雜的一類病毒,外形呈磚狀或麵包狀,大小300nm×250nm×100
nm,所以用光學顯微鏡就可以看到,但要看清表面結構還需要電子顯微鏡。它的核衣殼的結構復雜,而且囊膜上還有很多管狀突起物。
昆蟲病毒的結構
昆蟲病毒基本分三類:一類是病毒核衣殼顆粒為游離態,沒有囊膜包被,也沒有結晶狀蛋白質包被的;第二類是核衣殼外有囊膜包被的;第三類是核衣殼外面有很多蛋白質晶體包被,形成多角形的包涵體,呈四面、長方、六面和十二面等,所以稱為多角體病毒。
細菌病毒——噬菌體的結構
噬菌體是一類寄生於細菌的病毒的總稱,英文名稱為bacteriophage,簡稱phage,來源於希臘文「phagos」,是「吞噬」的意思。在結構上,噬菌體比我們大家熟知的細菌、真菌要簡單得多。關於噬菌體的結構、侵染方式、復制、成熟(包裝)等是病毒學中研究的最早、最清楚的一類病毒。如果在培養皿中使培養基內長滿細菌,就好像一片草地,如果有噬菌體活動,我們就能在這片「草地「上發現一個個透明的圓圈,這是因為細菌被噬菌體分解了。我們把這些透明圈稱為噬菌斑。
大家熟知的噬菌體的構型有以下幾種。絕大多數噬菌體為裸露的球狀、纖維狀或絲狀,只有極個別的才帶有包得很緊的脂蛋白囊膜,
還有一種噬菌體是有頭有尾,核酸包在頭部外殼中,頭是二十面體對稱,而尾是螺旋對稱。
在病毒中殲銷有兩種特殊情況:一種是類病毒(viroids),它是一種只含有RNA而缺少蛋白的具有感染性的獨特因子;與之相反,朊病毒(prions)是一種只含蛋白,缺少核酸具有感染性的特異因子。

6. 病毒是一類什麼樣的生物

病毒是一類個體微小,結構簡單,只含單一核酸(或返御DNA/RNA),必須在活細胞內寄生並以復制方式增值的非細胞型微生物。世塵病毒同所有生物一樣,具有遺傳、變異、進化的能力,是一種體積非常微小,結構極其簡單的生命形式,病毒有高度的寄生性,完全依賴宿主細胞的能量和代謝系統,獲取生命活動所需的物質和能量,離開宿主細胞,它只是一個大化學分子,停止活動,可製成蛋白質結晶,為一個非生命體,遇到宿主細胞它會通過吸附、進入、復制、裝配、釋放子代病毒而顯示典型的生命體特徵,所以病衫岩毒是介於生物與非生物的一種原始的生命體。

7. 病毒有哪些主要形態,試舉例說明。

病毒的主要形態分為5類
(1)球狀或類似球狀:大多數人類及動物病毒均為此類形態,如脊髓灰質炎病毒、腺病毒、乙腦病毒等。
(2)桿狀或絲狀:常見於植物病毒,如煙草花葉病毒及少數人和動物病毒,如流感病毒和麻疹病毒在感染的初代可形成絲狀,M13噬菌體為桿狀。
(3)磚塊狀;僅見於拆碧痘病毒,如牛痘苗病毒及天花病毒。
(4)子彈狀:見於彈狀病毒科,與人類有族搜關的病毒有狂犬病病毒及水皰性口炎病毒。
(5)蝌蚪狀:見於旅穗舉某些噬菌體,大小在95nm×65nm×95nm~125nm。

8. 病毒是什麼生物

病毒是一種個體微小,結構簡單,只含一種核酸(DNA或RNA),必須在活細胞內寄生並以復制方式增殖的非細胞型生物。
有些科學家認為病毒並非生物,只是依存於細胞生命的DNA和RNA片段。他們指出,病毒不能在宿主細胞外復制(增殖),還要依靠細胞的蛋白質組裝機器執行功能。但是很多證據顯示,病毒和其他生物體的區別並沒有那麼大。
古斯塔沃說:「很多生物體都需要依賴其他生物體生存,比如生活在細胞內的細菌、專性寄生關系中的真菌—他們依靠宿主完成生活史。」他說,「病毒也正是這么做的。」
古斯塔沃說,巨大的擬菌病毒在基肢畢21世紀初被發現,也挑戰了關於病毒本質的傳統觀點。「這些巨大的病毒與只有7個基因的微小的埃博拉病毒不同,它們體型龐大,還有巨大的基因庫。」他說,「有些病毒的外形、基因組都和寄生細菌差不多飢碰大,甚至比它們更大。
古斯塔沃說,有些巨大的病毒還有編碼翻譯過程(即細胞讀取基因序列,組建蛋白質的過程)中關鍵搏芹蛋白質的基因,而病毒內缺乏翻譯機器曾是人們將它們歸為非生命體的理由。
「這理由時過境遷了。」古斯塔沃說,「現在病毒值得在生命樹中佔有一席之地了。顯然,病毒可沒我們以前想得那麼簡單。」

9. 病毒是什麼生物

病毒是由一伏攔銷個核酸分子(DNA或RNA)與衡蠢蛋白質構成或僅由蛋白質構成(如朊病毒)的缺游非細胞形態的靠寄生生活的生命體,必須在活細胞內寄生並以復制方式增殖的非細胞型微生物。

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