microorganism_day4_2.27
病毒体的结构和形态Morphology and structure of virion
辨析：Virus病毒 and Virion病毒体
ppt上笑脸😊代表重点
病毒的概念和研究背景
realm - domain
16SRNA基因是原核生物（B、A、E）
18S。。。是真核
😊定义：
病毒Virus：一类体型微小，结构简单，只含一种核酸（DNA或RNA），必须在活细胞内以复制方法增殖的非细胞型微生物
病毒体Virion：完整成熟的，有感染性的病毒颗粒；即同时具有病毒典型形态结构和感染性两大特征（概念包含于病毒，在细胞体内不算病毒体）
😊病毒体的特征（ppt上有更详细内容）
- 最小的微生物
- 仅含有一种核酸
- 无细胞结构（病毒都有核衣壳，有被膜的为被膜病毒，无则为裸露病毒）
- 以复制方式增殖（严格活细胞内寄生，干扰素在胞内才有抗病毒作用，宿主细胞外无生命活性）
- 缺乏酶和能量系统
病毒体的大小和形态
病毒大小：测量单位nM > 一般以葡萄球菌作为相对参照物1微米
😊病毒的形态：
- 杆状spherical病毒（大部分感染植物的病毒为丝或杆状）
- 丝状filamentous病毒（人感染病毒也有丝状的）
- 噬菌体phage
- 弹状bullet shaped病毒（狂犬病病毒）
- 砖形brick shaped病毒
- 冠状病毒coronavirus，CoV
😊病毒体的结构和功能
概述：
包膜envelope上有刺突spike
核衣壳nucleocapsid包括核心core和衣壳capsid
化学成分：核酸、蛋白质、脂类、多糖
裸露病毒naked virus=核衣壳=病毒体
包膜病毒enveloped virus=核衣壳+包膜=病毒体
冠状病毒体结构
是包膜病毒
核衣壳包括N核衣壳蛋白与基因组RNA，螺旋对称
包膜为脂质双层，上有E跨膜糖蛋白、S刺突糖蛋白、M基质脂蛋白三种蛋白
😊病毒基因组
- 只有一种类型的核酸
- 存在形式多样
- 复制方式多样
- 基因（结构区ORF）数量少，核酸利用“经济性”
- 非结构区（非结构区UTR/NCR）
后面会用到的一些知识
ss：single-stranded
ds：double-stranded
positive+/negative-
monopartite/multipartite
LTR：long terminal repeat
NRE：negative regulatory element（负性调控元件）
IRES：internal ribosome entry site（可直接从链上开始转录）
UTR：untranslated region
😊病毒衣壳viral capsid
病毒衣壳：
蛋白亚基
壳粒capsomere：基本形态亚单位
对称形式：壳粒构成螺旋对称、二十面体立体对称和复合对称
- 原体：衣壳的结构单位，可有一个或多个蛋白亚基构成
遗传节约：
电镜下大多数病毒为球状，或杆状
病毒颗粒由少数几种蛋白质规律和重复的构成
二十面体、螺旋和复合对型
二十面体最接近球形，在体积相同的情况下，需要更少的材料，更为节省
一些衣壳蛋白可自我组装成“病毒样颗粒”（VLPs），如HBV和HPV酵母疫苗是VLPs
😊病毒包膜
😊包裹在病毒核衣壳外，由源于宿主细胞的脂质双层膜和病毒的（糖）蛋白刺突构成
😊核衣壳
核心
- 核心是病毒具有生命活性的物质基础
- 基因组是病毒携带遗传信息的载体和复制的模版
- 核心蛋白：保障某些病毒复制或基因表达的作用
衣壳
- 保护病毒核酸
- 参与感染过程
- 具有免疫原性
- 鉴别和分类依据
包膜
- 构成病毒体、保护核衣壳
- 决定细胞亲嗜性（tropic）和病毒感染
- 诱导机体免疫应答
- 对干燥、热、酸和脂溶剂敏感，乙醚因能破坏包膜脂类而灭活病毒，鉴定病毒有无包膜
- 具有病毒种、型特异性，是病毒鉴定和分型的依据
😊非常规病毒致病因子Unusual Viral Agents
亚病毒subvirus agent：比病毒更小，在形态结构化学组成复制过程不同于常规病毒的传染因子，包括以下三个
⬇️
- 卫星病毒satellite virus
基因组缺乏能够编码复制所需功能的基因，必须依靠辅助病毒才能复制，多数植物病毒，少数噬菌体或动物/人病毒
- 类病毒viroid
一种感染性小RNA分子，在细胞核内复制，不需要辅助病毒参与，不编码蛋白质，均为感染植物的亚病毒
- 朊粒proteinaceous infectious particle，prion或朊蛋白
一种由细胞基因编码，构象异常的蛋白质，不含核酸、呈蛋白酶抗性，有自我复制能力和传染性，引起人/动物传染性海绵状脑病的病原
真病毒euviruses 分子病原亚病毒subviruses 假病毒psuodovirion
（简述病毒的分类）
见ppt
病毒的增殖Multiplication of Viruses
⚠️注意：此节内容均未标注笑脸😊，故不知其重要性，应酌情复习
病毒的复制
病毒复制周期replication cycle：
病毒进入易感宿主细胞内，利用宿主细胞环境条件，以病毒核酸为模版合成子代病毒的核酸和蛋白质，装配成完整病毒颗粒并释放至细胞外，这一过程称为病毒增殖，或病毒复制周期replication cycle
病毒复制的Life Cycle
- 吸附attachment
- 穿入penetration
- 脱壳uncoating
- 生物合成biosynthesis
- 装配assembly
- 释放release
1.吸附Attachment
病毒-配体ligand
- 与细胞的病毒受体结合的结构
- 包膜病毒表面的糖蛋白（跨膜蛋白）裸露病毒壳衣外表面的蛋白突起
- 决定宿主的宿主特异性（host specificity）和组织亲嗜性（tropism）
宿主细胞-受体receptor
即病毒受体，分两大类
指能够特异性地与病毒结合、介导病毒侵入并促进病毒感染的宿主细胞组分，其化学本质是糖蛋白、蛋白聚糖、脂类或糖脂，大多数属于蛋白质。多位于细胞膜上，也可存在于胞内
- 黏附受体adhesion receptor
介导可逆黏附，并非病毒入胞所必需的，不能单独介导病毒入胞，可富集病毒于进入受体附近而显著增强病毒的感染性
- 进入受体entry receptor
不可逆的黏附，通过内吞/胞饮作用或诱导融合/穿入来触发病毒进入细胞，也称co-receptors
2.穿入Penetration/Entry
Fusion=融合/合胞体
穿入按照方式分两大类
胞吞endocytosis
- 包膜病毒胞吞：包膜先融合。形成囊泡进入细胞
- 无包膜病毒胞吞：病毒被细胞膜包裹，形成脂质囊泡进入细胞
胞饮pinocytosis：裸露病毒结合后能暴露核衣壳蛋白的疏水结构，使病毒或病毒基因直接穿过细胞膜进入细胞
此外，有些病毒在酸性环境下容易穿入，而有些不受pH影响
3.脱壳Uncoating
ppt上略
4.生物合成Biosynthesis
- 病毒基因组复制
- 病毒mRNA产生，翻译出病毒蛋白
- 利于宿主生物合成机器、逃避宿主免疫
ssDNA ➡️ dsDNA↘️---------------↙️dsDNA-RT-----------------------
---------------------------mRNA --⬅️dsRNA---------------------------
+ssRNA➡️-ssRNA↗️ --------------↖️dsDNA⬅️DNA/RNA⬅️ssRNA-RT
具体分类如下：（带*表示携带核酸聚合酶）
I、dsDNA
腺病毒、痘病毒、疱疹病毒*、乳头瘤病毒
II、ssDNA
细环病毒、小DNA病毒
III、dsRNA
呼肠病毒*
IV、+ssRNA
黄病毒、被膜病毒、冠状病毒、杯状病毒、小RNA病毒
V、-ssRNA
丝状病毒、弹状病毒、正黏病毒、副黏病毒、布尼亚病毒*
VI、ssRNA-RT
逆转录病毒*
VII、dsDNA-RT
嗜肝DNA病毒*
5.装配assembly
病毒核酸和结构蛋白形成病毒颗粒的过程称为装配
大部分DNA病毒在细胞核内组装：腺病毒
大部分RNA病毒在细胞浆内组装：脊髓灰质炎病毒
有些病毒在细胞核膜上组装：疱疹病毒
也有病毒在细胞膜上组装：流感病毒
6.释放release
病毒装配成熟后，从细胞内转运到细胞外的过程
- 裂解lysis：随宿主细胞裂解而释出，多见于无包膜病毒
- 芽生budding：通过胞膜释放，一般不杀死细胞，多见于胞膜病毒
- 胞吐作用exocytosis：病毒装配时被细胞内的膜性结构包裹，并与细胞膜融合，然后将病毒释放到细胞外，多见于在胞浆内芽生后仍停留在细胞内的病毒，如疱疹病毒等
- 包涵体syncytia：有些病毒装配成熟后并不全从细胞释出，而是通过细胞间连接或细胞融合形成包涵体细胞，直接感染新的宿主细胞，这些病毒能逃避体内抗体对它们的识别
病毒的异常增殖
缺陷干扰颗粒（defective interfering particle，DIP）
病毒复制副产物，貌似病毒体（virion-like），但或空心无核酸、或携带基因组缺损（如不完整），能起到干扰完整病毒体在同一细胞的感染和增殖的亚病毒颗粒（subviral paticles，SVP）即为DIP
病毒的干扰现象（Viral interference）
两种病毒感染同一细胞或机体时发生的一种病毒抑制另一种病毒复制的现象。其主要机制是前者诱导机体产生干扰素、改变细胞代谢途径以及DIP的干扰作用
伪病毒颗粒（Pseudovirion）
病毒衣壳包裹一段宿主细胞DNA形成的病毒微粒