病毒的生物学概念及特征

2016-07-27网站主192

病毒(Virus)由一种核酸分子(DNA或RNA)与蛋白质(Protein)构成或仅由蛋白质构成(如朊病毒)。病毒个体微小,结构简单。病毒没有细胞结构,由于没有实现新陈代谢所必需的基本系统,所以病毒自身不能复制。但是当它接触到宿主细胞时,便脱去蛋白质外套,它的核酸(基因)侵入宿主细胞内,借助后者的复制系统,按照病毒基因的指令复制新的病毒。

 

目前,科学界公认的对病毒的定义是只能在活着的宿主细胞内复制的感染源。

 

病毒特征

 

病毒是颗粒很小、以纳米为测量单位、结构简单、寄生性严格,以复制进行繁殖的一类非细胞型微生物。病毒是比细菌还小、没有细胞结构、只能在细胞中增殖的微生物。由蛋白质和核酸组成。 大部分要用电子显微镜才能观察到。

原指一种动物来源的毒素。“virus”一词源于拉丁文。病毒能增殖、遗传和演化,因而具有生命最基本的特征,至今对它还没有公认的定义。其主要特点是:

 

①形体极其微小,一般都能通过细菌滤器,因此病毒原叫“滤过性病毒”,必须在电子显微镜下才能观察。

②没有细胞构造,其主要成分仅为核酸和蛋白质两种,故又称“分子生物”;

③每一种病毒只含一种核酸,不是DNA就是RNA。

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。

⑤以核酸和蛋白质等“元件”的装配实现其大量繁殖。

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。

⑦对一般抗生素不敏感,但对干扰素敏感。

⑧有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中,并诱发潜伏性感染。

⑨还有些病毒是没有DNA或RNA的,例如朊病毒。严格来讲阮病毒不是病毒,它是亚病毒,亚病毒是类似于病毒,但是只有RNA或只有蛋白质的一种类生物,阮病毒属于只有蛋白质的那一类,它以病毒为寄主。

 

简单理解

 

病毒,是一类不具细胞结构,具有遗传、复制等生命特征的微生物。一般为球状病毒、杆状病毒和蝌蚪状病毒。

 

病毒同所有的生物一样,具有遗传、变异、进化的能力,是一种体积非常微小,结构极其简单的生命形式,病毒有高度的寄生性,完全依赖宿主细胞的能量和代谢系统,获取生命活动所需的物质和能量,离开宿主细胞,它只是一个大化学分子,停止活动,可制成蛋白质结晶,为一个非生命体,遇到宿主细胞它会通过吸附、进入、复制、装配、释放子代病毒而显示典型的生命体特征,所以病毒是介于生物与非生物的一种原始的生命体。

 

病毒的分类:

 

从遗传物质分类:DNA病毒、RNA病毒、蛋白质病毒(如:朊病毒)

从病毒结构分类:真病毒(Euvirus,简称病毒)和亚病毒(Subvirus,包括类病毒、拟病毒、朊病毒)

从寄主类型分类:噬菌体(细菌病毒)、植物病毒(如烟草花叶病毒)、动物病毒(如禽流感病毒、天花病毒、HⅣ等)[1]

从性质来分:温和病毒(例如HⅣ)、烈性病毒(例如狂犬病毒)。

 

病毒的形态

 

⑴球状病毒;⑵杆状病毒;⑶砖形病毒;⑷冠状病毒;⑸丝状病毒

⑹链状病毒;⑺有包膜的球状病毒;⑻具有球状头部的病毒;⑼封于包含体内的昆虫病毒

 

病毒粒的对称体制:

 

病毒粒的对称体制只有两种,即螺旋对称(代表烟草花叶病毒)和二十面体对称(等轴对称,代表腺病毒)。一些结构较复杂的病毒,实质上是上述两种对称相结合的结果,故称作复合对称(代表T偶数噬菌体)

 

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

 

病毒主要由内部的遗传物质和蛋白质外壳组成。由于病毒是一类非细胞生物体,故单个病毒个体不能称作"单细胞",这样就产生了病毒粒或病毒体(virion)。病毒粒有时也称病毒颗粒或病毒粒子(virus particle),专指成熟的、结构完整的和有感染性的单个病毒。核酸位于它的中心,称为核心(core)或基因组(genome),蛋白质包围在核心周围,形成了衣壳(capsid).衣壳是病毒粒的主要支架结构和抗原成分,有保护核酸等作用。衣壳是由许多在电镜下可辨别的形态学亚单位(subunit)——衣壳粒(capsomere)所构成。核心和衣壳合称核心壳(nucleocapsid)。有些较复杂的病毒,(一般为动物病毒,如流感病毒),其核心壳外还被一层含蛋白质或糖蛋白(glycoprotein)的类脂双层膜覆盖着,这层膜称为包膜(envelope)。包膜中的类脂来自宿主细胞膜。有的包膜上还长有刺突(spike)等附属物。包膜的有无及其性质与该病毒的宿主专一性和侵入等功能有关。昆虫病毒中有1类多角体病毒,其核壳被蛋白晶体所包被,形成多角形包涵体。

 

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

 

有核心和衣壳,二者形成核衣壳。核心位于病毒体的中心,为核酸,为病毒的复制、遗传和变异提供遗传信息;衣壳是包围在核酸外面的蛋白质外壳。

衣壳的功能:①具有抗原性;②保护核酸;③介导病毒与宿主细胞结合。

 

2.病毒的辅助结构

 

有些病毒核衣壳外还有一层脂蛋白双层膜状结构,是病毒以出芽方式释放,穿过宿主细胞膜或核膜时获得的,称之为包膜。在包膜表面有病毒编码的糖蛋白,镶嵌成钉状突起,称为刺突。有包膜病毒对有机溶剂敏感。

 

包膜功能:①保护核衣壳;②促进病毒与宿主细胞的吸附;③具有抗原性。

 

病毒出现假说:

 

1.蛋白质、核酸遗失说:

 

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。

 

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