多多121015
说起病毒,能马上联想到的词汇有很多,艾滋病病毒,乙肝病毒,疯牛病病毒,等等。当然,最震撼人心的还是SARS病毒,引爆了2002年冬到2003年春肆虐全球的非典型性肺炎。确实,就如组成“病毒”这个词的两个单字“病”和“毒”所描述的一样,病毒对人类、动物和植物等生命体的生存造成了极大的威胁。据大概统计,大约70%的人类传染病是由病毒引起的。中世纪引起全欧洲恐慌的黑死病,其学名叫鼠疫,就是由病毒大家庭中的一员——鼠疫病毒引起的。 当然,病毒也有其有益的一面。比如,用病毒杀虫剂取代传统的化学杀虫剂,就可以避免对自然环境的污染和破坏。 那么,什么是病毒? 我们知道,除了人类、动物和植物之外,还有一种基本上无法用肉眼观测到的生命形式——微生物。病毒就是微生物中最小的一类。不过,病毒不同于其它生命形式的是,它在不同的环境和条件下具有活性和非活性两种状态,即病毒有时表现出有生命,有时仅仅以有机物的形式存在。除此之外,个体小、结构简单、专性寄生,等等,都是病毒的特征。病毒没有细胞结构,是最简单、最小的生命形式。专性寄生性使病毒必须借助于其它生物的活细胞才可以完成增殖,因此病毒有了生命和非生命两种截然不同的状态。病毒虽小,但对动物、植物和人等大生物的影响却是巨大的。 病毒的定义和特点 病毒没有细胞结构,是微生物中最小的生命实体。它的组成简单,大多数病毒粒体中仅含有一种核酸(DNA或RNA)及一种或多种蛋白质。病毒具有专性寄生性,必须在活细胞中才能增殖。因此,根据宿主的不同,有动物病毒、植物病毒、细菌病毒(噬菌体)和拟病毒(寄生在病毒中的病毒)等多种类型。有的病毒甚至没有蛋白质,只含有具有单独侵染性的较小型的核糖核酸(RNA)分子(类病毒),或只含有不具备侵染性的RNA(拟病毒)和没有核酸而有感染性的蛋白质颗粒(朊病毒),我们把后3类统称为亚病毒。 病毒的基本类型病毒的基本类型名称 基本特征 (真)病毒 至少含有蛋白质和核酸两类物质 亚病毒 类病毒 含有具有单独侵染性的核糖核酸(RNA)分子 拟病毒 只含有不具备侵染性的RNA 朊病毒 没有核酸而有感染性的蛋白质颗粒 病毒的定义:病毒是一类比较原始的、有生命特征的、能够自我复制和严格细胞内寄生的非细胞生物。 病毒的特点: 1)形体微小,具有比较原始的生命形态和生命特征,缺乏细胞结构; 2)只含一种核酸,DNA或RNA; 3)依靠自身的核酸进行复制,DNA或RNA含有复制、装配子代病毒所必须的遗传信息; 4)缺乏完整的酶和能量系统; 5)严格的细胞内寄生,任何病毒都不能离开寄主细胞独立复制和增殖。烟草花叶病毒(TMV) 番茄黄化花叶病毒(Tomato yellow mosaic virus, TYMV) 病毒的结构 动物、植物病毒的结构 动物和植物病毒,特别是相当多的动物病毒,其核衣壳外面还有一层或多层由糖蛋白、脂类所构成的囊膜把它们包裹起来,如流感病毒、疱疹病毒、狂犬病毒、水泡性口膜炎病毒以及小麦丛矮病毒等。有的病毒在囊膜的最外层还有突起物。引起天花一类疾病的痘病毒是最大、结构最复杂的一类病毒,外形呈砖状或面包状,大小300nm×250nm×100 nm,所以用光学显微镜就可以看到,但要看清表面结构还需要电子显微镜。它的核衣壳的结构复杂,而且囊膜上还有很多管状突起物。 昆虫病毒的结构 昆虫病毒基本分三类:一类是病毒核衣壳颗粒为游离态,没有囊膜包被,也没有结晶状蛋白质包被的;第二类是核衣壳外有囊膜包被的;第三类是核衣壳外面有很多蛋白质晶体包被,形成多角形的包涵体,呈四面、长方、六面和十二面等,所以称为多角体病毒。 细菌病毒——噬菌体的结构 噬菌体是一类寄生于细菌的病毒的总称,英文名称为bacteriophage,简称phage,来源于希腊文“phagos”,是“吞噬”的意思。在结构上,噬菌体比我们大家熟知的细菌、真菌要简单得多。关于噬菌体的结构、侵染方式、复制、成熟(包装)等是病毒学中研究的最早、最清楚的一类病毒。如果在培养皿中使培养基内长满细菌,就好像一片草地,如果有噬菌体活动,我们就能在这片“草地“上发现一个个透明的圆圈,这是因为细菌被噬菌体分解了。我们把这些透明圈称为噬菌斑。 大家熟知的噬菌体的构型有以下几种。绝大多数噬菌体为裸露的球状、纤维状或丝状,只有极个别的才带有包得很紧的脂蛋白囊膜, 还有一种噬菌体是有头有尾,核酸包在头部外壳中,头是二十面体对称,而尾是螺旋对称。 在病毒中有两种特殊情况:一种是类病毒(viroids),它是一种只含有RNA而缺少蛋白的具有感染性的独特因子;与之相反,朊病毒(prions)是一种只含蛋白,缺少核酸具有感染性的特异因子。 病毒的形态 人们在电镜下观察到许多病毒粒体的形态和大小,病毒的形状同其壳体的基本结构有着紧密的联系。病毒的壳体有三种结构类型,与之相对应,病毒颗粒的形状大致可分为下列三种类型: 1)螺旋对称壳体。蛋白质亚基沿中心轴呈螺旋状排列,形成高度有序、对称的稳定结构。 螺旋对称的壳体形成直杆状、弯曲杆状和线状等杆状病毒颗粒。很多植物病毒如TMV等则为坚硬的杆状,而某些植物病毒和细菌病毒的形状是软而能弯曲的很长的纤维状。昆虫病毒中核型多角体病毒属成员也多呈杆状。 2)二十面对称壳体。蛋白质亚基围绕具立方对称的正多面体的角或边排列,进而形成一个封闭的蛋白质的鞘。因二十面体容积为最大,能包装更多的病毒核酸,所以病毒壳体多取二十面体对称结构。 病毒的壳体为二十面体对称,大部分动物病毒和少数植物病毒呈球状病毒颗粒。各种病毒的衣壳亚基数目不一,排列方式不同,亚基往往聚在一起形成2、3、4、5或6邻体,因而使电镜下的近球状病毒的外形变化多端。此外,有些动物病毒如腺病毒每个二十面体的顶点处都有一纤维状的细丝,很像一个卫星天线,使它们的外形更为别致。近年来,又发现一类新型病毒即双生病毒。它的结构特点是2个二十面体联在一起,而每个球体由12个蛋白亚基构成,两两联结时粘合处失去一个亚基。 3)复合对称壳体。仅少数病毒壳体为复合对称结构。壳体由头部和尾部组成,包装有病毒核酸的头部通常呈二十面体对称,尾部呈螺旋对称。具有复合对称结构的典型例子是有尾噬菌体(tailed phage)。 有复合对称壳体的细菌病毒(噬菌体)和某些动物病毒呈复杂形状的病毒颗粒。