2023年高二生物竞赛：病毒的复制课件

病毒的复制 病毒生长繁殖的特点：严格细胞内寄生物，只能在活细胞内繁殖 (活细胞外) 感染性的毒粒 (宿主细胞内) 有繁殖性的病毒基因组 具有感染性的毒粒消失 病毒基因组复制、表达 病毒核酸和蛋白质 装配形成具有感染性的毒粒 释放至细胞外 原料；能量；生物合成场所； 病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过其复制与表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由这些新合成的病毒组分装配成子代毒粒，并以一定方式释放到细胞外。病毒的这种特殊繁殖方式称做复制 病毒的复制 如何证明病毒通过复制而非二分裂或其他方式繁殖？？ 一步生长曲线 一、病毒的复制周期 1、一步生长曲线(one-step growth curve) 1939年，Max Delbruck & Emory Ellis利用E. coli 和相应噬菌体进行实验 用噬菌体的稀释液感染高浓度的宿主细胞(一个细胞被一个噬菌体感染) 数分钟后，加入抗噬菌体的抗血清(中和未吸附的噬菌体) 将上述混合物大量稀释，终止抗血清的作用和防止新释放的噬菌体感染其它细胞 保温培养并定期检测培养物中的噬菌体效价(对噬菌体含量进行计数)(噬菌斑) 以感染时间为横坐标，病毒的感染效价为纵坐标，绘制出病毒特征性的繁殖曲线； 该实验标志着分子病毒学、分子生物学和分子遗传学的建立。Max Delbruck因此荣获1969年Nobel Prize 病毒的复制 一、病毒的复制周期 1、一步生长曲线(one-step growth curve) 1939年，Max Delbruck & Emory Ellis利用E. coli 和相应噬菌体进行实验 以适量的病毒接种处于标准培养的高浓度的敏感细胞(一个细胞被一个噬菌体感染)，待病毒吸附后，或高倍稀释病毒-细胞培养物，或以抗病毒抗血清处理病毒-细胞培养物以建立同步感染，然后继续培养，定时取样测定培养物中的病毒效价，以感染时间为横坐标，病毒的感染效价为纵坐标，绘制出病毒特征性的繁殖曲线，即一步生长曲线 病毒的复制 滴度: 待测样品中所含病毒的数量，通常以单位体积(mL)病毒悬液所含的感染单位数目来表示(IU/mL)，称作病毒的效价或滴度 噬菌斑 潜伏期 组装和释放 隐蔽期 成熟期 病毒 加入 酶 核酸 蛋白外壳 相对病毒浓度 （噬菌斑形成单位） 时间 病毒繁殖的两个特征性数据：潜伏期和裂解量 潜伏期(laten period)：毒粒吸附于细胞到受染细胞释放出子代毒粒所需的最短时间(不同病毒的潜伏期长短不同，噬菌体以分钟计，动物病毒和植物病毒以小时或天计) 一、病毒的复制周期 1、一步生长曲线 病毒的复制 潜伏期 组装和释放 隐蔽期 成熟期 病毒 加入 酶 核酸 蛋白外壳 相对病毒浓度 （噬菌斑形成单位） 时间 病毒繁殖的两个特征性数据：潜伏期和裂解量 一、病毒的复制周期 1、一步生长曲线 病毒的复制 裂解量(burst size)：每个受染细胞所产生的子代病毒颗粒的平均数目。其值等于潜伏期受染细胞的数目除稳定期受染细胞所释放的全部子代病毒数目，即等于稳定期病毒效价与潜伏期病毒效价之比 潜伏期 组装和释放 隐蔽期 成熟期 病毒 加入 酶 核酸 蛋白外壳 相对病毒浓度 （噬菌斑形成单位） 时间 一、病毒的复制周期 2、隐蔽期(eclipse period) 病毒的复制 潜伏期的前一段，受染细胞内检测不到感染性病毒，后一阶段，感染性病毒在受染细胞内数量急剧增加 隐蔽期：病毒在受染细胞内消失到细胞内出现新的感染性病毒的时间 隐蔽期病毒在细胞内存在的动力学曲线呈线性函数，而非指数关系，从而证明子代病毒颗粒是由新合成的病毒基因组与蛋白质经装配成熟，而不是通过双分裂方式产生的 取培养物直接测定病毒数量 将细胞裂解后测定病毒的数量。前期可将培养物先离心去上清，以消除未吸附病毒的影响 潜伏期 隐蔽期 吸附期 病毒加入 吸附终止 细胞内病毒装配开始 病毒释放开始 全部感染中心(未吸附的病毒+受感染细胞+新释放的病毒) 全部游离的病毒(未吸附病毒+新释放的病毒) 细胞内的病毒 将培养物过滤去细胞后测定病毒数量 3、病毒的复制周期 自病毒吸附(attachment)于细胞开始，到子代病毒从受感染细胞释放到细胞外的病毒复制过程称为病毒的复制周期，或称复制循环 ①吸附→②侵入→③脱壳→④病毒大分子的合成(包括病毒基因组的表达与复制)→⑤装配与释放； 病毒的复制 一、病毒的复制周期 1、吸附 病毒表面蛋白与细胞受体特异性的结合，导致病毒附着于细胞表面 能够特异性地识别细胞受体，并与之结合的病毒结构蛋白，也称作反受体 包膜病毒：包膜糖蛋白 无包膜病毒：壳体蛋白的组成部分 病毒的复制 二、病毒感染的起始 (1) 病毒吸附蛋白(viral attachment prtein,VAP) 1、吸附