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病毒的内部结构

时间:2022-02-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:病毒核酸,通常被称为基因组,自然界最大的痘病毒,它的基因组竟含有几百个基因。疱疹病毒囊膜是由双层脂质、多糖和蛋白质构成的。②触须样纤维触须样纤维是一种很特殊的附属结构,自然界中,腺病毒具有20面体的衣壳结构,是唯一具有这种触须样纤维的病毒,是一种动物病毒。
病毒的内部结构_生命的杀手病毒

5.病毒的内部结构

我们知道,自然界中这些微小的病毒,它的结构有两个部分,一部分是基本结构,为所有病毒都必须具备;另一部分是辅助结构,只为某些病毒所特有,这个结构在病毒体内各有其特殊的生物学功能。

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(1)病毒的基本结构

①核酸

核酸被蛋白质壳体包裹在病毒体的中心位置,其中含DNA的称为DNA病毒,含RNA的称为RNA病毒。DNA病毒的核酸,多为双链(除微小病毒外)。RNA病毒的核酸,多为单链(除呼肠孤病毒外)。病毒核酸,通常被称为基因组,自然界最大的痘病毒,它的基因组竟含有几百个基因。而最小的微小病毒,它的基因组极其简单,里面仅含有3~4个基因。

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核酸

病毒的核酸是一种极为复杂的构形,有不同的阴阳极性,核酸有环状、线状、分节段以及正链、负链等不同类型。这对进一步条理地阐明病毒的复制机理和病毒分类有重要意义。核酸携带着病毒的遗传信息,若用酚或其他蛋白酶降解剂去除病毒的蛋白质衣壳,提取核酸,并转染或导入宿主细胞,可产生与亲代病毒生物学性质一致的子代病毒。这就证实,核酸的功能,是遗传信息的储藏所,主导着病毒的生命活动,形态发生,遗传变异和感染性。

②蛋白衣壳

在承载着遗传密码的核酸外面,紧密包绕着一层蛋白质外衣,即病毒的“衣壳”(就是上面说的蛋白质壳体)。衣壳是由许多“壳微粒”(就是上面说的蛋白质亚基),按一定几何构型集结排列而成。壳微粒在电子显微镜下可见,是病毒衣壳的形态学亚单位,它由一至数条结构多肽链构成。

那么,蛋白质衣壳有什么重要功能呢?它的功能主要有如下几个方面:

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蛋白衣壳

第一,这种致密稳定的蛋白质衣壳结构,除赋予每一种病毒独特的形状外,还保护着它内部的核酸免遭外环境(如血流)中核酸酶的侵蚀破坏。

第二,蛋白质衣壳是病毒基因的直接产物,对于人体的免疫系统来说,它是病毒特异的抗原,可刺激机体产生抗原病毒免疫活动。

第三,蛋白质衣壳具有辅助病毒侵入寄主细胞的作用,与别的生物细胞表面的特异性配体相对应,病毒的蛋白质衣壳上有相应受体,受体和配体之间有特殊的亲和力,这是病毒选择性吸附宿主细胞,并建立感染灶的重要结构。

总之,病毒的核酸与衣壳组成了核衣壳,自然界中最简单的病毒,就是裸露的核衣壳,如脊髓灰质炎病毒等。另一些比较复杂的病毒,它用囊膜把核衣壳包起来,它的核衣壳又称作核心。

(2)病毒的辅助结构

上面说到病毒的三种不同的蛋白质衣壳结构,蛋白质衣壳和核酸组成核衣壳,除了一个病毒,它的核衣壳是裸露的,大多数病毒的核衣壳上有如下一些特殊的辅助结构:

①囊膜

就是上面说过的那些核衣壳非裸露的病毒,它的核衣壳外包绕着一层含脂蛋白外膜,这一层脂蛋白外膜就称为“囊膜”。如虫媒病毒、人类免疫缺陷病毒、疱疹病毒等,都是核衣壳外包有囊膜的病毒。

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疱疹病毒

囊膜是由双层脂质、多糖和蛋白质构成的。其中囊膜上的蛋白质具有病毒特异性,常与多糖构成复杂的糖蛋白亚单位,镶嵌在双层脂质层上。这些糖蛋白亚单位表面呈棘状突起,称“刺突或囊微粒”。它们位于病毒体的表面,有较高的抗原性,并且,这些刺突有配体能选择性地与宿主细胞受体结合,促使病毒囊膜与宿主细胞膜快速融合。这样,病毒的核衣壳就进入了宿主细胞内,而导致宿主感染。

囊膜上的双层脂质,与宿主细胞膜或核膜成分十分相似,这足以证明病毒是以“出芽”方式,从宿主细胞内释放过程中,掳取了细胞膜或核膜成分。有囊膜的病毒对脂溶剂和其他有机溶剂十分敏感,一旦病毒失去了囊膜,它便丧失了感染性。

知识小百科

不同病毒的不同出芽方式

有的病毒在细胞表面膜出芽(黏液病毒、副黏液病毒等);有的病毒在细胞表面膜和液泡膜出芽(披盖病毒等);也有的在内侧核膜出芽(疱疹病毒)。这种现象首先发现于流感病毒,以后,从20世纪40年代后半期至50年代初,美国电子显微镜学者先后证实了这种现象的存在。

②触须样纤维

触须样纤维是一种很特殊的附属结构,自然界中,腺病毒具有20面体的衣壳结构,是唯一具有这种触须样纤维的病毒,是一种动物病毒。腺病毒的触须样纤维是由细丝状聚合多肽和一球形末端蛋白所组成,位于20面体状衣壳的各个顶角。这种细丝一样的纤维吸附到敏感细胞上,抑制宿主细胞正常的蛋白质代谢,从而导致宿主致病。此外,这种触须样纤维还可凝聚某些动物红细胞。

③病毒携带的酶

自然界里,一些病毒核心(核衣壳)中,携带有不少催化病毒核酸合成的酶,如流感病毒就带有RNA聚合酶,这些病毒在宿主细胞内进行增殖时,要靠它们携带的酶,合成感染性核酸。

了解病毒的形态结构、化学组成及功能,不仅有助于我们对病毒进行分类和鉴定,同时也有助于我们理解病毒的宿主范围、致病作用及研制亚单位疫苗。

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RNA聚合酶

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