關(guān)于生物學的病毒`急

【專家解說】：病毒 是一類個體微小，無完整細胞結(jié)構(gòu)，含單一核酸(DNA或RNA)型，必須在活細內(nèi)寄生并復制的非細胞型微生物。 “virus”一詞源于拉丁文，原指一種動物來源的毒素。病毒能增殖、遺傳和演化，因而具有生命最基本的特征，但至今對它還沒有公認的定義。最初用來識別病毒的性狀，如個體微小、一般在光學顯微鏡下不能看到、可通過細菌所不能通過的濾器、在人工培養(yǎng)基上不能生長、具有致病性等，現(xiàn)仍有實用意義。但從本質(zhì)上區(qū)分病毒和其他生物的特征是:①含有單一種核酸(DNA或RNA)的基因組和蛋白質(zhì)外殼，沒有細胞結(jié)構(gòu);②在感染細胞的同時或稍后釋放其核酸，然后以核酸復制的方式增殖，而不是以二分裂方式增殖;③嚴格的細胞內(nèi)寄生性。病毒缺乏獨立的代謝能力，只能在活的宿主細胞中，利用細胞的生物合成機器來復制其核酸并合成由其核酸所編碼的蛋白，最后裝配成完整的、有感染性的病毒單位，即病毒粒。病毒粒是病毒從細胞到細胞或從宿主到宿主傳播的主要形式。 目前，病毒一詞的涵義可以是:指那些在化學組成和增殖方式是獨具特點的，只能在宿主細胞內(nèi)進行復制的微生物或遺傳單位。它的特點是:只含有一種類型的核酸(DNA或RNA)作為遺傳信息的載體;不含有功能性核糖體或其它細胞器;RNA病毒，全部遺傳信息都在RNA上編碼，這種情況在生物學上是獨特的;體積比細菌小得多，僅含有少數(shù)幾種酶類;不能在無生命的培養(yǎng)基中增殖，必須依賴宿主細胞的代謝系統(tǒng)復制自身核酸，合成蛋白質(zhì)并裝配成完整的病毒顆粒，或稱病毒體(完整的病毒顆粒是指成熟的病毒個體)。 病毒性質(zhì)的兩重性; 一、病毒生命形式的兩重性 1、病毒存在的兩重性 病毒的生命活動很特殊，對細胞有絕對的依存性。其存在形式有二:一是細胞外形式，一是細胞內(nèi)形式。存在于細胞外環(huán)境時，則不顯復制活性，但保持感染活性，是病毒體或病毒顆粒形式。進入細胞內(nèi)則解體釋放出核酸分子(DNA或RNA)，借細胞內(nèi)環(huán)境的條件以獨特的生命活動體系進行復制，是為核酸分子形式。 2、病毒的結(jié)晶性與非結(jié)晶性 病毒可提純?yōu)榻Y(jié)晶體。我們知道結(jié)晶體是一個化學概念，是很多無機化合物存在的一種形式，我們可以認為某些病毒有化學結(jié)晶型和生命活動型的兩種形式。 3、顆粒形式與基因形式 病毒以顆粒形式存在于細胞之外，此時，只具感染性。一旦感染細胞病毒解體而釋放出核酸基因組，然后才能進行復制和增殖，并產(chǎn)生新的子代病毒。有的病毒基因組整合于細胞基因組，隨細胞的繁殖而增殖，此時病毒即以基因形式增殖，而不是以顆粒形式增殖，這是病毒潛伏感染的一種方式。 二、病毒結(jié)構(gòu)和功能的兩重性 1、標準病毒與缺陷病毒 在病毒的增殖過程中，由于其基因組因某種微環(huán)境因素的影響或轉(zhuǎn)錄過程的錯誤而發(fā)生突變，以致有裝配不全的病毒顆粒產(chǎn)生，稱為缺陷病毒，產(chǎn)生缺陷病毒的原親代病毒，則稱為標準病毒，缺陷病毒顆粒有干擾標準病繁殖的作用。 2、假病毒與真病毒 一種細胞有兩種病毒同時感染的情況，在增殖過程中，一種病毒可以穿上本身的外殼，這就是真病毒，是這種病毒的應(yīng)有“面目”;如果一種病毒的核酸被以另一病毒編碼的外殼，則稱為假病毒，此時一種病毒的本來性質(zhì)，被另一種病毒的性質(zhì)所掩蓋。 3、雜種病毒和純種病毒 兩種病毒混合感染時，除了出現(xiàn)假型病毒外，還有可能出現(xiàn)病毒核酸重組的情況，即一種病毒顆粒之中，可含有兩種病毒的遺傳物質(zhì)，此可稱為雜種病毒，折實病毒學中一個相當常見的現(xiàn)象。 三、病毒病理學的兩重性 1、病毒的致病性和非致病性 關(guān)于致病性和非致病性問題，是同宿主細胞相對二言的，在分子水平、細胞水平和機體水平，可能有不同的含義。在細胞水平有細胞病變作用，但在機體水平可能并不顯示臨床癥狀，此可稱為亞臨床感染或不顯感染。 2、病毒感染的急性和慢性 病毒感染所致的臨床癥狀有急、慢之分，有的病毒一般只表現(xiàn)急性感染而很少表現(xiàn)慢性感染;有的則既有急性過程，也有慢性過程。 目前對病毒的概念可以是:病毒是代謝上無活性，有感染性，而不一定有致病性的銀子，他們小于細胞，但大于大多數(shù)大分子，他們無例外地在生活細胞內(nèi)繁殖，他們含有一個蛋白質(zhì)或脂蛋白外殼和一種核酸，DNA或RNA，甚至只含有核酸而內(nèi)有蛋白質(zhì)，或只有蛋白質(zhì)而沒有核酸，它們作為大分子似乎太復雜，作為生物體它們的生理和復制方式又千姿百態(tài)。Lwoff在“病毒的概念”一文中強調(diào)病毒的特殊性時指出，“病毒應(yīng)該就是病毒，因為它們是病毒”。 病毒的形態(tài) (1) 球狀病毒;(2)桿狀病毒;(3)磚形病毒;(4)有包膜的球狀病毒;(5)具有球狀頭部的病毒;(6)封于包含體內(nèi)的昆蟲病毒。 病毒的大小 較大的病毒直徑為300-450納米，較小的病毒直徑僅為18-22納米 病毒的組成 病毒主要由核酸和蛋白質(zhì)組成 病毒的復制過程叫做復制周期。其大致可分為連續(xù)的五個階段:吸附、侵入、脫殼、病毒大分子的合成、病毒的裝配與釋放 病毒的分類 國際病毒分類委員會(ICNV)第七次報告(1999)，將所有已知的病毒根據(jù)核酸類型分為DNA病毒--單股DNA病毒，DNA病毒--雙股DNA病毒，DNA與RNA反轉(zhuǎn)錄病毒，RNA病毒--雙股RNA病毒，RNA病毒--單鏈、單股RNA病毒，裸露RNA病毒及類病毒等八大類群。此外，還增設(shè)亞病毒因子一類。這個報告認可的病毒約4000種，設(shè)有三個病毒目，64個病毒科，9個病毒亞科，233個病毒屬，其中29個病毒屬為獨立病毒屬。亞病毒因子類群，不設(shè)科和屬。包括衛(wèi)星病毒和prion(傳染性蛋白質(zhì)顆粒或朊病毒)。一些屬性不很明確的屬稱暫定病毒屬。 病毒在自然界分布廣泛，可感染細菌、真菌、植物、動物和人，常引起宿主發(fā)病。但在許多情況下，病毒也可與宿主共存而不引起明顯的疾病。 簡史 在發(fā)現(xiàn)病毒以前，人們早已開始不自覺地利用病毒為人類服務(wù)。中國在16世紀前后，就用天花患者膿瘡中的漿液給健康人接種而使之獲得免疫力。差不多同時，荷蘭的種植者用嫁接法使郁金香感染病毒而開出美麗的碎色花朵;1796年E.琴納發(fā)明了牛痘苗;1885年L.路易斯·巴斯德首創(chuàng)了狂犬病疫苗。 1892年Д.И.伊萬諾夫斯基發(fā)現(xiàn)患煙草花葉病的煙葉汁通過阻留細菌的濾器后，仍保留其感染性;1898年M.W.拜耶林克再次發(fā)現(xiàn)了這一事實，并指出該病是一類與細菌不同的病原體所引起的。這是認識病毒的開端。以后相繼發(fā)現(xiàn)許多人類、植物和動物的疾病是由病毒引起的。1898年 F.A.J.勒夫勒和 P.伏羅施發(fā)現(xiàn)了牛的口蹄疫病毒;1915年F.W.特沃特和1917年F.埃雷爾分別發(fā)現(xiàn)了細菌病毒即噬菌體。 從30年代起開始探索病毒的理化性質(zhì)，M.施萊辛格提純了噬菌體并指出它是由蛋白質(zhì)和DNA構(gòu)成的;1935年W.M.斯坦利獲得了煙草花葉病毒的結(jié)晶;1936年首次在電子顯微鏡下看到該病毒是一種桿狀顆粒。以后許多病毒相繼被提純，對他們的形態(tài)結(jié)構(gòu)和化學組分進行了研究，為病毒分類提供了依據(jù)。 由于病毒的結(jié)構(gòu)和組分簡單，有些病毒又易于培養(yǎng)和定量，因此從20世紀40年代以來，病毒始終是分子生物學研究的重要材料。30年代末，以M.德爾布呂克為代表的一派學者開始用大腸桿菌的T偶數(shù)噬菌體研究其復制和遺傳機制，奠定了分子遺傳學的基礎(chǔ)。70年代，研究重點逐漸轉(zhuǎn)向動物病毒。分子生物學發(fā)展中的重要進展，如DNA和 RNA是遺傳物質(zhì)的確證，三聯(lián)體密碼學說的形成，核酸復制機制的闡明，遺傳信息流中心法則的提出，反轉(zhuǎn)錄酶、基因的重疊和不連續(xù)性等的發(fā)現(xiàn)，以至基因工程的興起和致癌理論的發(fā)展，幾乎無一不與病毒有關(guān)。一些蛋白質(zhì)和核酸的一級結(jié)構(gòu)分析，也常常是首先以病毒為材料研究完成的。反過來，分子生物學研究又促進了對病毒結(jié)構(gòu)、復制和遺傳的認識，使病毒學發(fā)展成一門獨立的分支學科。 在實踐方面，病毒的研究對防治人類、植物和動物的病毒病作出了重要貢獻。病毒疫苗的發(fā)展，為控制人類疾病(如天花、黃熱病、脊髓灰質(zhì)炎、麻疹等)和畜禽疾病(如牛瘟、豬瘟、雞新城疫等)提供了有效措施;由于綜合防治和抗病育種等措施的利用，有效地控制了馬鈴薯退化病、小麥土傳花葉病、白菜蕪菁花葉病等農(nóng)作物病害;利用昆蟲病毒作為殺蟲劑的研究，也在大力開展并已進入實用階段。 培養(yǎng)和檢測 病毒研究的發(fā)展常常與病毒培養(yǎng)和檢測方法的進步有密切的關(guān)系，特別在脊椎動物病毒方面，小鼠和雞胚接種、組織培養(yǎng)、超速離心、凝膠電泳、電子顯微鏡和免疫測定等技術(shù)，對病毒學的發(fā)展具有深刻的影響。 噬菌體的培養(yǎng)和檢測方法最為簡單。將噬菌體接種到易感細菌的肉湯培養(yǎng)物中，經(jīng)18~24小時后，混濁的培養(yǎng)物重新透明，此時細菌被裂解，大量噬菌體被釋放到肉湯中，再經(jīng)除菌過濾，即為粗制噬菌體。為了測定其中噬菌體的數(shù)量，將粗制噬菌體稀釋到每一接種量含100個左右，與過量的細菌混合，然后鋪種于瓊脂平皿上，在溫箱中培養(yǎng)過夜，細菌繁殖成乳白色襯底，被噬菌體裂解的區(qū)域則在此襯底上表現(xiàn)為圓形的透明斑，稱為噬斑。噬斑數(shù)代表該接種量中有活力的噬菌體數(shù)量。如果挑出單個噬斑來培養(yǎng)，就能獲得由單個噬菌體所繁殖的后代，達到分離純化的目的。 動物病毒(見脊椎動物病毒)的培養(yǎng)可在自然宿主、實驗動物、雞胚或細胞培養(yǎng)中進行，以死亡、發(fā)病或病變等作為病毒繁殖的直接指標，或以血細胞凝集、抗原測定等作為間接指標。收獲發(fā)病動物的組織磨成懸液或有病變的細胞培養(yǎng)液，即為粗制病毒。測定活病毒數(shù)量可采用空斑法，其原理與噬斑法相同，但以易感的動物單層細胞代替細菌，在接種適當稀釋的病毒后，用含有培養(yǎng)液和中性紅的瓊脂覆蓋，使病毒感染局限在小面積內(nèi)形成病變區(qū)，襯底的健康細胞被中性紅染成紅色，病變區(qū)不染色而顯示為空斑。 至今植物病毒的培養(yǎng)和檢測大都是在整株植物上進行的。從搗碎的病葉汁中制備病毒，常用枯斑法檢測。用手指蘸上混有金剛砂的稀釋病毒在植物葉片上軒輕磨擦，經(jīng)一定時間后出現(xiàn)單個分開的圓形壞死或退綠斑點，稱為枯斑。 除了利用病毒的致病性定量檢測病毒外，還可應(yīng)用物理方法，如在電子顯微鏡下計數(shù)病毒顆粒，或用紫外分光光度計測定提純病毒的蛋白和核酸量，這些方法所測得的數(shù)據(jù)包括了有感染性和無感染性的病毒粒。 應(yīng)用電子顯微鏡不但能看清病毒粒的大小、形態(tài)，還可以分辨其表面的蛋白亞單位和內(nèi)部的核殼等超微結(jié)構(gòu)。 大小與形態(tài) 不同病毒的大小變動于20~450納米之間。最大的為痘病毒科，大小為(170~260)×(300~450)納米，最小的為雙聯(lián)病毒科，直徑18~20納米。 病毒的形態(tài)也是多樣的:球狀(包括二十面體)，如脊髓灰質(zhì)炎病毒和有包膜的如皰疹病毒;桿狀(包括棒狀)，如煙草花葉病毒;絲狀，如甜菜黃花病毒;彈狀，如水皰性口炎病毒;復雜構(gòu)型，如蝌蚪狀的T偶數(shù)噬菌體。有些病毒在細胞內(nèi)呈自然晶體排列。 結(jié)構(gòu) 最簡單的病毒中心是核酸，外面包被著1層有規(guī)律地排列的蛋白亞單位，稱為衣殼。構(gòu)成衣殼的形態(tài)亞單位稱為殼粒，由核酸和衣殼蛋白所構(gòu)成的粒子稱為核殼。較復雜的病毒外邊還有由脂質(zhì)和糖蛋白構(gòu)成包膜。核殼按殼粒的排列方式不同而分為3種模式:二十面體對稱，如脊髓灰質(zhì)炎病毒;螺旋對稱，如煙草花葉病毒;復合對稱，如 T偶數(shù)噬菌體。在脂質(zhì)的包膜上還有1種或幾種糖蛋白，在形態(tài)上形成突起，如流感病毒的血凝素和神經(jīng)氨酸酶。昆蟲病毒中有1類多角體病毒，其核殼被蛋白晶體所包被，形成多角形包涵體。 化學組成 核酸帶有遺傳密碼的病毒基因組。病毒依所含核酸種類不同可分為 DNA病毒和 RNA病毒。動物病毒或含DNA，或含RNA;植物病毒除少數(shù)組外大多為RNA病毒;噬菌體除少數(shù)科外大多為DNA病毒。 DNA或RNA可以是線型的或環(huán)狀的，可以是單鏈的或雙鏈的。RNA可以分節(jié)段或不分節(jié)段，單鏈RNA又分正鏈的和負鏈的。 在分節(jié)段的RNA植物病毒中，常見多分體基因組，即同一病毒的幾個RNA節(jié)段分別裝入衣殼中，形成大小不同的顆粒，有的分裝在兩種顆粒中稱二分體基因組，如豇豆花葉病毒;有的分裝在3種顆粒中稱三分體基因組，如黃瓜花葉病毒和雀麥花葉病毒。 通過遺傳學和生物化學方法，已查明一些病毒的基因圖譜。對MS2和ΦΧ174噬菌體。花椰菜花葉病毒、SV40和乙型肝炎病毒核酸的核苷酸序列，已全部查明。 ①蛋白質(zhì) 病毒的主要組分，依其功能可分為衣殼蛋白、膜蛋白、糖蛋白和內(nèi)在酶4類。 衣殼蛋白包裹核酸形成保護性的外殼。簡單的病毒只有1種衣殼蛋白，較復雜的如腺病毒衣殼是由六鄰體、五鄰體和纖維3種蛋白構(gòu)成的。在有包膜的病毒如流感和水皰性口炎病毒中，膜蛋白一方面與外層脂質(zhì)相連結(jié)，另一方面又同內(nèi)部的核殼相連結(jié)，起到維系病毒內(nèi)外結(jié)構(gòu)的作用。糖蛋白位于包膜表面，有的形成突起，如流感病毒的血凝素，能與細胞膜受體結(jié)合。病毒雖無完整的酶系統(tǒng)，但常含有一些特殊的酶，如流感病毒的神經(jīng)氨酸酶和噬菌體的溶菌酶。此外，呼腸孤病毒科、彈狀病毒科、正粘病毒科和副粘病毒科病毒粒中含RNA多聚酶，反錄病毒科含反轉(zhuǎn)錄酶，均與核酸復制有關(guān)。目前已查明十幾種病毒蛋白的全氨基酸序列。 ②脂質(zhì) 存在于包膜中，包膜是在病毒成熟時從細胞質(zhì)膜或核膜芽生獲得的，所以病毒脂質(zhì)常具有宿主細胞脂質(zhì)的特征。用有機溶劑或去污劑破壞包膜脂質(zhì)，可使病毒粒裂解。 ③糖 除核酸中的戊糖外，病毒包膜還含有與蛋白或脂質(zhì)結(jié)合的多糖。 煙草花葉病毒、流感病毒和枯草桿菌噬菌體的電子顯微鏡照片和結(jié)構(gòu)模式圖(見植物病毒、正粘病毒科和細菌病毒)。 復 制 病毒復制指病毒粒入侵宿主細胞到最后細胞釋放子代毒粒的全過程，包括吸附、進入與脫殼、病毒早期基因表達、核酸復制、晚期基因表達、裝配和釋放等步驟。各步的細節(jié)因病毒而異。 吸附與進入 T4噬菌體先以其尾絲與大腸桿菌表面受體結(jié)合，隨后尾鞘收縮，裸露出的尾軸穿入細菌外壁，把頭部內(nèi)儲存的DNA注射到細菌體內(nèi)。動物病毒也是先與細胞受體結(jié)合，以后或是靠細胞的吞噬作用進入，或是病毒包膜與細胞質(zhì)膜融合后使核殼進入。植物病毒則是通過傷口侵入或通過媒介昆蟲直接注入。一般情況下，病毒均須經(jīng)脫殼，即脫去外被的蛋白質(zhì)釋放核酸，才能進行下一步復制。 基因表達 將其核酸上的遺傳信息轉(zhuǎn)錄成信使核糖核酸(mRNA)，然后再翻譯成蛋白質(zhì)。一般在核酸復制以前的稱早期基因表達，所產(chǎn)生的早期蛋白質(zhì)，有的是核酸復制所需的酶，有的能抑制細胞核酸和蛋白質(zhì)的合成;在核酸復制開始以后的稱晚期基因表達，所產(chǎn)生的晚期蛋白質(zhì)主要是構(gòu)成毒粒的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)。早期和晚期蛋白質(zhì)中都包括一些對病毒復制起調(diào)控作用的蛋白質(zhì)。 轉(zhuǎn)錄 因病毒核酸的類型而異，共有6種方式:雙鏈DNA(dsDNA)的病毒如 SV40，其轉(zhuǎn)錄方式與宿主細胞相同;含單鏈DNA(ssDNA)的病毒如小DNA病毒科，需要通過雙鏈階段后再轉(zhuǎn)錄出mRNA;含單鏈正鏈RNA(ss+RNA)的病毒如脊髓灰質(zhì)炎病毒、煙草花葉病毒和Qβ噬菌體，其RNA可直接作為信使，利用宿主的蛋白質(zhì)合成機器合成它所編碼的蛋白質(zhì);含單鏈負鏈RNA(ss-RNA)的病毒如水皰性口炎病毒和流感病毒，需先轉(zhuǎn)錄成互補的正鏈作為其mRNA，ssRNA的反錄病毒如雞肉瘤病毒和白血病病毒，需先經(jīng)反轉(zhuǎn)錄成dsDNA而整含到宿主染色體中，于表達時再轉(zhuǎn)錄成mRNA，含dsRNA的呼腸孤病毒，則以保守型復制方式轉(zhuǎn)錄出與原來雙鏈中的正鏈相同的mRNA。 近年來發(fā)現(xiàn)有些病毒(如腺病毒和SV40)的基因是不連續(xù)的，有外顯子與內(nèi)含子之分，轉(zhuǎn)錄后有剪接過程，把內(nèi)含子剪除而把外顯子連接起來，才有mRNA的功能。多數(shù)病毒的mRNA還需經(jīng)過其他加工，如在5′端加上“帽子”結(jié)構(gòu)和在3′端加上多聚腺嘌呤核苷酸。 病毒基因轉(zhuǎn)錄所需酶的來源也不相同，如小DNA病毒科、乳多泡病毒科所需依賴于DNA的RNA多聚酶，都是利用宿主原有的酶;而彈狀病毒科、正粘病毒科、副粘病毒科和呼腸孤病毒科所需的依賴于RNA的RNA多聚酶，以及反錄病毒科所需的反轉(zhuǎn)錄酶，都是病毒粒自備的。 翻譯 不同病毒mRNA翻譯的方式是不同的。一般認為噬菌體的翻譯是多順反子的，如Qβ的RNA上有3個順反子(為單個肽鏈編碼的基因功能單位)，可沿著1條mRNA獨立地翻譯出3種多肽。動物病毒的翻譯是單順反子的，即由其基因組轉(zhuǎn)錄成不同的mRNA，每種mRNA翻譯成一種多肽。分節(jié)段基因組病毒如流感病毒和呼腸孤病毒，每1節(jié)段RNA構(gòu)成1個順反子，多分體基因組的植物病毒也是如此。脊髓灰質(zhì)炎病毒的mRNA先被翻譯成1個分子量為20萬的巨肽，再經(jīng)裂解成為衣殼蛋白和酶。 有些病毒如ΦΧ174，Qβ噬菌體和 SV40等，存在基因重疊現(xiàn)象，即按讀碼位相不同而從同一核苷酸序列可以表達出一種以上的蛋白質(zhì)。這是病毒經(jīng)濟地利用其有限的遺傳信息的1種方式。 核酸復制 DNA病毒按照經(jīng)典的沃森-克里克堿基配對方式進行 DNA復制。乳多泡病毒的環(huán)狀 DNA按“滾環(huán)”模式進行復制時，需要有核酸內(nèi)切酶和連接酶參與。病毒RNA是通過半保留方式復制的，即以病毒RNA(vRNA)為模板，同時轉(zhuǎn)錄幾個互補鏈(cRNA)，cRNA轉(zhuǎn)錄完成并脫落后，又以同樣方式再轉(zhuǎn)錄出新的vRNA。因此，在感染細胞中可以查出具有部分雙鏈結(jié)構(gòu)而又拖著多條長短不同單鏈“尾巴”(正在合成中的互補鏈)的“復制中間體”。 病毒核酸復制所需酶的來源也各不相同。SV40DNA合成所需的酶都來自宿主。含RNA的Qβ噬菌體、小RNA病毒科和含ssRNA的植物病毒所需RNA多聚酶的某個亞基，可能由病毒基因編碼，而其他亞基來自宿主。皰疹病毒DNA復制所需的酶，部分地由病毒編碼，如DNA多聚酶和胸苷激酶，可能還有核苷酸還原酶。痘類病毒的獨立自主能力最強，甚至能在去核細胞中進行DNA復制，其基因組至少能為75種蛋白質(zhì)編碼，包括DNA多聚酶、胸苷激酶、脫氧核糖核酸酶和聚核苷酸連接酶。 裝配與釋放 病毒核酸和結(jié)構(gòu)蛋白是分別復制的，然后裝配成完整的病毒粒。最簡單的裝配方式(如煙草花葉病毒)是核酸與衣殼蛋白相互識別，由衣殼亞單位按一定方式圍繞RNA聚集而成，不借助酶，也無需能量再生體系。許多二十面體病毒粒先聚集其衣殼，然后再裝入核酸。有包膜的病毒，在細胞內(nèi)形成核完后轉(zhuǎn)移至被病毒修飾了的細胞核膜或質(zhì)膜下面，以芽生方式釋放病毒粒。T4噬菌體則先分別裝配頭部、尾部和尾絲，最后組合成完整病毒粒，裂解細菌而釋放，其中有些步驟需酶的作用。 細胞水平上的感染類型和宿主反應(yīng) 很早發(fā)現(xiàn)噬菌體感染有裂解性和溶源性之分。以大腸桿菌的λ噬菌體為例，裂解性感染于經(jīng)歷上述復制周期后產(chǎn)生大量子代病毒粒而將細菌裂解;而溶源性感染時，噬菌體DNA環(huán)化并整合到大腸桿菌 DNA的特異性位點上，隨著細菌的分裂而傳給子代細菌，細菌不被裂解也不產(chǎn)生子代病毒粒。營養(yǎng)條件、紫外線或化學藥物都能使溶性源感染轉(zhuǎn)化為裂解性。動物的DNA病毒如 SV40、腺病毒、皰疹病毒等于感染敏感細胞(稱為容許細胞)后，形成裂解性感染，而于感染不大敏感的細胞(稱為不容許細胞)后，則形成轉(zhuǎn)化性感染。轉(zhuǎn)化性感染與溶源性感染相似，病毒DNA或其片段整合于細胞染色體上，并隨細胞分裂而傳給子代細胞，表達其部分基因(一般為早期基因)，但不產(chǎn)生子代病毒粒，細胞也不死亡，但被轉(zhuǎn)化成類似于腫瘤細胞，可無限地傳代。另一方面，RNA腫瘤病毒(如雞肉瘤病毒)必須先將其RNA反轉(zhuǎn)錄成dsDNA并整合到細胞染色體上，才能進行復制，所以這種感染方式是獨特的，既是轉(zhuǎn)化性感染，又產(chǎn)生大量病毒粒。 宿主細胞對病毒感染的反應(yīng)有4種:無明顯反應(yīng)、細胞死亡、細胞增生后死亡和細胞轉(zhuǎn)化。例如，副粘病毒SV5在細胞培養(yǎng)中產(chǎn)生大量病毒而不引起明顯反應(yīng)。多數(shù)病毒感染敏感細胞時，由于抑制了細胞核酸和蛋白質(zhì)合成而引起細胞死亡。痘病毒感染時，先刺激細胞多次分裂然后死亡，造成痘皰病灶。DNA病毒和RNA腫瘤病毒則引起細胞轉(zhuǎn)化。 有些動物病毒于感染宿主細胞后，在胞核或細胞質(zhì)內(nèi)形成具有特殊染色特性的內(nèi)含物，稱為包涵體，如痘病毒的細胞質(zhì)內(nèi)包涵體和皰疹病毒的胞核內(nèi)包涵體。這些包涵體有的是由未成熟或成熟的病毒粒構(gòu)成，有的是宿主細胞的反應(yīng)產(chǎn)物，有的是兩者的混合物。有些昆蟲病毒的病毒粒包埋在蛋白基質(zhì)中，形成包涵體如核型多角體病毒。 脊椎動物細胞感染病毒后的另一種反應(yīng)是產(chǎn)生干擾素。干擾素是一種動物細胞編碼的蛋白，其基因平常處于不活動狀態(tài)，于病毒感染或經(jīng)雙鏈RNA誘導后活化。干擾素有廣譜的抗病毒作用，但并不直接作用于病毒，其作用機制是通過與細胞膜結(jié)合，激活具有抗病毒作用的3種酶，阻斷了病毒mRNA的翻譯。干擾素在防止病毒擴散和疾病恢復中有一定作用，并有可能成為一種抗病毒藥物。 機體水平上的感染類型和宿主反應(yīng) 高等動、植物感染病毒后，可表現(xiàn)為顯性感染和持續(xù)感染，動物病毒還可表現(xiàn)為隱性感染。隱性感染無臨床癥狀，顯性感染表現(xiàn)為臨床疾病;在持續(xù)感染中，病毒在機體內(nèi)長期存在。動物病毒的持續(xù)感染又分為潛伏感染、慢性感染和長程感染3類。潛伏感染如皰疹，平常無癥狀也查不到病毒，但由于內(nèi)外因素的刺激而復發(fā)時出現(xiàn)病毒;慢性感染如乙型肝炎，有或無癥狀，但可查到病毒;長程感染限于少數(shù)病毒，如綿羊的 Maedi-visna(一種反錄病毒感染)可查到病毒;潛伏期和病程都很長，進行性發(fā)病直至死亡。 高等動物能對病毒感染產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng)。免疫反應(yīng)分為體液免疫和細胞免疫兩類，體液免疫表現(xiàn)為由B細胞產(chǎn)生的抗體，其中包括能特異地滅活病毒的中和抗體。中和抗體在預(yù)防再感染中起主導作用。細胞免疫的主要表現(xiàn)是識別病毒抗原并發(fā)生反應(yīng)的T淋巴細胞，在清除病毒和病毒感染細胞中起主導作用。 植物細胞對病毒常有過敏反應(yīng)，細胞迅速死亡，形成枯斑，同時病毒復制也受到限制。另一種反應(yīng)是產(chǎn)生一種很象干擾素的抗病毒因子，能保護未受感染的細胞。 致瘤作用 有一些病毒能誘發(fā)良性腫瘤，如痘病毒科的兔纖維瘤病毒、人傳染性軟疣病毒和乳多泡病毒科的乳頭瘤病毒;另有一些能誘發(fā)惡性腫瘤，按其核酸種類可分為DNA腫瘤病毒和RNA腫瘤病毒。DNA腫瘤病毒包括乳多泡病毒料的SV40和多瘤病毒，以及腺病毒科和皰疹病毒科的某些成員，從腫瘤細胞中可查出病毒核酸或其片段和病毒編碼的蛋白，但一般沒有完整的病毒粒。RNA腫瘤病毒均屬反錄病毒科，包括雞和小鼠的白血病和肉瘤病毒，從腫瘤細胞中可查到病毒粒。這兩類病毒均能在體外轉(zhuǎn)化細胞。在人類腫瘤中，已證明EB病毒與伯基特淋巴瘤和鼻咽癌有密切關(guān)系;最近，從一種T細胞白血病查到反錄病毒。此外，Ⅱ型皰疹病毒可能與宮頸癌病因有關(guān)，乙型肝炎病毒可能與肝癌病因有關(guān)。但是，病毒大概不是唯一的病因，環(huán)境和遺傳因素可能起協(xié)同作用。 起 源 對于病毒的起源曾有過種種推測;一種觀點認為病毒可能類似于最原始的生命;另一種認為病毒可能是從細菌退化而來，由于寄生性的高度發(fā)展而逐步喪失了獨立生活的能力，例如由腐生菌→寄生菌→細胞內(nèi)寄生菌→支原體→立克次氏體→衣原體→大病毒→小病毒;還有一種則認為病毒可能是宿主細胞的產(chǎn)物。這些推測各有一定的依據(jù)，目前尚無定論。因此病毒在生物進化中的地位是未定的。但是，不論其原始起源如何，病毒一旦產(chǎn)生以后，同其他生物一樣，能通過變異和自然選擇而演化。 分 類 病毒分類命名的工作現(xiàn)由國際病毒分類委員會負責，已于 1971、1976、1979和 1982年發(fā)表過 4次報告。 1982年將資料較齊全而能分類的病毒劃分為7大群，分群的根據(jù)是基因組的核酸種類(DNA或 RNA)、類型(ds或ss)和有無包膜。7大群中包括59個科組: dsDNA，有包膜 4科 dsDNA，無包膜 8科，1組 ssDNA，無包膜 3科，1組 dsRNA，有包膜 1科 dsRNA，無包膜 1科，4個可能科 ssRNA，有包膜 8科，1組 ssRNA，無包膜 4科，22組，1個可能組 如按宿主分類，則為: 細菌病毒 10科 真菌病毒 3個可能科 植物病毒 24組，1個可能組 無脊椎動物病毒 2科，1組 脊椎動物病毒 9科 無脊椎、脊椎動物共有的病毒有6科，即痘病毒科虹彩病毒科、小DNA病毒科、披膜病毒科、布尼亞病毒科和小RNA病毒科，以及一個可能科，即二節(jié)段雙鏈RNA病毒。 無脊椎、脊椎動物和植物共有的病毒有2科，即呼腸孤病毒科和彈狀病毒科。 病毒分類還處于初期階段，以后還會迅速發(fā)展和演變。目前對資料較齊全的動物病毒和噬菌體都已立為科，科名采用拉丁文;而植物病毒則只立組，組名多采用縮拼法，即將某科的典型代表病毒的普通名稱如Tobacco mo-saic virus縮拼為 Tobamo-virus?？葡路謥喛萍皩?，屬下即為各個病毒的普通名稱，目前尚未分種。