动物病毒是如何增殖的?
动物病毒的增殖过程大致可以分为:吸附与侵入、脱壳、病毒成分的合成以及装配与释放等4个主要阶段。
1.吸附和侵入
病毒的吸附
病毒吸附分两步进行。首先,病毒与细胞以静电引力相结合,这种吸附是非特异性的。病毒可在细胞表面任何部位吸附,不具有任何选择性,非细胞颗粒物质,甚至玻璃或金属器皿表面也都可吸附病毒。这种吸附是可逆的,单纯的稀释或冲洗以及应用抗病毒血清或高浓度盐类和一定的pH环境,都可使病毒从吸附物上重新解脱出来。
(旁注)考考你
(旁注)病毒在细胞表面的吸附具有选择性吗?
病毒吸附的第二阶段,呈不可逆性结合。此时,病毒蛋白(抗受体)与细胞膜表面特定蛋白(受体)特异性结合。病毒粒子上与细胞受体结合的蛋白质,一般都是病毒表面蛋白,如流感病毒的血凝素。不过,抗受体虽在病毒表面,但不一定参与病毒的高度抗原区,如脊髓灰质炎病毒的病毒蛋白1,其抗受体区域与高度变异的中和抗原区并不一致。某些结构复杂的病毒,如痘病毒和疱疹病毒,具有多个抗受体蛋白分子,而每个抗受体蛋白分子又可有几个不同的区域,每个区域可与细胞表面不同的受体结合。
侵入与吸附是一个连续过程。不过,侵入是一个依靠能量的过程。目前发现病毒侵入细胞有3种方式:病毒直接转入胞浆;细胞吞饮病毒;病毒囊膜同细胞膜融合。无囊膜病毒以前两种方式侵入,囊膜病毒常以第三种方式进入。
(旁注)考考你
(旁注)病毒侵入细胞的方式有哪些?
2.脱壳
病毒脱壳,包括脱囊膜和脱衣壳两个过程。在囊膜病毒(除痘病毒外),脱囊膜的过程就是上述侵入的过程。在没有囊膜的病毒,则只有脱衣壳的过程。(www.daowen.com)
病毒核衣壳的进一步裂解,也就是衣壳的脱落和核酸的逸出,主要发生在细胞浆内,吞饮泡和溶酶体可能起着将完整核衣壳送入这些部位的作用。电子显微镜观察吞饮泡中的流感病毒,常可见其继续保持完整的核衣壳结构。
3.病毒成分的合成
实验观察证明,吸附于细胞上的病毒通常迅速消失。此时即使应用冻融或超声波裂解等方法,也不能或极少能够发现细胞内(上)的病毒粒子。这一事实说明,吸附病毒很快侵入细胞,并且迅速裂解。从种入的病毒粒子消失开始,到新的子代病毒粒子出现为止,这一段时间称为“隐蔽期”(晦暗期)。隐蔽期的长短随病毒种类而不同,痘苗病毒为10小时,脊髓灰质炎病毒为2~4小时。
噬菌体的复制
“隐蔽期”实际上是病毒增殖过程中最主要的阶段,此时,病毒的遗传信息向细胞传达,细胞在病毒遗传信息的控制下,合成病毒的各种组成成分及其所需的酶类,包括病毒核酸转录或复制时所需的聚合酶,最后由新合成的病毒成分装配成完整的病毒粒子。
五类不同核酸型的病毒在感染宿主后的六种信使RNA合成方式
4.装配和释放
新合成的病毒核酸和病毒蛋白在感染细胞内逐步成熟。所谓成熟,是指核酸进一步被修饰,病毒蛋白亚单位以最佳物理方式形成衣壳,例如脊髓灰质炎病毒的RNA必须同一个基因蛋白(VPg)结合后,才能成为病毒RNA。与此同时,衣壳蛋白VP0、VP1和VP3形成5S的结构单位,再由60个5S形成80S的衣壳。病毒RNA进入衣壳,就形成完整病毒粒子,这就是装配。病毒的装配效率甚低,常因核酸不能与衣壳有机地结合,形成缺乏感染性的空壳病毒。
双链DNA病毒的复制
病毒粒子是怎样释放出细胞的呢?一般认为,由于细胞的生物合成被病毒阻断,细胞发生变性及死亡,细胞自身的溶解就将病毒释放出来。某些不产生明显细胞病变的病毒的释放方式,现在还不十分清楚。相反,小RNA病毒合成速度极快,病毒粒子在胞浆内大量积聚,也许在细胞死亡之前,就可胀破细胞,释放病毒。
某些病毒,例如疱疹病毒,很少释出于细胞外,而是通过细胞间桥或融合细胞而传播。
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