《微生物学》第4章病毒.pptVIP

二、噬菌体的复制周期 裂解性生活周期： DNA噬菌体在宿主细胞内复制后，宿主细胞裂解并释放新噬菌体。（E.coli的T偶数噬菌体 ） （一）双链DNA噬菌体的复制 1. 一步生长实验 1）将适量噬菌体接种于培养好的高浓度敏感细胞中，使每个敏感细胞至多只能吸附到一个噬菌体。 2）使已吸附的噬菌体建立同步感染 （稀释或抗体沉淀） 3）继续培养，定时取样，测定样品中病毒的滴度。 病毒的滴度（titer），又称效价，是指每毫升样品中含有的侵染性病毒粒子的数量。(双层平板法测) 以感染时间为横坐标，病毒滴度为纵坐标，绘制定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线，称为一步生长曲线。 潜伏期：是从噬菌体吸附于宿主细胞表面到子代噬菌体释放所需的最短时间。包括：隐蔽（晦）期和胞内积累期。 裂解量：是每个受侵染的细胞所产生的子代噬菌体的数目。 两个重要参数 一步生长曲线 裂解量＝全部释放的子代噬菌体数目 ÷ 被侵染的敏感细胞数目 2. 噬菌体的复制过程（烈性噬菌体的裂解周期） （1）吸附和侵入 受体（吸附）位点：细胞壁上的脂多糖、蛋白质、磷壁酸，以及鞭毛和菌毛 附着 固着 尾部收缩 刺入细胞 DNA注入 T4噬菌体吸附和侵入宿主细胞过程： 如果大量噬菌体在短时间内吸附于同一细胞上，使细胞壁产生许多 小孔，也可引起细胞立即裂解，但并未进行噬菌体的增殖，这种现 象称为自外裂解（lysis from without）。 （2）噬菌体大分子的合成 早期mRNA ：宿主RNA聚合酶开始合成的病毒mRNA，即噬菌体DNA复制前转录的mRNA。 早期蛋白：早期mRNA翻译成的蛋白，这些蛋白将接管宿主细胞并合成病毒核酸。其中一些酶将宿主DNA降解成核苷酸，为病毒DNA的合成提供原料；一些蛋白对宿主细胞RNA聚合酶进行修饰，使其识别病毒的DNA启动子，开始转录合成中期mRNA。 中期mRNA：即病毒DNA复制所需的酶的mRNA。 噬菌体DNA注入宿主细胞后，宿主细胞自身的DNA、RNA和蛋白质的合成便会中止，转而合成病毒复制所需的成分。 中期蛋白：中期mRNA翻译成的蛋白(DNA复制所需的酶、羟甲基胞嘧啶合成酶以及晚期mRNA聚合酶等)，病毒DNA开始复制(某些碱基的修饰是抵制宿主的限制)。 多联体----合成的T4噬菌体DNA具有末端冗余(重复的一段碱基序列)，大约6-10个克隆通过末端冗余序列连接在一起，这种由若干单元同向相连形成的超长链DNA称为多联体，多联体在装配过程中被切割。 晚期mRNA： DNA复制完成后合成的mRNA(指导结构蛋白、装配蛋白、溶菌酶等)。 晚期蛋白：噬菌体的结构蛋白、装配蛋白、溶菌酶等这些细胞裂解期间合成的蛋白质。 （3）噬菌体的装配 T4噬菌体的装配是一个极为复杂的自我装配的过程。 大致分为4个独立的途径： 1）头部壳体装入DNA形成成熟的头部 2）由基板、尾管、尾鞘组装成无尾丝的尾部； 3）头部与尾部自发结合； 4）装上尾丝 头部 衣壳粒 DNA 衣壳 尾部 尾鞘 噬菌体 尾丝 （4）噬菌体的释放 37℃培养时，侵染约22分钟后，E. coli发生裂解并释放约300个T4噬菌体。这一过程需要一些T4基因的支持： 一种基因指导溶菌酶的合成，溶菌酶可以攻击细胞壁的肽聚糖； 另一种噬菌体蛋白称为holin，它可破坏细胞膜，使溶菌酶到达并破坏细胞壁，同时阻止细胞膜上的能量代谢反应。 （二）单链DNA噬菌体的复制 (1) фX174噬菌体DNA进入宿主细胞后，利用宿主DNA聚合酶以单链DNA为模板合成双链模式(复制型DNA或RF DNA); (2)随后复制型DNA将指导合成更多的RF DNA、mRNA和+DNA基因组，mRNA翻译成病毒蛋白； (3)此类噬菌体的裂解和释放机制和T4噬菌体基本相同。 E. coli噬菌体фX174的遗传物质是单链DNA。其DNA序列与病毒mRNA相同，即为正链，其基因组中有重叠基因（overlapping genes）。 复制过程 1. фX174 复制过程 2. 丝状ssDNA噬菌体(如：fd噬菌体) (1)丝状噬菌体通过附着于大肠杆菌性菌毛而侵染宿主细胞。 (2)噬菌体DNA在吸附蛋白协助下沿着或通过菌毛注入宿主。 (3)噬菌体DNA首先合成复制型DNA，然后进行转录，噬菌体DNA以滚环模式进行复制。 丝状ssDNA噬菌体单链DNA为环形，位于衣壳中心。其复制过程不同于фX174噬菌体或其他ssDNA噬菌体。 A-蛋白 细胞壁 细胞膜 衣壳蛋白 噬菌体ssDNA C-蛋白 (4)子