生物科普 病毒，21世纪你不得不掌握的一种生物

病毒，一个令人不寒而栗的名字，总是与疾病和死亡紧密相连，给人类社会造成了严重的灾难。面对病毒，人类经历了困惑、恐惧和错误。然而，人类没有退缩，顽强地抗击病毒，并不断取得胜利和进步！

人类对病毒的理解经历了一个从无知到深入理解的漫长过程。

一、病毒的发现

伊万诺夫斯基是世界上第一个发现病毒的人，被后人誉为“病毒学之父”。

在19世纪，当研究烟草花叶病的原因时，伊万诺夫斯基(1861920)假定这种疾病是由细菌引起的。他从患有花叶病的烟草中榨出汁液，用能够过滤细菌的过滤器过滤，然后用过滤后的汁液感染正常的烟叶。结果，人们发现正常的烟叶仍然会生病。这表明烟草花叶病是由一种比细菌小的病原体引起的，他称之为“过滤病原体”。1898年，荷兰学者贝杰林克提取出能够通过过滤器的病原体，并将其命名为病毒。同年，两位德国学者列夫勒和弗莱舍通过一系列实验分离出了第一种口蹄疫人畜共患病毒病原体。揭开动物病毒学的新篇章。

二、病毒的形式和结构

(a)病毒的大小和形状

1.病毒大小

单个病毒极其微小，在电子显微镜下可见。它的大小通常以纳米表示，各种病毒的大小差异很大，从大约20纳米到450纳米不等。

①球形:大多数人和动物病毒为球形，如脊髓灰质炎病毒、疱疹病毒和腺病毒。

(2)丝状体:常见于植物病毒中，如烟草花叶病毒。一些人类病毒(如流感病毒)有时会形成细丝。

(3)炸弹形状:形状像子弹，如狂犬病病毒等。其他大部分是植物病毒。

④砖状:如痘病毒(非花病毒、痘苗病毒等)。)。事实上，它们大多是椭圆形或“菠萝形”。

(5)蝌蚪形:由椭圆形的头和细长的尾巴组成，如噬菌体。

(2)病毒结构

病毒主要由遗传物质(脱氧核糖核酸或核糖核酸)和蛋白质组成，蛋白质是介于生物和非生物之间的一种物质形式。

病毒的中心是核酸(脱氧核糖核酸或核糖核酸)，外壳覆盖着一层规则排列的称为衣壳的蛋白质亚单位。构成衣壳的形态亚单位称为壳颗粒，由核酸和衣壳蛋白组成的颗粒称为核衣壳。更复杂的病毒也被脂质和糖蛋白包裹。

1.基本结构

病毒的基本结构包括两部分:核酸内核和蛋白质外壳。

(1)核酸核心也叫核骨髓，即脱氧核糖核酸或核糖核酸，每种病毒只含有一种核酸。核酸核心包含病毒基因组→决定病毒的遗传、变异和复制。

(2)衣壳:它由蛋白质组成，在保护病毒核酸方面起很好的作用。同时，衣壳也具有抗原性。

核髓和蛋白衣壳形成核衣壳，核衣壳是传染性病毒颗粒。这种只有核衣壳结构的病毒颗粒是一种简单的病毒颗粒。

根据衣壳颗粒的排列，病毒的构型分为:

(1)立体对称，形成20个等边三角形面，12个顶面和30个边，有5个、3个和2个旋转对称轴，如腺病毒、脊髓灰质炎病毒等。；

(2)螺旋对称，壳颗粒沿螺旋盘的红色核酸规则重复排列，并通过中轴旋转对称，如正粘病毒、副粘病毒、弹状病毒等；

(3)化合物对称且具有或不具有两种对称性的病毒，如痘病毒和噬菌体。

2.特殊结构

一些复杂病毒的表面也覆盖着一些结构，如囊和棘，它们与衣壳一起决定了病毒的特异性。

(1)包膜:由蛋白质、多糖和脂质组成的脂双层膜，被病毒包膜包裹，也称为包膜。包膜主要来自宿主细胞膜(磷脂层和膜蛋白)，但也含有病毒本身的一些糖蛋白。病毒囊的主要功能是帮助病毒进入宿主细胞。首先，包膜表面的糖蛋白识别并结合宿主表面的受体，然后病毒包膜结合宿主细胞膜，最后病毒衣壳和病毒基因组进入宿主完成感染过程。有包膜的病毒更容易进入宿主细胞。它帮助病毒在宿主体内传播和繁殖，并提高病毒的致病性。包膜在识别宿主、入侵宿主细胞和病毒抗原性方面起着重要作用。

(2)棘突:病毒包膜糖蛋白。一些病毒除了荚膜外，还有荚膜突起。病毒囊突的大多数化学性质是具有不同功能的糖蛋白。有些是病毒颗粒的吸附蛋白，与病毒吸附有关。有些是病毒融合蛋白，能促进病毒囊与细胞膜的融合，与病毒入侵有关。

三。病毒类型

(一)病毒感染对象不同

1.植物病毒

2.动物病毒

3.细菌和病毒

(2)病毒含有不同的核酸

1.双链脱氧核糖核酸病毒(如腺病毒、疱疹病毒和痘病毒)

2.单链脱氧核糖核酸病毒(如小脱氧核糖核酸病毒)

3、双链核糖核酸病毒(如呼肠孤病毒)

4.(+)单链核糖核酸病毒(例如，微核糖核酸病毒、套壳病毒)

5.(-)单链核糖核酸病毒(如阳性粘液病毒、外壳病毒)

6.单链核糖核酸逆转录病毒(如逆转录病毒)

四、病毒增殖模式

参考文章:详述病毒增值方法

五、理化因素对病毒的影响

(一)物理因素的影响

★温度:大多数病毒都是耐寒耐热的。在-70℃(几个月)或-196℃(几年)的条件下，病毒的传染性可保持几个月至几年。大多数病毒可以通过加热60℃30分钟或100℃几秒钟来灭活。

★酸碱度:大多数病毒在酸碱度6 ~ 8范围内稳定。

★辐射和紫外线:辐射导致核苷酸链的致命断裂；紫外线在病毒的多核苷酸上形成二聚体(如胸腺素和尿苷)，以抑制病毒核酸或核酸的复制。

(2)化学因素的影响

★脂质溶剂:乙醚、氯仿、脱氧胆酸盐等脂质溶剂可溶解包膜病毒的包膜脂质，使病毒失活，失去吸附能力。

★消毒剂:过氧乙酸、甲醛等。可以灭活大多数病毒。与细菌相比，病毒对消毒剂有很强的抵抗力，尤其是无包膜的小病毒。

★中草药:板蓝根、大青叶、大黄、贯众、白花蛇舌草对某些病毒有一定的抑制作用。

六、病毒的致癌作用

能使细胞癌变的病毒被称为病毒致癌物，是三种致癌物之一。致癌病毒能导致细胞癌变，主要是因为它们含有病毒致癌基因和相关的核酸序列。在感染人类细胞后，它们将基因组整合到人类基因组中，成为原病毒并充当癌基因，从而诱导人类细胞癌变。

例如，乙肝和丙肝病毒感染与原发性肝细胞癌有关，人乳头瘤病毒与宫颈癌、肛门癌和口咽癌有关，EB病毒与鼻咽癌和某些淋巴瘤有关，而幽门螺杆菌感染与胃癌和胃淋巴瘤有关。

七.子病毒

它是一种比病毒简单的微生物，只有特定的核酸而没有蛋白质，或者只有蛋白质而没有核酸而没有完整的病毒结构，主要包括类病毒、假病毒和朊病毒。

1.类似病毒

类病毒是一种环状封闭的单链核糖核酸分子，只有裸露的核糖核酸分子，杆状结构，没有衣壳蛋白和核糖核酸活性，目前只在植物中发现。1971年，美国植物病理学家Diener和他的同事在研究马铃薯纺锤块茎病的病原体时发现了这种病毒。病毒能抵抗紫外线和各种作用于蛋白质的物理和化学因素，如蛋白酶、胰蛋白酶、尿素等。不敏感，也不会被蛋白酶或脱氧核糖核酸(DNA)酶破坏，但对核糖核酸酶极其敏感。

2.假病毒

也称为类病毒或卫星病毒。它指的是一种包裹在真实病毒颗粒中的缺陷病毒。

假病毒非常小，通常只由裸露的核糖核酸(300-400个核苷酸)或脱氧核糖核酸组成。它的寄生对象是一种病毒。被假病毒“寄生”的真正病毒也被称为辅助病毒，假病毒成为它的“卫星”。

伪病毒本身没有传染性，必须依靠辅助病毒来感染和复制。假病毒的复制需要由辅助病毒编码的依赖核糖核酸的核糖核酸聚合酶。同时，假病毒也能干扰辅助病毒的复制，减少其对宿主的致病，可用于生物防治。

3.朊病毒

也被称为蛋白质病毒。朊病毒没有核酸，由错误折叠的朊病毒蛋白聚集体组成，它可以诱导神经细胞上正常结构的朊病毒蛋白转变成错误的结构并进行聚集反应。新的朊病毒蛋白通过这种机制被引入，它不断复制并传递到邻近的细胞，最终扩散到整个大脑。