病毒的增殖過程

　病毒吸附分兩步進行。首先，病毒與細胞以靜電引力相結合。這種吸附是非特異性的。 病毒可在細胞表麵任何部位吸附，不具有任何選擇性。非細胞顆粒物質，甚至玻璃或金 屬器皿表麵也都可吸附病毒。這種吸附是可逆的，單純的稀釋或衝洗以及應用抗病毒血 清或高濃度鹽類和一定的pH環境，都可使病毒從吸附物上重新解脫 出來。 　　病毒吸附的第二階段，呈不可逆性結合。此時，病毒蛋白(抗受體)與細胞膜表麵特 定蛋白(受體)特異性結合。病毒粒子上與細胞受體結合的蛋白質，一般都是病毒表麵蛋白， 如 流感病毒的血凝素。不過，抗受體雖在病毒表麵，但不一定參與病毒的高度抗 原區，如脊髓灰質炎病毒的病毒蛋白1(VP1)，其抗受體區域與高度變異的中和抗原區並 不一致。某些結構複雜的病毒，如痘病毒和皰疹病毒，具有多個抗受體蛋白分子，而每 個抗受體蛋白分子又可有幾個不同的區域，每個區域可與細胞表麵不同的受體結合。據估計，一個宿主細胞上的特異性受體部位可達10 4～105個。這裏必須指出，不一定每個細胞表麵都有特定病毒的特異受體。細胞有無特 定病毒的受體，直接影響是否對該病毒具有易感性。 　　受體與抗受體的結合，需要具備一定的離子濃度，以減少靜電幹擾。不過，這種特 異性結合與溫度及能量的關係不大。 　　必須指出，可逆與不可逆的兩階段吸附過程，可能並非所有病毒的共同規律，某些 病毒一經吸附於敏感細胞，就再不能解脫，似乎沒有可逆吸附階段的存在。而另一些病 毒，例如正粘病毒及副粘病毒，即使進入了不可逆的結合階段，病毒粒子仍可由細胞分 離，並吸附另一細胞。這是由於這些病毒具有神經胺酸酶，該酶可切斷細胞受體多糖鏈上的神經胺酸。 　　應用抗細胞血清處理細胞，常可阻止細胞發生病毒感染，可能是這種抗體封阻了細 胞表麵的結合部位而使病毒不能吸附的緣故。Much等(1973)應用抗HeLa細胞血清處理 HeLa細胞，得以阻止脊髓灰質炎病毒的吸附。就某些病毒來說，病毒感染範圍似乎決定 於細胞表麵有無相應的病毒受體。 　　抗病毒抗體也可阻抑病毒對細胞的特異性吸附。 　　脊髓灰質炎病毒能夠在靈長類的腎培養細胞中增殖，但不能在齧齒類的腎培養細胞 中增殖，就是因為前者具有而後者缺乏對脊髓灰質炎病毒的特異脂蛋白受體。流感病毒 的吸附，取決於敏感細胞表麵特異糖蛋白受體的存在。破壞這些受體，例如應用由霍亂 弧菌抽提出來的神經胺酸酶處理細胞，即可使其不再吸附流感病毒，因而不發生感染。 　　為什麽脊髓灰質炎病毒能在體外培養的猴腎細胞中增殖，但卻不在活猴體內的腎細 胞中增殖?相反，考克賽基病毒能夠感染幼齡小鼠，但卻不易在小鼠的各種組織培 養細胞中增殖?有人認為這也是因為這些細胞在培養過程中獲得或喪失了相應受體的緣 故。這種解釋看來頗為牽強。因為病毒的特異性吸附隻是其在細胞中增殖的重要的第一 步，而決不是其全部。影響病毒增殖的因素很多，而病毒增殖本身又是一個極為複雜的 過程。應用一定的方法人為地將病毒或病毒核酸引入非敏感細胞內，也常不能引起病毒 感染。 　　由於細胞膜製劑也能結合病毒，並有抑製其吸附於細胞表麵的作用，說明細胞膜上 確有病毒受體存在。某些病毒對細胞上的特殊結構，例如微絨毛和致密網狀結構具有親 和性，似乎病毒受體就存在於這些特殊結構上。某些病毒似乎對淋巴細胞具有親和性， 例如麻疹病毒選擇性地結合T淋巴細胞，而EB病毒(一種皰疹病毒)則結合於B淋巴細胞， 不僅使其轉化為淋巴母細胞，而且還是引起B淋巴細胞腫瘤(Burkitt淋巴瘤)的原因。最 近發現，對脊髓灰質炎病毒的人敏感株細胞和抵抗株細胞之間的一種恒定的特征是後者 喪失了19號染色體。因此有人推斷19號染色體含有對於脊髓灰質炎病毒敏感性起決定 性作用的基因，而這些基因可能就是細胞表麵病毒受體的結構基因。 　　動物細胞上某些特異的病毒受體的存在，已被許多實驗所反複證明。但是這些受體 是怎樣形成的呢?從進化論的觀點來看，我們應當看作是病毒長期適應於細胞內寄生的 結果。換句話說，“受體”原來是細胞的固有成分，是病毒在適應細胞內寄生時逐漸具 備了對細胞膜上某些成分的相應結合機構。這樣，細胞的這些成分就成為了病毒吸附的 對象——受體。現已證明，乳酸脫氫酶病毒的受體是小鼠Ia抗原，狂犬病病毒可利用乙 酰膽堿受體而進入細胞，痘苗病毒也能通過表皮生長因子受體侵入宿主細胞。 　　細胞的病毒受體可能還有促進病毒感染的其它作用，例如由猴腎細胞上將攜帶著脊 髓灰質炎病毒受體的細胞膜部分分離出來，使其與脊髓灰質炎病毒在試管內於37℃感作， 病毒即將發生不可逆性改變。雖然在電子顯微鏡下並不能見到形態學變化，但由細胞膜 上洗脫下來的這些病毒，卻不再能吸附其他敏感細胞。脊髓灰質炎病毒一般對胰酶有抵 抗力，但是洗脫下來的這些病毒卻可被胰酶消化而釋出病毒核酸。洗脫下來的病毒還喪 失了其對特異性抗體的結合能力。看來，病毒與細胞膜上的受體結合之後，病毒核衣殼 的結構單位發生改變。由於易受細胞蛋白酶的作用而可能有利於病毒的脫殼。 　　病毒吸附細胞的過程，可在幾分鍾到幾十分鍾的時間內完成。西方型馬腦炎病毒在 雞胚成纖維細胞上，30分鍾內的吸附率達85％。狂犬病病毒在BHK-21細胞上的吸附，也 可在30分鍾內完成。病毒學實踐中以病毒感染細胞時，通常亦隻感作30～60分鍾，即可達 到感染目的。但對某些病毒來說，似乎需要更長一些時間才能獲得最大量的病毒吸附， 例如口蹄疫病毒對懸浮培養的牛舌上皮的吸附需要15～30分鍾，但其對牛腎或豬腎單層 細胞的吸附，卻需80～90分鍾才能完成。 　　侵入與吸附是一個連續過程。不過，侵入是一個依靠能量的過程。目前發現病毒侵 入細胞有3種方式：①病毒直接轉入胞漿；②細胞吞飲病毒；③病毒囊膜同細胞膜 融合。無囊膜病毒以前二種方式侵入，囊膜病毒常以第三種方式進入。 　　小RNA病毒是以第一種方式侵入細胞的典型。小RNA病毒以抗受體VP1同細胞受體吸 附。由於結合力的影響，病毒衣殼發生微細空間變化，失去VP4，形成“A”粒子。腸道 病毒及鼻病毒由於衣殼較致密，“A”粒子在進一步穿過胞膜時，失去VP2，形成“B” 粒子，並進入胞漿。而心病毒和口蹄疫病毒由於衣殼相對疏鬆，“A”粒子在穿過胞膜 時，被徹底裂解，結果以RNA及12～14S蛋白亞單位形式釋入胞漿。 　　多瘤病毒進入胞漿是第二種侵入方式的例子。電鏡下可以見到胞漿中吞噬小泡內 的病毒粒子。這是細胞吞飲異物的方式。 　　囊膜病毒以第三種方式侵入細胞。以流感病毒為例，病毒囊膜上血凝素(HA)蛋白在 靠近胞膜受體時，HA分子開始折疊，並同鄰近2個HA分子共同形成三合體(trimer)。三 合體的HA分子在自然感染情況下(呼吸道或雞胚)，受宿主蛋白酶水解，成為HA1和HA2。 HA1具有抗受體的部位，可同細胞受體結合。此時，HA2的氨基末端也向結合部位靠近， HA2氨基末端20個氨基酸呈疏水性，這個片段可進入胞膜磷脂層疏水區。這種插入迅速 導致囊膜與胞膜的融合，使核衣殼進入胞漿。 　　〖BT4〗2.脫殼 　病毒脫殼，包括脫囊膜和脫衣殼兩個過程。在囊膜病毒(除痘病毒外)，脫囊膜的過程 就是上述侵入的過程。在沒有囊膜的病毒，則隻有脫衣殼的過程。 　　病毒核衣殼的進一步裂解，也就是衣殼的脫落和核酸的逸出，主要發生在細胞漿內。 吞飲泡和溶酶體可能起著將完整核衣殼送入這些部位的作用。電子顯微鏡觀察吞飲泡中 的流感病毒，常可見其繼續保持完整的核衣殼結構。 　　有人認為，核衣殼的裂解也就發生在吞飲泡中。這種說法尚待進一步證實。因在吞 飲泡內存在著溶酶體分泌的高濃度的水解酶，包括核酸酶，病毒核酸在此種環境下可能 迅速滅活。 　　某些病毒，例如呼腸孤病毒，並不發生完全的脫殼。因在感染細胞的胞漿中從未發 現過呼腸孤病毒的遊離雙鏈RNA。呼腸孤病毒在脫掉外層衣殼以後，以整個核心進行核 酸轉錄和複製過程。 　　某些在細胞核內增殖的DNA病毒，例如乳多空病毒、腺病毒和皰疹病毒，其核衣殼 可能在未被完全脫殼的情況下就進入細胞核內。口蹄疫病毒則可能就在細胞膜上脫掉衣 殼，病毒核酸直接進入細胞內。 　　痘病毒的外層囊膜在胞膜或吞飲泡膜上被融合。病毒核心被釋入胞漿內。核心借助 自身衣殼上的依賴DNA的RNA聚合酶合成mRNA。進一步譯製出一些早期蛋白。這些蛋白質中 有脫殼酶，該酶反過來幫助病毒核心進一步脫殼。 　　〖BT4〗3.病毒成分的合成 　實驗觀察證明，吸附於細胞上的病毒通常迅速消失。此時即使應用凍融或超聲波裂解 等方法，也不能或極少能夠發現細胞內(上)的病毒粒子。這一事實說明，吸附病毒很快 侵入細胞，並且迅速裂解。從種入的病毒粒子消失開始，到新的子代病毒粒子出現為止， 這一段時間稱為“隱蔽期”(晦暗期)。隱蔽期的長短隨病毒種類而不同。痘苗病毒為 10小時，脊髓灰質炎病毒為2～4小時。“隱蔽期”實際上是病毒增殖過程中最主要的階段。 此時，病毒的遺傳信息向細胞傳達，細胞在病毒遺傳信息的控製下合成病毒的各種組成成份 及其所需的酶類，包括病毒核酸轉錄或複製時所需的聚合酶。最後是由新合成的病毒成 分裝配成完整的病毒粒子。 　　關於病毒核酸自衣殼內脫出之後的直接命運，尚未徹底闡明。已有證據，RNA病毒 的RNA分子在由病毒粒子或核衣殼內釋出後，迅速與細胞蛋白質結合而形成所謂的信息 體(informosome)，病毒RNA從而可以直接利用細胞器，並避免細胞內核酸酶的分解作用。 但也有人認為，這種信息體隻是提取過程中的人為結構，並不真正出現於細胞內的病毒 感染過程中。對脊髓灰質炎病毒的研究表明，脫殼的RNA約有95％被細胞內核酸酶滅活， 少量幸存者迅速啟動病毒合成。 　　病毒成分的合成，是在病毒基因指令下，利用細胞生物合成的場所和原材料進行合 成的過程。由於病毒複製的許多方式是細胞不具有的，因此病毒必須具備這種獨特合成 方式的自身酶類，如病毒特異性核酸聚合酶和反轉錄病毒的反轉錄酶等等。病毒合成的 另一獨特性，是病毒核酸鏈含有多個功能性蛋白質的信息。動物細胞合成係統隻具有翻譯 單順反子mRNA(monocistronic mRNA)功能，即不能識別mRNA鏈中的啟動信號。病毒要表 達全部基因，隻能將信息分散在不同核酸鏈上(如呼腸孤病毒具有10個RNA片段)或將所 有信息集中在一條核酸鏈上(如小RNA病毒隻形成一個mRNA)，翻譯出一條多肽鏈，然後 由蛋白水解酶將其分解成許多功能性蛋白質。看來，病毒這些獨特複製特性，是適應細胞 內複製的漫長過程中的進化的結果。 　　病毒核酸的複製和病毒蛋白質的合成，可以人為地分成下列幾個連續階段： 　　(1) mRNA的轉錄：這是核酸和蛋白質合成的第一個主要步驟。所謂轉錄，在DNA病 毒來說，就是將侵入病毒(或稱母病毒)的一條DNA鏈上的堿基順序抄下來，形成一條互 補的信息核糖核酸，即mRNA。這個過程由依賴DNA的RNA聚合酶所催化。雙鏈RNA病毒和 部分單鏈RNA病毒也呈現這種轉錄方式。這些病毒的基因組分別為DNA、雙鏈RNA或與 mRNA互補的RNA。 　　某些單鏈RNA病毒，例如脊髓灰質炎病毒，病毒RNA可以直接轉化為mRNA或者是病毒 RNA直接呈現mRNA的作用。因此，這類病毒的RNA分子既是mRNA，又是基因組RNA。 　　多數病毒的mRNA還須經過加工，如在5'端連上“帽”結構和在3'端加上聚腺嘌呤核 苷酸(polyA)等以後，才能呈現功能。 　　DNA病毒的轉錄過程大多發生於細胞核內，mRNA在經加工後離開胞核，並結合於胞 漿內的核糖體上。但痘病毒在胞漿內增殖，病毒粒子內含有轉錄酶和poly(A)聚合酶， 由DNA轉錄的mRNA隨即附著於核糖體。 　　乳多空病毒和腺病毒的DNA可與宿主細胞的DNA整合，隨後由整合的DNA長鏈轉錄產 生一個連續性的“雜交”DNA，後者再行分裂。 　　(2) mRNA的譯製：上述由DNA病毒和RNA病毒轉錄的mRNA或者由RNA病毒的RNA直接轉 化的mRNA，於胞漿的聚核糖體上譯製出具有病毒信息的酶(包括DNA或RNA聚合酶)以及其 他早期蛋白質。這種早期蛋白質主要用於抑製細胞的正常生物合成。這些蛋白質主要通過 對細胞RNA聚合酶的抑製(尤其是對聚合酶Ⅱ的抑製)，以及對細胞特異性蛋白係統的關 閉，抑製細胞本身的生物合成。目前認為小RNA病毒對細胞合成的抑製是通過對細胞 mRNA在翻譯時的結合部位(帽結合複合體)的破壞，導致細胞mRNA無法與核糖體結合，從 而抑製細胞本身的生物合成。病毒RNA沒有帽結構，所以不受影響，仍可與核糖體結合， 翻譯病毒蛋白。 　　病毒早期翻譯的另一些主要產物是酶。這些酶是細胞無法提供的，必須由病毒自身 合成，這些酶在病毒晚期轉錄和晚期翻譯中，占有極為重要的地位。 　　(3) 病毒核酸的複製：當感染細胞內出現上述早期病毒蛋白，尤其是病毒特異性酶 類後，病毒核酸的大量合成就有了條件。病毒的核酸複製與細菌或其他動植物細胞的核 酸複製不同。細菌和其他動植物細胞隨核酸複製而發生二分裂，病毒則缺乏將其核酸複 製限製為一個周期的控製機製，通常是形成一個連續合成的階段。 　　DNA病毒在DNA聚合酶的催化下，按Watson-Crick模式即堿基配對的方式進行核酸複 製：先是兩螺旋分離，然後形成新的互補螺旋，從而構成兩個完整的新DNA分子。 　　乳多空病毒環狀核酸的複製比較特殊，首先是展開母代核酸雙股的超螺旋，由核酸 內切酶“切斷”其中的一股，進行複製，隨後再由一個連接酶修補其破裂處。　病毒DNA的合成，分為三磷酸核苷的合成以及三磷酸核苷聚合為多核苷酸鏈兩個階 段或方麵。大多數病毒依靠宿主細胞的代謝過程獲得合成三磷酸核苷的前體，但也常可 通過病毒編碼的誘導酶合成一些DNA前體。 　　在多核苷酸鏈的合成中，需要聚合酶、連接酶、核酸酶和解鏈酶等4種酶。DNA聚 合酶把5'核苷酸接到多核苷酸鏈的3'端OH上，使核苷酸鏈由5'端向3'端方向延伸。DNA 連接酶能封閉雙鏈DNA分子中一條鏈上的裂口，把一條鏈的3'OH端和裂口另一邊鄰近的 5'磷酸端以磷酸二酯鍵連接起來。如果雙鏈分子中的一條鏈上有缺口，則由DNA聚合酶 和連接酶共同完成修複任務，形成連續的多核苷酸鏈。在複製過程中還有DNA酶的參與， 包括核酸內切酶和核酸外切酶，但其在複製過程中的特異性功能尚未充分闡明。解鏈酶 能與正在複製的DNA生長點前麵部位結合，使鏈發生局部解離，新生的子代鏈沿著模板 合成。 　　所有已知的DNA聚合酶都是通過加一個核苷酸到多核苷酸鏈3'端的方式催化DNA的複 製，因此，DNA鏈都是從5'端向3'端方向延伸。 　　RNA病毒大多在病毒特異的依賴RNA的RNA聚合酶催化下，先行合成負鏈，再由負鏈 轉錄成正鏈。故在這些RNA病毒的RNA複製過程中，可以發現中間產物(中間體)——雙股 RNA鏈。象呼腸弧病毒那樣的雙鏈RNA病毒，核酸複製的方式與上述雙鏈DNA病毒相似。 　　總之，RNA的複製以合成互補鏈的方式進行。用病毒的正鏈作模板合成一條互補的 負鏈，然後再用負鏈作模板合成子代正鏈。或反過來，以病毒的負鏈作模板合成一條 互補的正鏈，然後再用正鏈作模板合成子代負鏈。在上述兩類複製過程中，都常有複製型中間體(雙鏈)的出現(請見下節)。正鏈和負鏈都是從模板的3'端開始複製， 故如上述，新合成的鏈也都是由5'端向3'端進行。 　　有人認為，RNA複製酶可能是在轉錄酶上添加或變換蛋白亞基而成。在RNA基因組的 合成結束和病毒成熟以後，複製酶可能再轉變為轉錄酶。 　　在許多RNA腫瘤病毒中發現了“依賴於RNA的DNA聚合酶”(反轉錄酶)。這種反轉錄 酶以病毒RNA為模板，合成轉錄有病毒RNA遺傳信息的雙鏈DNA。隨後再由這種DNA按前述 方式進行轉錄，產生RNA。雙鏈DNA整合於細胞DNA，成為細胞遺傳特性改變和惡性變的 一個重要原因。 　　(4) mRNA的再度轉錄：在新合成的RNA聚合酶的作用下，由母代病毒和子代病毒的 DNA進一步轉錄出第二批mRNA。某些RNA病毒則仍由RNA直接轉化。 　　(5) mRNA的再度譯製：mRNA在聚核糖體上進一步譯製出“晚期”蛋白，包括病毒衣 殼蛋白以及病毒編碼的其他蛋白，後者主要用於調節病毒自身成分的合成程序。 　　根據病毒核酸及其轉錄和複製方式，可將動物病毒分為下述7個基本類型。 　　第一類病毒具有雙鏈DNA，包括痘病毒以及乳多空病毒、腺病毒和皰疹病毒。其中 隻痘病毒DNA轉錄mRNA的依賴DNA的RNA聚合酶(即轉錄酶)緊密結合於病毒粒子的核心上， 其他三類者可能都是利用宿主細胞的轉錄酶。 　　痘病毒的脫殼過程分為兩個步驟：首先是脫除外膜，露出類核體——核心，核心內 的轉錄酶此時開始活化，轉錄出早期mRNA；隨後則是核心的進一步脫蛋白，使病毒DNA 遊離出來。早期mRNA合成蛋白，包括胸苷激酶、DNA聚合酶和DNA酶等酶類以及可在成熟 病毒粒子中發現的其他一些蛋白質，但病毒結構蛋白大多是晚期產生的，亦即是晚期 mRNA的譯製產物。 　　乳多空病毒、腺病毒和皰疹病毒都在胞核內轉錄mRNA。mRNA在產生後立即離開胞核， 進入胞漿，並與核糖體結合，形成聚核糖體。皰疹病毒的早期和晚期轉錄沒有明顯界線， 其所譯製的蛋白質也無明顯的早、晚期之分。但乳多空病毒和腺病毒的結構蛋白都是晚期 蛋白，產生於病毒DNA複製之後。其早期蛋白也是一些酶類和少數非結構蛋白。 　　上述病毒的DNA複製按模板方式進行，呈半保留型。首先，聯結雙鏈的氫鍵斷開， 變為兩條單鏈。兩條單鏈中的每個堿基通過互補方式，各自形成一條新鏈。這樣，子代 的雙鏈中各有一條來自母代原來的鏈，即母代的一半被保留下來(見圖4-5)。 〖HT5”SS〗〖JZ〗圖4-5 第一類病毒的核酸複製〖JZ〗 　　　　　粗黑線＝母代核酸；細黑線＝子代核酸；～線＝氫鍵結合〖HT5SS〗 　　第二類病毒具有單鏈DNA。DNA作為模板合成一條相應的新鏈。新鏈與老鏈之間以氫 鍵聯結。新合成的雙鏈DNA中間體再按半保留方式複製出又一對雙鏈DNA。其中不含母代 DNA的新合成雙鏈DNA隻能作為轉錄mRNA的模板，不能繼續複製新的雙鏈DNA。而含有母 代DNA的新合成雙鏈DNA，則按保留型方式以雙鏈DNA的負鏈作模板複製出新的單鏈子代 核酸。所謂保留型複製，是指母代雙鏈DNA在複製子鏈過程中，一方麵產生子鏈，一方 麵母鏈又重新結合，結果在產生的兩個子代中，一個仍是母代原來的雙鏈(見圖4-6)。 〖HT5”SS〗〖JZ〗圖4-6 第二類病毒的核酸複製〖HT5SS〗 　　細小病毒是第二類病毒的主要代表。借助於依賴DNA的DNA聚合酶由單鏈母代DNA複 製出相應的單鏈DNA(負鏈)，隨後再由這個雙鏈DNA的負鏈合成子代正鏈DNA。 　　第三類病毒具有雙鏈RNA，由其不對稱地轉錄出mRNA。呼腸孤病毒是其主要代表。 病毒核酸由疏鬆相連的10段雙鏈RNA組成，外被雙層衣殼。脫殼時，病毒粒子的外層衣 殼由細胞酶除去，結果留下內層衣殼、雙鏈RNA和依賴RNA的RNA聚合酶，由之轉錄出單 鏈RNA。單鏈RNA在大小上與各基因組片段相等。母代雙鏈RNA此時完全保留下來。新合 成的單鏈RNA大多直接作為mRNA，另一些則作為合成子代RNA的模板，合成相補的RNA鏈， 結果形成一個新的雙鏈RNA(見圖4-7)。 〖HT5”SS〗〖JZ〗圖4-7 第三類病毒的核酸複製〖HT5SS〗 　　第四類病毒具有單鏈RNA，母代RNA可以直接呈現mRNA的作用，同時又是合成相補( 負鏈)RNA的模板。負鏈RNA又反過來複製子代RNA。依賴RNA的RNA聚合酶的合成，早於病 毒RNA的合成，且不結合於病毒粒子。 　　某些負鏈RNA產生既有單鏈RNA又有雙鏈RNA性質的中間體，這是由於同時形成大量 正鏈的緣故。中間體進而形成完全相同於母代RNA的子代單鏈RNA。子代RNA又呈現mRNA 的作用，從而產生更多的病毒蛋白，同時又作為模板，產生更多的中間體，形成子代 RNA(見圖4-8)。 〖HT5”SS〗〖JZ〗圖4-8 第四類病毒的核酸複製〖HT5SS〗 　　這類病毒包括小RNA病毒和披膜病毒。由這些病毒抽提出來的RNA，具有感染性，並 且可被腺苷化，在細胞中則可能起mRNA的作用。 　　第五類病毒具有單鏈RNA，但母代RNA不能直接呈現mRNA的作用。根據慣例，這種不 帶譯製病毒蛋白信息的RNA，稱為負鏈。借助結合於病毒粒子上的依賴RNA的RNA聚合酶 產生正鏈的RNA，後者呈現mRNA的作用。這類病毒包括副粘病毒、彈狀病毒和正粘病毒 (流感病毒可能是正粘病毒中唯一具有轉錄酶活性的病毒)。沙粒病毒和布尼病毒也屬 負鏈病毒。上述病毒的特征是mRNA與病毒RNA相補，即形成與病毒RNA相補的正鏈RNA。 正鏈RNA呈現mRNA的作用，或者作為模板產生負鏈子代RNA。其間也可能形成中間體(見 圖4-9)。 〖HT5”SS〗〖JZ〗圖4-9 第五類病毒的核酸複製〖HT5SS〗 　　病毒螺旋狀核衣殼上結合有轉錄酶。當病 毒脫去囊膜後，轉錄酶立即合成以RNA為模板的單順反子mRNA。 　　第六類病毒具有單鏈RNA，但在複製過程中，以病毒RNA為模板，在反轉錄酶的作用下，  反轉錄生成雙鏈DNA中間體，雙鏈DNA整合於細胞基因組DNA中。子代RNA由整合的病毒DNA轉  錄而來。母代和子代RNA都能呈現mRNA的作用(見圖4-10)。 〖HT5”SS〗〖JZ〗圖4-10 第六類病毒的核酸複製〖HT5SS〗 　　這類病毒包括白血病病毒和勞斯肉瘤病毒等許多反轉錄病毒。 第七類病毒具有雙鏈環狀DNA，其中含有部分單鏈區，單鏈區長度不等，短鏈為正鏈， 長度為整個基因組長度(32kb)的50%～100%，如嗜肝DNA病毒。複製時首先經補鏈作用 成為共價閉環的雙鏈DNA，在核內轉錄出RNA，其中有前基因組RNA，作為複製 的模板，經反轉錄合成DNA(-)鏈，RNA隨之被RNaseH降解，再以負鏈為模板合成正鏈DNA( 見圖4-11所示)。 〖HT5”SS〗〖JZ〗圖4-11 第七類病毒的核酸複製〖HT5SS〗 　　〖BT4〗4.裝配和釋放 　新合成的病毒核酸和病毒蛋白在感染細胞內逐步成熟。所謂成熟，是指核酸進一步被 修飾，病毒蛋白亞單位以最佳物理方式形成衣殼，例如脊髓灰質炎病毒的RNA必須同一 個基因蛋白(VPg)結合後，才能成為病毒RNA。與此同時，衣殼蛋白VP0、VP1和VP3形成 5S的結構單位，再由60個5S形成80S的衣殼。病毒RNA進入衣殼，就形成完整病毒粒子， 這就是裝配。病毒的裝配效率甚低，常因核酸不能與衣殼有機地結合，形成缺乏感染性 的空殼病毒。 　　病毒粒子是怎樣釋放出細胞的呢?一般認為，由於細胞的生物合成被病毒阻斷，細 胞發生變性及死亡，細胞自身的溶解就將病毒釋放出來。某些不產生明顯細胞病變的病 毒的釋放方式，目前還不十分清楚。相反，小RNA病毒合成速度極快，病毒粒子在胞漿 內大量積聚，也許在細胞死亡之前，就可脹破細胞，釋放病毒。 　　囊膜病毒的釋放方式，不同於無囊膜病毒。實質上是病毒核衣殼獲得囊膜的過程。 某些病毒，如反轉錄病毒、披膜病毒、副粘病毒等，由於在胞漿內複製及裝配，病毒在胞漿  膜上獲得 囊膜。另一些病毒，如皰疹病毒，由於病毒在胞核內複製及裝配，病毒在核膜上獲得囊 膜。核衣殼在核膜內層獲得囊膜後，經核膜內、外層之間的空隙進入內質網，或以囊泡 形式進入胞漿，然後釋放出細胞。無論病毒在細胞什麽部位獲得囊膜，病毒囊膜內的蛋 白質幾乎都是病毒特異性蛋白質。這是因為在病毒成熟及裝配的同時，病毒合成的某些含疏

 水區 的特異性蛋白，與胞膜雙層磷脂疏水區以範德華力相吸，使病毒蛋白插入膜內，即 囊膜蛋白。囊膜蛋白的一小部分仍暴露於胞漿。病毒核衣殼蛋白能與這部分蛋白質特異性 結合。核衣殼與膜的這種結合，使靠近核衣殼的膜形成密集的病毒囊膜蛋白區，從而排 斥細胞的原有膜蛋白。隨著這種結合的發展，核衣殼最終被囊膜包裹，並與細胞分離。雞新城疫病毒通過芽生獲得囊膜(橫杠＝200nm)，大多數DNA病毒在細胞核內合成DNA，裝配過程亦在細胞核內進行，例如皰疹病毒、 腺病毒和乳多空病毒的結構蛋白在胞漿內合成後遷移到胞核內，並與已在胞核內合成的 DNA裝配成病毒核衣殼。但是DNA病毒中的痘病毒和虹彩病毒卻在細胞漿內合成DNA和病 毒蛋白。合成病毒成分的這些胞漿部分，稱為“胞漿工廠”。痘病毒和虹彩病毒就在 “胞漿工廠”內裝配成熟的病毒粒子。 　　所有的DNA病毒，除最小的細小病毒和乳多空病毒外，都有一個由幾個同心圓性蛋 白層組成的結構。這些蛋白質是分期形成的：首先是核心蛋白與病毒DNA結合，隨後是衣殼 蛋白(衣殼殼粒層)。某些病毒在外層衣殼內還有1～2層甚至更多的蛋白質層。 　　RNA病毒都在胞漿內增殖，但流感病毒似乎先在細胞核或核膜上形成核衣殼，血 凝素和神經胺酸酶在胞漿內合成後嵌入細胞膜。病毒在細胞膜上出芽時獲得含有這兩 種成分的囊膜。 　　某些病毒，例如皰疹病毒，很少釋出於細胞外，而是通過細胞間橋或融合細胞 而傳播。

 

上一篇：病毒的增殖概述

下一篇：病毒的不全增殖和缺損病毒