【汉宁·科普】小寒:揭秘病毒的结构与生命周期

浏览:2173 作者: 来源:微信公众号文章 时间:2025-01-06 分类:节气
你真的了解病毒吗?

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小寒初度梅花岭,万壑千岩背人境。

清远聊为泛宅行,一梦分明堕乡井。


——《清远舟中寄耘老》北宋 · 苏轼


小寒,是冬季的第五个节气。小寒意味着天气很冷,但还没有到达极点。由于寒冷,也演化出许多风俗习惯,如吃有御寒作用的食物,羊肉面、猪肉白菜炖粉条等等。


本次的节气科普,将为大家介绍病毒的结构与生命周期


病毒是一种非细胞型的生命形态,它们个体微小,结构简单,可以感染其他生物体并在其间进行传播。


虽然病毒表现出生物和非生物的特征,但某种程度上还不能说病毒是生物,因为它们缺乏生物的大多数特性,如:它们在起源上是非细胞的(不是由活细胞组成的),没有宿主生物就不能独立生长和复制,缺乏自己的代谢机制等。


基本的病毒结构

由两个部分组成:


1、核酸基因组(Genome):大多数病毒的遗传物质是双链脱氧核糖核酸(dsDNA),其他也有一些例外,遗传物质是单链脱氧核糖核酸(ssDNA)或核糖核酸(RNA)。其功能为提供遗传信息,帮助在宿主体内合成新病毒。


2、蛋白质衣壳(Capsid):它是包裹病毒基因组的蛋白质外壳,能帮助病毒穿透宿主细胞膜,保护病毒的遗传物质不被宿主细胞的酶消化。另外,蛋白质衣壳表面含有独特的位点,使病毒能够附着在宿主细胞上。


除此之外,许多动物病毒的蛋白质衣壳外还有一层脂质包膜(Envelope),由脂质双分子层和附着在其上的蛋白质组成。


包膜可以帮助病毒更好地进入宿主体内,保护病毒的遗传物质不被宿主酶破坏,逃避宿主免疫系统的识别。许多病毒还会在包膜上形成由糖蛋白组成的特殊结构,称为刺突(Spike),刺突决定了病毒感染的特异性,能帮助病毒识别并进入特定的宿主细胞。


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病毒的结构

细菌噬菌体(左图,非包膜病毒);流感病毒(右图,包膜病毒)

(来源:https://www.sciencefacts.net/virus-structure.html)


病毒自身不能进行新陈代谢,它必需在活细胞内寄生才能得以复制增殖。它能够利用宿主细胞的核苷酸和氨基酸来自主地合成自身的DNA或RNA和蛋白质等组件,装配下一代个体。


复制后的生物病毒可以通过宿主细胞裂解而被释放出去,去感染新的宿主细胞。这种独特的增殖方式,使得病毒具有比细菌等其他生物更快的增殖速度,但也由于病毒没有自己的代谢机制,没有酶系统,病毒一旦离开了宿主细胞,就没有任何生命活动,也不能独立自我繁殖。

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典型的病毒生命周期包括以下主要步骤:

1

附着:病毒在受体分子的帮助下识别并与宿主细胞结合;

2

进入:整个病毒(包膜病毒)或其遗传物质(非包膜病毒)进入宿主的细胞质,然后进入细胞核;

3

复制:病毒基因组被复制,其基因被表达以制造病毒蛋白;

4

组装:新的病毒由宿主体内的基因组和蛋白质的组装形成;

5

释放:完整的病毒颗粒离开细胞并感染其他宿主细胞。

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病毒的生命周期

细菌噬菌体(左图,非包膜病毒);流感、HIV等病毒(右图,包膜病毒)

来源:https://studymind.co.uk/notes/life-cycle-and-replication-of-viruses/;https://chemistrytalk.org/viral-life-cycle/


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