病毒的内部结构

5.病毒的内部结构

我们知道，自然界中这些微小的病毒，它的结构有两个部分，一部分是基本结构，为所有病毒都必须具备；另一部分是辅助结构，只为某些病毒所特有，这个结构在病毒体内各有其特殊的生物学功能。

（1）病毒的基本结构

①核酸

核酸被蛋白质壳体包裹在病毒体的中心位置，其中含DNA的称为DNA病毒，含RNA的称为RNA病毒。DNA病毒的核酸，多为双链（除微小病毒外）。RNA病毒的核酸，多为单链（除呼肠孤病毒外）。病毒核酸，通常被称为基因组，自然界最大的痘病毒，它的基因组竟含有几百个基因。而最小的微小病毒，它的基因组极其简单，里面仅含有3～4个基因。

核酸

病毒的核酸是一种极为复杂的构形，有不同的阴阳极性，核酸有环状、线状、分节段以及正链、负链等不同类型。这对进一步条理地阐明病毒的复制机理和病毒分类有重要意义。核酸携带着病毒的遗传信息，若用酚或其他蛋白酶降解剂去除病毒的蛋白质衣壳，提取核酸，并转染或导入宿主细胞，可产生与亲代病毒生物学性质一致的子代病毒。这就证实，核酸的功能，是遗传信息的储藏所，主导着病毒的生命活动，形态发生，遗传变异和感染性。

②蛋白衣壳

在承载着遗传密码的核酸外面，紧密包绕着一层蛋白质外衣，即病毒的“衣壳”（就是上面说的蛋白质壳体）。衣壳是由许多“壳微粒”（就是上面说的蛋白质亚基），按一定几何构型集结排列而成。壳微粒在电子显微镜下可见，是病毒衣壳的形态学亚单位，它由一至数条结构多肽链构成。

那么，蛋白质衣壳有什么重要功能呢？它的功能主要有如下几个方面：

蛋白衣壳

第一，这种致密稳定的蛋白质衣壳结构，除赋予每一种病毒独特的形状外，还保护着它内部的核酸免遭外环境（如血流）中核酸酶的侵蚀破坏。

第二，蛋白质衣壳是病毒基因的直接产物，对于人体的免疫系统来说，它是病毒特异的抗原，可刺激机体产生抗原病毒免疫活动。

第三，蛋白质衣壳具有辅助病毒侵入寄主细胞的作用，与别的生物细胞表面的特异性配体相对应，病毒的蛋白质衣壳上有相应受体，受体和配体之间有特殊的亲和力，这是病毒选择性吸附宿主细胞，并建立感染灶的重要结构。

总之，病毒的核酸与衣壳组成了核衣壳，自然界中最简单的病毒，就是裸露的核衣壳，如脊髓灰质炎病毒等。另一些比较复杂的病毒，它用囊膜把核衣壳包起来，它的核衣壳又称作核心。

（2）病毒的辅助结构

上面说到病毒的三种不同的蛋白质衣壳结构，蛋白质衣壳和核酸组成核衣壳，除了一个病毒，它的核衣壳是裸露的，大多数病毒的核衣壳上有如下一些特殊的辅助结构：

①囊膜

就是上面说过的那些核衣壳非裸露的病毒，它的核衣壳外包绕着一层含脂蛋白外膜，这一层脂蛋白外膜就称为“囊膜”。如虫媒病毒、人类免疫缺陷病毒、疱疹病毒等，都是核衣壳外包有囊膜的病毒。

疱疹病毒

囊膜是由双层脂质、多糖和蛋白质构成的。其中囊膜上的蛋白质具有病毒特异性，常与多糖构成复杂的糖蛋白亚单位，镶嵌在双层脂质层上。这些糖蛋白亚单位表面呈棘状突起，称“刺突或囊微粒”。它们位于病毒体的表面，有较高的抗原性，并且，这些刺突有配体能选择性地与宿主细胞受体结合，促使病毒囊膜与宿主细胞膜快速融合。这样，病毒的核衣壳就进入了宿主细胞内，而导致宿主感染。

囊膜上的双层脂质，与宿主细胞膜或核膜成分十分相似，这足以证明病毒是以“出芽”方式，从宿主细胞内释放过程中，掳取了细胞膜或核膜成分。有囊膜的病毒对脂溶剂和其他有机溶剂十分敏感，一旦病毒失去了囊膜，它便丧失了感染性。

知识小百科

不同病毒的不同出芽方式

有的病毒在细胞表面膜出芽（黏液病毒、副黏液病毒等）；有的病毒在细胞表面膜和液泡膜出芽（披盖病毒等）；也有的在内侧核膜出芽（疱疹病毒）。这种现象首先发现于流感病毒，以后，从20世纪40年代后半期至50年代初，美国电子显微镜学者先后证实了这种现象的存在。

②触须样纤维

触须样纤维是一种很特殊的附属结构，自然界中，腺病毒具有20面体的衣壳结构，是唯一具有这种触须样纤维的病毒，是一种动物病毒。腺病毒的触须样纤维是由细丝状聚合多肽和一球形末端蛋白所组成，位于20面体状衣壳的各个顶角。这种细丝一样的纤维吸附到敏感细胞上，抑制宿主细胞正常的蛋白质代谢，从而导致宿主致病。此外，这种触须样纤维还可凝聚某些动物红细胞。

③病毒携带的酶

自然界里，一些病毒核心（核衣壳）中，携带有不少催化病毒核酸合成的酶，如流感病毒就带有RNA聚合酶，这些病毒在宿主细胞内进行增殖时，要靠它们携带的酶，合成感染性核酸。

了解病毒的形态结构、化学组成及功能，不仅有助于我们对病毒进行分类和鉴定，同时也有助于我们理解病毒的宿主范围、致病作用及研制亚单位疫苗。

RNA聚合酶