《笔记》chuncy

1、关于病毒的复制 吸附，侵入

　　在必修一的第一单元，我的学习涉及到了病毒。
　　“病毒没有细胞结构，寄生在活细胞中。”我对此产生了疑问，“病毒是如何寄生在活细胞中的？”在产生疑问后，我迅速在网上寻找了答案，“病毒需要寄生在活细胞中并通过复制增殖。”于是乎，新的疑问产生了，“病毒是如何进行复制的？”带着疑问我搜寻着可以解答我疑惑的资源。
　　根据百度，病毒复制的定义是：病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过其复制与表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由这些新合成的病毒组分装配成子代毒粒，并以一定方式释放到细胞外。病毒的这种特殊繁殖方式称为病毒的复制。
　　首先，应该先理解定义中的敏感细胞。经过查找，其实也可以称为易感细胞，指容易接受一些刺激而发生相应改变的细胞。（一些化学物质可以引起细胞敏感，主要表现为细胞的特殊反应，比如基因转录加强，蛋白质分泌旺盛，或者细胞衰亡。）这提现在病毒上，应该是指可以接受并允许病毒在其中繁衍的细胞。
　　复制作为病毒的一种繁殖方式，从病毒本身的结构上来看，它有着这种繁殖方式，我认为这和它相较之下简单的结构是密不可分的。也就是说，由核酸和蛋白质组成的病毒，是没有能力为繁殖子代病毒提供原料以及能量的，而病毒合成子代病毒的场所也是在活细胞中，这就意味着，病毒繁殖的场所也是由活细胞提供的。这其实可以体现另外一个知识点，“细胞是完成生命活动的基础。”
　　同时，病毒无法进行繁殖的根本是因为病毒没有自己的代谢机构，没有酶系统。这也就导致了病毒在离开了宿主细胞后，就成为了没有任何生命活动、也不能独立自我繁殖的化学物质。我想这也是老师说的“病毒不是生命系统”的原因。
　　“病毒是在感染细胞后，立即‘接管’宿主细胞中的生物合成结构。”首先应该弄明白，病毒是如何感染细胞的。
　　病毒感染细胞的第一步是吸附。吸附的本质是病毒表面蛋白与细胞受体［大多数为蛋白质，少数为糖蛋白和磷脂（体现出来的是细胞膜的识别功能）］相结合。不同种类的病毒，具有不同的病毒受体，同种不同型的病毒，亦或是同型病毒不同毒株的病毒，都可能有不同的病毒受体。这就像太空飞船与空间站的对接。根据已有文献揭示，这次新型冠状病毒2019-nCoV是通过其刺突蛋白与人的ACE2蛋白的相互作用实现特异性吸附。
　　当然，病毒的吸附与温度、离子环境、PH等环境因素也有一定的关系。所以说，如果能阻止病毒的吸附，就可以从根本上避免病毒的侵入。从资料上来看，这已经是一个成效颇高的方法了。并且有的抗体就是通过这种方法来帮助细胞抵抗病毒的。
　　第二步就是进入宿主细胞，资料中显示为“侵入”。病毒侵入细胞的三种方式中，其中一种是胞吞，这与必修一的第四章内容有着密切的关系。另外两种为膜融合与直接侵入。
　　当然，这三种的共同点是，核酸在最后都会与其表面蛋白质分离。而区别在于，直接侵入的病毒在吸附时，蛋白质外壳发生了变化，使其只有核酸进入细胞。而与膜融合的病毒在细胞质基质中自行脱去外壳，我也在资料中找到了蛋白质外壳进入细胞的原因：以作为RNA病毒的HIV病毒举例，其进入细胞后病毒的蛋白质外壳解聚,释放RNA,同时蛋白质外壳内的逆转录酶（由先进入的RNA合成）开始逆转录RNA产生DNA。但是胞吞的病毒需要在溶酶体的作用（或者说是帮助）下，才能够进行脱壳。这一步又与病毒本身的酸性有关，酸性由低到高，会先后进入溶酶体，酸性较低的物质会在早期或晚期的内体（晚期内体的酸性强于早期内体）中。此后，溶酶体会将蛋白质外壳放入细胞质基质中，让其在细胞质基质中进一步释放核酸。
　　病毒的遗传物质入侵细胞，“劫持”了蛋白质合成机制，这使其成为了新的病毒生产线。在此时，可以说病毒已经彻底劫持了细胞，也可以说，此时的细胞已经与人体的生命活动无关，病毒成为了它新的“服务对象”。
　　在此之后，病毒会由于检测不到感染性的病毒而进入隐蔽期。查询资料可知，隐蔽器的特征是：失掉了完整可见的病毒形态；大量核酸破坏，只有少数核酸可保持其感染性。这是因为病毒在释放核酸时，同时，失去了作为感染粒子的技能与形态。
　　复制的第三步是生物合成，也就是核酸的复制与蛋白质的合成。DNA 病毒核酸大多在核内进行，RNA 病毒核酸大多在细胞质基质内合成。
　　所有核酸的复制都是以病毒核酸基因组为模板的。
　　DNA病毒分为双链DNA病毒和单链DNA病毒，单链DNA病毒在侵入细胞后会形成含母链的双链DNA，但它在复制时却依旧只会复制单链DNA。除此之外，双链DNA病毒与单链DNA病毒的复制方式是相同的。
　　RNA病毒的转录分为两种，一种是直接以核糖核酸RNA为复制模板以及转录模板；另一种是先将病毒核核酸RNA的遗传信息反转录给脱氧核糖核酸DNA，即在病毒的反转录酶作用下，使宿主细胞以病毒的核糖核酸RNA为模板合成脱氧核糖核酸DNA，然后再以脱氧核糖核酸DNA为模板转录生成核糖核酸RNA。这个方式称为反转录。
　　与DNA病毒相比，RNA病毒是较不稳定的。这也是身为RNA病毒的新型冠状病毒会不断变异的原因。
　　病毒复制早期先于病毒核酸复制，由早期转录的基因表达的蛋白质被称为早期蛋白质，它可以调节病毒基因的表达以及病毒DNA的复制，同时也会影响宿主细胞DNA的复制与RNA转录。早期蛋白质能为病毒营造一个良好的复制环境。
　　早期蛋白质主要是酶蛋白（转录酶、复制酶）和一些病毒复制过程中的功能和非功能性蛋白质。
　　在这里，我查询了参与病毒感染复制的酶，根据资料显示，它主要有三个来源：一是宿主细胞酶或经病毒修饰改变了的宿主细胞酶；二是病毒的一些非结构蛋白，如正链 RNA 病毒在复制时产生的依赖于 RNA 的 RNA 聚合酶；三是存在于毒粒（毒粒是病毒的细胞外颗粒形式，也是病毒的感染形式内的颗粒酶）毒粒酶根据其功能大致可分为两类：一类是参与病毒进入，释放等过程的酶，如流感病毒的神经氨酸酶等；另一类是参与病毒的大分子合成的酶，如逆转录病毒、一些DNA 病毒毒粒中存在的转录酶等。一些复杂的毒粒，如在细胞质内复制的痘病毒还具有许多参与 RNA 转录物加工和DNA 复制的酶。
　　接下来，也就是在合成完早期蛋白质后，病毒DNA便开始大量扩增，并转录出相应的RNA，合成晚期蛋白质。这些晚期蛋白主要就是病毒包装过程中所需的蛋白了。主要是一些衣壳蛋白。含有囊膜的病毒还会合成一些囊膜蛋白。
　　病毒复制的第四步，是将病毒的遗传物质与蛋白质结合成新的病毒。也可以称之为“装配”。
　　在这其中主要区分一下病毒的两种形式，无包膜和有包膜。
　　无包膜的病毒组装上蛋白质外壳即为成熟的病毒体；有包膜的病毒一般在核内或细胞质内组装成蛋白质外壳，然后以出芽形式释放时再包上宿主细胞核，膜或质膜后，成为成熟病毒。
　　事实上，多数的 DNA 病毒在细胞核内装配，而多数 RNA 病毒在细胞质基质中装配。
　　病毒复制的最后一步，是将产生的子代病毒释放到细胞外，也可以简述成“释放”。病毒在细胞内复制到一定数量后，病毒释放，产生出大量子代病毒。而释放分为两种，
　　包膜病毒通常通过出芽的方式从细胞中释放，这一点在上面说包膜和无包膜的病毒时也有提，详细来说，首先是需要，并读突刺蛋白插入细胞膜，细胞膜的内部包裹着病毒机制蛋白，病毒的蛋白质外壳会被该区域完全包裹，这就是出芽。出芽其实是一种缓慢释放的过程。而绝大多数无包膜病毒释放时被感染的细胞崩解，释放出病毒颗粒，宿主细胞膜破坏，细胞迅即死亡。
　　这就是病毒复制的全过程，每一个病毒子代释放后，会去侵入其他的细胞，导致无数的细胞死亡。
　　这次关于病毒复制的查询让我知晓了许多知识，我相信这种发散式的思考，对于我的学习生涯是有所帮助的。
　　谢谢。