（一）原核生物的病毒一噬菌体噬菌体(phage,bacteriophage)即原核生物的病毒，包括噬细菌体(bacteriophage)、噬放线菌体(actinophage)和噬蓝细菌体(cyanophage)等。它们广泛地存在于自然界，凡有原核生物活动之处几乎都发现有相应噬菌体的存在。噬菌体种类很多，可归纳成6种主要形态：①A型，dsDNA，蝌蚪状，收缩性尾：②B型，dsDNA.蝌蚪状，非收缩性长尾；③c型，dsDNA，非收缩性短尾；④D型，SsDNA，球状，无尾，大顶衣壳粒；③E型，SsRNA，球状，无尾，小顶衣壳粒；③F型，SsDNA，丝状，无头尾（图3-5)。SsRNA$SDNAdsDNA刀0MS2$1174dsRNAfd,M130T3,T7$6元MuT2,T40图3-5噬菌体的基本形态和大小1.噬菌体的繁殖与其他细胞型的微生物不同，噬菌体和一切病毒粒并不存在个体的生长过程，而只有两种基本成分的合成和进一步的装配过程，所以同种病毒粒间并没有年龄和大小之别。噬菌体的繁殖一般分为5个阶段，即吸附、侵入、增殖（复制与生物合成）、成熟（装配）和裂解（释放）。凡在短时间内能连续完成以上5个阶段而实现其繁殖的噬菌体，称为烈性噬菌体(virulentphage)，反之则称为温和噬菌体(temperatephage)。烈性噬菌体所经比的繁殖过程，称为裂解性周期(lyticcycle)或增殖性周期(productivesycle)。现以E.coli的T偶数噬菌体为代表加以介绍（图3-6)。3eD0DNA??①吸附（EsesE?裂解C@成熟②侵入?增殖图3-6烈性喔菌体繁殖的裂解性周期6
6 （一）原核生物的病毒——噬菌体 噬菌体(phage, bacteriophage)即原核生物的病毒，包括噬细菌体(bacteriophage)、噬放线 菌体(actinophage)和噬蓝细菌体(cyanophage)等。它们广泛地存在于自然界，凡有原核生物活 动之处几乎都发现有相应噬菌体的存在。噬菌体种类很多，可归纳成 6 种主要形态：①A 型， dsDNA，蝌蚪状，收缩性尾；②B 型，dsDNA．蝌蚪状，非收缩性长尾；③c 型，dsDNA， 非收缩性短尾；④D 型，ssDNA，球状，无尾，大顶衣壳粒；⑤E 型，ssRNA，球状，无尾， 小顶衣壳粒；⑥F 型，ssDNA，丝状，无头尾(图 3-5)。 1．噬菌体的繁殖 与其他细胞型的微生物不同，噬菌体和—切病毒粒并不存在个体的生长过程，而只有两 种基本成分的合成和进一步的装配过程，所以同种病毒粒间并没有年龄和大小之别。 噬菌体的繁殖一般分为 5 个阶段，即吸附、侵入、增殖(复制与生物合成)、成熟(装配) 和裂解(释放)。凡在短时间内能连续完成以上 5 个阶段而实现其繁殖的噬菌体，称为烈性噬 菌体(virulent phage)，反之则称为温和噬菌体(temperate phage)。烈性噬菌体所经比的繁殖过 程，称为裂解性周期(lytic cycle)或增殖性周期(productive sycle)。现以 E.coli 的 T 偶数噬菌 体为代表加以介绍(图 3-6)
(1)吸吋（absorption，attachment）噬菌体与其相应的特异宿主在水环境中发生偶然碰撞后，如果尾丝尖端与宿主细胞表面的特异性受体（蛋白质、多糖或脂蛋白-多糖复合物等）接触，就可触发颈须把卷紧的尾丝散开，随即就附着在受体上，从而把刺突、基板固着于细胞表面。吸附作用受许多内外因素的影响。(2)侵入（penetration，injection）吸附后尾丝收缩，基板从尾丝中获得一个构象刺激，促使尾鞘中的144个蛋白质亚基发生复杂的移位，并紧缩成原长的一半，由此把尾管推出并插入细胞壁和膜中。此时尾管端所携带的少量溶菌酶可把细胞壁上的肽聚糖水解，以利侵入。头部的核酸迅即通过尾管及其未端小孔注入宿主细胞中，并将蛋白质驱壳留在壁外。从吸附到侵入的时间极短，如T4只需15s。(3)增殖(replication）包括核酸的复制和蛋白质的生物合成。首先，噬菌体以其核酸中的遗传信息向宿主细胞发出指令并提供“蓝图”，使宿主细胞的代谢系统按严密程序、有条不紊地逐一转向或适度改造，从而转变成能有效合成噬菌体所特有的组分和“部件”，其中所需“原料”可通过宿主细胞原有核酸等的降解、代谢库内的贮存物或从外界环境中取得。一旦大批成套的“部件”已合成，就在细胞“工厂”里进行突击装配，于是就产生了一大群形状、大小完全相同的子代噬菌体。由于烈性噬菌体的核酸类型多样，故共复制和生物合成的方式也截然不同。E.coli的T偶数双链DNA噬菌体是按早期(early，immediateearly)、次早期(delayedearly)和晚期(late)基因的顺序来进行转录、转译和复制的图3-7)。子代DNA2343689101112131415卓期基因次早期基因LDNA复制晚期基因1789101112131415123456亲代DNA链?装配出大①早期转录?次早期转录?晚期转录量子代噬菌体早期mRNA次早期mRNA晚期mRNA②早期转译④次早期转译①晚期转译Q000AQ口AAAA00CDo次早期蛋白宿卡原有蛋白早期蛋白晚期蛋白(细菌RNA(DNA 酶, DNA（次早期mRNA(头部蛋白，聚合酶）案合酶,更改蛋聚合,5~羟尾部蛋白，白等)甲基胞嘧啶合装配蛋白，成醇，晚期溶菌酶等)mRNA聚合酶等）图3-7双链DNA噬菌体通过3阶段转录的增过程示意图由图3-7可知，当曦菌体的dsDNA注入宿主细胞后，首先是设法利用宿主细胞内原有的RNA聚合酶转录出噬菌体的mRNA(①)，再由这些mRNA进行转译，以合成噬菌体特有的蛋白质(②)。这一过程称为早期转录(earlytranslation)，由此产生的mRNA称早期mRNA，其后的转译称早期转译(earlytranslation)，而产生的蛋白质则称早期蛋白(earlyproteins)。早期蛋白的种类很多，最重要的是一种只能转录噬菌体次早期基因的次早期mRNA聚合酶（如t7噬菌体）：而在T4等噬菌体中，其早期蛋白则称更改蛋白，特点是它本身并无RNA聚合酶的功能，却可与宿主细胞内原有的RNA聚合酶结合以改变后者的性质，把它改造成只能转录噬菌体次早期基因的酶。至此，噬菌体己能大量合成其自身所需的mRNA。利用早期蛋白中新合成的或更改后的RNA聚合酶来转录噬菌体的次早期基因，借以产生次早期mRNA的过程，称为次早期转录(③)，由此合成的mRNA称为次早期mRNA，进步的转译即为次早期转译（④)，其结果产生了多种次早期蛋白，例如分解宿主细胞DNA-的DNA酶，复制噬菌体DNA的DNA聚合酶，HMC(5一羟甲基胞嘧啶)合成酶，以及供晚7
7 (1)吸咐(absorption, attachment) 噬菌体与其相应的特异宿主在水环境中发生偶然碰 撞后，如果尾丝尖端与宿主细胞表面的特异性受体(蛋白质、多糖或脂蛋白-多糖复合物等) 接触，就可触发颈须把卷紧的尾丝散开，随即就附着在受体上，从而把刺突、基板固着于细 胞表面。吸附作用受许多内外因素的影响。 (2)侵入(penetration, injection) 吸附后尾丝收缩，基板从尾丝中获得一个构象刺激，促 使尾鞘中的 144 个蛋白质亚基发生复杂的移位，并紧缩成原长的一半，由此把尾管推出并插 入细胞壁和膜中。此时尾管端所携带的少量溶菌酶可把细胞壁上的肽聚糖水解，以利侵入。 头部的核酸迅即通过尾管及其末端小孔注入宿主细胞中，并将蛋白质躯壳留在壁外。从吸附 到侵入的时间极短，如 T4 只需 15s 。 (3)增殖(replication) 包括核酸的复制和蛋白质的生物合成。首先，噬菌体以其核酸中 的遗传信息向宿主细胞发出指令并提供“蓝图”，使宿主细胞的代谢系统按严密程序、有条 不紊地逐一转向或适度改造，从而转变成能有效合成噬菌体所特有的组分和“部件”，其中 所需“原料”可通过宿主细胞原有核酸等的降解、代谢库内的贮存物或从外界环境中取得。 一旦大批成套的“部件”已合成，就在细胞“工厂”里进行突击装配，于是就产生了一大群 形状、大小完全相同的子代噬菌体。 由于烈性噬菌体的核酸类型多样，故共复制和生物合成的方式也截然不同。E.coli 的 T 偶数双链 DNA 噬菌体是按早期(early, immediate early)、次早期(delayed early)和晚期(late)基 因的顺序来进行转录、转译和复制的(图 3-7)。 由图 3-7 可知，当噬菌体的 dsDNA 注入宿主细胞后，首先是设法利用宿主细胞内原有 的 RNA 聚合酶转录出噬菌体的 mRNA(①)，再由这些 mRNA 进行转译，以合成噬菌体特有 的蛋白质(②)。这—过程称为早期转录(early translation)，由此产生的 mRNA 称早期 mRNA， 其后的转译称早期转译(early translation)，而产生的蛋白质则称早期蛋白(early proteins)。早 期蛋白的种类很多，最重要的是一种只能转录噬菌体次早期基因的次早期 mRNA 聚合酶(如 t7 噬菌体)；而在 T4 等噬菌体中，其早期蛋白则称更改蛋白，特点是它本身并无 RNA 聚合 酶的功能，却可与宿主细胞内原有的 RNA 聚合酶结合以改变后者的性质，把它改造成只能 转录噬菌体次早期基因的酶。至此，噬菌体己能大量合成其自身所需的 mRNA。 利用早期蛋白中新合成的或更改后的 RNA 聚合酶来转录噬菌体的次早期基因，借以产 生次早期 mRNA 的过程，称为次早期转录(③)，由此合成的 mRNA 称为次早期 mRNA，进 一步的转译即为次早期转译(④)，其结果产生了多种次早期蛋白，例如分解宿主细胞 DNA 的 DNA 酶，复制噬菌体 DNA 的 DNA 聚合酶，HMC(5—羟甲基胞嘧啶)合成酶，以及供晚