讨论:病毒的结构和分类

总论

• 病毒没有细胞结构，不能独立生存和复制，必须借助宿主细胞的DNA和蛋白质合成器。
• 病毒的基本结构包括蛋白质外壳和核酸，一半的病毒的外壳外有脂双层膜。
• 蛋白质外壳内可以有一些酶。
• 病毒的分类工作由国际病毒分类学委员会（International Committee on Taxonomy of Viruses，ICTV）进行。
• 病毒的分类级别只有目、科、亚科、属、种。
• 大部分病毒没有被归入某个目中。
• 有些病毒的基因组不含全部自身需要的蛋白质，需要从其它病毒借用，称为缺陷病毒（Defective Virus）。
• 原核生物和真核生物差异巨大，所以存在细菌和古菌都能感染的病毒，但不存在原核生物和真核生物都能感染的病毒。

病毒的结构

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图1a：病毒的形状和大小有很多种

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图1b：病毒的核酸的形态有很多种

图2：细小病毒的蛋白质外壳

图3：小核糖核酸病毒的蛋白质外壳

图4：Quasi-equivalence外壳结构

• 传统的观察病毒的方法是用电子显微镜观察被感染的细胞。
• 较大的病毒颗粒可用电子显微镜直接观察。
• 上述方法的缺陷是清晰度较差。
• 用乙酸铀酰（又称乙酸双氧铀，Uranyl Acetate）、磷钨酸钾（Potassium Phosphotunstate）等物质负染病毒颗粒后观察，清晰度较好，但不易辨认内部结构。
• 将病毒颗粒快速降温至液氮的温度，用电子显微镜观察可看到较清晰内部结构，此技术称为冷冻电子显微镜（Electron Cryomicroscopy）。

蛋白质外壳

• 病毒的基因组很小，能编码的蛋白质也很少，所以蛋白质外壳总是由大量的少数几种亚基组成。
• 因为蛋白质外壳亚基种类少，所以外壳结构总是高度对称。
• 虽然结构高度对称，但形状和大小仍有很多种，如图1-4。（大多数病毒是近似正二十面体）
• 基因组最小的病毒，外壳只有一种亚基，如细小病毒科（Parvoviruses）。
• 小核糖核酸病毒（Picornavirus）的外壳由3种亚基组成，每种60个。
• 番茄丛矮病毒（TBSV）、诺瓦克病毒（Norwalk Virus）等的外壳结构较复杂，如图4。

核酸

• 病毒的核酸非常多样。
  1. 按核酸类型分，病毒的核酸为DNA或RNA。
  2. 按链数分，病毒的核酸既可以为单链，也可为双链；还可为既有单链部分，也有双链部分。
  3. 按形状分，病毒的核酸既可是线形也可是环形。
  4. 单链（非反转录，见下文）病毒，根据其核酸的序列和用于蛋白质合成的mRNA的序列是否相同，分为正链（相同）病毒和负链（不相同）病毒。（一般只对RNA病毒作此分类，但对DNA病毒此概念也适用）
  5. 病毒蛋白质外壳内可以有不止一条核酸。
• 双链DNA和单链RNA病毒较常见。
• 有些病毒在复制过程中从RNA产生DNA，称为反转录病毒（Retrovirus）。
• 反转录病毒只有双链DNA和单链RNA（不分正负链）两种。
• DNA病毒的基因组可以含脱氧尿嘧啶。
• 大多数噬菌体是DNA病毒（双链居多），也有双链和单链正链RNA病毒。
• 所有古菌噬菌体都是DNA病毒，几乎都是线性双链DNA病毒。

脂双层膜

• 脂双层膜在动物病毒中最常见，植物病毒次之，细菌病毒中不常见。
• 脂双层膜上的脂质和糖类一般直接来自宿主细胞，蛋白质由病毒的基因组编码。
• 脂双层膜上的蛋白质在电镜照片下明显突出，称为突刺（Spike）或包膜粒（Peplomer）。
• 一般，脂双层膜的形状可变，称为多形性（Pleomorphism）。
• 狂犬病毒的脂双层膜与蛋白质外壳紧密相连，不具多形性。

病毒的分类

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图5：T4噬菌体的结构

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图6：T4噬菌体感染大肠杆菌的过程

图7：T4噬菌体的生活史

图8：盖病毒科核酸进入细菌的方式

图9：T4噬菌体的DNA复制方式

图10：其它噬菌体的结构

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图11：φX174病毒的复制过程

图12：滚轮式复制

1. 噬菌体（如未注明，一般感染大多数细菌，不感染古菌）
   1. 双链DNA病毒
      1. 肌病毒科（Myoviridae）：
         • 肌病毒科包含研究最多的噬菌体，即T4噬菌体和相关的T-偶噬菌体（T-even phage）。
         • T4噬菌体一般感染革兰氏阴性菌。（其它肌病毒一般能感染大多数细菌，部分还能感染古菌）
         • 具有正二十面体的头部、螺旋管状的尾部，尾部有纤维。（图5）
         • 头部正二十面体可沿尾部的轴伸长（如T4）。
         • 无脂双层膜，线形DNA，少数环形DNA。
         • DNA中，胞嘧啶被羟甲胞嘧啶（HMC）替换，它可被糖基修饰。
         • HMC的糖基防止病毒的DNA被细菌的限制性内切酶降解。
         • 糖基HMC使病毒DNA与宿主DNA区分开，防止DNA被自己的酶破坏。（见下文）
         • T4噬菌体感染大肠杆菌后，分为潜伏期（Latent Period）、上升期（Rise Period）、高原期（Plateau Period）。
         • 潜伏期的前期，细胞内检测不到完整的病毒颗粒，称为隐藏期（Eclipse Period）。
         • T4噬菌体的分子生活史：
           • 首先，病毒的尾纤维和细菌表面的受体接触。
           • 尾部的基盘随后和细菌表面接触。
           • 病毒和细菌的结合受Mg²⁺、Ca²⁺、pH的影响。
           • 然后，病毒的尾部变短，尾部核心蛋白插入细菌内。
           • 核心蛋白在细胞膜上钻孔，允许DNA通过。
           • DNA产生早期mRNA（Early mRNA），利用核糖体合成蛋白质，包括一些酶。
           • T4噬菌体的酶会降解细胞核中原有的核酸，为合成病毒核酸提供原料。
           • DNA的复制同时进行，病毒的DNA有多个复制原点。
           • DNA复制完成后转录的mRNA称为晚期mRNA（Late mRNA）。
           • 早期mRNA通常逆时针方向转录；晚期mRNA则顺时针方向转录。
           • T4噬菌体利用核糖-ADP和RNA聚合酶的α亚基调控自身基因表达。
           • 最后，T4产生穿孔素（Holin）和T4溶菌酶（T4 Lysozyme）。
           • 穿孔素在细菌细胞膜上打孔，T4溶菌酶穿过孔攻击细菌的肽聚糖。
           • 肽聚糖分解后，细菌破裂，释放病毒颗粒。
         • 噬菌体DNA没有端粒，末端不能正常复制，T4噬菌体解决此问题的方法如下：
           • DNA有多个复制原点，双向复制，末端不复制，形成末端部分单链的双链DNA。
           • DNA两头有相似的末端冗余序列（Terminal Redundancy），基因组内部也有类似序列。
           • 双向复制出的两条DNA杂交，形成串联体（Concatemer），随后被细菌的DNA连接酶连接。
           • 一种病毒编码的限制性内切酶在特定序列部位切断串联体，形成新DNA。
           • 切割的位置不一定是原来的连接部位，故切割结果好像是经过环形重组的。
           • 因为有上述过程，T4噬菌体的基因组总是以环形绘制的。
           • 若有多种类似T4噬菌体的病毒感染大肠杆菌，上述过程能使这些病毒交流基因，促进进化。
      2. 长尾噬菌体科（Siphoviridae）：无脂双层膜，线形DNA，结构类似肌噬菌体科病毒，尾部较长，无末端冗余序列和环形重组现象，少数能感染细菌和古菌。
         • 本科包含著名的λ噬菌体。
         • λ噬菌体将DNA注入大肠杆菌后，它立刻环化形成类似质粒的结构。
         • 之后可以有两种途径，一种是立刻大量复制产生新噬菌体，将大肠杆菌裂解。
         • 另一种是将DNA整合入大肠杆菌的DNA，并随细菌复制而复制，这种细菌迟早被裂解，称为溶原性细菌（Lysogenic）。
      3. 短尾噬菌体科（Podoviridae）：无脂双层膜，线形DNA，结构类似肌噬菌体科病毒，尾部较短，大部分无基因组环形重组，但有末端冗余序列，少部分有环形重组现象，少数只感染革兰氏阳性菌。
      4. 脂毛噬菌体科（Lipothrixviridae）：杆状，有脂双层膜，线形DNA，DNA末端结构未知，感染古菌。
      5. 滴状病毒科（Guttaviridae）：椭球状，有脂双层膜，环形DNA，DNA高度甲基化，感染古菌。
      6. 原生病毒科（Plasmaviridae）：球状，有脂双层膜，环形DNA，感染支原体。
      7. 被脂病毒科（Corticoviridae）：正二十面体，无膜包被，但外壳内有脂双层膜，环形DNA，DNA高度卷曲，但有较多负超螺旋。
      8. 微小纺锤体形病毒科（Fuselloviridae）：柠檬形，有脂双层膜，环形DNA，DNA高度卷曲，病毒自带DNA整合酶，将自身DNA整合至宿主染色体的一个tRNA基因中，感染嗜热古菌。
      9. 盖病毒科（Tectiviridae）：正二十面体，无脂双层膜，线形DNA，只感染革兰氏阴性菌。它是第二种核酸进入细胞的方式研究较多的病毒，见图8。
      10. 古病毒科（Rudiviridae）：杆状，其中一端有三条纤维，无脂双层膜，线形DNA，DNA末端有冗余序列，DNA两条链共价相连，感染嗜热古菌。
      11. 总结：
          • 肌病毒科、长尾噬菌体科、短尾噬菌体科共同构成有尾噬菌体目（Caudovirales），其中只有肌病毒科的尾部能收缩。
          • 脂毛噬菌体科、古病毒科共同构成Ligamenvirales目。
          • 具有正二十面体结构的病毒都无膜包被，都是线形DNA，除被脂病毒科外都无脂双层膜。
          • 不具有正二十面体结构的病毒都有膜包被，古病毒科除外，除古病毒科和脂毛噬菌体科外都是环形DNA。
          • 能感染古菌的病毒有：肌病毒科、长尾噬菌体科、脂毛噬菌体科、滴状病毒科、微小纺锤体形病毒科、古病毒科。
          • 只感染革兰氏阴性菌的病毒有：肌病毒科（部分，特别是T4噬菌体）、原生病毒科（如果把支原体算作革兰氏阴性菌）。
          • 只感染革兰氏阳性菌的病毒有：短尾噬菌体科（少数）。
          • 有DNA环形重组现象的科：肌病毒科、短尾噬菌体科。
   2. 单链DNA病毒：以下两科病毒DNA复制方式特殊，称为滚轮式复制（Rolling Circle Replication），见图12。
      1. 微小噬菌体科（Microviridae）：
         • 本科包含研究较多的φX174病毒。
         • 正二十面体，无脂双层膜，环形DNA。
         • 本科病毒感染：蛭弧菌（Bdellovibrio）、肠杆菌（Enterobacteria）、衣原体（Chlamidia）、螺原菌（Spiroplasma）。（除螺原菌外，都是革兰氏阴性菌）
         • φX174病毒的核酸是正链。
         • 核酸进入细胞后，利用细菌的DNA聚合酶从单链DNA合成双链DNA，称为复制形态（Replicative Form）。
         • 复制形态的DNA指导细菌生产更多的复制形态DNA（指导蛋白质合成），然后生产单链DNA（用于组装病毒）。
         • 病毒组装完成后，病毒产生“酶E”（Enzyme E），抑制细菌的肽聚糖合成。
         • 细胞壁因缺少肽聚糖变弱，细菌裂解，释放病毒颗粒。
      2. 丝状噬菌体科（Inoviridae）：
         • 本科包含研究较多的fd噬菌体。
         • 杆状，无脂双层膜，环形DNA，部分只感染革兰氏阴性菌。
         • fd噬菌体只感染有F因子（F⁺、Hfr、F'）的大肠杆菌。
         • fd噬菌体通过附着在F因子编码的鞭毛上感染大肠杆菌。
         • fd噬菌体复制过程类似φX174病毒。
         • fd噬菌体不会杀死宿主，而是使宿主将病毒颗粒分泌到胞外。
   3. RNA病毒
      1. 双链RNA病毒：囊状噬菌体科（Cystoviridae），球形，有脂双层膜，线形DNA，DNA分为三段（L、M、S），每段编码一个mRNA，翻译为多种蛋白质。有双层蛋白质外壳，呈略不同的正二十面体。只感染假单胞菌（Pseudomonas），尤其是丁香假单胞菌（P. syringae）。
      2. 单链正链RNA病毒：光滑病毒科（Leviviridae）：
         • 本科包含研究较多的MS2和Qβ噬菌体。
         • 正二十面体，无脂双层膜，线形DNA，DNA 5’端有甲基化G帽。
         • 它们感染有F因子的大肠杆菌。
         • 它们利用大肠杆菌表面的F鞭毛将核酸插入细胞。
         • 进入细胞的核酸直接作为mRNA指导蛋白质合成。
         • 最先合成的蛋白质是RNA复制酶（RNA Replicase）。
         • RNA复制酶将RNA补为双链RNA，称为复制形态。
         • RNA复制酶利用复制形态的RNA生成大量单链RNA。
         • 一部分单链RNA被用于合成RNA，其它被用于指导蛋白质合成。
         • 病毒裂解细胞的方式类似φX174病毒。
2. 真核生物病毒（以人类的病毒为重点）
   1. DNA病毒
      1. 疱疹病毒科（Herpesviridae）：
         • 本科包含HSV病毒（Herpes Simplex Virus，单纯疱疹病毒，分2种）、VZV病毒（Varicella Zoster Virus，水痘-带状疱疹病毒）、EB病毒（Epstein-Barr Virus）、巨细胞病毒（Cytomegalovirus）、HHV6、HHV7、卡波希氏肉瘤病毒（Kaposi's Sarcoma-associated Herpesvirus）。（依次称为人类疱疹病毒1-8号）
         • 不定形，有脂双层膜，线形双链DNA，DNA末端和内部有重复序列。
         • 病毒表面的糖蛋白与细胞表面的硫酸乙酰肝素类受体（Heparan Sulfate-like Receptor）、TNF类受体、免疫球蛋白类受体结合。
         • 脂双层膜与细胞融合，蛋白质外壳及核酸进入细胞质，释放若干种蛋白质。
         • 蛋白质外壳在细胞核膜处钻孔，释放DNA，DNA进入细胞核后立即环化。
         • HSV的基因分为三类（记为α、β、γ）。
         • α基因编码的蛋白质为DNA复制做准备。
         • β基因编码的蛋白质主要为DNA复制所需的酶和调控蛋白。
         • γ基因必须在DNA复制后表达，编码大多数结构蛋白。
         • DNA首先用类似细菌环形DNA复制的方式复制。
         • 然后DNA用滚轮式复制产生串联体。
         • 串联体切割产生病毒DNA，无环形重组现象。
         • 病毒组装在细胞核进行，病毒离开细胞核内膜时获得脂双层膜。
         • 完整的病毒通过内质网和高尔基体利用胞吐离开细胞。
         • HSV病毒感染部分神经细胞（特别是神经节细胞）时，基因不表达，称为潜伏期（Latency）。（其它疱疹病毒也有潜伏期，但感染部位不是神经细胞而是与免疫系统有关的细胞）
         • 潜伏期的病毒会表达LAT RNA，它调控宿主基因的表达，干扰宿主细胞凋亡。
         • 潜伏期病毒的基因组可能嵌入神经细胞的染色体。
         • 嵌入神经细胞染色体的病毒基因组会造成感染症状周期性爆发。
      2. 肝病毒科（Hepadnaviridae）：
         • 本科包含乙肝病毒（Hepatitis B Virus，HBV）。
         • 蛋白质外壳呈正二十面体，有脂双层膜，环形DNA，DNA既有双链也有单链部分，外壳内有DNA聚合酶。
         • 乙肝病毒的DNA的两条链都是线形的；负链是完整的；正链是不完整的，在负链两端的位置却是相连的，所以整个DNA是环形的。
         • 乙肝病毒复制过程存在反转录过程，但不属于反转录病毒。（称为副反转录病毒（Pararetrovirus））
         • 乙肝病毒DNA有时会通过重组进入宿主染色体，但此时病毒基因失活。
         • 进入宿主染色体的病毒DNA会促进细胞分裂，可能引发肝癌。
         • 病毒进入细胞的过程类似疱疹病毒。
         • DNA进入细胞核后，被修复酶补成完整的环形DNA（cccDNA）。（两条链都是环形的）
         • cccDNA有来自宿主的组蛋白，称为微染色体（Minichromosome）。
         • DNA转录出若干mRNA，其中一种称为预基因组（Pregenome）。
         • 一种mRNA转录出的P蛋白有三种酶的活性：RNA反转录酶、DNA聚合酶、RNA水解酶。
         • P蛋白和预基因组、结构蛋白结合形成不成熟的病毒颗粒。
         • 病毒颗粒内，P蛋白反转录预基因组，形成DNA的负链，然后从负链合成DNA的正链。
         • 成熟的病毒颗粒既可运回细胞核增殖，也可在内质网处获得脂双层膜，分泌出细胞。
         • 乙肝病毒是基因组最小的DNA病毒。
      3. 细小病毒科（Parvovirus）：
         • 本科包含B19病毒。
         • 正二十面体，无脂双层膜，线形单链DNA。
         • 细小病毒的基因组非常简单，只编码三个蛋白质，都是结构蛋白。
         • 细小病毒必须完全依赖宿主的酶复制，因而只能在细胞周期的S期增殖。
         • 细小病毒DNA的末端与内部的一段形成互补双链，作为DNA复制的引物，欺骗DNA聚合酶复制病毒DNA。
      4. 乳头瘤病毒科（Papillomaviridae）：
         • 本科包含HPV病毒（Human Papillomavirus，人类乳头瘤病毒）。
         • 球状，无脂双层膜，环形双链DNA，DNA有组蛋白。
         • 人类乳头瘤病毒感染人的鳞状上皮组织（Squamous Epithelium）的基部细胞（Basal Cells）。
         • 之后，病毒随着上皮细胞的分化进入角化细胞（Keratinocyte）。
         • 病毒编码的蛋白质会降解细胞中的p53和Rb蛋白，引起癌变。
         • 类似于乙肝病毒，HPV的DNA也会通过基因重组进入宿主染色体，引发癌变。
         • 细胞上与病毒结合的受体可能是硫酸乙酰肝素受体，但有争议。
         • 病毒通过胞吞进入细胞。
         • 细胞内的还原性环境破坏病毒外壳上的二硫键，释放DNA，DNA进入细胞核。
         • DNA随上皮细胞的分裂而复制，直到上皮细胞分化为角化细胞。
         • 角化细胞中，DNA大量复制，同时表达结构蛋白，病毒组装在细胞核中进行。
      5. 多瘤病毒科（Polyomaviridae）：
         • 本科包含JC病毒、BK病毒、默克尔细胞多瘤病毒（Merkel Cell Polyoma Virus）。
         • 结构与乳头瘤病毒相似。
         • DNA复制在细胞核中进行，病毒组装在细胞核中的病毒工厂进行，生活史很普通。
         • 病毒通过裂解细胞释放。
      6. 腺病毒科（Adenoviridae）：
         • 本科包含人腺病毒（Human Adenovirus）。
         • 球状和正二十面体状之间，无脂双层膜，线形双链DNA，两个末端有互补的冗余序列，末端与蛋白质共价连接。
         • DNA复制、病毒组装在细胞核中进行。
         • DNA复制使用特殊的链取代法（Strand Replacement）。
         • 首先，模板DNA从末端解开，根据其中一条链合成与它互补的链，取代原有的另一条链。
         • 被取代的链立刻与特殊蛋白结合，防止它与其它模板DNA杂交。
         • 被取代的链因两个末端有互补序列而自身杂交变为环状。
         • 同样的DNA聚合酶把被取代的链补为双链DNA。
         • 链取代法的特征是每次只合成一条DNA链。
      7. 痘病毒科（Poxviridae）：
         • 本科包含天花病毒（Variola Virus）、口疮病毒（Orf Virus）、接触传染性软疣病毒（Molluscum Contagiosum Virus）、牛痘病毒（Vaccinia Virus）。
         • 椭球状或砖块状，有脂双层膜，蛋白质外壳呈杆状但可弯曲，线形双链DNA，在两个末端两条链共价相连。
         • 病毒自带RNA和DNA聚合酶，在细胞质病毒工厂中转录和复制DNA、组装病毒。
         • DNA复制也以链取代法进行。
         • 病毒颗粒既可通过裂解也可通过分泌离开细胞。
   2. 单链正链RNA病毒
      1. 微小RNA病毒科（Picornaviridae）：
         • 本科包含脊髓灰质炎病毒（Poliovirus）、柯萨基病毒（Coxsackievirus）、埃可病毒（Echovirus）、EV病毒（Enterovirus）、鼻病毒（Rhinovirus）、甲肝病毒（Hepatitis A Virus）。
         • 球状，无脂双层膜，线形RNA，整个RNA结构类似一个mRNA，但无5‘端G帽，而是共价连接一个蛋白质，5’端有三叶草形IRES结构，是核糖体开始翻译的部位。
         • 病毒通过胞吞进入细胞。
         • 内体中，外壳蛋白构象改变，释放VP4蛋白，在内体膜上开孔。
         • RNA被释放入细胞质，5‘端的蛋白被去除，然后整个RNA作为一个mRNA被翻译。
         • 翻译出的蛋白质经切割成为多种蛋白。
         • 病毒的蛋白酶切割翻译的启动因子，阻止正常的（有5‘端G帽的）mRNA翻译。
         • RNA复制在由内质网膜产生的有两层膜的囊泡（病毒工厂）中进行。
         • 囊泡内，RNA先被补全为双链RNA，然后以类似链取代法复制。（但不能称作“链取代法”）
         • 病毒通过裂解细胞释放。
      2. 杯状病毒科（Caliciviridae）：
         • 本科包含诺洛病毒（Norovirus）、戊肝病毒（Hepatitis E Virus）。
         • 正二十面体，无脂双层膜，线形RNA，RNA 5‘端共价连接有蛋白质，3’端有多聚A尾巴。
         • 生活史类似微小RNA病毒科。
         • 病毒通过裂解细胞释放。
      3. 披盖病毒科（Togaviridae）：
         • 本科包含风疹病毒（Rubella Virus）、（东部、西部）马脑炎病毒（Eastern/Western Equine Encephalitis Virus）。
         • 球状，有脂双层膜，蛋白质外壳呈正二十面体，线形RNA，RNA 5‘端有G帽，3’端有多聚A尾巴。
         • 生活史类似微小RNA病毒科。
      4. 黄病毒科（Flaviviridae）：
         • 本科包含黄热病毒（Yellow Fever Virus）、登革热病毒（Dengue Virus）、圣路易斯脑炎病毒（St. Louis Encephalitis Virus）、西尼罗病毒（West Nile Virus）、丙肝病毒（Hepatitis C Virus）、庚肝病毒（Hepatitis G Virus）。
         • 注：尚无证据证明庚肝病毒能引起或参与肝炎，事实上目前没有确认庚肝引起任何人类疾病。有临床数据显示HIV感染者，若又感染HGV，可比单独感染HIV者活得更长。
         • 球状，有脂双层膜，线形RNA，RNA 5‘端有G帽或共价连接有蛋白质，3’端无多聚A尾巴，但有环形结构。
         • 生活史类似微小RNA病毒科。
      5. 冠状病毒科（Coronaviridae）：
         • 本科包含SARS病毒（Severe Acute Respiratory Syndrome，严重急性呼吸道综合症）和MERS病毒（Middle East Respiratory Syndrome，中东呼吸综合症）。
         • 球状，有脂双层膜，线形RNA，RNA与N蛋白共价相连，N蛋白参与蛋白质外壳。
         • 冠状病毒的RNA是RNA病毒中最大的。
         • 生活史类似微小RNA病毒科。
   3. 单链负链RNA病毒
      1. 棒状病毒科（Rhabdoviridae）：
         • 本科包含狂犬病病毒（Rabies Virus）、水疱性口炎病毒（Vesicular Stomatitis Virus）。
         • 子弹形，线形RNA，有脂双层膜，RNA共价结合有N蛋白。
         • 病毒自带RNA聚合酶，在细胞质中转录RNA。
         • RNA聚合酶先在3‘端解链，转录一小段（称为Leader RNA），然后终止，再在RNA上寻找转录起始信号（Transcription Start Signal），转录至转录终止信号（Transcription Stop Signal）。
         • 转录出的RNA（Leader RNA除外）5’端有G帽，3‘端有多聚A尾巴。
         • 模板DNA上只有少量U碱基，RNA聚合酶遇到转录终止信号时，每遇到U碱基，在加上一个A碱基时会往后退一格，这样少量的U会被转录很多次，从而形成多聚A尾巴。（称为Shuttering）
         • Leader RNA和模板RNA杂交，然后被RNA聚合酶补全为正链RNA，最后正链RNA被转录，形成新的负链RNA。
         • 病毒组装在细胞质中进行。
      2. 纤丝病毒科（Filoviridae）：
         • 本科包含马尔堡病毒（Marburg Virus）、埃博拉病毒（Ebola Virus）。
         • 蛇状，有脂双层膜，线形RNA，DNA共价结合有N蛋白。
         • 生活史类似棒状病毒科。
      3. 副粘病毒科（Paramyxoviridae）：
         • 本科包含副流感病毒（Parainfluenza Virus）、呼吸道合胞体病毒（Respiratory Syncytial Virus）、新城鸡瘟病毒（Newcastle Disease Virus）、腮腺炎病毒（Mumps Virus）、麻疹病毒（Rubeola Virus）。
         • 球状，有脂双层膜，膜上有血凝素和神经氨酸苷酶，线形RNA，RNA与N蛋白共价相连。
         • 生活史类似棒状病毒科。
      4. 正黏病毒科（Orthomyxoviridae）：
         • 本科包含（甲、乙、丙型）流感病毒（Influenza A/B/C）。
         • 结构类似副粘病毒科，RNA分为8段，RNA共价结合有N蛋白。
         • 生活史类似棒状病毒科。
         • 甲型流感病毒根据其含的血凝素（Hemagglutinin）和神经氨酸苷酶（Neuraminidase）的不同，分为18（H）×11（N）= 198种，其中常见的引起人类疾病的有H1、H2、H3、N1、N2。（乙、丙型流感病毒也有血凝素和神经氨酸苷酶，但变异不大，故不分类）
         • 历次流感大爆发：H3N8或H2N2（1889-1890）、H1N1（1918-1920）、H2N2（1957-1958）H3N2（1968-1969）、H1N1（1977-1978）、H1N1或H1N9（2009-2010）。
      5. 布尼亚病毒科（Bunyaviridae）：
         • 本科包含汉坦病毒（Hantavirus）、加州脑炎病毒（California Encephalitis Virus）、白蛉热病毒（Sandfly Fever Virus）。
         • 球状，有脂双层膜，RNA分三段，2段环形，1段线形，RNA共价结合有N蛋白。
         • 生活史类似棒状病毒科。
      6. 砂粒病毒科（Arenaviridae）：
         • 本科包含淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒（Lymphocytic Choriomeningitis Virus）、拉沙热病毒（Lassa Fever Virus）、南美出血热病毒（South American Hemorrhagic Fever Virus）。
         • 球状，有脂双层膜，RNA分两段，线形RNA，RNA共价结合有N蛋白。
         • 生活史类似棒状病毒科。
      7. 丁肝病毒属（Deltavirus）：
         • 本属不属于任何科，只包含丁肝病毒。
         • 丁肝病毒属于缺陷病毒，只能和乙肝同时感染或感染已携带乙肝病毒者。
         • 球状，有脂双层膜，环形RNA，RNA复制采用滚轮式复制。
         • 丁肝自带核酶，用于修饰核酸。
   4. 双链RNA病毒
      1. 呼肠孤病毒科（Reoviridae）：
         • 本科包含轮状病毒（Rotavirus）、呼肠病毒（Reovirus）、科罗拉多蜱热病毒（Colorado Tick Fever Virus）。
         • 球状，无脂双层膜，有两层蛋白质外壳（部分只有一层），线形RNA，RNA分10-12段。
         • RNA 5'端可有G帽，也可有蛋白质，亦可什么都没有。
         • 病毒在生活史中从不完全脱去蛋白质外壳，因而不会引起普通免疫反应。
         • 病毒自带的RNA聚合酶完成转录和复制。
   5. 反转录病毒
      1. 反转录病毒科（Retroviridae）
         • 本科病毒又分7类，称为Alpharetrovirus、Betaretrovirus、Gammaretrovirus、Deltaretrovirus、Epsilonretrovirus、Lentivirus、Spumavirus。
         • Alpharetrovirus包含劳氏肉瘤病毒（Rous Sarcoma Virus），它是最小的RNA病毒。
         • Betaretrovirus包含小鼠乳房肉瘤病毒（Mouse Mammary Tumor Virus）。
         • Gammaretrovirus包含鼠白血病病毒（Murine Leukemia Virus）。
         • Deltaretrovirus包含人类嗜T细胞病毒（Human T Lymphotropic Virus）和猴类嗜T细胞病毒（Simian T Lymphotropic Virus）。
         • Epsilonretrovirus包含大眼梭鲈皮肤肉瘤病毒（Walleye Dermal Sarcoma Virus）。
         • Lentivirus包含人类免疫缺陷病毒（Human Immunodeficiency Virus）。
         • Spumavirus包含猴泡沫病毒（Simian Foamy Virus）。
         • Epsilonretrovirus和Spumavirus不含人类病原体。
         • 有些反转录病毒感染远古脊椎动物后变为基因组的一部分（常为转位子），特定条件下它会被激活，称为内源性反转录病毒（Endogenous），如小鼠乳房肉瘤病毒。
         • 球状，有脂双层膜，线形单链RNA，有两份，RNA 5’端有G帽，3‘端有尾巴，自带反转录酶和整合酶。
         • 病毒通过胞吞进入细胞，反转录酶通过单链RNA合成双链DNA。
         • 双链DNA被整合酶随机整合入宿主基因组。
         • RNA聚合酶II转录病毒DNA，一部分被用于翻译，一部分被用于组装病毒。
   6. 总结和补充：
      • DNA病毒只有一半有脂双层膜（疱疹病毒科、肝病毒科、痘病毒科）。
      • RNA病毒大多有脂双层膜，少数除外（微小RNA病毒科、杯状病毒科、呼肠孤病毒科）。
      • DNA病毒大多是双链病毒，细小病毒科除外；RNA病毒大多是单链病毒，呼肠孤病毒科除外。
      • RNA大多是线形，布尼亚病毒科和丁肝病毒属除外。
      • DNA一般是线形，包括疱疹病毒科、细小病毒科、腺病毒科、痘病毒科。
      • DNA病毒的核酸合成部位一般在细胞核，肝病毒科和痘病毒科除外。
      • RNA病毒的核酸合成部位一般在细胞质，正黏病毒科除外，反转录病毒一部分在细胞核。
      • 脂双层膜来源：肝病毒科的来自内质网，疱疹病毒科的来自核膜，冠状病毒科的来自内质网和高尔基体，其它的来自细胞膜。
      • 能引起感冒的病毒：鼻病毒（微小RNA病毒科）、肠病毒（微小RNA病毒科）、SARS和MERS（冠状病毒科）、人呼吸道合胞病毒（副粘病毒科）、副流感病毒（副粘病毒科）、人类偏肺病毒（副粘病毒科）、流感病毒（正粘病毒科）、腺病毒科、单纯疱疹病毒（疱疹病毒科）。

类似病毒的结构

• 朊病毒（Prion）是最小的感染性颗粒，它只有蛋白质成分，目前被认为是折叠错误的蛋白，它会误导更多的同类蛋白折叠错误，引起疾病。
  • 只在哺乳动物和真菌中发现了朊病毒。
  • 哺乳动物的朊病毒主要是PrP蛋白，α突触核蛋白（Alpha-synuclein）可能也是。
  • PrP^Sc是PrP蛋白的错误形式，引起的疾病有疯牛病（牛海绵状脑疾病，Bovine Spongiform Encephalopathy）、羊瘙痒病（Scrapie）、CJD疾病、GSS综合征、家族性致命性失眠、库鲁病。
  • α突触核蛋白被认为引起多系统萎缩疾病（MSA）。
  • 折叠错误的蛋白在细胞中形成丝状的类淀粉蛋白（Amyloid），它是由大量β折叠片构成的，两端都可生长。
  • PrP蛋白在细胞中的正常功能尚不明确，其结构中有大量α螺旋，它能与铜离子紧密结合，它一般出现在细胞膜上，既可跨膜又可通过糖脂（GPI）相连。
  • 有人认为PrP参与细胞连接、细胞通讯、长期记忆形成、周围神经系统的髓鞘维持、骨髓造血干细胞的维持。
• 类病毒（Viroid）是第二小的感染性颗粒，只由RNA组成。
  • 类病毒大多是植物的病原体。
  • 类病毒被认为是远古的RNA世界的遗迹。
  • 能被类病毒感染的物种：土豆、柠檬、啤酒花、葡萄藤、椰子、苹果、鸭梨、桃子、茄子、彩叶草（锦紫苏）。
  • 细胞中，类病毒在细胞核或叶绿体中复制，一般需要RNA聚合酶II，复制机制为滚轮式复制。
  • 有些类病毒是核酶。
  • 一般的类病毒并不编码任何蛋白质，其致病机制一般认为是通过siRNA干扰植物正常mRNA。
• 拟病毒（Virusoid）：环状单链RNA，必须和其它植物病毒同时感染，RNA只有几百个碱基，不编码任何蛋白质，离开植物细胞时有来自植物病毒的蛋白质包被。
• 噬病毒体（Virophage）：线形双链DNA，必须和其它病毒同时感染，这一病毒一般是巨型病毒，噬病毒体自己有DNA聚合酶，但要依赖巨型病毒的RNA聚合酶转录，噬病毒体一般会感染巨型病毒的复制。
• 缺陷感染颗粒（Defective Interfering Particle）：正常的病毒缺失了基因组的一段而无法独立完成在宿主细胞中复制，必须要和正常病毒同时感染才能复制。（几乎每一种DNA和RNA病毒都会自发产生DIP）
• 转位子（Transposable Genetic Element或Transposon）：
  • 转位子是可以在基因组中变换位置的基因片段，被称为“自私的基因”。
  • 细菌、植物、酵母、动物基因中都存在大量转位子，人类基因组的45%都是转位子的碎片。
  • 根据转位子变换位置的方式，将转位子分为三类，其中只有前两类常见：剪切式转位子、反转录式转位子、DNA复制式转位子。
  • 细菌中最常见的转位子是IS元素，其特点是两端存在高度保守的回文序列，此序列变异会引起转位子无法移动。
  • IS元素属于剪切型转位子，它引起的基因失活，一般会很快变异回到野生型。
  • 两个IS元素位置很近时，它们可以带着中间的正常序列一起转位，这种现象称为复合转位子（Composite Transposon）。
  • 细菌的Tn3转位子是DNA复制式转位子的代表，它首先将自身所在的DNA与一个环形质粒融合，两者相接的地方各有一个Tn3转位子，然后再将这个大质粒切断，产生的2个质粒各有一个Tn3转位子。
  • 真核生物的转位子大部分是剪切式，最早发现的是玉米的Ac-Ds转位子。
  • Ac和Ds是两个不同的转位子，Ac的序列几乎是固定的，它编码的是一个转位酶；Ds序列的两端与Ac相同，但内部很不相同，有些是Ac内部失去一部分序列形成的，有些是夹入正常基因组的一部分形成的，有些是Ds的内部又夹了一个Ds，其中第三类会引起染色体断裂。