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第2章 病毒長什么樣?

  • 病毒大揭秘
  • 王燁編著
  • 1341字
  • 2025-02-25 09:46:08

病毒的形態豐富多樣,常見的形態包括球狀、桿狀和蝌蚪狀(以噬菌體為典型代表)。這些獨特的形態結構與其生存方式和感染機制密切相關。球狀病毒:這類病毒從外觀上看近似球體,猶如微觀世界中的一顆顆小星球。它們的結構主要由蛋白質外殼包裹著內部的核酸構成。蛋白質外殼就如同為病毒量身定制的精密鎧甲,不僅保護著病毒至關重要的遺傳物質——核酸,還在病毒感染宿主細胞的過程中發揮著關鍵作用。其表面通常具有規則排列的蛋白亞基,這些亞基通過特定的方式相互連接,最終形成了球狀的外觀結構。

許多對人類健康有重大影響的病毒都屬于球狀病毒,如家喻戶曉的流感病毒、在全球引發廣泛關注的冠狀病毒等。以流感病毒為例,其表面布滿了兩種重要的糖蛋白刺突,即血凝素(HA)和神經氨酸酶(NA)。血凝素就像是一把“鑰匙”,能夠特異性地識別并結合宿主細胞表面的受體,從而幫助病毒附著在細胞上,為后續的感染過程打開大門。而神經氨酸酶則在病毒從感染細胞中釋放的過程中發揮著關鍵作用,它能夠破壞細胞表面的唾液酸殘基,使新形成的病毒顆粒得以從宿主細胞表面脫離,繼續去感染其他細胞。

這些糖蛋白刺突的存在,不僅增加了流感病毒的感染能力,還使得流感病毒容易發生變異,給流感的預防和治療帶來了諸多挑戰。桿狀病毒:桿狀病毒呈現出細長的桿狀結構,宛如微觀世界中的一根根細小的“魔杖”。它們的長度和寬度因病毒種類的不同而有所差異。桿狀病毒的蛋白質外殼沿著核酸鏈呈螺旋狀排列,這種獨特的排列方式形成了其標志性的桿狀外形。桿狀病毒主要感染昆蟲,在昆蟲種群的自然調控中扮演著不可或缺的角色。例如,苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒(AcMNPV),這是一種典型的桿狀病毒,專門寄生在苜蓿銀紋夜蛾等昆蟲體內。

當昆蟲攝入含有AcMNPV的食物后,病毒粒子在昆蟲腸道內釋放,隨后感染昆蟲的細胞。隨著病毒在昆蟲體內的大量繁殖,昆蟲會逐漸出現患病癥狀,最終死亡。這種病毒對昆蟲種群數量的控制作用,有助于維持生態系統中昆蟲與其他生物之間的平衡。同時,由于桿狀病毒對昆蟲具有高度特異性,對其他生物相對安全,因此在農業害蟲生物防治領域具有廣闊的應用前景。蝌蚪狀病毒(噬菌體):噬菌體是一類專門感染細菌的病毒,因其獨特的蝌蚪狀外形而得名,猶如微觀世界中的小蝌蚪。噬菌體由一個近似二十面體的頭部和一條細長的尾部組成。頭部呈現出規則的幾何形狀,內部儲存著病毒的遺傳物質,是噬菌體的“信息中心”。尾部則是噬菌體感染細菌的關鍵結構,負責識別并附著在細菌表面,隨后將頭部的遺傳物質注入細菌體內,從而實現對細菌的感染和控制。

以T4噬菌體為例,它是一種典型的蝌蚪狀噬菌體,其尾部結構復雜且精巧。尾部由尾鞘、尾管、基板和尾絲等部分組成。尾絲就像噬菌體的“觸角”,能夠識別并特異性地結合細菌表面的特定受體。當尾絲與受體結合后,尾鞘會發生收縮,將尾管插入細菌細胞壁,如同注射器一般,將頭部的遺傳物質注入細菌細胞內。在細菌體內,噬菌體的遺傳物質利用細菌的代謝系統進行復制和轉錄,最終產生大量新的噬菌體顆粒,導致細菌裂解死亡。這種獨特的感染方式使得噬菌體在控制細菌種群數量以及維持微生物生態平衡方面發揮著重要作用。同時,由于噬菌體對細菌的特異性殺滅作用,近年來在醫學領域,特別是針對一些耐藥性細菌感染的治療研究中,噬菌體療法逐漸受到關注。

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