病毒的基本特点

病毒(Virus）。Carl Woese( 1928- 2012)对细胞生物进行分类，分为细菌、古菌和真核生物。而病毒不具有细胞结构，不在这个分类体系之内。但是其生命活动却影响着这三个域的生物。

病毒是什么呢，可以把它看作是一种只能在活细胞内复制的遗传因子。它所在的这个活细胞被称为宿主细胞。病毒在宿主细胞内寄生，依赖宿主细胞获取能量，代谢中间产物，并进行蛋白质的合成，离开宿主细胞，它就没有这些生命特征了。但是，病毒拥有独立于宿主的基因组，也就是说，它拥有自己的基因组。它既感染原核细胞，又感染真核细胞，并引起人类和其他生物体的许多传染病。我们通常将病毒一类没有细胞结构，但具有特殊生命活动形式的生物，称之为非细胞生物。

不同病毒的化学构成，存在许多差异。根据其含有核酸和蛋白质的情况，病毒可以分为真病毒和亚病毒，真病毒至少含有核酸和蛋白质两种组分，而亚病毒只含有核酸或者只含有蛋白质。下面以真病毒为例，来学习病毒的基本特点，首先，我们要建立对病毒的基本认识。

第一、病毒的大小。病毒通常是纳米级的，个体极其微小，病毒直径多数在100 nm上下，必须电子显微镜观察。

第二，刚才我们说真病毒至少含有核酸和蛋白质两种组分。对于核酸而言，通常每一种病毒只含有一种核酸，不是DNA就是RNA。近年来有研究发现，极为罕见的病毒，存在同时使用DNA和RNA作为遗传物质的情况 。但是DNA和RNA并不同时出现，而是处于其生命周期的不同阶段。

第三，病毒没有细胞结构，既没有产能体系，也没有蛋白质合成系统，所谓病毒的繁殖，我们称之为“复制”，是在宿主的活细胞内，在宿主细胞协助下，通过核酸复制，蛋白质合成以及核酸蛋白的装配的形式增殖。

病毒在离开宿主细胞之后，是以无生命形式的大分子存在，能够形成结晶。由于没有细胞结构缺乏抗生素作用靶点，所以呢，病毒对抗生素不敏感。比如我们常见的流感病毒的感染，因为病原体是病毒，因此不能使用抗生素进行治疗。

第四，病毒的结构。任何真病毒的病毒粒子，都包括一个被称为“衣壳”的蛋白质壳，以及衣壳中所包含的病毒基因组。大多数细菌的病毒结构就是这么简单。我们说它是裸露的，没有其他层。而许多动物病毒，还具有一个被称为“包膜”的 外层，主要由磷脂双分子层和病毒蛋白组成。其中的磷脂双分子层是来自于宿主细胞膜的，有时包膜上结合有被称为“刺突”的蛋白质成分。在有包膜病毒中，核酸和衣壳组成的这个内部结构，又被称为“核衣壳”。当病毒位于宿主细胞之外时，病毒粒子会保护病毒的基因组，而且病毒粒子表面的蛋白质对于识别和附着于宿主细胞非常重要。

有的病毒粒子，还包含一种或多种病毒特异性酶。这些酶在感染和复制过程中将发挥关键的作用。

第五，病毒的基因组，也就是病毒的核酸，与细胞生物的细胞中均含有双链DNA基因组不同，病毒的核酸类型多样性很高。病毒基因组可以是DNA或者RNA，并且根据基因组是单链还是双链可进一步细分︰

而单链病毒基因组根据其碱基序列，又可分为正链和副链两种。所谓正链，是指病毒基因组碱基序列与将被翻译成病毒蛋白的MRNA的碱基序列完全相同，而副链病毒品基因组在碱基序列上与病毒品蛋白MRNA的碱基序列互补，除了上述不同以外，病毒的核酸可以是线性的，或者也可以是环状的，多样性极高。

病毒基因组通常小于细胞的基因组，你知道最小细菌基因组约为139,000个碱基对，编码约110个基因。而大多数病毒品基因组只能编码几个到几十个基因。最小的病毒基因组是一些感染动物的小RNA病毒的基因组，包含不到2,000个核苷酸，只编码2个基因。RNA病毒通常具有最小的基因组，只有DNA病毒具有编码多于四十个基因的基因组。

病毒粒子的结构也非常多样，大小形状和化学组成不同，有一个有趣的特点是，病毒粒子呈现高度的对称性，当对称结构绕轴旋转时，经过一定程度的旋转后，会再次看到相同的形式。病毒的对称有螺旋对称杆状病毒、二十面体对称球形病毒、复合对称T4噬菌体三种类型。也就是说，杆状病毒具有典型的螺旋对称性，而球形病毒具有二十面体对称性，所有病毒中，结构最复杂的是感染大肠杆菌的头尾噬菌体，例如我们常见的T4噬菌体。它有二十面体对称的头，和螺旋对称的尾巴组成，我们把这种病毒粒子，由几个部分组成，每个部分都显示出自己的形状和对称性的情况，称为复合对称。

具有螺旋对称的典型病毒是如图中展示的烟草花叶病毒， 这种病毒的长度取决于核酸的长度，而病毒粒子的宽度则取决于衣壳粒的大小和装配。

具有二十面体对称的病毒包含二十个三角形面和十二个顶点，形状大致为球形，如图所示，对称轴将二十面体分为五个、三个或二个大小和形状相同的部分，二十面体对称性是衣壳中最有效的亚基排列方式，因为，它需要最少的衣壳粒来构建衣壳，最简单的排列是每个三角形面有三个衣壳粒，整个病毒粒子总共有六十个衣壳粒，但大多数病毒所具有的核酸要大得多，无法包装到有六十个衣壳粒制成的病毒粒子中。因此，具有几倍于六十个衣壳粒的病毒更为常见。例如，含有180、240、或者360个衣壳粒，。图中所示的人乳头瘤病毒，它的衣壳是由360个衣壳粒构成的，排列成72个轴，每轴有五个。

病毒可以根据感染的宿主，或根据基因组结构进行分类。通常我们根据宿主将病毒分为细菌病毒、古菌病毒、动物病毒、植物病毒、原生动物病毒等等。细菌病毒被称为噬菌体，并作为研究病毒复制分子生物学和遗传学的模型系统来广泛应用。