病毒如何脱离宿主存活

1.生物病毒的结构

简单的生物病毒主要由一个核酸分子与蛋白质外壳组成。是一个蛋白质外壳包裹核酸分子的结构。

病毒如何脱离宿主存活

简单生物病毒结构示意图

复杂的生物病毒还会含有脂类与糖类分子。

病毒如何脱离宿主存活

HIV病毒结构示意图

生物大分子为什么会装配成生物病毒这样的结构?生物病毒是怎么样形成的?

2.生物病毒的形成过程

生物病毒在宿主细胞内会有一个重新装配的过程,这个重新装配的过程就是生物病毒的形成过程。生物病毒侵入到宿主细胞后,会将核酸分子释放出来,然后病毒核酸分子会在宿主细胞内大量复制,同时也会引导外壳蛋白质分子的合成。当宿主细胞内合成了大量的病毒核酸分子与外壳蛋白质分子,生物病毒就会在宿主细胞内开始装配。

当宿主细胞内生成了大量病毒的核酸分子与外壳蛋白质分子,它们在细胞内因布朗运动而互相碰撞的几率就会变大。当核酸分子与外壳蛋白质分子碰撞时,由于核酸分子解离带负电荷,而外壳蛋白质分子带正电荷,它们就会因为异电相吸而结合在一起。最开始的时候长链核酸分子会与少量外壳蛋白质分子结合。

病毒如何脱离宿主存活

病毒核酸分子与外壳蛋白质分子结合示意图

当病毒核酸分子与外壳蛋白质分子因异电结合后,核酸分子的电负性会中和部分外壳蛋白质分子的正电荷,会使外壳蛋白质分子从细胞质中吸引到的反号离子的数量减少,使外壳蛋白质分子扩散双电层变薄。所以,当其它外壳蛋白质分子与这些外壳蛋白质分子碰撞时,就可能会因为静电斥力的减小而在长程范德华引力的作用下互相结合。

病毒如何脱离宿主存活

外壳蛋白质分子在长程范德华引力作用下不断结合聚集

因为核酸分子的电中和作用,外壳蛋白质分子间的静电斥力减小,外壳蛋白质分子因长程范德华引力的作用不断地在核酸分子的周围结合聚集,最终形成一个包裹核酸分子的蛋白质外壳结构。

病毒如何脱离宿主存活

外壳蛋白质分子包裹核酸分子示意图

生物病毒的蛋白质外壳形成后,脂质类粒子与多糖类分子也可能在吸附—电中和作用、长程范德华引力作用下与蛋白质外壳结合,形成更复杂的病毒结构。

3.生物病毒结构的稳定性

生物病毒的蛋白质外壳形成后,为什么外壳蛋白质分子不继续结合到蛋白质外壳上呢?那是因为蛋白质外壳形成后,核酸分子对于外壳蛋白质分子的电中和作用已经非常弱,对于蛋白质外壳最外层的蛋白质分子的解离影响非常小,蛋白质分子的扩散双电层并没有遭到削弱,所以当其它外壳蛋白质分子碰撞过来时,就可能因为产生的静电斥力过大而无法结合。

生物病毒的直径多数在20~200nm之间,较大的病毒直径可以达到300~450nm。从生物病毒的大小来看,病毒粒子也属于纳米粒子,它也会具有胶体性质与纳米学性质。当生物病毒形成后,病毒粒子的表面也会形成扩散双电层,扩散双电层会产生静电斥力,使病毒粒子与其它大分子碰撞时不能结合在一起,从而使生物病毒维持一个稳定的结构。胶体性质与纳米学性质对于生物病毒来说非常重要,无论是生物病毒的传播,还是生物病毒的抗原特性都会与病毒粒子的胶体性质和纳米学性质有关。

胶体粒子在聚集过程中会出现这样一种现象,胶体粒子会聚集形成一些寡聚体(由少量胶体粒子聚集而成),由于这些寡聚体也具有布朗运动与扩散双电层结构,它们也能够稳定的存在于溶液中。如果往溶液中继续加入电解质,这些寡聚体就会聚集在一起然后沉淀下来。生物病毒也是这么一种情况,生物病毒就是一种由核酸分子与蛋白质分子形成的寡聚体。在污水处理过程中,往往会通过投入电解质的作用将水中的病毒粒子聚沉出来。

1.生物病毒的结构

简单的生物病毒主要由一个核酸分子与蛋白质外壳组成。是一个蛋白质外壳包裹核酸分子的结构。

简单生物病毒结构示意图复杂的生物病毒还会含有脂类与糖类分子。

HIV病毒结构示意图生物大分子为什么会装配成生物病毒这样的结构?生物病毒是怎么样形成的?

2.生物病毒的形成过程

生物病毒在宿主细胞内会有一个重新装配的过程,这个重新装配的过程就是生物病毒的形成过程。生物病毒侵入到宿主细胞后,会将核酸分子释放出来,然后病毒核酸分子会在宿主细胞内大量复制,同时也会引导外壳蛋白质分子的合成。当宿主细胞内合成了大量的病毒核酸分子与外壳蛋白质分子,生物病毒就会在宿主细胞内开始装配。

当宿主细胞内生成了大量病毒的核酸分子与外壳蛋白质分子,它们在细胞内因布朗运动而互相碰撞的几率就会变大。当核酸分子与外壳蛋白质分子碰撞时,由于核酸分子解离带负电荷,而外壳蛋白质分子带正电荷,它们就会因为异电相吸而结合在一起。最开始的时候长链核酸分子会与少量外壳蛋白质分子结合。

病毒核酸分子与外壳蛋白质分子结合示意图当病毒核酸分子与外壳蛋白质分子因异电结合后,核酸分子的电负性会中和部分外壳蛋白质分子的正电荷,会使外壳蛋白质分子从细胞质中吸引到的反号离子的数量减少,使外壳蛋白质分子扩散双电层变薄。所以,当其它外壳蛋白质分子与这些外壳蛋白质分子碰撞时,就可能会因为静电斥力的减小而在长程范德华引力的作用下互相结合。

外壳蛋白质分子在长程范德华引力作用下不断结合聚集因为核酸分子的电中和作用,外壳蛋白质分子间的静电斥力减小,外壳蛋白质分子因长程范德华引力的作用不断地在核酸分子的周围结合聚集,最终形成一个包裹核酸分子的蛋白质外壳结构。

外壳蛋白质分子包裹核酸分子示意图生物病毒的蛋白质外壳形成后,脂质类粒子与多糖类分子也可能在吸附—电中和作用、长程范德华引力作用下与蛋白质外壳结合,形成更复杂的病毒结构。

3.生物病毒结构的稳定性

生物病毒的蛋白质外壳形成后,为什么外壳蛋白质分子不继续结合到蛋白质外壳上呢?那是因为蛋白质外壳形成后,核酸分子对于外壳蛋白质分子的电中和作用已经非常弱,对于蛋白质外壳最外层的蛋白质分子的解离影响非常小,蛋白质分子的扩散双电层并没有遭到削弱,所以当其它外壳蛋白质分子碰撞过来时,就可能因为产生的静电斥力过大而无法结合。

生物病毒的直径多数在20~200nm之间,较大的病毒直径可以达到300~450nm。从生物病毒的大小来看,病毒粒子也属于纳米粒子,它也会具有胶体性质与纳米学性质。当生物病毒形成后,病毒粒子的表面也会形成扩散双电层,扩散双电层会产生静电斥力,使病毒粒子与其它大分子碰撞时不能结合在一起,从而使生物病毒维持一个稳定的结构。胶体性质与纳米学性质对于生物病毒来说非常重要,无论是生物病毒的传播,还是生物病毒的抗原特性都会与病毒粒子的胶体性质和纳米学性质有关。

胶体粒子在聚集过程中会出现这样一种现象,胶体粒子会聚集形成一些寡聚体(由少量胶体粒子聚集而成),由于这些寡聚体也具有布朗运动与扩散双电层结构,它们也能够稳定的存在于溶液中。如果往溶液中继续加入电解质,这些寡聚体就会聚集在一起然后沉淀下来。生物病毒也是这么一种情况,生物病毒就是一种由核酸分子与蛋白质分子形成的寡聚体。在污水处理过程中,往往会通过投入电解质的作用将水中的病毒粒子聚沉出来。

病毒它没有完整的细胞结构,因此不能独立进行新陈代谢以及繁殖活动;病毒营寄生生活,必须在活细胞内才能表现出生物活性;离开活细胞后,为了保证自身的核酸完整,形成休眠体,也就是所谓的“晶体”。

不同病毒对外界环境的抵抗力也有差异,离开人体后,有些常温下在血液或分泌物内只能生存数小时至数天,有些则更长达几个月。如果环境条件适合,有的病毒在离开宿主后可以存活时间很长,例如北极冰层下的病毒。

病毒注射到面包上,病毒是不会呈现活性的,因为面包上没有活的细胞存在,但会以结晶体形式存在(具体存活时间要看面包储存环境以及病毒的种类),有合适的宿主出现时,病毒依然会呈现活性。

高温可以杀死病毒,但是杀灭程度要根据病毒种类、温度的高低以及持续的时间来决定。


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