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一些离开了宿主的天花病毒在实验室里是怎样存活下来的?

时间:2021-10-04 17:19:12

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一些离开了宿主的天花病毒在实验室里是怎样存活下来的?

病毒是颗粒很小、以纳米为测量单位、结构简单、寄生性严格,以复制进行繁殖的一类非细胞型微生物。病毒是比细菌还小、没有细胞结构、只能在细胞中增殖的微生物。由蛋白质和核酸组成。多数要用电子显微镜才能观察到。

原指一种动物来源的毒素。“virus”一词源于拉丁文。病毒能增殖、遗传和演化,因而具有生命最基本的特征,至今对它还没有公认的定义。其主要特点是:

①形体极其微小,一般都能通过细菌滤器,因此病毒原叫“滤过性病毒”,原来只能用电子显微镜观察,而最新的纳米级光学显微镜已经可以直接观察病毒了。

②没有细胞构造,其主要成分仅为核酸和蛋白质两种,故又称“分子生物”;

③每一种病毒只含一种核酸,不是DNA就是RNA。

④既无产能酶系,也无蛋白质和核酸合成酶系,只能利用宿主活细胞内现成代谢系统合成自身的核酸和蛋白质成分。

⑤以核酸和蛋白质等“元件”的装配实现其大量繁殖。

⑥在离体条件下,能以无生命的生物大分子状态存在,并长期保持其侵染活力。

⑦对一般抗生素不敏感,但对干扰素敏感。

⑧有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中,并诱发潜伏性感染。

病毒,是一类不具细胞结构,具有遗传、复制等生命特征的微生物。

病毒同所有的生物一样,具有遗传、变异、进化的能力,是一种体积非常微小,结构极其简单的生命形式,病毒有高度的寄生性,完全依赖宿主细胞的能量和代谢系统,获取生命活动所需的物质和能量,离开宿主细胞,它只是一个大化学分子,停止活动,可制成蛋白质结晶,为一个非生命体,遇到宿主细胞它会通过吸附、进入、复制、装配、释放子代病毒而显示典型的生命体特征,所以病毒是介于生物与非生物的一种原始的生命体.

病毒生命形式的两重性

1.病毒存在的两重性病毒的生命活动很特殊,对细胞有绝对的依存性。其存在形式有二:一是细胞外形式,一是细胞内形式。存在于细胞外环境时,则不显复制活性,但保持感染活性,是病毒体或病毒颗粒形式。进入细胞内则解体释放出核酸分子(DNA或RNA),借细胞内环境的条件以独特的生命活动体系进行复制,是为核酸分子形式。

⒉病毒的结晶性与非结晶性 病毒可提纯为结晶体。我们知道结晶体是一个化学概念,是很多无机化合物存在的一种形式,我们可以认为某些病毒有化学结晶型和生命活动型的两种形式。

3.颗粒形式与基因形式病毒以颗粒形式存在于细胞之外,此时,只具感染性。一旦感染细胞病毒解体而释放出核酸基因组,然后才能进行复制和增殖,并产生新的子代病毒。有的病毒基因组整合于细胞基因组,随细胞的繁殖而增殖,此时病毒即以基因形式增殖,而不是以颗粒形式增殖,这是病毒潜伏感染的一种方式。

病毒用甲醛灭活后暂存4℃保存好,

对病毒的感染性有不利影响的最主要环境因素是温度。

大多数病毒耐冷不耐热,对热不稳定。55—60℃,通常在数分钟内,病毒的衣壳蛋白就会发生变性,使病毒失去感染能力。这可能是因为此时的病毒已失去了对正常细胞的吸附能力和/或脱衣能力。

大多数病毒(包括狂犬病毒)的半寿期在60℃以秒计,37℃以分钟计,20℃以小时计,4℃以天计,—70℃以月计,-196℃以年计。

有囊膜的病毒比裸露的20面体病毒对热的稳定性更差;某些有囊膜的病毒,如狂犬病毒和呼吸道合胞病毒,在冻融过程中也可以被灭活;其原因可能是冰结晶破坏病毒体的结果。

即使是在哺乳动物的正常体温(37-38.5℃)下,也可能使某些病毒灭活,因此病毒必须低温保存。

如要将病毒保存一天左右,则4℃通常是令人满意的温度;但若要保存更长时间,就需要在0℃以下保存。

在实验室,常需要保存有活力的病毒毒种多年。以下两种方法可以达到这一目的:

(1) 迅速冰冻:将小量病毒悬浮在含有保护蛋白质的液体和(或)二甲亚砜中,然后保存于干冰温度和某些超低温冰箱的温度(-70℃),在液氮温度(-196℃)则可更长时间保持其感染性。

冻融,特别是反复冻融可使许多病毒灭活。因此,为长期保存病毒,应尽快低温冷冻,并且避免不必要的冻融。

人类确实需要保存一些病毒样本,以供医学研究之用。不过要想长时间保存这些样本,需要的保存环境也是极为苛刻的。

实验室病毒的保存

研究用的病毒种一般都会被封装在小剂量的密封瓶中,而且必须在干燥和低温的环境下保存。

图:小剂量密封瓶

必须保证干燥,是因为单个病毒非常小,直径往往以纳米计,很脆弱。冷冻和解冻时如果有水的话,锐利的冰晶会破坏病毒体的结构,使毒种失效。

必须保证低温,是因为病毒普遍耐冷不耐热。低温下,构成病毒体的原子运动缓慢,遗传物质可以保存很长时间。如果将温度降低到零下190度以下,病毒体可以被保存好几年,而且在遇到合适环境后它们依然有感染细胞的能力。如果发现解冻的毒种活性降低了,还可以让它们传个代,再繁殖一批。

图:超低温冰箱

为什么病毒无法耐热却这么扛冻?因为病毒不是我们普遍理解的生物。

病毒的特性

病毒比细菌小得多,您可以把它们想象成一个装着DNA的,由蛋白质与寡糖组成的小盒子,若能用电子显微镜观察,您可以直接观察到组成它的原子。它是生命吗?真不像。病毒很特殊,它只能在活细胞内部生存繁衍,离开细胞,它们只是一小团分子而已,自己无法进行任何生命活动。所以,人们认为病毒是一种介于生命与非生命之间的存在。

冷与热对于病毒

得益于这种“生死之间”的特殊状态,病毒可以在干燥环境中存在很长时间,直到组成它的不稳定化合物发生分解为止。而低温正好可以降低原子振动速度,延缓生化反应的时间。这和您冷冻一块没有生命的黄油,延缓它变质没什么区别。

但病毒很怕热,区区40度左右就怂了。高等动物会用发烧来对抗病毒感染,因为病毒体没有动力,不会自行移动,它得靠自己外膜突触的分子与目标细胞膜的分子之间的吸引力作用才能贴到细胞上,高温会加快原子运动速度,降低这种吸引作用。如果温度再升高一些,到60度,病毒就彻底失去感染细胞的能力了。因为它的外层是蛋白质构成的,高温会令蛋白质变质固化,使病毒无法脱去外膜进入细胞内部。所以加热是可以消毒的,吃熟食喝开水是可以避免被感染的。

祝大家平安健康。

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