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第一章 病毒的发现与研究历史 |
边缘生命--病毒
病毒是微生物的重要组成部分,研究病毒的科学叫做病毒学。病毒学是微生物学中的重要领域,是具有相当独立性的分支学科。虽然病毒可以像没有生命的蛋白质那样成为结晶,并装在瓶子里长期保存,但它能够繁殖并且能够变异,所以病毒被认为是最简单的生命形态。由于它的结构简单和常常来去踪迹难寻,所以是生命世界中迄今发现得最少,也是人类最难驾驭的一类。同时,因为病毒的结构比其他类群的生物要简单,在生物技术不断取得重要进展的当代,它成为了解生命和改造生命的得力工具。当人类战胜了大多数细菌和真菌病害之后,对人类、家畜和植物危害最严重,而且最难控制的就是各种病毒。有关病毒的知识是微生物学知识中的不可缺少的部分。
病毒连细胞结构都没有,所以称为非细胞生物。它是微生物中最小的生命实体,它的组成简单。病毒粒体中仅含有一种核酸(DNA或RNA)及蛋白质。它们具有专性寄生性,必须在活细胞中才能增殖。因此根据宿主的不同,有动物病毒、植物病毒、细菌病毒(噬菌体)和拟病毒(寄生在病毒中的病毒)等多种类型。有的病毒甚至没有蛋白质,只含有具有单独侵染性的较小型的核糖核酸(RNA)分子(类病毒),或只含有不具备侵染性的RNA(拟病毒)和没有核酸而有感染性的蛋白质颗粒(朊病毒)。我们把后3类统称为亚病毒。
病毒的基本类型
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名称 |
基本特征 |
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(真)病毒 |
至少含有蛋白质和核酸两类物质 |
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亚病毒 |
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类病毒 |
含有具有单独侵染性的核糖核酸(RNA)分子 |
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拟病毒 |
只含有不具备侵染性的RNA |
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朊病毒 |
没有核酸而有感染性的蛋白质颗粒 |
病毒学研究与生命科学及生物技术密切相关,因为病毒是研究生命活动最简单的模型,为近代研究生物大分子结构及其功能、基因组高效表达与调控提供了有力工具,在人类认识生命现象的过程中提供了许多基本的信息。同时,病毒一方面能够引起动物、植物及人类各种疾病,如艾滋病,对人类的生存至今仍是巨大的威胁;另一方面,它又可被用来消除害虫、用作外源基因的表达载体,可以为人类所利用。病毒学涉及医学、兽医、环境、农业及工业等广阔领域,相应发展成噬菌体学、医学病毒学、兽医病毒学、环境病毒学、植物病毒学及昆虫病毒学等分支学科。病毒学已成为人们认识生命本质,发展国民经济和保证人畜健康而必须深入研究的重点学科。
病毒病由来已久
地球上的人类,其他动物和植物遭受病毒病的折磨已有许多世纪。许多记述表明至少在公元前二至三个世纪印度和中国就存在天花,中国从公元十世纪宋真宗时代就有接种人痘预防天花的记载了。在明代隆庆年间(1567-1572),人痘预防天花推行甚广,先后传至俄国、日本、朝鲜、土耳其及英国。1796英国医生琴纳(Jenner),才得出了结论,牛痘可能使人预防天花,并在英国及欧洲大陆普遍应用,挽救了千百万人的生命。
除了文字记载外,考古学的发现也说明早就存在某些人类病毒病。在古埃及石刻浮雕中一个主要人像就带有患过引起跛足的脊髓灰质炎的标记。
在家畜的病毒病中,狂犬病可能是最早有记载的。此病毒病一般与疯狗有关。阿里斯多德(Aristotle)在公元前四世纪就记述了病犬的疯狂和暴怒,通过咬啮还能将病魔传给其他的动物,此病也能传染给人(人畜共患疾病),在人体上这种病常被称作恐水病。法国人巴斯德(Pasteur)在1884年发明了狂犬疫苗。
昆虫病毒病可能同高等动、植物的病毒病一样历史悠久。十二世纪中叶我国《农书》(1149年出版)中,已有关于家蚕“高节”、“脚肿”等病症的记载。这就是我们现在所知家蚕核型多角体病毒。而国外直到十九世纪中叶,Cornelia和Maestri才记述了家蚕的黄疸病或多角体病的症状。
第一个记载的植物病毒病的是郁金香碎色病,因为至今荷兰阿姆斯特丹的Rijks博物馆还保存着一张1619年荷兰画师的一幅得病的郁金香静物画(图2)。据记载一个得病郁金香球茎竟能换来牛、猪、羊甚至成吨的谷物或上千磅的奶酪。在1634-1637年的荷兰,这种嗜好达到了可称做“郁金香热”的高潮。使我们知道在十七世纪就存在一种植物病毒病----郁金香碎色病。
病毒的发现