1 基础知识 1
1.1 Luria的信条 1
1.2 我们为什么要研究病毒 1
1.2.1 病毒无处不在 1
1.2.2 病毒引起人类疾病 2
1.2.3 病毒感染一切生物 2
1.2.4 病毒能突破种间屏障 2
1.2.5 我们自身含有病毒 3
1.2.6 病毒是研究生物学的独特而宝贵的工具 3
1.2.7 病毒可用于生物学操作 3
1.3 病毒学的史前时期 4
1.3.1 古代的病毒感染 4
1.3.2 最早的疫苗 6
1.3.3 病原微生物 7
1.4 病毒的发现 9
1.5 病毒的特性 11
1.5.1 病毒结构的简单性 11
1.5.2 病毒的胞内寄生性 13
1.6 病毒的界定 16
1.7 动物病毒的分类 17
1.7.1 经典系统 18
1.7.2 根据基因组类型分类 19
1.7.3 Baltimore分类系统 20
1.8 病毒复制的一般策略 20
1.9 展望 21
2 感染周期 23
2.1 引言 23
2.2 感染周期 23
2.3 细胞 25
2.4 细胞表面的构造 25
2.4.1 胞外基质：组成成分和生物学重要性 26
2.4.2 细胞膜的特性 28
2.4.3 细胞膜蛋白 30
2.5 进入细胞 30
2.6 病毒RNA复制 31
2.7 合成病毒蛋白质 31
2.8 产生病毒基因组 31
2.9 形成子代病毒粒子 31
2.10 病毒致病机理 32
2.11 克服宿主防御 32
2.12 病毒的培养 32
2.12.1 细胞培养 32
2.12.2 鸡胚 35
2.12.3 实验动物 36
2.13 病毒的分析方法 36
2.13.1 感染性单位的测定 36
2.13.2 噬斑效率 40
2.13.3 病毒颗粒及其成分的测定 41
2.14 病毒的生长：裂解理论 44
2.15 一步生长周期 45
2.15.1 最初的概念 45
2.15.2 一步生长分析：研究动物病毒的一个有价值的工具 46
2.16 展望 48
3 基因组和遗传学 50
3.1 引言 50
3.2 基因组原理及巴尔的摩分类系统 51
3.3 病毒基因组的结构及其复杂性 51
3.3.1 DNA基因组 52
3.3.2 RNA基因组 56
3.4 病毒基因组是什么样的？ 60
3.5 编码策略 62
3.6 病毒序列告诉我们什么？ 62
3.7 病毒基因组起源 62
3.8 病毒基因组的“大与小”：尺寸真的重要吗？ 64
3.9 病毒的遗传分析 65
3.9.1 经典遗传学方法 65
3.9.2 用基因工程将突变引入病毒基因组 68
3.9.3 用双链RNA进行遗传干扰 74
3.9.4 病毒基因组的工程改造：病毒载体 74
3.10 展望 79
4 结构 81
4.1 引言 81
4.1.1 病毒粒子的功能 81
4.1.2 命名 83
4.1.3 研究病毒结构的方法 83
4.2 构建保护性衣壳 88
4.2.1 螺旋形的结构 88
4.2.2 二十面体对称的衣壳或核衣壳 91
4.3 包装核酸基因组 107
4.3.1 基因组和蛋白外壳的直接接触 108
4.3.2 通过特化的病毒粒子蛋白包装 109
4.3.3 通过细胞蛋白包装 112
4.4 囊膜病毒 112
4.4.1 病毒囊膜成分 113
4.4.2 简单的囊膜病毒：与外部蛋白及衣壳或核衣壳直接接触 115
4.4.3 带有附加蛋白层的囊膜病毒 115
4.5 复杂的病毒 117
4.5.1 T4噬菌体 117
4.5.2 疱疹病毒 118
4.5.3 痘病毒 120
4.6 病毒粒子其他组分 121
4.6.1 病毒粒子酶 121
4.6.2 其他的病毒蛋白质 122
4.6.3 非基因组病毒核酸 122
4.6.4 细胞大分子 122
4.7 展望 123
5 吸附与侵入 125
5.1 引言 125
5.2 病毒吸附细胞 126
5.2.1 一般原理 126
5.2.2 鉴定病毒的细胞受体 127
5.2.3 细胞受体举例 129
5.2.4 病毒粒子如何吸附受体 134
5.3 细胞内吞病毒粒子 138
5.4 膜融合 139
5.5 病毒粒子及亚病毒颗粒在细胞内的运动 143
5.6 病毒通过受体诱导的信号转导 144
5.7 脱衣壳机制 145
5.7.1 病毒在细胞质膜上脱衣壳 146
5.7.2 在内吞过程中脱衣壳 148
5.7.3 在溶酶体内脱衣壳 155
5.8 病毒基因组进入细胞核 157
5.8.1 核定位信号 157
5.8.2 核孔复合物 158
5.8.3 入核途径 158
5.8.4 流感病毒RNP的入核 160
5.8.5 DNA基因组的入核 160
5.8.6 逆转录病毒基因组的入核 161
5.9 展望 161
6 以RNA为模板合成RNA 164
6.1 引言 164
6.2 RNA模板的性质 166
6.2.1 病毒RNA的二级结构 166
6.2.2 裸露RNA及核衣壳RNA 167
6.3 RNA合成装置 167
6.3.1 RNA依赖的RNA聚合酶的识别 167
6.3.2 RNA聚合酶与序列的关系 168
6.3.3 RNA依赖的RNA聚合酶的三级结构 170
6.4 RNA合成机制 172
6.4.1 起始 172
6.4.2 延伸 176
6.4.3 模板特异性 176
6.4.4 RNA模板的解旋 177
6.4.5 细胞蛋白的作用 178
6.4.6 为什么有不等量的正链和负链RNA 179
6.4.7 （+）链RNA上核糖体与病毒聚合酶相遇的问题 179
6.4.8 poly（A）的合成 180
6.5 从mRNA产物到基因组RNA合成的转变 181
6.5.1 mRNA合成和基因组复制由不同的聚合酶完成 181
6.5.2 核衣壳蛋白抑制基因内的终止-起始反应 182
6.5.3 茎-环结构诱导的抑制终止 185
6.5.4 mRNA合成和基因组复制用的不同模板 185
6.5.5 抑制多聚腺苷化 187
6.5.6 mRNA合成和基因组复制所用的相同模板 190
6.6 病毒RNA合成的细胞位点 191
6.7 RNA病毒基因组多样性的起源 191
6.7.1 核苷酸的错误插入 191
6.7.2 基因节段重配和RNA重组 193
6.7.3 RNA编辑 195
6.8 展望 196
7 逆转录与整合 199
7.1 逆转录病毒的逆转录 199
7.1.1 发现 199
7.1.2 影响 201
7.1.3 逆转录途径 201
7.1.4 逆转录病毒逆转录酶的基本特征和结构 208
7.1.5 其他逆转录例子 212
7.2 逆转录病毒DNA整合是一个独特的过程 214
7.2.1 在整合过程中整合酶（IN）催化的步骤 215
7.2.2 整合酶结构和机制 219
7.3 嗜肝DNA病毒逆转录 224
7.3.1 一个具有逆转录酶的DNA病毒？ 224
7.3.2 逆转录途径 226
7.4 展望 231
8 转录策略：DNA模板 235
8.1 引言 235
8.1.1 转录病毒DNA的细胞RNA聚合酶特性 236
8.1.2 一些病毒的基因组必须转变成模板才能转录 237
8.2 RNA聚合酶Ⅱ的转录 238
8.2.1 RNA聚合酶Ⅱ转录的调节 243
8.2.2 调节转录的蛋白共性 248
8.3 只由细胞装置转录的病毒DNA模板 250
8.4 调节RNA聚合酶Ⅱ转录的病毒蛋白 251
8.4.1 调节模式 251
8.4.2 人免疫缺陷病毒1型Tat蛋白的自我调控转录 252
8.4.3 DNA病毒的转录级联反应 259
8.4.4 进入两种选择性转录程序之 272
8.5 通过RNA聚合酶Ⅲ转录的病毒基因 276
8.5.1 RNA聚合酶Ⅲ转录腺病毒VA-RNA基因 276
8.6 在病毒感染的细胞内抑制细胞转录装置 277
8.7 细胞转录成分的特殊功能 278
8.8 一种病毒DNA依赖的RNA聚合酶 278
8.9 展望 279
9 基因组复制策略：DNA病毒 282
9.1 引言 282
9.2 通过细胞复制装置合成DNA：SV40的启示 284
9.2.1 真核复制子 284
9.2.2 SV40 DNA合成期间细胞复制蛋白及其功能 287
9.3 病毒DNA合成机制 292
9.3.1 引发和延伸 292
9.3.2 病毒复制起点特征 296
9.3.3 病毒复制起点的识别 297
9.3.4 病毒DNA合成装置 304
9.3.5 病毒复制产物的解离和加工 305
9.4 指数增长病毒DNA复制机制 308
9.4.1 病毒蛋白可以诱导细胞复制蛋白的合成 308
9.4.2 病毒复制装置以及辅助酶的合成 311
9.4.3 不依赖细胞蛋白的病毒DNA复制 312
9.4.4 病毒结构蛋白的延迟合成阻止DNA模板的未成熟组装 312
9.4.5 细胞DNA合成的抑制 312
9.4.6 病毒DNA在特殊的细胞区室中合成 312
9.5 病毒DNA的有限复制 314
9.5.1 整合的细小病毒DNA作为细胞基因组的一部分进行复制 314
9.5.2 通过不同起点调控病毒的复制：Epstein-Barr病毒（EB病毒） 315
9.5.3 从单一起点开始的可控的指数性复制：乳头瘤病毒 317
9.6 DNA病毒遗传多样性的起源 319
9.6.1 病毒DNA聚合酶复制保真性 319
9.6.2 双链DNA缺口修复的抑制 320
9.6.3 病毒基因组的重组 320
9.7 展望 322
10 病毒前体mRNA的加工 326
10.1 引言 326
10.2 病毒Pre-mRNA加工时的共价修饰 328
10.2.1 病毒mRNA 5′端加帽 328
10.2.2 病毒mRNA 3′-poly（A）节段的合成 332
10.2.3 病毒前体mRNA的剪接 335
10.2.4 病毒前体mRNA的选择型剪接 341
10.2.5 病毒mRNA的编辑 344
10.3 RNA从细胞核中输出 348
10.3.1 细胞输出装置 348
10.3.2 病毒mRNA的输出 348
10.4 病毒蛋白对病毒或细胞基因表达的转录后调控 354
10.4.1 病毒基因表达时序控制 354
10.4.2 病毒蛋白质可抑制细胞mRNA的产生 356
10.5 调控病毒和细胞mRNA在细胞质中的周转（turnover） 358
10.5.1 病毒蛋白质调节mRNA的稳定性 359
10.5.2 在转化时对mRNA稳定性的调控 359
10.6 抑制基因表达的小RNAs的产生及其功能 360
10.6.1 小干扰RNAs、小RNA及其合成 360
10.6.2 病毒miRNAs 362
10.6.3 阻断RNA干扰的病毒基因产物 363
10.7 展望 363
11 翻译的控制 366
11.1 引言 366
11.2 真核蛋白质合成机制 367
11.2.1 真核mRNA的一般结构 367
11.2.2 翻译装置 368
11.2.3 起始 370
11.2.4 延伸和终止 381
11.3 病毒翻译策略的多样性 384
11.3.1 多聚蛋白的合成 385
11.3.2 遗漏扫描（leaky scanning） 386
11.3.3 再起始 387
11.3.4 抑制终止 387
11.3.5 核糖体移码（frameshifting） 388
11.3.6 双顺反子mRNA 389
11.4 病毒感染期间翻译的调控 389
11.4.1 病毒感染后翻译起始的抑制 390
11.4.2 eIF4F的调控 394
11.4.3 poly（A）结合蛋白活性的调控 396
11.4.4 eIF3的调控 397
11.4.5 miRNA的调控 397
11.5 展望 398
12 细胞内运输 402
12.1 引言 402
12.2 细胞核内组装 404
病毒蛋白入核组装 404
12.3 细胞质膜上的组装 406
12.3.1 转运病毒膜蛋白到细胞质膜 406
12.3.2 在极性（polarized）细胞内分类运输病毒蛋白 424
12.3.3 在病毒感染的细胞中分泌途径被破坏 428
12.3.4 病毒蛋白以非依赖性信号序列的方式被转运到质膜 429
12.4 与内部细胞膜相互作用 432
12.4.1 病毒蛋白在分泌途径细胞区室的定位 434
12.4.2 病毒蛋白定位于核膜上 434
12.5 病毒基因组转运到组装位点 435
12.5.1 从细胞核到细胞质转运基因组和前基因组RNA 435
12.5.2 基因组从细胞质到质膜的转运 435
12.6 展望 438
13 组装、释放和成熟 441
13.1 引言 441
13.2 研究病毒组装和释放的方法 442
13.2.1 病毒粒子的结构研究 442
13.2.2 通过显微镜观察组装和释放 442
13.2.3 组装中间体的生化和遗传分析 443
13.2.4 基于重组DNA技术的方法 443
13.3 蛋白衣壳的组装 445
13.3.1 结构单位的形成 445
13.3.2 衣壳和核衣壳的组装 449
13.3.3 自我组装和辅助组装反应 450
13.4 病毒基因组和其他粒子成分的选择性包装 454
13.4.1 同时组装或顺序组装 454
13.4.2 核酸基因组的识别与包装 456
13.4.3 病毒粒子酶类和其他非结构蛋白整合到病毒粒子中 466
13.5 囊膜的获得 466
13.5.1 内部成分的有序组装以及从细胞膜上出芽 466
13.5.2 内部结构的组装与囊膜的获得协同进行 467
13.6 病毒粒子的释放 468
13.6.1 无囊膜病毒的释放 468
13.6.2 在细胞质膜的组装：病毒粒子的出芽 469
13.6.3 在内膜上的组装：胞吐的问题 472
13.7 子代病毒粒子的成熟 479
13.7.1 病毒粒子蛋白水解加工 479
13.7.2 其他成熟反应 482
13.8 细胞到细胞的传播 482
13.9 展望 486
附录 结构、基因组结构与感染周期 489
腺病毒 489
嗜肝DNA病毒 492
疱疹病毒 494
正黏病毒 498
细小病毒 500
微RNA病毒 504
多瘤病毒 506
痘病毒 508
呼肠孤病毒 511
逆转录病毒 513
弹状病毒 516
披膜病毒 518
术语 520
索引 530