病毒是世界上最小的,可以表现出生命特征的生物体。19世纪末,法国著名科学家巴斯德发现了一种比细菌更小的生命体。
●巴斯德全名路易斯.巴斯德(Louis pasteur,1822~1895)。
绝大多数病毒的尺度太小,比可见光的波长还要小,所以通常光学显微镜下病毒是看不到的。巴斯德用疯狗的脑脊液注射到健康狗的体内,发现健康狗会得病,推测出一种比细菌还要小的生物的存在,他把这种生物命名为“病毒”。
》在电子显微镜下,人类终于看清了病毒的结构。
显微镜的分辨率是指能够区分物体点的最小间距,计算公式为R=0.61λ /NA。
根据这个公式我们知道,光学显微镜的分辨率和入射光的波长成正比。可见光的光波长是390~770纳米,所以光学显微镜只能做到200纳米左右的分辨率。但是大部分病毒的直径都在100纳米左右。
量子力学兴起以后,人们发现电子是有波动的,可以用电子束来代替光子成像。电子的波长比可见光要小很多,可以达到x光级别,这就为显微成像提供了前所未有的分辨率。
1938年西门子生产出世界上第1台商用电子显微镜,距离巴斯德推测狂犬病毒的存在已经过去了将近60年(1880年~1938年)。
巴斯德毕业于巴黎大学,以化学家的身份开创了微生物领域,是现代微生物学、微生物生理学的奠基人。法国人用脚踩碎葡萄作为原料酿酒,为了给葡萄酒保质,巴斯德发明了巴氏杀菌法,拯救了全球的饮料工业。
经过近百年的反复改良,目前的商用电子显微镜的分辨率可以达到0.2纳米,可以轻松的看清楚病毒的结构。
》病毒分成两大类。
第1类,有RNA或者是DNA的核酸类病毒。
第2类,纯粹由蛋白质构成的朊病毒。这种病毒没有遗传物质,进入人体内以后会诱导人体的蛋白质变成朊病毒,其作用机理目前还不清楚。
由RNA或者是DNA构成的病毒又分成两大类,有蛋白质外壳的病毒,和没有蛋白质外壳的病毒。
》引发本次肺炎的新冠状病毒,就是一类有蛋白质外壳的病毒。
核酸暴露在空气中很容易被分解,但是有了蛋白质外壳以后就不一样了,相当于给遗传物质穿了一个盔甲。
病毒的蛋白质外壳还有另外一层重要意义:帮助核心遗传物质穿透细胞膜,进入细胞内部。
病毒体积微小,数量庞大,所以很容易被分散在环境当中。病毒分散到环境中能够存活多久?要根据具体的环境情况,在某些情况下病毒会存在的时间比较长,人类可能会从环境中感染病毒。
》进一步把病毒按照核心遗传物质DNA、RNA进行分类。
DNA病毒利用DNA作为其遗传物质。DNA病毒的一些常见例子是细小病毒、乳头状瘤病毒和疱疹病毒。
DNA病毒进入宿主细胞,首先需要病毒的蛋白质外壳与宿主细胞的细胞膜融合,打开一个缺口以后,病毒的DNA被注射入细胞,再进入细胞核,接管细胞的生化机器,进行DNA复制和转录,生成RNA。RNA控制着病毒所需的蛋白质外壳的形成。
病毒在细胞内积累,直到细胞达到容量并破裂,释放新形成的病毒,感染新的宿主细胞。
RNA病毒,又称逆转录病毒,以RNA为遗传物质,肝炎病毒和艾滋病毒都是RAN病毒。当这些病毒进入宿主细胞时,它们必须首先将RNA转化为DNA,这一过程被称为逆转录。
》本次的新冠状病毒就是RNA病毒。
逆转录病毒需要使用一种叫做整合酶的蛋白质,才能将逆转录病毒DNA插入宿主细胞的基因组。
由于逆转录病毒将自己的DNA整合到宿主细胞的DNA,不仅容易引起宿主细胞癌变,而且会破坏宿主细胞DNA的原有功能。
逆转录病毒利用宿主的生化系统进行繁殖,很难治疗。由于和宿主细胞DNA融合以后,病毒基因有可能在后代中遗传下去。所以中国人的遗传性乙肝很多。
现代医学通常使用转录酶抑制剂,来治疗RNA病毒。
》新冠状病毒,在体外潮湿环境中,或者是光滑的金属表面,可以存留较长时间。
杀灭在环境中的新冠状病毒,首先要打破病毒的盔甲,破坏其蛋白质外壳。这就好像鸡蛋壳完整的鸡蛋,可以保鲜的时间较久。鸡蛋壳一旦破裂,里面物质就会很容易被破坏而失去活性。
凡是能够破坏病毒蛋白质外壳结构的手段,都可以用来杀灭分布在环境中的病毒。
》RNA病毒的遗传物质是单链结构,很容易产生变异。
Dna病毒的遗传物质是双链结构,如果一条链发生了变异,和另外一条链拼在一起的时候,就很难拼起来。因为变异是随机的,两条链在同一个位置发生变异的可能性很小。所以DNA病毒的结构很稳定。
Rna病毒每复制一次,就有可能发生变异。所以从患者体内排泄到外部环境中去的病毒是多种多样的变异群体。这些变异群体有的比原来的病毒更不容易适应环境,所以很快就会在环境中被灭掉。
但是还有极少数的变异病毒种群对环境的适应能力比较强,可以在环境中存留比较长的时间。如果在新病毒消失之前,又感染了人,那么这种新一代病毒就会在人体内被固定下来。
通过这种人与环境之间的交互作用,感染~变异~筛选~感染~变异~筛选的模式,反复多次以后,留下来的病毒可以在环境中存留极长的时间,形成极大的危害。
艾滋病之所以难以根治,很大程度就是因为它是RNA病毒,变异很快,药物的研制一直在追赶病毒变异的速度。
》多个城市已经开始对户外的病毒进行消杀。
作为新冠病毒的中心重灾区,武汉利用喷雾器、洒水车和雾炮车,首先开始全城雾化消毒。2月4号,山东莱州市沙河镇振兴村开始户外消毒;2月7号,西安市雁塔区开始户外病毒消杀作业。
在环境中喷洒消毒液主动杀灭病毒,就是为了防止在环境中存留的变异病毒感染人!最大限度的降低病毒的危害!