病毒结构 新型冠状病毒：结构简单、成分简单 但破坏力绝不简单

新型冠状病毒:结构简单，成分简单，但破坏力绝不简单

北京，2007年1月31日:新型冠状病毒:结构和组成简单，但破坏力绝不简单

作者赵

2020年的春节是一个特殊的春节，各大公共场所关闭，甚至餐馆和超市的顾客也比平时少。所有这些都是由于2019年12月出现的一种病毒——2019新型冠状病毒。

或许现在大家对“病毒”并不陌生。但事实上，直到19世纪末烟草花叶病毒引发的农业灾难，这种微小的病原体病毒才逐渐进入人类视野。这些肉眼看不见的病毒，无时无刻不在影响着成千上万人的生活。除了人类健康，它们还在生物进化、环境变化等方面影响着我们的生活，也影响着世界上的一切。毫不夸张地说，我们的世界是一个被病毒包围的世界。

烟草花叶病毒、腺病毒和噬菌体的结构

那么什么是病毒，它是什么样子的呢？冠状病毒是什么结构，2019年新型冠状病毒属于哪个家族？为什么一个小病毒的破坏力这么大？

我们来看看。

最简单的生命形式——病毒

流感病毒、艾滋病病毒、肝炎病毒、狂犬病病毒...大部分由病毒引起的人类疾病仍然很难治愈，所以非常“可怕”。但事实上，它们可以说是自然界最简单的生命形式。

病毒的成分往往很简单，最基本的成分是遗传物质和蛋白质，有时还有碳水化合物和脂质成分的修饰。

病毒的遗传物质可以是DNA，也可以是RNA，可以分为一链和双链，即单链DNA、双链DNA、单链RNA和双链RNA。然而，无论是什么样的DNA或RNA，双链还是单链，这些遗传物质在病毒的“繁殖”过程中都起着决定性的作用——遗传物质指导着病毒蛋白质的合成，而这些蛋白质在病毒的结构、增殖和传播过程中是必不可少的。

病毒的结构往往很简单，遗传物质位于病毒内部，构成病毒的核心。蛋白质包裹在遗传物质的外部，形成衣壳，也称为外壳。

如果我们在电子显微镜下观察衣壳结构，可以看到它是由许多颗粒状的单元结构组成的，组成衣壳的小颗粒称为壳颗粒。贝壳颗粒的排列方式不同，使得病毒衣壳具有不同的形态差异。

大多数病毒衣壳可分为螺旋对称和二十面体对称。此外，一些病毒衣壳同时具有螺旋对称性和二十面体对称性，这被称为复杂结构。

然而，需要注意的是，并不是所有的病毒衣壳都可以分为这三类。

由蛋白质组成的衣壳不仅保护病毒的遗传物质，还参与病毒感染过程。

除了基本的遗传物质和蛋白质结构外，稍微复杂一点的病毒外侧还有一层由脂质和糖蛋白组成的包膜。包膜的主要功能是维持病毒结构的完整性，参与病毒入侵宿主细胞的过程。首先，包膜上的糖蛋白识别并结合宿主细胞细胞膜上的受体，然后病毒衣壳和遗传物质进入宿主细胞，完成感染过程。

显微镜下的SARS冠状病毒中国科学院上海巴斯德研究所/图片提供

非典和新型冠状病毒都属于这个大家族——冠状病毒

2003年，一场由非典病毒引发的疫情使得“冠状病毒”一词逐渐进入人们的视野。冠状病毒之所以得名，是因为它可以在显微镜下观察到明显的棒状颗粒凸起，其形状就像中世纪欧洲帝王的皇冠。

1975年，病毒命名委员会正式命名冠状病毒科。根据病毒的血清学特征和核苷酸序列的差异，冠状病毒科分为冠状病毒和圆环病毒两个属。2003年，引起严重急性呼吸综合征的病毒属于冠状病毒科冠状病毒。

冠状病毒颗粒形状不规则，直径约60-220纳米。病毒的包膜结构有三种蛋白:刺突糖蛋白、小包膜糖蛋白和膜糖蛋白，以及几种血凝素糖蛋白。

s蛋白在识别和结合宿主细胞表面受体以及介导病毒包膜和细胞膜的融合中起着关键作用。m蛋白参与病毒包膜的形成和萌发；HE蛋白是形成包膜的短凸起，可能与冠状病毒的早期吸附有关。一些冠状病毒HE蛋白可引起红细胞凝集和吸附。

冠状病毒的核酸是正链单链RNA，可以作为模板指导病毒相关蛋白的合成。病毒进入宿主细胞后，首先以病毒RNA为模板表达RNA聚合酶，然后RNA聚合酶完成负链RNA的转录合成，各种结构蛋白mRNA的合成，病毒基因组RNA的复制。

SARS冠状病毒结构示意图。中国科学院上海巴斯德研究所/图片提供

2019年结构简单但破坏力巨大的新型冠状病毒

在对病毒和冠状病毒的结构有了初步的了解之后，让我们来关注一下最近给我们带来了很多麻烦的新型冠状病毒。

但是，要想搞清楚新型冠状病毒，就不能跳过对SARS病毒的研究。

这场突如其来的瘟疫灾难结束后，科学家们仍然没有放弃对非典病毒的研究。他们发现SARS病毒通过病毒包膜表面的S蛋白与人体内血管紧张素转换酶ⅱ的相互作用侵入人体。

研究人员比较了新型冠状病毒和非典冠状病毒的序列，发现它们非常相似。如上所述，冠状病毒的S蛋白在病毒识别和入侵中起着关键作用。因此，科学家将2019-nCoV的S蛋白与SARS冠状病毒的S蛋白进行比较，进而建立计算机模型，发现虽然5个相互作用的氨基酸中有4个发生了突变，但新型冠状病毒的S蛋白与人体的ACEⅱⅱ蛋白之间仍存在相互作用的可能性。

因此，新型冠状病毒很可能是通过S蛋白与人ACE相互作用的分子机制感染的。

计算机模型:病毒s蛋白与人ACEⅱⅱ蛋白结合示意图/由中国科学院上海巴斯德研究所提供

目前，对该病毒更深入的研究仍在进行中，这些信息可以帮助我们更好地了解该病毒，对指导公共卫生安全策略起到重要作用。

希望这篇文章能帮助大家更多的了解病毒，在面对疫情时，能够冷静理性的对待，不要恐慌，不要轻视。最后，让我们向一线医护人员和科研人员致敬，提醒家人朋友注意防护，希望疫情早日解除。