研究生課程病毒課件

1、研究生課程病毒1噬菌體噬菌體 噬菌體的生活周期噬菌體的生活周期 噬菌體的基因組噬菌體的基因組 噬菌體的復(fù)制噬菌體的復(fù)制 噬菌體基因的轉(zhuǎn)錄和調(diào)控噬菌體基因的轉(zhuǎn)錄和調(diào)控 噬菌體溶源途徑與裂解途徑的調(diào)節(jié)噬菌體溶源途徑與裂解途徑的調(diào)節(jié)研究生課程病毒2一、噬菌體的生活周期研究生課程病毒3分子量為分子量為31x106dal，溫和噬菌體，溫和噬菌體 已經(jīng)定位的基因有已經(jīng)定位的基因有61個(gè)個(gè) 必要基因非必要基因二、二、噬菌體的基因組噬菌體的基因組研究生課程病毒4lambda噬菌體的遺傳圖譜研究生課程病毒5噬菌體基因組的結(jié)構(gòu)噬菌體基因組的結(jié)構(gòu) 粘性末端粘性末端 寄主細(xì)胞內(nèi)環(huán)化寄主細(xì)胞內(nèi)環(huán)化 cos位點(diǎn)位點(diǎn)533

2、512個(gè)核苷酸個(gè)核苷酸12個(gè)核苷酸個(gè)核苷酸研究生課程病毒6 環(huán)化狀態(tài)下環(huán)化狀態(tài)下,噬菌體噬菌體dna分子的長(zhǎng)度為分子的長(zhǎng)度為48,502堿基對(duì)堿基對(duì)研究生課程病毒7例如，頭部、尾部、復(fù)制及重組四大功能的基因，各例如，頭部、尾部、復(fù)制及重組四大功能的基因，各自聚集成四個(gè)特殊的基因簇。自聚集成四個(gè)特殊的基因簇。 研究生課程病毒853awbcd.j..xis n o p s r左側(cè)區(qū)左側(cè)區(qū) 中間區(qū)中間區(qū) 右側(cè)區(qū)右側(cè)區(qū)研究生課程病毒9噬菌體頭部蛋白質(zhì)合成基因噬菌體頭部蛋白質(zhì)合成基因尾部蛋白質(zhì)合成基因尾部蛋白質(zhì)合成基因復(fù)制基因復(fù)制基因o和和p重組基因重組基因刪除和整合作用的基因刪除和整合作

3、用的基因調(diào)節(jié)基因除了調(diào)節(jié)基因除了n和和q之外之外( 抗終止因子抗終止因子)，還有還有c、cro、c、c四個(gè)基因四個(gè)基因溶菌基因溶菌基因研究生課程病毒10 三、三、噬菌體噬菌體dnadna的復(fù)制的復(fù)制 噬菌體噬菌體dna以兩種狀態(tài)存在，以兩種狀態(tài)存在， 、是在成熟的噬菌體顆粒中包裝的、是在成熟的噬菌體顆粒中包裝的dna，呈線狀，具有感染性，呈線狀，具有感染性 、是感染宿主細(xì)胞后立即環(huán)化，成、是感染宿主細(xì)胞后立即環(huán)化，成為營(yíng)養(yǎng)體狀態(tài)為營(yíng)養(yǎng)體狀態(tài) 研究生課程病毒11o蛋白以二聚體形式結(jié)合在4個(gè)oric重復(fù)序列上此區(qū)域dna呈現(xiàn)環(huán)狀b,p結(jié)合進(jìn)環(huán)狀結(jié)構(gòu)bpj,k,e使p釋放,b作為解旋酶開始解開雙鏈p

4、bpbssb蛋白結(jié)合在單鏈dna上,引物酶g組裝到dna上,合成rna引物指導(dǎo)dna的復(fù)制研究生課程病毒12滾環(huán)復(fù)制的晚期 研究生課程病毒13四、基因的轉(zhuǎn)錄與調(diào)控 前早期轉(zhuǎn)錄a b c j int ciii n ci cro cii o p q s rp1 tl2 tl1 pl pr tr1 tr2pr31122主要啟動(dòng)子及轉(zhuǎn)錄終止位點(diǎn)主要啟動(dòng)子及轉(zhuǎn)錄終止位點(diǎn)1-前早期轉(zhuǎn)錄;2-后早期轉(zhuǎn)錄;3-晚期轉(zhuǎn)錄研究生課程病毒14后早期轉(zhuǎn)錄后早期轉(zhuǎn)錄研究生課程病毒15 晚期轉(zhuǎn)錄研究生課程病毒16研究生課程病毒17五、五、噬菌體噬菌體溶源途徑與裂解途徑的調(diào)節(jié)溶源途徑與裂解途徑的調(diào)節(jié) 噬菌體的噬菌體的cro

5、cro蛋白和蛋白和cici阻遏蛋白相互阻遏蛋白相互拮抗：拮抗： crocro蛋白阻止蛋白阻止ci ci 轉(zhuǎn)錄，從而阻止建轉(zhuǎn)錄，從而阻止建立溶源性；立溶源性； cici阻遏蛋白阻止早期基因轉(zhuǎn)錄，阻遏蛋白阻止早期基因轉(zhuǎn)錄，因此關(guān)閉因此關(guān)閉crocro蛋白的合成。蛋白的合成。 研究生課程病毒18研究生課程病毒19ci阻遏蛋白在右操縱基因的排列阻遏蛋白在右操縱基因的排列研究生課程病毒20rna聚合聚合酶酶表示表示ci二聚體二聚體 進(jìn)入溶源途徑進(jìn)入溶源途徑:研究生課程病毒21研究生課程病毒22lambda dna 整和到宿主染色體研究生課程病毒23表示表示cro二聚體二聚體 進(jìn)入裂解途徑進(jìn)入裂解途徑:研

6、究生課程病毒24噬菌體的誘導(dǎo)噬菌體的誘導(dǎo)和從宿主染色體和從宿主染色體dnadna上的切離上的切離研究生課程病毒25pl和和pr起始早期轉(zhuǎn)錄起始早期轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生出編碼產(chǎn)生出編碼n蛋白和蛋白和cro蛋白的蛋白的mrnacii蛋白促使蛋白促使prm轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄ci阻遏蛋白阻遏蛋白n蛋白的抗終止作用進(jìn)一步轉(zhuǎn)錄蛋白的抗終止作用進(jìn)一步轉(zhuǎn)錄q,cro,cii,ciii的的mrna cro與與or3的結(jié)合的結(jié)合,阻止了阻止了ci與與or2的的結(jié)合結(jié)合,抑制了抑制了ci從從prm的轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄cro與與ol和和or結(jié)合結(jié)合,抑制早抑制早期基因從期基因從pl和和pr轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄同時(shí)同時(shí)q蛋白激活晚期基因的轉(zhuǎn)錄蛋白激活晚期基因的

7、轉(zhuǎn)錄研究生課程病毒26 噬菌體賴以發(fā)展作為基因克隆載體噬菌體賴以發(fā)展作為基因克隆載體: 非必要基因由外源基因取代所形成的非必要基因由外源基因取代所形成的重組噬菌體重組噬菌體dna，可以隨著寄主大腸桿菌，可以隨著寄主大腸桿菌細(xì)胞一道復(fù)制和增殖，而且在其溶源周期細(xì)胞一道復(fù)制和增殖，而且在其溶源周期中，它們的中，它們的dna是整合在大腸桿菌的染色是整合在大腸桿菌的染色體體dna上，成為后者的一個(gè)組成部分。上，成為后者的一個(gè)組成部分。研究生課程病毒27第三節(jié)第三節(jié) 反轉(zhuǎn)錄病毒反轉(zhuǎn)錄病毒 一、反轉(zhuǎn)錄病毒的粒結(jié)構(gòu)一、反轉(zhuǎn)錄病毒的粒結(jié)構(gòu) 二、反轉(zhuǎn)錄病毒的生活周期二、反轉(zhuǎn)錄病毒的生活周期 三、反轉(zhuǎn)錄病毒的基因

8、組三、反轉(zhuǎn)錄病毒的基因組 四、反轉(zhuǎn)錄過程中四、反轉(zhuǎn)錄過程中dna雙鏈的合成和雙鏈的合成和ltr的產(chǎn)生的產(chǎn)生 五、病毒線性五、病毒線性dna整合到寄主細(xì)胞基因組整合到寄主細(xì)胞基因組 六、原病毒的基因表達(dá)六、原病毒的基因表達(dá) 研究生課程病毒28一、反轉(zhuǎn)錄病毒的毒粒結(jié)構(gòu)一、反轉(zhuǎn)錄病毒的毒粒結(jié)構(gòu) 研究生課程病毒29反轉(zhuǎn)錄病毒的基因組反轉(zhuǎn)錄病毒的基因組 反轉(zhuǎn)錄病毒反轉(zhuǎn)錄病毒rna基因組是由兩條相同的正鏈基因組是由兩條相同的正鏈rna在在5端附近通過氫鍵連接而形成的雙體端附近通過氫鍵連接而形成的雙體結(jié)構(gòu)，因此反轉(zhuǎn)錄病毒具有二倍體基因組。結(jié)構(gòu)，因此反轉(zhuǎn)錄病毒具有二倍體基因組。反轉(zhuǎn)錄病毒基因組反轉(zhuǎn)錄病毒基因組

9、rna的長(zhǎng)度為的長(zhǎng)度為5-8kb。rna基因組的中部帶有基因組的中部帶有g(shù)ag，pol與與env三個(gè)三個(gè)“基因基因”，“基因基因”這一術(shù)語在這里表示為這一術(shù)語在這里表示為編碼區(qū)，每一編碼區(qū)通過加工實(shí)際上產(chǎn)生出編碼區(qū)，每一編碼區(qū)通過加工實(shí)際上產(chǎn)生出多種蛋白質(zhì)。多種蛋白質(zhì)。研究生課程病毒30反轉(zhuǎn)錄病毒的生活周期研究生課程病毒31研究生課程病毒32研究生課程病毒33反轉(zhuǎn)錄過程中反轉(zhuǎn)錄過程中dnadna雙鏈的合成和雙鏈的合成和ltrltr的產(chǎn)生的產(chǎn)生 研究生課程病毒34反轉(zhuǎn)錄病毒的反轉(zhuǎn)錄過程（一）反轉(zhuǎn)錄酶以病毒基因組反轉(zhuǎn)錄酶以病毒基因組rna的的5為模為模板，以板，以trna為引物，合成為引物，合成c

10、dna (大大約約100-200個(gè)核苷酸個(gè)核苷酸)在反轉(zhuǎn)錄酶到達(dá)基因組在反轉(zhuǎn)錄酶到達(dá)基因組5末端末端時(shí)，該酶的時(shí)，該酶的rnaseh活性切除活性切除了剛才拷貝過的了剛才拷貝過的rna模板模板新產(chǎn)生的新產(chǎn)生的u5r dna序列中的序列中的r與基與基因組因組3末端的末端的r序列相結(jié)合，產(chǎn)生了序列相結(jié)合，產(chǎn)生了新的模板新的模板-引物搭配，即第一次跳躍引物搭配，即第一次跳躍dna從從3末端延伸，產(chǎn)生出全末端延伸，產(chǎn)生出全部的部的rna基因組互補(bǔ)鏈基因組互補(bǔ)鏈大多數(shù)大多數(shù)rna被被rnaseh切除，只留下切除，只留下u3序列左邊的一小段序列左邊的一小段rna研究生課程病毒35反轉(zhuǎn)錄病毒的反轉(zhuǎn)錄（二）以該

11、小段以該小段rna為引物，合成出第二條為引物，合成出第二條dna鏈鏈(正鏈正鏈dna)的的u3,r,u5和和pbs部分部分rnaseh將將rna和和trna切除掉切除掉正鏈上的正鏈上的pbs序列與負(fù)鏈上的序列與負(fù)鏈上的pbs序列互補(bǔ)，產(chǎn)生了第二次跳躍序列互補(bǔ)，產(chǎn)生了第二次跳躍兩條兩條dna鏈分別從鏈分別從3末端繼續(xù)合成末端繼續(xù)合成dna，最后產(chǎn)生出具有長(zhǎng)末端重復(fù)，最后產(chǎn)生出具有長(zhǎng)末端重復(fù)序列序列l(wèi)tr的雙鏈線性的雙鏈線性dna 研究生課程病毒36病毒線性病毒線性dnadna整合到寄主細(xì)胞基因組整合到寄主細(xì)胞基因組 在細(xì)胞質(zhì)中合成線性的原病毒在細(xì)胞質(zhì)中合成線性的原病毒dna以后，以后，dna進(jìn)入

12、細(xì)胞核。在細(xì)胞核內(nèi)，除了線進(jìn)入細(xì)胞核。在細(xì)胞核內(nèi)，除了線性性dna，病毒，病毒dna還以環(huán)狀形式存在。還以環(huán)狀形式存在。 體外實(shí)驗(yàn)證明，線性體外實(shí)驗(yàn)證明，線性dna可以整合到染可以整合到染色體基因組上，此過程可以被單一病毒色體基因組上，此過程可以被單一病毒產(chǎn)物整合酶所催化。病毒產(chǎn)物整合酶所催化。病毒dna的末端是的末端是很重要的，正如轉(zhuǎn)座子一樣，在末端的很重要的，正如轉(zhuǎn)座子一樣，在末端的突變會(huì)阻止整合。突變會(huì)阻止整合。 研究生課程病毒37原病毒的基因表達(dá)原病毒的基因表達(dá) 1、病毒基因的轉(zhuǎn)錄、病毒基因的轉(zhuǎn)錄 原病毒原病毒dna的轉(zhuǎn)錄就像大部分其他真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)錄就像大部分其他真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄一樣，也需要啟動(dòng)子和增強(qiáng)子。錄一樣，也需要啟動(dòng)子和增強(qiáng)子。 2、轉(zhuǎn)錄后加工、轉(zhuǎn)錄后加工 原病毒原病毒dna轉(zhuǎn)錄合成的初轉(zhuǎn)錄本是從同一帽子位轉(zhuǎn)錄合成的初轉(zhuǎn)錄本是從同一帽子位點(diǎn)起始的，因此所有的反轉(zhuǎn)錄病毒點(diǎn)起始的，因此所有的反轉(zhuǎn)錄病毒rna基因組和大基因組和大多數(shù)多數(shù)mrna都有相同的都有相同的5端，并且在端，并且在5端形成帽子端形成帽子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(m7gpppgmp)。 3、病毒、病毒mrna的翻譯的翻譯 全長(zhǎng)的全長(zhǎng)的mrna轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)后被翻譯時(shí)，所得產(chǎn)物轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)后被翻譯時(shí)，所得產(chǎn)物為為gag和和pol多聚蛋