RNA指導(dǎo)的DNA復(fù)制(逆轉(zhuǎn)錄)及病毒的復(fù)制課件

RNAreplicationReversetranscription=replication1ppt課件RNAreplicationReversetrans逆轉(zhuǎn)錄酶（reversetranscription)

1964年，Temin發(fā)現(xiàn)Rous肉瘤病毒等RNA病毒所造成的感染可被DNA合成抑制劑遏制。表明：RNA腫瘤病毒的RNA復(fù)制過程中要合成DNA。Temin又發(fā)現(xiàn)放線菌素D能抑制致癌RNA病毒的復(fù)制，但不能抑制一般RNA病毒的復(fù)制。表明：轉(zhuǎn)錄對于RNA病毒增殖是必需的。2ppt課件逆轉(zhuǎn)錄酶（reversetranscription)

1Temin提出前病毒假說：原病毒DNA是RNA腫瘤病毒在復(fù)制和致癌中的中間物。1970年，Temin在Rouse肉瘤病毒、Baltimore在白血病病毒中發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶。3ppt課件Temin提出前病毒假說：原病毒DNA是RNA腫瘤病毒在復(fù)制多功能酶：

1、RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶活性2、RNA酶H（RNaseH）活性：水解RNA-DNA雜交體上的RNA3、DNA指導(dǎo)的DNA聚合酶活性：合成互補DNA。4、沒有3`→5`外切酶活性。4ppt課件多功能酶：

1、RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶活性4ppt課件特點：

含有Zn2+（是否有鋅指結(jié)構(gòu)、DNA結(jié)合功能？）DNA合成反應(yīng)要求有模板和引物。需適當(dāng)濃度的二價陽離子（Mg2+、Mn2+）5’→3’合成方向→5ppt課件特點：

含有Zn2+（是否有鋅指結(jié)構(gòu)、DNA結(jié)合功能？）→5逆轉(zhuǎn)錄病毒的基因

組復(fù)制過程第一階段：合成負股cDNA的大部分第二階段：以負股DNA為模板合成一小部分正股DNA鏈。第三階段：完成cDNA的全部復(fù)制。6ppt課件逆轉(zhuǎn)錄病毒的基因

組復(fù)制過程第一階段：合成負股cDNA的大部7ppt課件7ppt課件8ppt課件8ppt課件9ppt課件9ppt課件乙肝病毒基因組的復(fù)制其復(fù)制需通過逆轉(zhuǎn)錄過程經(jīng)RNA中間體實現(xiàn)，其DNA聚合酶也是一種逆轉(zhuǎn)錄酶。10ppt課件乙肝病毒基因組的復(fù)制其復(fù)制需通過逆轉(zhuǎn)錄過程經(jīng)RNA中間體實現(xiàn)11ppt課件11ppt課件逆轉(zhuǎn)錄病毒：RNA→DNA→RNA乙肝病毒：DNA→RNA→DNA12ppt課件逆轉(zhuǎn)錄病毒：RNA→DNA→RNA12ppt課件試管內(nèi)cDNA的合成常用于獲得或研究真核生物基因的方法。提取某一種特定的mRNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄生成的cDNA可代表某一特定基因。常用的逆轉(zhuǎn)錄酶有兩種：來自鳥類成髓細胞瘤逆轉(zhuǎn)錄病毒稱為AMV-RT；來自鼠白血病毒稱為MMLV-RT。13ppt課件試管內(nèi)cDNA的合成常用于獲得或研究真核生物基因的方法。提取14ppt課件14ppt課件病毒RNA復(fù)制的主要方式1、病毒含有正鏈RNA，如灰質(zhì)炎病毒。RNA（+）→蛋白質(zhì)（酶）→RNA復(fù)制2、病毒含有負鏈RNA和復(fù)制酶如狂犬病毒。RNA（-）→RNA（+）→蛋白質(zhì)、復(fù)制病毒RNA（-）。3、病毒含有雙鏈RNA和復(fù)制酶。如呼腸孤病毒。雙鏈RNA→RNA（+）→蛋白質(zhì)→RNA（-）→雙鏈RNA4、逆轉(zhuǎn)錄病毒。15ppt課件病毒RNA復(fù)制的主要方式1、病毒含有正鏈RNA，如灰質(zhì)炎病毒討論題如何知道DNA復(fù)制中先要有RNA引物的合成？(原料/新合成DNA序列分析/專一核酸酶水解)16ppt課件討論題如何知道DNA復(fù)制中先要有RNA引物的合成？16ppt病毒的復(fù)制

病毒在活細胞內(nèi)，以其基因為模板，在酶的作用下，分別合成病毒基因及蛋白質(zhì)，再組裝成完整的病毒顆粒，這種方式稱為復(fù)制（replication)。從病毒進入宿主細胞開始，經(jīng)過基因組復(fù)制和病毒蛋白合成，至釋放出子代病毒的全過程，稱為一個復(fù)制周期。病毒的復(fù)制周期主要包括吸附和穿入、脫殼、生物合成、組裝和釋放四個連續(xù)步驟。17ppt課件病毒的復(fù)制

病毒在活細胞內(nèi)，以其基因為模板，在酶的作用下，分復(fù)制周期18ppt課件復(fù)制周期18ppt課件病毒的一步生長曲線病毒的一步生長曲線：以感染時間為橫坐標(biāo)，病毒效價為縱坐標(biāo)，繪制出的病毒特征曲線。19ppt課件病毒的一步生長曲線病毒的一步生長曲線：以感染時間為橫坐標(biāo)，病一、吸附和穿入（一）吸附(adsorption)分兩個階段：靜電吸附：病毒體與細胞接觸，進行靜電結(jié)合。非特異性、可逆。真正的吸附：病毒體表面位點（蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)）與宿主細胞膜上相應(yīng)的受體結(jié)合。是決定病毒感染的真正開始。20ppt課件一、吸附和穿入（一）吸附(adsorption)20ppt課裸露病毒的吸附

21ppt課件裸露病毒的吸附21ppt課件囊膜病毒的吸附

22ppt課件囊膜病毒的吸附22ppt課件（二）穿入(penetration)

病毒體吸附在宿主細胞膜上后，可通過數(shù)種穿入方式進入細胞：1.無囊膜的病毒

一般經(jīng)過細胞膜吞入，稱為病毒胞飲,如腺病毒、小RNA病毒等23ppt課件（二）穿入(penetration)1.無囊膜的病毒23病毒胞飲24ppt課件病毒胞飲24ppt課件2.有囊膜的病毒囊膜與宿主細胞膜融合，病毒的核衣殼直接進入細胞漿內(nèi)病毒胞飲:細胞膜吞入25ppt課件2.有囊膜的病毒25ppt課件(1)膜融合后進入26ppt課件(1)膜融合后進入26ppt課件(2)

病毒胞飲27ppt課件(2)病毒胞飲27ppt課件二、脫殼(uncoating)

不同病毒脫殼方式不一，多數(shù)在宿主細胞溶酶體酶作用下脫殼，釋放出基因組核酸。28ppt課件二、脫殼(uncoating)28ppt課件三、生物合成(biosynthesis)病毒基因組一旦從衣殼中釋放后，就利用宿主細胞提供的低分子物質(zhì)合成大量的病毒核酸和結(jié)構(gòu)蛋白。早期，根據(jù)病毒基因組轉(zhuǎn)錄成mRNA、指令合成轉(zhuǎn)錄合成所必需的復(fù)制酶和一些抑制蛋白；生物合成階段，病毒處于隱蔽期病毒的生物合成過程可基本歸為6大類：雙股DNA病毒、單股DNA病毒、單正股RNA病毒、單負股RNA病毒、逆轉(zhuǎn)錄病毒和雙股RNA病毒。

29ppt課件三、生物合成(biosynthesis)病毒基因組一旦從衣殼30ppt課件30ppt課件病毒DNA早期mRNA早期蛋白（酶等）子代病毒DNA晚期mRNA病毒結(jié)構(gòu)蛋白子代病毒子雙股DNA病毒復(fù)制宿主細胞轉(zhuǎn)錄酶31ppt課件病毒DNA早期mRNA早期蛋白（酶等）子代病毒DNA晚期mR單鏈正股RNA病毒（-）ssRNA親代病毒（+）ssRNA早期蛋白（+）ssRNAdsRNA復(fù)制中間型（-）ssRNA（+）ssRNA大量子代（+）ssRNA晚期蛋白裝配子代病毒32ppt課件單鏈正股RNA病毒（-）ssRNA親代病毒（+）ssRNA早單股負股RNA病毒病毒自身攜帶依賴RNA的RNA多聚酶。親代（-ssRNA）（+）mRNA蛋白質(zhì)（+）ssRNA子代（-）sRNA子代病毒多聚酶33ppt課件單股負股RNA病毒病毒自身攜帶依賴RNA的RNA多聚酶。親代逆轉(zhuǎn)錄病毒病毒RNA逆轉(zhuǎn)錄酶雙股DNA整合至宿主細胞（前病毒）mRNA病毒RNA結(jié)構(gòu)蛋白裝配子代病毒RNA:DNA轉(zhuǎn)錄酶聚合酶34ppt課件逆轉(zhuǎn)錄病毒病毒RNA逆轉(zhuǎn)錄酶雙股DNA整合至宿主細胞（前病毒四、組裝病毒核酸與衣殼裝配在一起，形成病毒子。絕大多數(shù)DNA病毒均在細胞核內(nèi)組裝;RNA病毒和痘病毒在細胞漿內(nèi)組裝。35ppt課件四、組裝病毒核酸與衣殼裝配在一起，形成病毒子。35ppt課件絕大多數(shù)無囊膜病毒釋放，一次同步，破壞宿主細胞膜，細胞裂解釋放病毒顆粒，細胞迅速死亡。絕大多數(shù)有囊膜病毒以出芽方式釋出時包上細胞核膜或細胞膜而成為成熟病毒。逐個釋出，非一次同步，細胞死亡緩慢。五、釋放36ppt課件絕大多數(shù)無囊膜病毒釋放，一次同步，破壞宿主細胞膜，細胞裂解釋VirusObtainingItsEnvelopefromHostCellMembranebyBudding

37ppt課件VirusObtainingItsEnvelopef復(fù)制周期38ppt課件復(fù)制周期38ppt課件思考題1某種病毒DNA的堿基組成（摩爾百分比）如下：

A=32；G=16；T=40；C=12

該病毒DNA的特點如何？39ppt課件思考題1某種病毒DNA的堿基組成（摩爾百分比）如下：39pp思考題2簡要說明怎樣進行構(gòu)建cDNA文庫？40ppt課件思考題2簡要說明怎樣進行構(gòu)建cDNA文庫？40ppt課件思考題3組織培養(yǎng)的哺乳動物細胞S期長達5小時，經(jīng)放射自顯影測定DNA復(fù)制的速度是0.5微米/分，已知哺乳動物細胞DNA全長1.2米，計算染色體復(fù)制時共有多少復(fù)制叉在復(fù)制？8×103（如何分析？）41ppt課件思考題3組織培養(yǎng)的哺乳動物細胞S期長達5小時，經(jīng)放射自顯影思考題4已知抹香鯨和豬的胰島素具有相同的氨基酸序列，然而某些抗血清卻能將它們區(qū)別開來，這豈不與“蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)決定其高級結(jié)構(gòu)”的理論相矛盾嗎？你如何解釋？42ppt課件思考題4已知抹香鯨和豬的胰島素具有相同的氨基酸序列，然而某些思考題5將某種純蛋白1mg進行氨基酸分析，得19.5ug的異亮氨酸（分子量=131.2），那么該蛋白質(zhì)的最小分子量是多少？43ppt課件思考題5將某種純蛋白1mg進行氨基酸分析，得19.5ug的異RNAreplicationReversetranscription=replication44ppt課件RNAreplicationReversetrans逆轉(zhuǎn)錄酶（reversetranscription)

1964年，Temin發(fā)現(xiàn)Rous肉瘤病毒等RNA病毒所造成的感染可被DNA合成抑制劑遏制。表明：RNA腫瘤病毒的RNA復(fù)制過程中要合成DNA。Temin又發(fā)現(xiàn)放線菌素D能抑制致癌RNA病毒的復(fù)制，但不能抑制一般RNA病毒的復(fù)制。表明：轉(zhuǎn)錄對于RNA病毒增殖是必需的。45ppt課件逆轉(zhuǎn)錄酶（reversetranscription)

1Temin提出前病毒假說：原病毒DNA是RNA腫瘤病毒在復(fù)制和致癌中的中間物。1970年，Temin在Rouse肉瘤病毒、Baltimore在白血病病毒中發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶。46ppt課件Temin提出前病毒假說：原病毒DNA是RNA腫瘤病毒在復(fù)制多功能酶：

1、RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶活性2、RNA酶H（RNaseH）活性：水解RNA-DNA雜交體上的RNA3、DNA指導(dǎo)的DNA聚合酶活性：合成互補DNA。4、沒有3`→5`外切酶活性。47ppt課件多功能酶：

1、RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶活性4ppt課件特點：

含有Zn2+（是否有鋅指結(jié)構(gòu)、DNA結(jié)合功能？）DNA合成反應(yīng)要求有模板和引物。需適當(dāng)濃度的二價陽離子（Mg2+、Mn2+）5’→3’合成方向→48ppt課件特點：

含有Zn2+（是否有鋅指結(jié)構(gòu)、DNA結(jié)合功能？）→5逆轉(zhuǎn)錄病毒的基因

組復(fù)制過程第一階段：合成負股cDNA的大部分第二階段：以負股DNA為模板合成一小部分正股DNA鏈。第三階段：完成cDNA的全部復(fù)制。49ppt課件逆轉(zhuǎn)錄病毒的基因

組復(fù)制過程第一階段：合成負股cDNA的大部50ppt課件7ppt課件51ppt課件8ppt課件52ppt課件9ppt課件乙肝病毒基因組的復(fù)制其復(fù)制需通過逆轉(zhuǎn)錄過程經(jīng)RNA中間體實現(xiàn)，其DNA聚合酶也是一種逆轉(zhuǎn)錄酶。53ppt課件乙肝病毒基因組的復(fù)制其復(fù)制需通過逆轉(zhuǎn)錄過程經(jīng)RNA中間體實現(xiàn)54ppt課件11ppt課件逆轉(zhuǎn)錄病毒：RNA→DNA→RNA乙肝病毒：DNA→RNA→DNA55ppt課件逆轉(zhuǎn)錄病毒：RNA→DNA→RNA12ppt課件試管內(nèi)cDNA的合成常用于獲得或研究真核生物基因的方法。提取某一種特定的mRNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄生成的cDNA可代表某一特定基因。常用的逆轉(zhuǎn)錄酶有兩種：來自鳥類成髓細胞瘤逆轉(zhuǎn)錄病毒稱為AMV-RT；來自鼠白血病毒稱為MMLV-RT。56ppt課件試管內(nèi)cDNA的合成常用于獲得或研究真核生物基因的方法。提取57ppt課件14ppt課件病毒RNA復(fù)制的主要方式1、病毒含有正鏈RNA，如灰質(zhì)炎病毒。RNA（+）→蛋白質(zhì)（酶）→RNA復(fù)制2、病毒含有負鏈RNA和復(fù)制酶如狂犬病毒。RNA（-）→RNA（+）→蛋白質(zhì)、復(fù)制病毒RNA（-）。3、病毒含有雙鏈RNA和復(fù)制酶。如呼腸孤病毒。雙鏈RNA→RNA（+）→蛋白質(zhì)→RNA（-）→雙鏈RNA4、逆轉(zhuǎn)錄病毒。58ppt課件病毒RNA復(fù)制的主要方式1、病毒含有正鏈RNA，如灰質(zhì)炎病毒討論題如何知道DNA復(fù)制中先要有RNA引物的合成？(原料/新合成DNA序列分析/專一核酸酶水解)59ppt課件討論題如何知道DNA復(fù)制中先要有RNA引物的合成？16ppt病毒的復(fù)制

病毒在活細胞內(nèi)，以其基因為模板，在酶的作用下，分別合成病毒基因及蛋白質(zhì)，再組裝成完整的病毒顆粒，這種方式稱為復(fù)制（replication)。從病毒進入宿主細胞開始，經(jīng)過基因組復(fù)制和病毒蛋白合成，至釋放出子代病毒的全過程，稱為一個復(fù)制周期。病毒的復(fù)制周期主要包括吸附和穿入、脫殼、生物合成、組裝和釋放四個連續(xù)步驟。60ppt課件病毒的復(fù)制

病毒在活細胞內(nèi)，以其基因為模板，在酶的作用下，分復(fù)制周期61ppt課件復(fù)制周期18ppt課件病毒的一步生長曲線病毒的一步生長曲線：以感染時間為橫坐標(biāo)，病毒效價為縱坐標(biāo)，繪制出的病毒特征曲線。62ppt課件病毒的一步生長曲線病毒的一步生長曲線：以感染時間為橫坐標(biāo)，病一、吸附和穿入（一）吸附(adsorption)分兩個階段：靜電吸附：病毒體與細胞接觸，進行靜電結(jié)合。非特異性、可逆。真正的吸附：病毒體表面位點（蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)）與宿主細胞膜上相應(yīng)的受體結(jié)合。是決定病毒感染的真正開始。63ppt課件一、吸附和穿入（一）吸附(adsorption)20ppt課裸露病毒的吸附

64ppt課件裸露病毒的吸附21ppt課件囊膜病毒的吸附

65ppt課件囊膜病毒的吸附22ppt課件（二）穿入(penetration)

病毒體吸附在宿主細胞膜上后，可通過數(shù)種穿入方式進入細胞：1.無囊膜的病毒

一般經(jīng)過細胞膜吞入，稱為病毒胞飲,如腺病毒、小RNA病毒等66ppt課件（二）穿入(penetration)1.無囊膜的病毒23病毒胞飲67ppt課件病毒胞飲24ppt課件2.有囊膜的病毒囊膜與宿主細胞膜融合，病毒的核衣殼直接進入細胞漿內(nèi)病毒胞飲:細胞膜吞入68ppt課件2.有囊膜的病毒25ppt課件(1)膜融合后進入69ppt課件(1)膜融合后進入26ppt課件(2)

病毒胞飲70ppt課件(2)病毒胞飲27ppt課件二、脫殼(uncoating)

不同病毒脫殼方式不一，多數(shù)在宿主細胞溶酶體酶作用下脫殼，釋放出基因組核酸。71ppt課件二、脫殼(uncoating)28ppt課件三、生物合成(biosynthesis)病毒基因組一旦從衣殼中釋放后，就利用宿主細胞提供的低分子物質(zhì)合成大量的病毒核酸和結(jié)構(gòu)蛋白。早期，根據(jù)病毒基因組轉(zhuǎn)錄成mRNA、指令合成轉(zhuǎn)錄合成所必需的復(fù)制酶和一些抑制蛋白；生物合成階段，病毒處于隱蔽期病毒的生物合成過程可基本歸為6大類：雙股DNA病毒、單股DNA病毒、單正股RNA病毒、單負股RNA病毒、逆轉(zhuǎn)錄病毒和雙股RNA病毒。

72ppt課件三、生物合成(biosynthesis)病毒基因組一旦從衣殼73ppt課件30ppt課件病毒DNA早期mRNA早期蛋白（酶等）子代病毒DNA晚期mRNA病毒結(jié)構(gòu)蛋白子代病毒子雙股DNA病毒復(fù)制宿主細胞轉(zhuǎn)錄酶74ppt課件病毒DNA早期mRNA早期蛋白（酶等）子代病毒DNA晚期mR單鏈正股RNA病毒（-）ssRNA親代病毒（+）ssRNA早期蛋白（+）ssRNAdsRNA復(fù)制中間型（-）ssRNA（+）ssRNA大量子代（+）ssRNA晚期蛋白裝配子代病毒75ppt課件單鏈正股RNA病毒（-）ssRNA親代病毒（+）ssRNA早單股負股RNA病毒病毒自身攜帶依賴RNA的RNA多聚酶。親代（-ssRNA）（+）mRNA蛋白質(zhì)（+）ssRNA子代（-）sRNA子代病毒多聚酶76ppt課件單股負股RNA病毒病毒自身攜帶依賴RNA的RNA多聚酶。親代逆轉(zhuǎn)錄病毒病毒RNA逆轉(zhuǎn)錄酶雙股DNA整合至宿主細胞（前病毒）mRNA病毒RNA結(jié)構(gòu)蛋白裝配子代病毒RNA:DNA轉(zhuǎn)錄酶聚合酶77ppt課件逆轉(zhuǎn)錄病毒病毒RNA逆轉(zhuǎn)錄酶雙股DNA整合至宿主細胞（前病毒四、組裝病毒核酸與衣殼裝配在一起，形成病毒子。絕大多數(shù)DNA病毒均在細胞核內(nèi)組裝;RNA病毒和痘病毒在細胞漿內(nèi)組裝。