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文檔簡(jiǎn)介

病毒學(xué)筆記重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)

Virology

Content:

ODefinition

Oprincipleofclasshlcation(分類)

OStructure

OGenome

OReplication

OVirus-cellinteractions

OAssay(檢測(cè))andidentification(鑒定)

OPrevention(預(yù)防)andtreatment(治療)

第一章緒論

一、病毒發(fā)展簡(jiǎn)史

病毒的發(fā)展簡(jiǎn)史:發(fā)現(xiàn)時(shí)期、化學(xué)時(shí)期、細(xì)胞水平時(shí)期、分子病毒學(xué)。

1.Koch'spostulates:

iTheagentmustbepresentineverycaseofthedisease.

」Theagentmustbeisolatedfromthehost&growninvitro(離體).

」Thediseasemustbereproducedwhenapurecultureoftheagentisinoculated(接種)intoahealthy

susceptible(易感染的)host.

nThesameagentmustberecovered(收復(fù))onceagainfromtheexperimentallyinfectedhost.

2.逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組RNA在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下,首先合成原病毒DNA,然后原病毒可以整合到宿

主染色體DNA上。在宿主細(xì)胞依賴于DNA的RNA多聚酶H的催化下,可轉(zhuǎn)錄成病毒正鏈RNA。

3.內(nèi)含子:

4.外顯子:

二、分子病毒學(xué)研究的主要內(nèi)容

?病毒基因組的結(jié)構(gòu)和功能:病毒基因組的核酸有的為DNA,有的為RNA,而且基因組DNA和RNA

還存在著結(jié)構(gòu)上的差異:

?有的是麗或取鏈I

?有的是邈或環(huán)冊(cè)

?單鏈RNA/DNA有|正負(fù)鏈〔之分

?有少數(shù)單鏈RNA病毒的基因組是返的,即基因組的一部分為正極性,另一部分為負(fù)

極性。

?病毒基因組的核甘酸組成及其排列順序

*基因組中開放閱讀框架(ORFs)的數(shù)量、位置及其功能

?病毒基因組中重復(fù)序列元件、調(diào)節(jié)元件對(duì)病毒基因表達(dá)和基因組復(fù)制的影響

?闡明病毒結(jié)構(gòu)基因、調(diào)節(jié)基因及其編碼產(chǎn)物在病毒復(fù)制循環(huán)中的作用,以及它們與細(xì)胞

基因及其編碼產(chǎn)物的相互作用關(guān)系等

?病毒表達(dá)的調(diào)控機(jī)理:

1.有的病毒基因轉(zhuǎn)錄是利用自身基因組編碼的RNA聚合酶,有的病毒基因轉(zhuǎn)錄完全依賴于宿主

細(xì)胞的RNA聚合酶

2.原核DNA病毒的基因組:含有啟動(dòng)子

真核DNA病毒的基因組:含有啟動(dòng)子、增強(qiáng)子序列

細(xì)胞或病毒編碼的調(diào)節(jié)因子結(jié)合或作用于這些調(diào)控元件序列,能夠影響和調(diào)控病毒基因

的表達(dá)。

3.真核DNA病毒mRNA的轉(zhuǎn)錄同樣存在有轉(zhuǎn)錄后加工過程,即5'端戴帽,31端加poly(A)尾以

及內(nèi)含子切除和mRNA拼接。大多數(shù)依賴于宿主的戴帽酶和宿主的拼接系統(tǒng)

4.病毒蛋白的合成完全依賴于宿主細(xì)胞的翻譯體系。

1.轉(zhuǎn)座子:用插入序列進(jìn)行整合的遺傳單位(能夠重復(fù)插入到基因組中許多位點(diǎn)的特殊片段)。

2.衰減子:特定的DNA片段,可以減慢、阻止或停止轉(zhuǎn)錄。

3.轉(zhuǎn)化蛋白:某些DNA腫瘤病毒早期基因編碼的轉(zhuǎn)化蛋白,均能引起細(xì)胞轉(zhuǎn)化和動(dòng)物致癌。

4.致癌機(jī)理:轉(zhuǎn)化蛋白結(jié)合或作用了細(xì)胞的抑癌蛋白P53或Rb,從而引起了P53或Rb失活,導(dǎo)致細(xì)

胞無(wú)限增殖和生長(zhǎng)失控,最終誘發(fā)細(xì)胞轉(zhuǎn)化和腫瘤形成。&-些RNA腫瘤病毒的基因組攜帶有病毒

型日二如勞氏肉瘤病毒(RSV)的基因組有src翹邑里癌機(jī)理同病毒癌基因的表達(dá)活性有關(guān)。

5.|癌基因|:是指一類可能導(dǎo)致細(xì)胞癌變的基因。|原癌基因|:在人體細(xì)胞內(nèi)同樣存在癌基因,不過正常

細(xì)胞內(nèi)的這類基因是一種沒有癌變作用的正?;颍Q之為原癌基因。|細(xì)胞癌基因卜在正常情況下,

原癌基因是處于關(guān)閉狀態(tài)的不表達(dá)或低表達(dá)基因。這些原癌基因如果在某些因素的激活下由關(guān)閉狀態(tài)

轉(zhuǎn)為開放(表達(dá))狀態(tài),便會(huì)促使細(xì)胞癌變,這類可促使細(xì)胞癌變的基因就稱之為細(xì)胞癌基因。

6.干擾素是一類能夠抑制病毒增殖的重要細(xì)胞素。具有很強(qiáng)的抗病毒能力,還有免疫調(diào)節(jié)和腫瘤抑制

的作用。

7.反義RNA(antisenseRNA)指天然存在的或人工合成的-一類RNA分子,它不能編碼蛋白質(zhì),但它的

核甘酸順序可與相應(yīng)的RNA或DNA互補(bǔ)配對(duì),從而使蛋白質(zhì)合成受阻。將反義RNA與其相應(yīng)的病

毒mRNA或DNA雜交,可以使病毒mRNA編碼合成蛋白的功能受阻,從而破壞病毒的復(fù)制循環(huán)。

8.!!!RNAinterference(RNAi)isaphenomenoninwhichtheintroductionofdouble-strandedRNA

(dsRNA)intocertainorganismsandcelltypescausesdegradation(降解)ofthehomologous(類似的)

mRNA.

9.......第3,(Ddouble-strandedRNA(dsRNA)intocertainorganismsandcelltypes.

(2)Inthecell,longdsRNAsarecleaved(劈開)intoshort21-25nucleotide

smallinterferingRNAs,orsiRNAs,byaribonuclease(核糖核酸酶)known

?asDicer(step2)帽子.

siRNAs工

L

制-3mg(3)ThesiRNAssubsequentlyassemblewithproteincomponentsintoan

■>t*RISCcomplexWfvrr

x-QRNA-inducedsilencingcomplex(RISC).AnATP-generatedunwindingof

山“川”thesiRNAactivatestheRISC(step3).

湍蜉刖?(4)RISCinturnbindstothehomologoustranscriptbybasepairing

interactions(堿基互補(bǔ)配對(duì)原則)andcleavesthemRNA(step4).

像吃:,O(5)ThissequencespecificdegradationofmRNA(step5)resultsingene

M山silencing.

10.根據(jù)所M用序列的不同,可將其分為編碼區(qū)RNAi和啟動(dòng)子區(qū)RNAi技術(shù)。

11.核酶:是一種能夠水解靶RNA的RNA分子,核酶能與靶RNA分子雜交,然后切割之。

?無(wú)論是哺乳動(dòng)物病毒還是人類病毒,其基因工程疫苗的研制和生產(chǎn)都有賴于適宜的真核細(xì)胞表達(dá)系

統(tǒng)的建立,而普通的細(xì)菌表達(dá)系統(tǒng)顯然是不適合的,因?yàn)椋?/p>

1)這些真核病毒基因的表達(dá)往往也有類似于真核基因普遍存在的轉(zhuǎn)錄后拼接、加工,以及某些包膜

蛋白在成熟過程中的糖基化。

2)體外利用原核細(xì)胞或大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)既不能進(jìn)行mRNA前體的拼接,也不能產(chǎn)生病毒蛋白質(zhì)

的糖基化。

3)單細(xì)胞真核生物酵母雖能順利地完成轉(zhuǎn)錄所需的拼接、加工,但仍不能進(jìn)行糖基化。

三、病毒的定義、命名和分類

1.國(guó)際病毒分類委員會(huì)(InternationalCommitteeonTaxonomyofViruses,ICTV)已提出和多次修訂了病

毒的命名和分類原則,并且建立了由目、科(亞科)、屬和種分類階元構(gòu)成的病毒分類系統(tǒng)。目前病毒

分類學(xué)已開始走向完善和逐漸成熟起來。

2.凝是一類比較原始的、有生命特征的、能夠自我復(fù)制和嚴(yán)格細(xì)胞內(nèi)寄生的非細(xì)胞生物。

3.類病毒、植物衛(wèi)星和骯病毒統(tǒng)稱為亞病毒。

4.科名的詞尾是“…viridae”

屬名的詞尾是“…virus”

5.|病毒種|是指一群構(gòu)成一個(gè)復(fù)制譜系,占據(jù)一個(gè)特定小生境,具有多原則分類特性的病毒。

?!岸嘣瓌t分類“強(qiáng)調(diào)病毒種的分類不是單純由某一個(gè)鑒別特征決定的,而是由多個(gè)特征來決定的;

。“復(fù)制譜系”注重考慮病毒種的系統(tǒng)進(jìn)化特性,即現(xiàn)今所有的病毒種可能起源于共同的病毒祖先;

?!靶∩?,,是指某種病毒的特定生物學(xué)特性、地理分布、宿主范圍、媒介嗜親性、致病機(jī)理以及宿主

反應(yīng)性等。

E同一病毒屬的不同病毒種鑒別,主要依據(jù)下列7個(gè)特征:

①基因組序列的相關(guān)性。

②天然的宿主范圍。

③細(xì)胞和組織的嗜親性。

④致病和細(xì)胞病變特點(diǎn)。

⑤傳播方式。

⑥生理生化性質(zhì)。

⑦抗原特性。

四、覘病毒卜只含有核酸或蛋白質(zhì)的病毒,包括類病毒、擬病毒和骯病毒。

?類病毒:而是一種不含有蛋白質(zhì),分子量為105左右的裸露RNAo這樣小的RNA分子不編

碼任何蛋白質(zhì)。

?擬病毒:類似于類病毒的環(huán)狀RNA分子,還能與病毒基因組RNA共同包被于RNA病毒粒

子中,引起病害,其中類似于類病毒的RNA稱為“擬病毒”。

?骯病毒:而是一種分子量只有3.0xl04Da的蛋白質(zhì),稱為蛋白侵染因子。

亞病毒是迄今為止人們所發(fā)現(xiàn)的最微小的“生命”,它為生命與非生命之間增加了一種新的生命形

式,即裸露的、小分子量的、有侵染活性的RNA或蛋白質(zhì)分子。

第二章病毒的結(jié)構(gòu)及其基因組

第一節(jié)病毒的結(jié)構(gòu)組成

1.「衣殼蛋白:主要的,形成殼體/衣殼

結(jié)構(gòu)蛋白<包膜蛋白:鑲嵌/位于包膜表面的糖蛋白

I基質(zhì)蛋白:使包膜與核衣殼聯(lián)系在一起

2.病毒包膜來自宿主細(xì)胞的細(xì)胞膜或內(nèi)膜如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體膜,它是病毒成熟時(shí)從細(xì)胞膜或內(nèi)膜出

芽而獲得的,因此具有宿主細(xì)胞膜的特性,但是病毒的包膜具有一定的病毒特異性。

所有病毒的包膜結(jié)構(gòu)大體一致,其包膜的化學(xué)組成,類似于細(xì)胞膜,只是病毒包膜所含有的脂類分

子的種類或數(shù)量以及鑲嵌在其中的蛋白分子與細(xì)胞略有不同,但也有的差別很大。

?病毒包膜所含有的脂類:除了鑲嵌在包膜上或突出于包膜外的蛋白質(zhì)外,包膜主要

由脂質(zhì)構(gòu)成,其中以磷脂和膽固醇為主,痘病毒所含脂質(zhì)僅占病毒結(jié)構(gòu)成分的5%;

而披膜病毒則是所有已知病毒中脂質(zhì)含量最高的一類病毒,其脂質(zhì)含量約占病毒粒

子結(jié)構(gòu)成分總量的50%以上。

?病毒的包膜糖蛋白:許多有包膜的病毒在其病毒粒子包膜表面,大都存在有包膜突

起。包膜突起的化學(xué)本質(zhì)大多為糖蛋白,是由碳水化合物與包膜蛋白質(zhì)分子連結(jié)而

成的。病毒的包膜糖蛋白突起有的是由一種蛋白亞基組成,有的則由幾種蛋白亞基

構(gòu)成。在結(jié)構(gòu)上,大都可分為疏水區(qū)和親水區(qū),疏水區(qū)穿插在包膜中,而親水區(qū)則

延伸到包膜外,與之相連的糖基分子也多位于包膜外的突起上。

?3~6為包膜的作用:

3.病毒吸附:病毒包膜突起的主要功能是作為病毒吸附蛋白(virusattachmentprotein,VAP)而起作用,

病毒通過這些包膜突起與病毒特異的細(xì)胞受體結(jié)合和相互作用,才能啟動(dòng)病毒感染。

4.細(xì)胞融合活性:有些病毒包膜突起能使病毒包膜與宿主細(xì)胞膜融合或使感染細(xì)胞與未感染細(xì)胞膜之

間產(chǎn)生融合。

5.血溶活性:副流感病毒、腮腺炎病毒和麻疹病毒具有血溶活性,即溶解血紅細(xì)胞。這是由于它們含

有包膜突起F,因此F糖蛋白又稱為血溶素。通常每個(gè)紅細(xì)胞同時(shí)需要有幾個(gè)病毒粒子作用才能產(chǎn)生

血溶反應(yīng)。

6.抗原性:病毒的包膜糖蛋白突起對(duì)病毒來說是很重要的抗原物質(zhì),這些突起可產(chǎn)生保護(hù)性的中和抗

體。

7.病毒衣殼或殼體是由病毒基因組編碼的衣殼蛋白亞基通過一定的方式聚集而成的。由一種或多種蛋

白亞基構(gòu)成。

8.衣殼蛋白的遍:保護(hù)病毒基因組;決定病毒的抗原性;吸附作用;血凝作用

?衣殼蛋白可組建成包裹病毒基因組的保護(hù)性外殼或殼體,這是它的主要功能。其衣殼能使病毒基因

組免遭各種理化因子如核酸酶、各種化學(xué)誘變劑以及環(huán)境中的各種不利因子的破壞,使病毒能在不利

的環(huán)境中暫時(shí)“休眠”而隱藏起來。一旦遇上合適的宿主,病毒就可以恢復(fù)侵染循環(huán),并從衣殼中釋放

出病毒基因組而進(jìn)行增殖。病毒的這一特性對(duì)于它的生存是十分有利的。

?衣殼蛋白是病毒粒子的主要抗原蛋白,可以刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生免疫反應(yīng)

?在無(wú)包膜病毒的感染過程中,其衣殼蛋白能作為病毒吸附蛋白VAP而與宿主細(xì)胞表面的受體蛋白

相互識(shí)別、結(jié)合從而使病毒粒子吸附于宿主細(xì)胞表面。

?有些裸露病毒的衣殼蛋白具有血凝作用。

?其它作用:a.病毒衣殼蛋白還可以引起宿主細(xì)胞的毒性作用,導(dǎo)致細(xì)胞病變。腺病毒的衣殼蛋白可

使培養(yǎng)細(xì)胞病變。b.大量病毒衣殼蛋白與某一細(xì)胞受體結(jié)合,可導(dǎo)致該細(xì)胞受體缺乏,從而影響細(xì)胞

的生理生化活動(dòng)。大量呼腸孤病毒吸附蛋白與腎上腺能受體結(jié)合,可造成這一受體缺乏。c.有的衣殼

蛋白還可以抑制宿主細(xì)胞RNA、蛋白質(zhì)合成d.有的衣殼蛋白還可以穩(wěn)定基因組結(jié)構(gòu),以及與病毒基

因組進(jìn)入宿主細(xì)胞有關(guān).

9.病毒的內(nèi)容物:

※某些簡(jiǎn)單病毒的核心僅由核酸組成;

※某些復(fù)雜的病毒核心除了核酸以外,還有一些病毒內(nèi)含物,包括:

?病毒生命活動(dòng)過程中所需要的酶:不是全部酶系統(tǒng),如痘病毒,含有與轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)有關(guān)

的13種酶類。

?核酸結(jié)合蛋白,有的結(jié)合松散,有的結(jié)合緊密

其它化合物:

脂類'糖類與蛋白形成的脂蛋白/糖蛋白

多胺,如丁二胺、亞硝胺

金屬離子,在植物病毒中發(fā)現(xiàn),如Ca2+,Cu2+,Mg2+

多胺與金屬離子結(jié)合于病毒核酸,為病毒復(fù)制某個(gè)階段所必需,與病毒基因組的穩(wěn)定

性有關(guān)。

第二節(jié)病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)類型

1.病毒的形狀大體分為三種:

(a)球形顆粒:殼體是二十面體對(duì)稱

(b)桿狀顆粒:殼體是螺旋對(duì)稱

(c)復(fù)雜形狀顆粒:殼體是復(fù)合對(duì)稱

2.形態(tài)單位:是指一定數(shù)目的蛋白亞基以特殊方式聚集形成在電鏡下可見的殼粒。

3.衣殼或殼體:是指由蛋白亞基或顆粒排列形成的有規(guī)則的殼樣結(jié)構(gòu),其殼體包裹病毒基因組核酸及

與核酸結(jié)合的蛋白質(zhì)組分。

4.核衣殼:是指衣殼蛋白與病毒核酸結(jié)合而成的復(fù)合物,還包括與核酸相聯(lián)系的其它蛋白。

5.病毒核心:是指有包膜的病毒去除包膜之后的核衣殼以及與之聯(lián)系的蛋白質(zhì),或者無(wú)包膜的病毒除

去蛋白質(zhì)外殼之后的病毒核酸。

6.包膜:是指圍繞核衣殼的雙層脂質(zhì)膜,由脂類、蛋白質(zhì)和寡聚糖組成。

7.釘狀物:又稱膜粒或包膜突起:是病毒表面的糖蛋白突起物。

8.原體:由一種或幾種不相同的蛋白亞基共同構(gòu)成的結(jié)構(gòu)單位。

▲螺旋對(duì)稱的病毒殼體:螺旋對(duì)稱的病毒殼體是由蛋白亞基沿著軸心進(jìn)行螺旋排列,而形成高度有序

的結(jié)構(gòu)。植物病毒的外形多為桿狀;動(dòng)物病毒呈桿狀的較少。

▲大部分動(dòng)物病毒都是呈二十面體對(duì)稱,少數(shù)植物病毒是這樣的結(jié)構(gòu)。

1正二十面體有20個(gè)三角形面和12個(gè)頂點(diǎn)

2病毒蛋白亞基可按完全等價(jià)或準(zhǔn)等價(jià)結(jié)合構(gòu)成二十面對(duì)稱殼體。

完全等價(jià)結(jié)合是指二十面體的每個(gè)亞基具有完全相同的環(huán)境。在這種情況下,其正二十面體的20個(gè)

全等三角面的頂點(diǎn)各排列有一個(gè)亞基,即每個(gè)三角面排列3個(gè),20個(gè)三角面共排列60個(gè)亞基。在二

十面體的頂點(diǎn)5個(gè)亞基聚集形成電鏡下可見的五聚體(五鄰體),即殼粒。

準(zhǔn)等價(jià)結(jié)合構(gòu)成的二十面體對(duì)稱殼體往往比完全等價(jià)結(jié)合的殼體容量要大,因此能夠使更大的病毒基

因組包裹在殼體內(nèi)。二十面體對(duì)稱殼體的擴(kuò)大是通過增加全等三角形數(shù)目和亞基排列來實(shí)現(xiàn)的,增加

三角形數(shù)的辦法是將二十面體的基本三角面分成若干個(gè)三角形,即亞三角形數(shù)目,通常稱為三角剖分

數(shù)。由于這樣的二十面體對(duì)稱殼體表現(xiàn)為一些蛋白亞基排列成五鄰便,另一些亞基排列成六鄰體,故

它們所處的環(huán)境是準(zhǔn)等價(jià)的。

▲有的病毒殼體呈復(fù)合對(duì)稱,如有尾噬菌體。分為頭部和尾部,頭部為二十面體對(duì)稱結(jié)構(gòu),頭部與尾

部通過頸連接起來。

[細(xì)胞膜成分

!!!包膜|膜粒(釘狀物或包膜突起)核酸(病毒核心)

病毒粒子、/蛋白亞基

衣殼~殼粒原體—蛋白亞基

病毒粒子核酸(無(wú)包膜病毒)f

(五聚體區(qū)聚體)

(有包膜病毒)核衣殼

(病毒核心)蛋白

第三節(jié)病毒的基因組

病毒的基因組是由核酸構(gòu)成的,核酸是病毒遺傳和感染的物質(zhì)基礎(chǔ),迄今所發(fā)現(xiàn)的各種病毒僅含有

一種核酸,或者是DNA,或者是RNA。

1.!!!|核酸類型|:病毒核酸有4種存在類型:

雙鏈DNA、單鏈DNA、雙鏈RNA、單鏈RNA。

ssDNA、ssRNA還有極性的不同:

'+ssDNA:與mRNA序列相同的單鏈DNA。

-ssDNA:與mRNA互補(bǔ),且為轉(zhuǎn)錄模板的單鏈DNA。

\+ssRNA:病毒單鏈RNA如果能夠直接作為編碼合成蛋白質(zhì)的模板鏈或mRNA,即為十

ssRNA(或與mRNA序列相同的ssRNA)?

I-ssRNA:與mRNA序列互補(bǔ)的單鏈RNA。

XssDNA、ssRNA還有極性(polarity)的不同:正極性、負(fù)極性,還有雙義RNA。核酸還有分節(jié)段、

不分節(jié)段之分,環(huán)狀及線狀之分。

2.核酸的大小及其堿基組成:病毒基因組核酸的分子量因不同病毒而有很大的差異,其變化范圍一般

在106~108之間。病毒基因組核酸的分子大小反映了不同病毒基因組結(jié)構(gòu)和功能的差異。除了含有生

物所共有的4種堿基外,病毒還含有一些稀有堿基。在不同病毒的核酸中,各種堿基的含量卻相差很

大。一般而言,相同科屬的病毒基因組的核酸堿基組成相似,不同科屬的病毒之間的核酸堿基組成卻

有較大的差異。

3.病毒基因組的結(jié)構(gòu)特征(在不同的病毒科之間有很大的差異):

"單鏈/雙鏈:

環(huán)狀/線狀:

分段基因組:病毒基因組由數(shù)個(gè)核酸分子構(gòu)成。?。?!

★有的基因組有特殊的序列,如:粘性末端、末端冗余、循環(huán)排列、末端反向重復(fù)等。它們與病毒基

因組環(huán)狀分子的形成有關(guān)。

★花椰菜花葉病毒科(不完全環(huán)狀雙鏈DNA分子)和嗜肝DNA病毒科的DNA聚合酶具有逆轉(zhuǎn)錄酶活

性,被1CTV稱為DNA逆轉(zhuǎn)錄病毒。

★逆轉(zhuǎn)錄病毒科,它們的基因組RNA雖為正鏈RNA,但沒有mRNA的翻譯模板活性,故而缺少侵

染性。這類病毒的基因組RNA首先必需在自身逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下,以病毒基因組RNA為模板,逆轉(zhuǎn)

錄形成雙鏈DNA中間體即原病毒或前病毒DNA,然后原病毒雙鏈DNA整合到宿主細(xì)胞DNA上,

再經(jīng)過宿主細(xì)胞的RNA聚合酶H催化,轉(zhuǎn)錄形成mRNAo!!!逆轉(zhuǎn)錄病毒科的基因組由兩個(gè)相同

的線狀正鏈RNA分子組成,故稱為|二倍體篡麗。?。?

★有一些正鏈RNA病毒的基因組RNA是分段的。根據(jù)其基因組所包含的RNA分子數(shù)目,分為:

二組分基因組|:含有2個(gè)RNA分子。?。?!

三組分基因組:含有3個(gè)RNA分子。

★負(fù)鏈RNA基因組沒有mRNA活性和侵染性,但它攜帶有病毒特異的RNA轉(zhuǎn)錄酶即以RNA為模板

轉(zhuǎn)錄形成mRNA=

★!沙粒病毒科的取義sRNAbsRNA3,端的NP編碼區(qū)是負(fù)義的,而5,端GPC編碼區(qū)則是擬正義的。

sRNA

SZP

■ri

3*NPmRNA

3*

SRNA.

S*

GPmRNA3

cX-----------------;-------------------------------一

CP-1IGP-2

S3-1$沙班候,雙義、及”?0功?

4.一些特殊結(jié)構(gòu):

?:?粘性末端:粘性末端(cohesiveend)是指病毒基因組雙鏈

DNA兩端的一小段單鏈部分,并且一端的單鏈部分與另一

端的單鏈部分能進(jìn)行堿基配對(duì)互補(bǔ),可使其線狀雙鏈DNA

的兩端連接起來而形成環(huán)狀分子,或者兩個(gè)或多個(gè)分子連接

成二聚體或多聚體。

?末端冗余或末端豐余,也稱為末端同向重復(fù)序列,它是

指雙鏈DNA分子兩端所存在的相同核甘酸序列。末端冗余

用外切酶處理后,可形成粘性末端,退火后可形成多聯(lián)體

分子,多聯(lián)體分子再經(jīng)切割,退火,可行成環(huán)狀分子。

?:?循環(huán)排列,它是指一些病毒基因組的線狀雙鏈DNA具有

相同的基因順序,但若以不同的核昔酸為起點(diǎn)進(jìn)行排列,

可以產(chǎn)生末端序列互不相同的線狀分子。將帶有這種循環(huán)

排列的DNA先變性,然后退火,從而使不同的單鏈分子

通過堿基互補(bǔ)可以結(jié)合在一起,形成具有粘性末端的雙鏈

線狀分子,再由兩個(gè)末端相互連接,產(chǎn)生環(huán)狀分子。

?回文結(jié)構(gòu)或回文序列:是指在一個(gè)假想軸的兩側(cè)面所存在

的對(duì)稱重復(fù)序列,即兩條鏈的堿基順著同一極性讀(5,3或

3,-5,),均有一樣的堿基排列。它在單鏈DNA或RNA中能

形成發(fā)夾結(jié)構(gòu),在線狀雙鏈DNA中還能形成十字形結(jié)構(gòu)。

短的回文序列:限制性內(nèi)切酶的識(shí)別位點(diǎn)。

長(zhǎng)的回文序列:可能與病毒基因組轉(zhuǎn)錄的終止有關(guān)。

末端反向重復(fù)序列:是指存在于病毒基因組兩端的反向互補(bǔ)

重復(fù)序列。當(dāng)含有末端反向重復(fù)序列的雙鏈DNA分子變性后,

經(jīng)過退火,每條單鏈兩端的堿基可以配對(duì)互補(bǔ)形成鍋柄樣環(huán)狀

分子??赡芘c復(fù)制/轉(zhuǎn)錄酶的識(shí)別有關(guān)。

■?-1*?文*盛發(fā)夷■?!!以艮十字魅■構(gòu)

。重疊基因:某些病毒基因組的某一特定序列能夠以兩個(gè)或兩個(gè)以上的閱讀方式進(jìn)行閱讀,因而可

編碼產(chǎn)生兩種或兩種以上的不同多肽。一個(gè)基因可能包含在另一個(gè)基因內(nèi),或起始于這一基因內(nèi)。

病毒的重疊基因符合遺傳節(jié)約的原則,它增加了病毒基因組遺傳信息的容量,使病毒能夠利用有限

的基因序列編碼較多的蛋白質(zhì),以滿足病毒繁殖和執(zhí)行不同功能的需要。

?分段基因組:是指病毒基因組不是由一個(gè)核酸分子構(gòu)成,而是由數(shù)個(gè)不同的核酸分子組成,這些

彼此不相同的核酸分子被稱為核酸片段或節(jié)段。它們的mRNA

或?yàn)閱雾樂醋樱杭磎RNA編碼一個(gè)蛋白質(zhì)。

或?yàn)槎囗樂醋樱杭磎RNA編碼多個(gè)蛋白質(zhì)。

①多個(gè)核酸節(jié)段包裝在同一病毒粒子中即為|多節(jié)段不分開的分段基因組|,如呼腸弧病毒、流感

病毒。?。?!

②多個(gè)核酸節(jié)段分別包裝在不同的病毒粒子中,即為|多節(jié)段分開的分段基因組|,實(shí)際上是由幾

個(gè)不同的病毒顆粒所組成的復(fù)合體,故稱為|多分體病番!!!

分段基因組的病毒的特點(diǎn):

①侵染效率較低,一般而言,病毒只有在全部核酸節(jié)段存在時(shí),才能產(chǎn)生感染。

②容易產(chǎn)生變異,當(dāng)兩個(gè)含有分段基因組的病毒感染同一細(xì)胞,并在同一細(xì)胞內(nèi)復(fù)制時(shí),由于

核酸節(jié)段之間的交換,而容易得到新的病毒品系(不同病毒).

③具有較高的重組率,核酸節(jié)段之間重組。

第三章病毒的吸附、侵入和脫殼

第一節(jié)病毒的吸附(啟動(dòng)病毒感染的第一步,決定了病毒感染成功與否)

病毒吸附:病毒表面特異性的吸附蛋白&細(xì)胞表面的病毒受體。

一.病毒的吸附蛋白(VAP)

病毒吸附蛋白一般由衣殼蛋白或包膜上的糖蛋白突起充當(dāng)。病毒基因組編碼宿主特異性的糖基轉(zhuǎn)移酶

連接上不同的糖基。

病毒吸附蛋白的結(jié)構(gòu)和功能區(qū):

?細(xì)胞受體結(jié)合區(qū):主要功能是與宿主細(xì)胞表面的糖蛋白受體結(jié)合。

?融合區(qū):促進(jìn)膜融合的活性。

?跨膜區(qū):缺少則不能插入包膜中。

?膜內(nèi)區(qū):可以結(jié)合脂肪酸,去除脂肪酸后,影響血溶作用。

二.病毒的細(xì)胞受體

?所謂病毒的邈1困,是指能夠與病毒吸附蛋白產(chǎn)生特異性結(jié)合,介導(dǎo)病毒侵入細(xì)胞,啟動(dòng)病毒

感染的特殊性細(xì)胞表面位點(diǎn)。病毒受體決定了病毒的宿主譜,組織細(xì)胞的嗜親性,并影響病毒的致

病性。

?:?病毒受體根據(jù)其結(jié)構(gòu)可分為:細(xì)胞受體單位和細(xì)胞受體位點(diǎn)。

細(xì)胞受體單位|是指能夠識(shí)別一個(gè)病毒吸附蛋白的細(xì)胞分子。

細(xì)胞受體位點(diǎn)I是指由一個(gè)或兒個(gè)受體單位組成,并能有效地結(jié)合一個(gè)病毒粒子的細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)。

受體單位聚集而形成受體位點(diǎn)。受體位點(diǎn)與吸附蛋白的結(jié)合是多價(jià)的,牢固的——不可逆的。

三.病毒吸附蛋白與細(xì)胞受體結(jié)合的機(jī)制

【最初】可逆性吸附:靜電引力,無(wú)化學(xué)鍵結(jié)合,不穩(wěn)定,可逆。

I

【第二階段】不可逆吸附:牢固的化學(xué)鍵,結(jié)構(gòu)顯著變化,穩(wěn)定的,不可逆的。

影響病毒吸附的環(huán)境因素:溫度,離子強(qiáng)度,pH值,其它因素。

第二節(jié)病毒的侵入

病毒侵入|是指病毒通過不同方式進(jìn)入宿主細(xì)胞的過程。

!!!病毒侵入有4種以下的方式:

合注射式侵入:T偶數(shù)噬菌體如T2、T4就是以這種方式侵入的。

會(huì)細(xì)胞內(nèi)吞:動(dòng)物病毒的侵入方式,這一過程是細(xì)胞膜先將病毒粒子包裹,再經(jīng)膜內(nèi)陷

形成吞噬泡,從而使病毒粒子進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中。再與合適的細(xì)胞器相融合,如溶酶體,

再通過膜融合,釋放出核衣殼。細(xì)胞內(nèi)吞作用只發(fā)生在病毒受體分布密集的受體位點(diǎn)

或受體區(qū)。

令膜融合:是指病毒包膜與細(xì)胞膜的融合過程。

由其他特殊的侵入方式等:直接侵入,病毒衣殼蛋白的重排和構(gòu)型變化,傷口入侵。

?細(xì)胞內(nèi)吞的類型:

(a)吞噬泡依然存在于細(xì)胞質(zhì)中,不與溶酶體結(jié)合.這樣病毒的侵染活性被吞噬泡所遮蔽

(b)吞噬泡與溶酶體結(jié)合,病毒粒子進(jìn)入溶酶體并被徹底酶解

(c)吞噬泡移到細(xì)胞膜附近,經(jīng)與細(xì)胞膜融合而將病毒粒子重新釋放到細(xì)胞外

(d)與溶酶體結(jié)合,其衣殼被消化,釋放出病毒基因組進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中

(e)吞噬泡移至病毒脫殼的部位(胞質(zhì)或胞核),然后病毒粒子從中逸出再行脫殼

(0病毒粒子在吞噬泡與溶酶體結(jié)合前,以某種機(jī)制逸出吞噬泡

第三節(jié)病毒的脫殼

病毒脫殼|是指病毒感染性核酸從衣殼內(nèi)釋放出來的過程。

>有包膜病毒脫殼包括脫包膜和脫衣殼

>無(wú)包膜病毒只需脫衣殼

?病毒脫殼后,其裸露的核酸通常對(duì)核酸酶是敏感的;有些病毒其核酸并不完全裸露,而是與

一些特異的病毒蛋白或細(xì)胞蛋白連接在一起,以抵抗核酸酶的降解作用。

?有些無(wú)包膜病毒可以直接在細(xì)胞膜或細(xì)胞壁表面進(jìn)行脫殼,其侵入和脫殼一次完成。如小

RNA病毒。

?有一些無(wú)包膜病毒的脫殼并不是一步完成的,如呼腸弧病毒粒子具有雙層衣殼,內(nèi)吞后,溶

酶體酶水解脫掉外衣殼,然后再脫殼生成病毒核酸。

?有包膜病毒以膜融合方式侵入細(xì)胞質(zhì)后,由于其包膜在與細(xì)胞膜融合時(shí)即已脫掉,只剩下核

衣殼。核衣殼被移至脫殼部位,并在細(xì)胞蛋白酶的作用下進(jìn)一步脫去衣殼。

?有包膜病毒以細(xì)胞內(nèi)吞方式侵入細(xì)胞,其吞噬泡內(nèi)的病毒粒子首先可以經(jīng)過吞噬泡與溶酶體

融合而進(jìn)入溶酶體內(nèi),然后在溶酶體酶的消化作用下脫去病毒核衣殼。

?!!!痘苗病毒編碼合成脫殼酶,使病毒脫殼。

?病毒在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)和脫殼與細(xì)胞骨架系統(tǒng)密切相關(guān),一旦細(xì)胞內(nèi)的微管、微絲受到破壞

時(shí),這些病毒粒子就難以運(yùn)輸?shù)秸_的部位產(chǎn)生脫殼。

?核內(nèi)復(fù)制的病毒的脫殼都是在細(xì)胞核內(nèi)最后完成。

第四章病毒的基因組復(fù)制

第一節(jié)病毒基因組復(fù)制的基本特點(diǎn)

一、全保留復(fù)制和半保留復(fù)制

■半保留復(fù)制

大多數(shù)dsDNA病毒的基因組復(fù)制與原核生物和真核生物的DNA復(fù)制一樣,一般為半保留復(fù)制,

如皰疹病毒等.

-全保留復(fù)制

呼腸孤病毒的dsRNA基因組則進(jìn)行的是全保留復(fù)制或保留復(fù)制。在全保留復(fù)制過程中,病毒雙

鏈RNA中的兩條RNA親本鏈一直是纏繞在一起的,僅在復(fù)制點(diǎn)處有幾個(gè)堿基對(duì)解鏈,并且在復(fù)制酶

的作用下復(fù)制出一條子代RNA鏈(+),然后以新生鏈為模板合成出互補(bǔ)鏈(-),由此產(chǎn)生子代dsRNA

基因組。

二.病毒基因組的復(fù)制起始

原核生物基因組:第一輪復(fù)制尚未完成之前,可以再?gòu)膹?fù)制原點(diǎn)開始下一輪復(fù)制.

真核生物基因組:

?DNA上有許多復(fù)制原點(diǎn)(多復(fù)制子)同時(shí)起始復(fù)制.

?其復(fù)制叉的移動(dòng)速度比原核生物慢。

?第一輪復(fù)制和細(xì)胞分裂未完成之前,第二輪復(fù)制是不可能開始的。

「真核生物的線狀雙鏈DNA上含有多個(gè)復(fù)制原點(diǎn),基因組DNA是|多復(fù)制孔

yDNA病毒基因組一般只有一個(gè)復(fù)制原點(diǎn),其基因組DNA為|單復(fù)制子|。

復(fù)制方向:dsDNA病毒:從復(fù)制原點(diǎn)開始,單向或雙向,并由子代互補(bǔ)鏈的延伸形成復(fù)制叉。

■連續(xù)復(fù)制與不連續(xù)復(fù)制:

(1)大多數(shù)dsDNA病毒基因組以3,一5,方向的DNA鏈為模板,進(jìn)行連續(xù)復(fù)制,產(chǎn)生先導(dǎo)鏈。

(2)以5,一3,方向的DNA鏈為模板,進(jìn)行不連續(xù)復(fù)制,產(chǎn)生岡崎片段,連接而成后隨鏈。

第二節(jié)病毒基因組復(fù)制所需的復(fù)制酶

?原核生物、真核生物以及DNA病毒的DNA復(fù)制酶和轉(zhuǎn)錄酶系統(tǒng)在功能上是完全分開的:

DNA聚合酶只起復(fù)制作用,以產(chǎn)生子代雙鏈DNA分子。

RNA聚合酶只起轉(zhuǎn)錄作用,以產(chǎn)生RNA。

?RNA病毒編碼的一種RNA依賴性RNA聚合酶既可以是轉(zhuǎn)錄酶,也可以是復(fù)制酶,所以這種酶

常被稱為轉(zhuǎn)錄/復(fù)制酶。

■可能自身攜帶復(fù)制酶,也可能在細(xì)胞內(nèi)自身編碼合成;

■也可能依賴宿主細(xì)胞編碼的復(fù)制酶;

■也可能病毒蛋白與宿主細(xì)胞蛋白共同構(gòu)成病毒復(fù)制酶。

第三節(jié)病毒基因組的復(fù)制

"復(fù)制叉方式:大多數(shù)線狀dsDNA病毒。

三種主要方式1滾環(huán)方式:環(huán)狀雙鏈DNA單向復(fù)制的特殊方式。

鏈置換方式:痘病毒、腺病毒等。

滾環(huán)復(fù)制卜在復(fù)制時(shí),核酸酶切開其中一條鏈,其5,端通常連接有特殊的蛋白,而3,端則在DNA聚

合酶的作用下,以未切斷的一條環(huán)狀DNA鏈為模板,不斷地加上新的核甘酸,合成先導(dǎo)鏈,而5,端

也以切開鏈為模板合成后隨鏈。由于3,端不斷延長(zhǎng),而5,端則不斷地甩出,就好像中間一個(gè)環(huán)在不斷

地滾動(dòng)一樣,故稱為滾環(huán)復(fù)制。

鏈置換方式卜以3,-5,DNA鏈為模板,合成新鏈,并且由新合成的生長(zhǎng)鏈置換出與模板鏈互補(bǔ)的親鏈,

由新鏈與模板鏈互補(bǔ)生成子代dsDNA。置換出的親鏈可為模板,互補(bǔ)合成dsDNA,再重復(fù)上述鏈置

換的過程。

☆I(lǐng)乙型肝炎基因組DNA(不完全雙鏈)的復(fù)制|:

(1)首先在自身編碼合成的DNA聚合酶作用下修復(fù)正鏈(即S鏈缺口部分),形成閉環(huán)雙鏈DNA;

(2)再經(jīng)過宿主細(xì)胞RNA聚合酶催化,以負(fù)鏈L作為轉(zhuǎn)錄模板,轉(zhuǎn)錄生成全長(zhǎng)mRNA,稱為前基因

組RNA(pregenomicRNA,pgRNA),

(3)由pgRNA在DNA聚合酶/逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下,得到負(fù)鏈DNA;

(4)負(fù)鏈DNA環(huán)化,以環(huán)化負(fù)鏈DNA為模板合成正鏈DNA;

(5)由于正鏈DNA在沒有合成完全的情況下終止,這樣就生成了一個(gè)有部分單鏈區(qū)的環(huán)狀雙鏈DNA。

i!轉(zhuǎn)墻

腦DNA黜H版

不完全神dsDNA---------------?完全環(huán)狀,U-ssDNA---------------?pgRNA

ft?+ssMO磔RNA糕Jj

躺DNA酎*貿(mào)卜

----------------->-sDNA同時(shí)一靴——?+ssDNA,發(fā)生船,明形成

颼轉(zhuǎn)錄*pgRNA鞫VDNA軸例不處梯dsDNA

?乙肝病毒:特殊的逆轉(zhuǎn)錄過程

?多瘤病毒(SV40):。復(fù)制(復(fù)制叉)

⑥皰疹病毒:滾環(huán)復(fù)制

?腺病毒:鏈置換復(fù)制

ssDNA病毒基因組的復(fù)制

工ssDNA細(xì)小病毒:

XdsDNA呼腸孤病毒:病毒粒子攜帶有轉(zhuǎn)錄/復(fù)制酶,全保留復(fù)制。

■dsRNA丁+RNA—-RNA—dsRNA】

■k病毒顆粒

ImRNA—病毒蛋白J

工+SSRNA小RNA病毒科:+ssRNAf-ssRNA-子代+ssRNA(人患口蹄疫,手足口?。?/p>

子代+ssRNA具有三種功能:

[作為mRNA進(jìn)行翻譯,產(chǎn)生更多的病毒蛋白

{作為模板合成-ssRNA

〔作為子代病毒基因組進(jìn)行包裝

4--ssRNA副流感病毒科:-ssRNA—+ssRNA—子代-ssRNA

第五章病毒的基因表達(dá)(mRNA轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)翻譯)

第一節(jié)病毒的基因轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后加工

?病毒基因轉(zhuǎn)錄的將詞;

(-)病毒的早期轉(zhuǎn)錄和晚期轉(zhuǎn)錄(表達(dá)的時(shí)序性:早期基因表達(dá)一基因組的復(fù)制一晚期基因表達(dá)):

病毒的早期轉(zhuǎn)錄:發(fā)生在病毒的感染初期,出現(xiàn)在病毒基因組復(fù)制之前的轉(zhuǎn)錄,稱為病毒的早期轉(zhuǎn)錄。

所轉(zhuǎn)錄的基因稱為早期基因。轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為早期mRNA。由早期mRNA翻譯產(chǎn)生的早期蛋白為病毒基

因組復(fù)制、晚期基因表達(dá)相關(guān)的酶和蛋白質(zhì)。

病毒的晚期轉(zhuǎn)錄:在病毒基因組復(fù)制開始或復(fù)制之后,所進(jìn)行的轉(zhuǎn)錄稱為晚期轉(zhuǎn)錄。

所轉(zhuǎn)錄的基因稱為晚期基因。轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為晚期mRNA。由晚期mRNA翻譯產(chǎn)生的晚期蛋白,主要是

構(gòu)成病毒體所需的結(jié)構(gòu)蛋白,如衣殼蛋白,包膜糖蛋白等。

(二)病毒的非對(duì)稱性轉(zhuǎn)錄:

非對(duì)稱性轉(zhuǎn)錄:是指病毒基因的轉(zhuǎn)錄并不固定在一條DNA鏈上,其中一些基因從一條鏈上轉(zhuǎn)錄,而

另一些基因從另一條鏈上轉(zhuǎn)錄,因而使轉(zhuǎn)錄方向有左向和右向,或者順時(shí)針和逆時(shí)針的區(qū)別。

(三)病毒的多基因轉(zhuǎn)錄和單基因轉(zhuǎn)錄:

■多基因轉(zhuǎn)錄是指多個(gè)基因聯(lián)合轉(zhuǎn)錄在一條mRNA鏈上,這樣的mRNA也稱為多順反子mRNA。

■單基因轉(zhuǎn)錄是指一個(gè)基因單獨(dú)轉(zhuǎn)錄在一條mRNA鏈上,這樣的mRNA也稱為單順反子mRNA。

多基因轉(zhuǎn)錄是一種很經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)錄方式,可能有2種方式;

a.大的mRNA前體即多順反子mRNA,再降解成多個(gè)單順反子mRNA。

b.多順反子mRNA翻譯成多蛋白前體,切割形成多個(gè)蛋白質(zhì)。

(四)不同病毒轉(zhuǎn)錄方式的差異:

dsDNA:能以任意--條鏈為模板轉(zhuǎn)錄出mRNA。

ssDNA:ssDNAfdsDNAf轉(zhuǎn)錄出mRNA。

+ssRNA:+ssRNA直接作為mRNA;或者復(fù)制產(chǎn)生-ssRNA后轉(zhuǎn)錄出mRNA。

—ssRNA:—ssRNA轉(zhuǎn)錄mRNA。

dsRNA:以負(fù)鏈RNA轉(zhuǎn)錄mRNA

逆轉(zhuǎn)錄病毒:+ssRNATcDNA—dsDNAf整合到宿主染色體DNA上一以原病毒dsDNA為模板f轉(zhuǎn)

錄多個(gè)mRNA分子一多個(gè)蛋白質(zhì)

?病毒基因轉(zhuǎn)錄所需的轉(zhuǎn)錄酶

(一)、病毒利用宿主的RNA聚合醐

(二人病毒粒子攜帶的轉(zhuǎn)錄酶:-ssRNA病毒&dsRNA病毒攜帶有轉(zhuǎn)錄酶。

(三)、病毒在復(fù)制循環(huán)中自身編碼的轉(zhuǎn)錄酶:通過宿主RNA聚合酶催化病毒早期轉(zhuǎn)錄,產(chǎn)生早期mRNA

翻譯為病毒轉(zhuǎn)錄酶。

(四”病毒蛋白和宿主蛋白共同構(gòu)成的轉(zhuǎn)錄酶

?病毒基因的轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)子與轉(zhuǎn)錄起始

原核和真核DNA病毒:?jiǎn)?dòng)子|和聯(lián)錄起始位點(diǎn)o

|啟動(dòng)子:DNA分子的一個(gè)區(qū)段,RNA聚合酶在此結(jié)合并起始轉(zhuǎn)錄。]

DNA噬菌體基因轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)子:

①一10區(qū)(一10左右的一段核甘酸序列中大都包含TATAAT序列,又稱TATA框,TATAbox)。

②一35區(qū)位于一10區(qū)的左側(cè),其共同序列為TTGACA,是RNA聚合酶對(duì)模板的初始結(jié)合位點(diǎn)。

真核DNA病毒基因轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)子和增強(qiáng)子:

①TATAbox:真核DNA病毒與真核生物一樣,在其基因轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的上游有一個(gè)保守的啟動(dòng)子序列。

它由TATAAAA組成,稱為TATAbox,其位置在-30——20區(qū)。

②CAATbox和GCbox。一個(gè)啟動(dòng)子序列為GGCCAATCT,其中CAAT序列相當(dāng)保守,故稱為CAATbox,

增強(qiáng)子(enhancer)是指能使與它連鎖的上游或下游基因轉(zhuǎn)錄頻率明顯增加的DNA序列。|

帽子位點(diǎn)(capsite)存在于啟動(dòng)子的下游,它是真核DNA病毒mRNA的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)(第一個(gè)核昔酸摻入位置:>1|

真核DNA病毒還含有胸朝序列

真核-ssRNA病毒:麗轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)子,轉(zhuǎn)錄起始與先導(dǎo)序列區(qū)以及基因接頭區(qū)的特定核甘酸序列有關(guān).

?病毒轉(zhuǎn)錄的終止:

|終止子:在噬菌體DNA模板鏈上發(fā)現(xiàn)有轉(zhuǎn)錄終止位點(diǎn),即終止子7]

這些終止子具有共同的結(jié)構(gòu)特征:

?終止子上游存在有反向重復(fù)序列,由此段DNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA易于形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)。

?終止子的下游有一段由4-8個(gè)A組成的序列,因而轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的3,端帶有寡聚U。

?病毒轉(zhuǎn)錄后的加工和拼接:

f真核病毒:5,端帶帽,3,端加尾,切除內(nèi)含子,拼接。

m7GTP帽子結(jié)構(gòu)的功能:

1)核糖體識(shí)別mRNA的信號(hào),無(wú)帽子結(jié)構(gòu)不能結(jié)合。

2)增加病毒mRNA的穩(wěn)定性,免遭核酸酶攻擊。

3)帽子結(jié)構(gòu)能被蛋白質(zhì)合成起始因子所識(shí)別,從而促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成。

關(guān)于poly(A)功能的問題,至今不清??赡苤饕cmRNA在細(xì)胞質(zhì)中的穩(wěn)定性有關(guān)。

拼接僅見于在核內(nèi)復(fù)制的DNA病毒。受控于宿主細(xì)胞的拼接系統(tǒng),也需要有病毒自身編碼的調(diào)節(jié)蛋白以及轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的

拼接RNA起作用。

f噬菌體mRNA:5,端,3,端無(wú)需加工,可直接翻譯。

第二節(jié)病毒蛋白的翻譯及其翻譯后加工

翻譯后加工:不同病毒不同

包括病:毒多蛋白前體的切割

糖基化

磷酸化修飾等

蛋白質(zhì)的遷移:新合成的蛋白質(zhì)必須根據(jù)病毒復(fù)制的需要,遷移到細(xì)胞中不同的部位。

第六章病毒粒子的裝配和釋放

第一節(jié)病毒粒子的裝配

麗在病毒感染的細(xì)胞中,由病毒基因組指導(dǎo)合成的病毒結(jié)構(gòu)蛋白和子代病毒核酸基因組組裝,生

成完整的子代病毒粒子的過程稱為裝配或叫做成熟。

?!!!裝配部位:真核DNA病毒:細(xì)胞核。

RNA病毒:細(xì)胞質(zhì)。

?裝配方式:自發(fā)裝配:核酸和結(jié)構(gòu)蛋白是經(jīng)過自我裝配而生成完整的病毒粒子。

指導(dǎo)裝配:需要形態(tài)發(fā)生因子,起腳手架蛋白作用或切割水解蛋白的作用。

第二節(jié)病毒粒子的釋放

拜闞:病毒粒子在細(xì)胞內(nèi)裝配完畢后,由細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞外的過程叫做釋放。

釋放方式卜

裂解釋放:大多數(shù)烈性噬菌體,機(jī)理是病毒成熟并且積累,導(dǎo)致細(xì)胞膜的通透性改變,細(xì)胞吸水漲裂

死亡,最終導(dǎo)致病毒釋放。

出芽釋放:有包膜的病毒粒子,經(jīng)細(xì)胞膜向外排出的過程。與病毒的內(nèi)吞作用相反。

空泡釋放:病毒粒子在空泡內(nèi)形成聚集,產(chǎn)生病毒空泡,病毒空泡位于細(xì)胞膜附近,并通過接觸細(xì)胞

膜而破裂,隨之釋放出病毒粒子。

第七章病毒對(duì)宿主的影響

?Biologicalwarfare,alsoknownasgermwarfare,istheuseofanypathogen(bacteria,virusorother

disease-causingorganism)ortoxinfoundinnature,asaweaponofwar.Itismeanttoincapacitateorkillan

adversary.

第一節(jié)病毒引起細(xì)胞形態(tài)學(xué)改變

一、感染引起細(xì)胞死亡

高度的殺細(xì)胞作用:病毒迅速增殖一宿主細(xì)胞代謝障礙f死亡一成熟病毒粒子釋放

穩(wěn)定態(tài)感染卜有一些病毒在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制時(shí),似乎并不嚴(yán)重地影響細(xì)胞的生命活動(dòng),感染細(xì)胞仍能增殖,

并且病毒經(jīng)常由親代細(xì)胞傳遞給子代細(xì)胞,這些被感染細(xì)胞的基本代謝功能尚未受到嚴(yán)重破壞,病毒

粒子是以“出芽”的方式釋放或者通過細(xì)胞分裂和增殖而進(jìn)行傳播的,病毒與細(xì)胞之間的這種相互關(guān)

系,稱為穩(wěn)定態(tài)感染。

致死機(jī)理:

?細(xì)胞代謝障礙和毒性作用。引起細(xì)胞核酸和蛋白質(zhì)代謝障礙。

?細(xì)胞繼發(fā)性作用。細(xì)胞的蛋白酶水解自身,細(xì)胞膜通透性增加。

?核型紊亂。染色體斷裂,結(jié)構(gòu)異常,數(shù)目改變。

?宿主產(chǎn)生自身免疫,殺傷病毒感染細(xì)胞。宿主細(xì)胞表面抗原物質(zhì)發(fā)生改變,免疫癱瘓。

二、病毒包涵體的形成

病毒感染后,宿主細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞核內(nèi)會(huì)出現(xiàn)一種光學(xué)顯微鏡下可見的特殊染色體區(qū)域,成為I包涵體。

包涵體是病毒的集團(tuán),即由大量的病毒粒子堆積而成,更確切地說,應(yīng)當(dāng)將包涵體看作是病毒核酸和

病毒蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)集中合成以及裝配生成病毒粒子的場(chǎng)所(病毒工廠)。

包涵體是某些病毒感染宿主后產(chǎn)生的細(xì)胞病理學(xué)特征,這種特征具有一定程度的種屬性。

三、病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合

某些病毒能使細(xì)胞發(fā)生融合,這類病毒有時(shí)也稱為削胞融合性病毒I或而疏闔。細(xì)胞融合后,可以形

成多核巨細(xì)胞。

細(xì)胞融合的發(fā)生不僅決定于病毒和細(xì)胞的種類,而且受病毒感染數(shù)量、溫度和環(huán)境中離子強(qiáng)度等條件

的影響。細(xì)胞融合是對(duì)細(xì)胞生命活動(dòng)的一種園圄作用,因?yàn)槿诤系募?xì)胞大多數(shù)喪失了功能,并且最后

死亡。

四、病毒導(dǎo)致紅細(xì)胞凝集

正粘病毒和副粘病毒具有凝集紅細(xì)胞的作用,因?yàn)橛蠬A(血凝素)突起。

五、病毒導(dǎo)致細(xì)胞轉(zhuǎn)化

①病毒癌基因高度表達(dá)。

②病毒基因插入后,細(xì)胞癌基因激活。

③編碼調(diào)節(jié)蛋白,激活與細(xì)胞增殖有關(guān)的基因表達(dá)。

@DNA腫瘤病毒編碼的病毒癌蛋白可以使細(xì)胞的抑癌蛋白失活,從而導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)失控。

第二節(jié)病毒對(duì)宿主細(xì)胞生物大分子合成的干擾

一、病毒對(duì)宿主蛋白合成的抑制

不同病毒抑制程度和時(shí)序均不相同:

?很快關(guān)閉宿主蛋白質(zhì)合成,如小RNA病毒。

?漸進(jìn)的抑制,隨著病毒mRNA的合成增加,而逐漸取代了宿主mRNA。如痘病毒和腺病毒。

影響途徑:

?病毒對(duì)宿主翻譯起始因子的影響。編碼--種蛋白水解醐:帽子結(jié)合蛋白復(fù)合物失活。

?宿主mRNA降解。編碼某種蛋白質(zhì)降解宿主的mRNA。

?病毒mRNA與宿主mRNA之間競(jìng)爭(zhēng)有限的核糖體。合成大量的病毒mRNA,病毒mRNA對(duì)核

糖體有更強(qiáng)的親和力。

二、病毒對(duì)宿主轉(zhuǎn)錄的干擾

?:?抑制宿主細(xì)胞轉(zhuǎn)錄。①病毒的RNA聚合酶更高效率的利用核甘三磷酸。②DNA病毒,如腺病毒,

可以降低宿主細(xì)胞對(duì)核甘三磷酸的競(jìng)爭(zhēng)能力,還能競(jìng)爭(zhēng)性地利用宿主RNA聚合酶U,轉(zhuǎn)錄形成病

毒mRNA。③抑制宿主細(xì)胞RNA前體拼接。機(jī)制不清。

。病毒自身高水平轉(zhuǎn)錄。。攜帶自身編碼的RNA轉(zhuǎn)錄酶。?攜帶有轉(zhuǎn)錄激活因子,促進(jìn)病毒基因

轉(zhuǎn)錄。?病毒增強(qiáng)子維持病毒基因的高水平轉(zhuǎn)錄。

?:?病毒晚期轉(zhuǎn)錄的激活。許多DNA病毒早期基因產(chǎn)物為激活蛋白,可以刺激晚期基因的轉(zhuǎn)錄。

三、病毒對(duì)宿主DNA復(fù)制的影響

影響機(jī)制:

病毒特異性的DNA酶;導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)DNA酶量增加;病毒編碼某種蛋白質(zhì)加入到宿主復(fù)制酶復(fù)合物

中,以催化病毒DNA的復(fù)制;導(dǎo)致宿主細(xì)胞RNA引物、復(fù)制相關(guān)蛋白減少;復(fù)制所需的原材料消

耗。

第八章機(jī)體的病毒感染防治

機(jī)體的病毒感源指感染性的病毒侵入敏感的宿主機(jī)體后,以繁殖形式或以非繁殖形式與機(jī)體相互作用

所產(chǎn)生的各種現(xiàn)象的總和。

無(wú)感染性的病毒顆粒進(jìn)入機(jī)體或是有感染性的病毒進(jìn)入絕對(duì)不敏感的機(jī)體都不叫感染。在這些情況

下,病毒的進(jìn)入與任何異物進(jìn)入機(jī)體沒有區(qū)別。

第一節(jié)機(jī)體的病毒感染

一、機(jī)體病毒感染的類型:

O根據(jù)感染癥狀的明顯程度可分為:顯性感染、隱性感染(不顯性感染)。

O根據(jù)病毒在機(jī)體內(nèi)存留時(shí)間的長(zhǎng)短及病毒與宿主相互作用的方式可分為:急性感染、持續(xù)性感染。

O根據(jù)感染過程、癥狀和病理變化發(fā)生的主要部位,可分為局部感染和系統(tǒng)感染。

急性感染|:有些病毒感染機(jī)體后,不論是引起臨床癥狀(顯性感染),還是不引起臨床癥狀(隱性感

染),病毒在機(jī)體內(nèi)存留的時(shí)間都較短,感染是突發(fā)性的,急性期后病毒即被機(jī)體消除;或因受染機(jī)

體死亡,病毒失去寄生的場(chǎng)所,這類病毒感染稱作急性感染。

持續(xù)性感染|:在病毒與宿主的共生關(guān)系中,病毒在機(jī)體內(nèi)長(zhǎng)期存在,保持低水平的復(fù)制。病毒的感

染往往只引起宿主機(jī)體輕微的或不可覺察的疾病,病毒與機(jī)體的共生關(guān)系通常都稱為持續(xù)性感染。

二、構(gòu)成機(jī)體病毒感染的因素:病毒、機(jī)體和環(huán)境條件

(一)病毒

病毒的質(zhì)和量是決定病呼感染和發(fā)病的重要因素。

1.I病毒的致病性而番萬(wàn)

病毒的致病性是特定的病毒種引起感染過程的潛在能力,是病毒種的特征。病毒的致病性是

相對(duì)的,某些病毒致病范圍很廣,但也有些病毒的致病范圍很窄。

病毒的毒力是指特定的毒株致病性的強(qiáng)弱。毒力是病毒株的特征。

2.病毒的量|

引起病毒感染的另一個(gè)必要條件是病毒的數(shù)量,它與病毒的毒力以及機(jī)體對(duì)病毒的敏感性有

關(guān):病毒的毒力越強(qiáng),引起機(jī)體感染所需的病毒劑量越低;機(jī)體對(duì)病毒的抵抗力越強(qiáng),引起感染所需

的病毒劑量越高。

3.除了病毒的質(zhì)和量外,|病毒侵入機(jī)體的自然感染途徑|也是影響機(jī)體感染的一個(gè)因素。

4.|子代病毒在細(xì)胞間的傳遞方式|對(duì)病毒感染的表現(xiàn)和結(jié)果也有一定影響.

(二)機(jī)體

機(jī)體|對(duì)病毒的旅疣力是決定病毒感染過程的另一個(gè)重要因素。對(duì)病毒感染的免疫和抵抗是完整

機(jī)體的一種生理功能,以保護(hù)機(jī)體免于感染或嚴(yán)重感染。

(三)環(huán)境條件

機(jī)體生存所處的地理環(huán)境,氣候條件中可能存在的各種理化因子,以及諸如人的生活方式等等,

均能作用于病毒或機(jī)體而間接影響病毒的感染過程。

三、脊椎動(dòng)物的病毒感染

中樞免疫器官

周圍免疫器官

-淋巴細(xì)胞

系輔佐細(xì)胞

統(tǒng)-其他免疫細(xì)胞

「免疫球蛋白

補(bǔ)體系統(tǒng)

■粘附分子

L細(xì)胞因子

抗原凡能誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)發(fā)生免疫應(yīng)答,并能與其誘導(dǎo)產(chǎn)生的抗體或效應(yīng)細(xì)胞在體內(nèi)或體外發(fā)生特異

性反應(yīng)的物質(zhì),就稱為抗原。

抗原的特性:

O免疫原性或抗原性

抗原能刺激特定的免疫活性細(xì)胞,使之活化、增殖、分化,最終產(chǎn)生免疫效應(yīng)物質(zhì)(抗體或效應(yīng)細(xì)胞)。

O反應(yīng)原性或免疫反應(yīng)性

抗原可在體內(nèi)外與相應(yīng)的免疫反應(yīng)產(chǎn)物發(fā)生特異性結(jié)合。

完全抗凰:凡是具有免疫原性和反應(yīng)原性的物質(zhì)稱為完全抗原。如大多數(shù)蛋白質(zhì)、細(xì)菌、病毒等。

半抗原或不完全麗:只具有反應(yīng)原性而無(wú)免疫原性的物質(zhì)稱為半抗原。半抗原可與相應(yīng)抗體結(jié)合,

具有反應(yīng)原性。半抗原+載體一完全抗原

抗原決定簇:

①抗原決定簇是存在于抗原表面的特殊基團(tuán),又稱表位。

②一般蛋臼質(zhì)的決定簇是由5-6個(gè)氨基酸殘基組成,一個(gè)多糖決定簇由5-7個(gè)葡萄糖殘基組成;

一個(gè)核酸半抗原的決定簇包含6-8個(gè)核甘酸

③抗原決定簇的大小相當(dāng)于相應(yīng)抗體的抗原結(jié)合部位。

④是免疫反應(yīng)具有特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)

抗原通過AD與相應(yīng)淋巴細(xì)胞表面抗原受體結(jié)合,從而激活淋巴細(xì)胞,引起免疫應(yīng)答;-

免疫原性特異性;

抗原也藉此與相應(yīng)抗體或致敏淋巴細(xì)胞發(fā)生特異性結(jié)合?!庖叻磻?yīng)性特異性;

⑤抗原決定簇的性質(zhì)、數(shù)目和空間構(gòu)型決定著抗原的特異性。

免疫球蛋白卜具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白。

邈:由抗原刺激機(jī)體產(chǎn)生并與抗原發(fā)生特異性結(jié)合的免疫球蛋白,表現(xiàn)高度的多樣性。抗體都是免

疫球蛋白,而免疫球蛋白并不一定都是抗體(如骨髓瘤蛋白)。

免疫應(yīng)答是指機(jī)體受抗原刺激后,體內(nèi)抗原特異性淋巴細(xì)胞對(duì)抗原分子的識(shí)別、活化、增殖、分化

或失去活性潛能,并表現(xiàn)出一定生物學(xué)效應(yīng)的全過程。

I免疫耐受機(jī)體對(duì)某一抗原不產(chǎn)生應(yīng)答;當(dāng)一抗原再次刺激機(jī)體,無(wú)任何反應(yīng),而其他抗原刺激時(shí),

機(jī)體能發(fā)生反應(yīng)。

o機(jī)體對(duì)病毒感染的保護(hù)性反應(yīng):

(a)對(duì)游離病毒的清除,主要是體液免疫。

(b)對(duì)病毒感染的靶細(xì)胞清除,主要是靠細(xì)胞免疫。

(c)抑制病毒大分子合成,阻斷病毒復(fù)制循環(huán)。

。非免疫抵抗力:年齡、激素、體溫、營(yíng)養(yǎng)、遺傳因素

持續(xù)性感甄很多病毒感染機(jī)體時(shí),由于種種原因機(jī)體不能消除病毒,病毒可以在機(jī)體內(nèi)長(zhǎng)期存在達(dá)

數(shù)月或數(shù)年之久,甚至機(jī)體終身帶有病毒,這種病毒與宿主的共生關(guān)系稱之為持續(xù)性感染。

O持續(xù)性感染的類型:

(a)有晚期并發(fā)癥的感染:在病毒顯性感染后,因某種原因病毒偶爾未被清除,繼續(xù)存留在體內(nèi),通

常在腦組織中,最終引起機(jī)體發(fā)生遲發(fā)進(jìn)行性致死性疾病。

(b)潛伏性感染:潛伏性感染的特點(diǎn)是在急性原發(fā)性感染后,病毒呈潛伏狀態(tài)而不易檢出,經(jīng)過很長(zhǎng)

時(shí)間的間歇期后疾病又可急性復(fù)發(fā),此時(shí)又能檢測(cè)到病毒。

(c)慢性感染:指的是機(jī)體能很長(zhǎng)時(shí)間或終身持續(xù)不斷地產(chǎn)生有感染性的病毒,因而病毒始終能夠被

檢出的持續(xù)性感染。許多慢性感染的共同特征是不產(chǎn)生疾病,但有感染性的病毒持續(xù)存在,并且

它們可能散布或通過輸血傳播。

(d)慢病毒感染:這類持續(xù)性感染具有很長(zhǎng)的潛伏期,發(fā)病緩慢,逐漸發(fā)展,終致機(jī)體死亡。

O持續(xù)性感染發(fā)生的機(jī)制(病毒因素和宿主因素):

(1)病毒因素:

a整合感染:某些DNA病毒(如嗜肝DNA病毒)的基因組DNA能以整合或附加體形式持續(xù)存在。

逆轉(zhuǎn)錄病毒的基因組RNA經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的DNA前病毒,也可整合于宿主基因組。整合的結(jié)果是:

導(dǎo)致細(xì)胞轉(zhuǎn)化為腫瘤細(xì)胞的持續(xù)性感染,垂直傳遞給子代,成為內(nèi)源性病毒的潛伏感染。(不轉(zhuǎn)化細(xì)

胞也不破壞細(xì)胞的潛伏性感染)

b無(wú)免疫原性的因子與免疫原性弱的病毒。另外,有些病毒囊膜的脂質(zhì)含量很高,免疫原性弱,均有

可能發(fā)生持續(xù)性感染。

c病毒致細(xì)胞病變效應(yīng)較弱。一般來說,致細(xì)胞病變效應(yīng)很強(qiáng)的病毒能引起靶組織細(xì)胞的嚴(yán)重破壞,

常產(chǎn)生急性疾病。而有些病毒致細(xì)胞病變效應(yīng)很弱或不引起病變,在這種情況下,病毒在機(jī)體內(nèi)能維

持持續(xù)性感染。如乙型肝炎病毒。

d病毒變異。許多病毒在宿主機(jī)體內(nèi)有頻繁變異的趨勢(shì),這樣的病毒就逃避了機(jī)體的免疫攻擊。

e缺損干擾顆粒(DI顆粒)?;蛴腥毕莸牟《就蛔冎?,通常無(wú)感染性,但能干擾親代病毒的復(fù)制(干

擾缺損顆粒本身復(fù)制)。這樣,使病毒感染只能在較低水平上維持。它們因失去了其親代病毒基因組

中的復(fù)制必需片段,所以不能單獨(dú)進(jìn)行復(fù)制,而必須在其同型的完全病毒的輔助下,由完全病毒提供

DI顆粒已喪失的,但又為復(fù)制所必需的基因功能才能復(fù)制。同時(shí)由于DI顆粒與完全病毒競(jìng)爭(zhēng)復(fù)制

必需的基因產(chǎn)物,從而可抑制感染性的完全病毒的復(fù)制。DI顆粒的特點(diǎn):基因組有缺損,干擾同源

的標(biāo)準(zhǔn)病毒復(fù)制,依賴于同源的標(biāo)準(zhǔn)病毒復(fù)制,DI顆粒具有與親代相同的對(duì)稱形式、形態(tài)特征、

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