第四章 病毒基因组
单链RNA
负链RNA病毒
正链RNA病毒
负链RNA病毒
逆转录病毒
逆转录病毒—— 一类含有逆转录酶的单股正链RNA病毒 逆转录病毒的共同特性—— 1、球形,有包膜,80~120 nm 2、基因组:单股RNA二聚体,核心有逆转录酶 3、复制通过DNA中间体,能与宿主细胞DNA整合
5′端
含有基因表 达调控序列 (真核生物 的启动子和 增强子)
虹彩病毒科
嗜肝病毒科
疱疹病毒科 乳头瘤病毒科 腺病毒科
细小病毒科 圆环病毒科
呼肠孤病毒科
正粘病毒科 砂粒病毒科 布尼病毒科
反录病毒科
副粘病毒科
弹状病毒科
波纳病毒科
双RNA病毒科
丝状病毒科 嵌杯病毒科 星状病毒科
微RNA病毒科
冠状病毒科动ຫໍສະໝຸດ 炎病毒科 披膜病毒科黄病毒科
DNA病毒基因组
➢ 广泛存在于人、脊椎动物、昆虫体内以及多 种传代细胞系中,每种病毒只能感染一种动 物(个别例外),仅少数致病。
突出特点: 对外界因素具有强大的抵抗力;病
毒对氯仿、乙醚以及热(56℃ 30分钟 )和酸(pH3.0,60分钟)均稳定。
圆环病毒科
一般特性:
1、是目前已知的最小病毒:球状,直径:PCV及PBFDV— 17nm、CAV—22nm。 2、单股环状单链DNA,1.7~2.3kb(PCV 1759bp、PBFDV 1993bp、CAV 2319bp)。 3、20面体对称核衣壳。 4、细胞核内复制。 5、抵抗力很强, 60 ℃ 30min、pH3~9 稳定
3′端 具有转录 终止作用
作用
LTR是(cDNA)前病毒整合到宿主染色体 DNA的结构。
对整合后的转录均起着重要作用
依赖RNA的 DNA聚合酶
核糖核酸酶 H活力
依赖DNA的 DNA聚合酶
包
膜
壳
粒
衣
壳
包膜病毒 核衣壳
核酸
病毒的结构
核酸
核衣壳
(基本结构)
病
衣壳
毒
包膜
(非基本结构)
基因组
病毒基因组的结构和功能特征
Feature of structure and function about irogenome
(一)病毒基因组的大小相差很大
➢基因组大小在不同病毒中差异较大
➢与细菌或真核细胞相比,病毒基因组很小
病毒,西班牙流感病毒,甲型H1N1流感病 毒,禽流感病毒,
RNA病毒的特点:
1)RNA病毒多数为单链,少数也可以呈 双链; 2)RNA基因组的遗传信息一般在一条链 上; 3)RNA病毒的变异率很高 4)RNA病毒的复制和转录常独立于宿主 细胞核
RNA病毒基因组
RNA病毒 基因组
双链RNA
正链RNA病毒
病毒核酸大多数顺序都用来编码蛋白质。
如φX174DNA中不翻译的部分只占217/5375
RNA-pol结合位点 转录终止信号 核糖体结合位点等
(五)相关基因丛集
▪ 病毒基因组DNA序列中功能上相关的蛋白 质的基因或rRNA的基因往往丛集在基因组 的一个或几个特定的部位,形成一个功能单 位或转录单元。
基因组
形状
乳头瘤病毒 腺病毒 脊髓灰质炎病毒 呼肠孤病毒
DNA DNA RNA RNA
双链闭环 双链线状 单链 双链
•大多数DNA病毒基因组都是双链分子 •大多数RNA病毒基因组都是单链分子
(三)重叠基因
指两个或两个以上基因的ORF共有一段DNA 序列,即某段DNA序列成为两个或两个以上 基因共有的组成部分,参与编码2-3种蛋白 质。 ➢重叠基因有以下几种情况:
▪ 可被一起转录成为含有多个mRNA的分子 ,称为多顺反子mRNA,然后再加工成各 种蛋白质的模板mRNA。
(六)连续的和不连续的基因
病毒基因结构特征往往与其宿主细胞 基因结构相似。 ➢原核病毒基因是连续的,没有内含子; ➢真核病毒基因是不连续的,有内含子。
(七)基因组是单倍体
▪ 除了反转录病毒以外,一切病毒基因组都 是单倍体,每个基因在病毒颗粒中只出现 一次。
基因组大小
编码蛋白质
乙肝病毒
3.2kb
6种
痘病毒*
300kb
几百种
*不仅编码病毒复制所需的酶类,还编码核苷酸代谢 的酶类,所以对宿主的依赖性小
(二)病病毒毒的基组因成组成的分核酸类型
病毒核酸与所有的原核、真核生物的核
酸比较,最为突出的特点是每种病毒颗粒
只含1种核酸,据此,将病毒分为DNA病毒
和RNA病毒。
AUG
完全重叠
B
AUG
UAA
UAA A
5′--AUGGCCCUAUGUCAAAAUAATAGC·········UAA--3′
部分重叠
A
只有一个
A
碱基重叠
B
K
UAAUG
B
▪ 重叠基因尽管其重叠部分的DNA结构 相同,但由于将mRNA翻译成蛋白质 时的读框不一样,所以产生的蛋白质 分子并不相同。
(四)编码区>非编码区(95%/5%)
第四章 病毒基因组
病毒是一类个体微小,结构简单,只含单
一核酸(DAN/RNA),严格细胞内寄生并 能自我复制的非细胞生物。
形态
球型 子弹型 砖型 杆型 蝌蚪型
金黄色葡萄球菌
立克次体 衣原体
噬菌体 腺病毒
脊髓灰质炎病毒
流感病毒 乙脑病毒 痘苗病毒
病毒的结构
裸露病毒
包膜病毒
病毒体结构模式图
包膜子粒
➢病毒颗粒分空心和实心两种状态;氯化铯浮力密 度为1.39-1.42,病毒耐热、耐酸、耐乙醚
➢繁殖及繁殖方式:是专性活细胞内寄生物;它
不可单独进行繁殖,必须在活细胞内才可。
DNA病毒基因组特点:
1)DNA病毒基因组以双链DNA为多数,可 以是环状也可是线状。 2)线形DNA分子末端多含有反向重复序列。 3)真核DNA病毒在宿主细胞核内复制。 4)DNA病毒一般较RNA病毒大,生活周期 复杂。
指病毒基因组双链DNA分子两端具 有能够互补的单链DNA部分。
双股环状DNA病毒
➢多瘤病毒科 (Polyomaviridae) ➢乳头瘤病毒科 (Papillomaviridae)
单链DNA病毒
细小病毒科
一般特性: 1、直径18~26nm 2、单分子单股线状DNA, 约5.2kb 3、20面体对称的核衣壳 4、无囊膜; 5、细胞核内繁殖。
▪ 反转录病毒 基因组有两个拷贝。
(八)分段基因组
➢概念:指病毒基因组由几条不同的核酸分子组成 ,多见于RNA病毒。如流感病毒有8条RNA分子,每 条都含有编码蛋白质的信息。 ➢含分段基因组的病毒具有以下三个特点: (1)侵染效率低 (2)具有较高的重组率 (3)容易产生变异
非洲猪瘟病毒科
痘病毒科 多瘤病毒科
DNA病毒的复制与转录
➢DNA病毒的复制:主要是在细胞核内进 行,利用细胞核内的复制酶。病毒复 制取决于病毒基因组的大小及编码病 毒蛋白质的能力
➢DNA病毒转录:在细胞核内
RNA病毒基因组
➢RNA病毒的遗传物质是RNA ➢繁殖:它不可单独进行繁殖吗,必须在活
细胞内才可进行 ➢举例:艾滋病病毒,烟草花叶病毒,SARS
双股线状DNA病毒
➢痘病毒科 (Poxviridae) ➢疱疹病毒科 (Herpesviridae) ➢腺病毒科 (Adenoviridae)
末端反向重复序列
inverted terminal repeat,ITR 病毒基因组两端的反向互补重复序列
TAGCA ATCGT
TGCTA ACGAT
临床分类 黏性末端