（4）负链DNA延伸；
（5）模板RNA的U3 （unique to the 3′end）、R区和polAn被水解， 其5 ′端也被水解；
（6）以RNA的3′端为引物合成正链DNA的U3-R-U5；
（7）引物tRNA被水解；
（8） 正、负链DNA在PB位点处配对，逆转录酶以新合成的负链 DNA为模板合成和延伸正链DNA，第二次跳跃；
六、 整合（目前尚不清楚）
• 线形dsDNA进入细胞核，两端的LTR相连成环形分子，连接处反 向重复序列相邻；
• 病毒DNA与细胞DNA均出现参差断裂； • 在整合酶作用下，病毒DNA与细胞DNA连接，缺口填充，整合完
成。
• 特点： • 整合到细胞DNA中的病毒DNA与线形DNA比，两端总会少2 bp，
9第九章 疾病与人类健康
肿瘤与癌症
癌（cancer）：一群不受生长调控而繁殖的细胞，恶性肿瘤。 肿瘤（tumor）:局限在自己正常位置，不侵犯其他组织细胞。
癌基因
病毒癌基因（V-oncogene）
DNA病毒 RNA病毒
细胞转化基因（C-oncogene），原癌基因突变产物
逆转录病毒基因组结构简图
Env前体多蛋白经酶切成为病毒外膜蛋白
小结
• 概念：反转录病毒、前病毒 • 反转录病毒基因组特点 • 反转录病毒基因组DNA的复制过程 • 反转录病毒复制的特点
5 防治
• （1）疫苗：
• （2）药物：鸡尾酒疗法
• 二脱氧氟硫代胞嘧啶、拉夫米定和阿地福韦的药物组 合物 。
• 拉米夫定最早研究时治疗HIV，但报道了HIV合并 HBV感染的患者出现HBV亦被抑制的情况。
正常的非转化病毒
LTR
gag
(pro)
蛋白酶
pol env LTR
外膜糖蛋白SU和跨膜蛋白 逆转录酶和整T合M酶
基质蛋白，衣壳蛋白，核酸结合蛋白
长末端重复序列 Src基因表达p60src蛋白，使多个靶蛋白磷酸化，加速癌变
变异的转化病毒
LTR gag (pro) pol env src
病毒癌基因
四、反转录病毒的复制
五、基因组DNA的复制
以tRNA为引物合成负链DNA
降解R,U5
位点特异性切刻酶
负链DNA的合成 第一次跳跃
RnaseH，DNA聚合酶
第二次跳跃，正链DNA的合成
整合到染色体DNA 整合酶等完成
转反转录病毒基因人？…… 此时的病毒称为原病毒或前病毒
Figure. Retroviral life cycle.
其余完全相同； • 病毒DNA与细胞基因组DNA相连的两端序列都是5 ′TG……CA 3 ′ • 靶点的选择是随机的；
七、原病毒的基因表达
• 原病毒DNA在宿主细胞核内，以宿主转录机器进行转录，RNA 出细胞核，部分RNA作为基因组RNA，部分RNA作为模板进行 翻译；
• 病毒LTR序列不仅提供了整合必须的末端，而且提供了转录和 转录后加工的信号；如U 3 里有强启动子，有TATA和CCAAT序 列；远端还有增强子
• 总结：经历9步反应，两次跳跃
（1）tRNA引物结合在5 ′端PB（paired base)位点，在逆转录酶的 作用下合成与U5(unique to the 5 ′end) 和R（direct repeat）区互补 DNA的U 5 ′和R ′；
（2）由逆转录酶将模板RNA的U5和R区水解；
（3）新合成的-DNA链的R ′与RNA3′端的R配对，逆转录酶转换为 以RNA3′端为模板，实现第一次跳跃；
（9）负链DNA U′3-R′-U′5 与正链DNA U3-R-U5 解开，负链DNA 重复合成U′3-R′-U′5 ，形成两端长末端重复序列（LTR）
反转录酶的功能
• 以RNA为模板合成cDNA； • 以DNA为模板合成DNA； • RNaseH活性； • 位点特异性切刻酶。
• 引物从何而来？ • tRNA: 自带 • 病毒基因组RNA的3末端（在特定位点切刻）
• gag 基因约1.5 kb, 编码核心蛋白，其产物与病 毒基因组RNA共同组装成核心和衣壳。这些 核心蛋白包括p17， p24，p7，p6。
• pol基因约3.0 kb, 编码病毒复制所需要的各种 酶类，与gag 基因重叠，表达时是一蛋白前体 p160，在蛋白酶催化下，除形成p17、 p24、 p15 和Gag 蛋白外，还有蛋白酶p10， 反转录 酶p66/p51，整合酶p32。
• HIV基因组RNA两侧有长末端重复序列 （LTR），是顺式作用元件区域，如启动子、 增强子、转录因子结合位点、调节蛋白Tat的 效应生相关蛋白和酶。
10% gag-pro-pol 多蛋白经酶切成为蛋白酶、逆转录酶、整合酶
外膜糖蛋白SU和跨膜蛋白 TM
LTR gag (pro) pol env LTR
逆转录酶和整合酶
蛋白酶 基质蛋白，衣壳蛋白，核酸结合蛋白 90% gag 多蛋白经酶切成为病毒衣壳蛋白、基质蛋白、核酸结合蛋白
特点： • +RNA无mRNA活性 • 侵染宿主细胞时，逆转录酶、整合酶、引物、基因组
RNA都进入 • 多数反转录病毒不裂解宿主细胞，但HIV例外 • 基因组整合到宿主基因组中
2 HIV病毒基因组
属于反转录病毒科，慢病毒属病毒。由两条单 股正链RNA病毒，每条RNA基因组约为9.2 kb。 在RNA 5′端有一帽子结构，3′有poly A尾巴。 （1）结构基因： • HIV基因组中有三个编码结构蛋白和酶的多蛋 白基因，分别是gag、pol、env，其中gag和pol 使用不同的读码框。
• env 基因约2.6 kb，编码病毒包膜糖蛋白，先 翻译成前体蛋白gp160，被宿主细胞蛋白酶裂 解为 gp120和gp41。
（2）调节蛋白基因和辅助蛋白基因 两个编码调节蛋白的基因Tat, Rev 四个辅助蛋白基因 Vpr, Vpu, Nef, Vif，均参与 HIV复制。
• （3）长末端重复序列
• 拉米夫定的这种选择性可能是由于它主要通过与涉及 病毒编码的依赖RNA的DNA聚合酶（逆转录酶）的相 互作用起效有关。而逆转录酶是HBV和HIV复制所必 需的。
• 拉米夫定对艾滋病病毒是有确切疗效的，也是联合国 艾滋病规划署、世界卫生组织、中国卫生部指定的几 个防治艾滋病药物之一。
3 病毒及其基因组