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文檔簡介

1、單股 RNA 病毒的復制RNA 病毒核酸多為單股, 病毒全部遺傳信息均含在 RNA 中。 根據病毒核酸的極性,將 RNA 病毒分為二組:病毒 RNA 的鹼 基序列與 mRNA 完全相同者,稱為正鏈 RNA 病毒。這種病毒 RNA 可直接起病毒 mRNA 的作用,附著到宿主細胞核糖體上, 翻譯出病毒蛋白。 從正鏈 RNA 病毒顆粒中提取出 RNA ,并注入 適宜的細胞時證明有感染性; 病毒 RNA 鹼基序列與 mRNA 互補 者,稱為負鏈 RNA 病毒。負鏈 RNA 病毒的顆粒中含有依賴 RNA 的 RNA 多聚酶,可催化合成互補鏈,成為病毒 mRNA ,翻譯病 毒蛋白。 從負鏈 RNA 病毒顆

2、粒中提取出的 RNA ,因提取過程損 壞了這種酶,從而無感染性。1正鏈 RNA 病毒的復制 以脊髓灰質炎病毒為例,侵入的 RNA 直接附著于宿主細胞核糖體上,翻譯出大分子蛋白,并迅 速被蛋白水解酶降解為結構蛋白和非結構蛋白,如依賴 RNA 的 RNA 聚合酶。 在這種酶的作用下, 以親代 RNA 為模板形成一雙 鏈結構,稱“復制型( Replicative form )”。再從互補的負鏈復制 出多股子代正鏈 RNA ,這種由一條完整的負鏈和正在生長中的 多 股 正 鏈 組 成 的 結 構 , 秒 “ 復 制 中 間 體 (Replicative intermediate) ”。新的子代 RNA

3、 分子在復制環中有三種功能: (1)為進一步合成復制型起模板作用; (2)繼續起 mRNA 作用; (3)構成感染性病毒 RNA 。2負鏈 RNA 病毒的復制 流感病毒、副流感病毒、狂犬病毒和腮腺炎病毒等有囊膜病毒屬于這一范疇。病毒體中含有RNA 的 RNA 聚合酶,從侵入鏈轉錄出 mRNA ,翻譯出病毒結構 蛋白和酶,同時又可做為模板,在依賴 RNA 的 RNA 聚合酶作 用下合成子代負鏈 RNA 。RNA病毒的復制途徑DNA病毒在其基因組復制和表達過程中利用許多的宿主蛋白質。RNA病毒的復制則面臨一個特殊的問題,即未受侵染的宿主細胞沒有按照RNA模板的指令合成RNA勺酶。因此,RNA病毒必

4、須含有合成這類酶的遺傳信息。在RNA病毒中果然先后發現了 RNA指導的RNA聚合酶(也叫做RNAM制酶)或RNA指導的DNA聚合酶(也叫做反轉錄酶)。已知RNA病毒有4種復制 和轉錄途徑,若依照慣例把mRNAS定為(+)RNA,其互補鏈為(一)RNA,根據病毒RNA和其mRNA勺關系,D. Baltimore 于70年代初將 RNA病毒分為4類。1類病毒為正鏈 RNA病毒如 脊髓灰質炎病毒和 Qe噬菌體;它們先合成(一)RNA再以之作為合成(+)RNA的模板。2類 病毒是負鏈 RNA病毒,如狂犬病病毒和皰疹性口炎病毒;其病毒(一)RNA是(+)mRNA合成的模板。3類病毒是雙連 RNA病毒,如

5、呼腸孤病毒;其病毒 (± )RNA指尋(+)mRNA的不對稱合 成。4類病毒是逆轉錄病毒,如 Rous肉瘤病毒;這類病毒最特殊,它們通過一個DNA中間物表達病毒(+)RNA的遺傳信息。這個 DNA中間物是(+)RNA合成的模板。因此,逆轉錄病毒 的信息流是從 RNA到DNA再返回RNARNA 的復制病毒 RNA 進入宿主細胞后,還可進行復制,即在 RNA 指導的 RNA 聚合酶催化進行 RNA 合成反應RNA復制酶催化的合成反應是以 RNA為模板,由5向3方向進行RNA鏈的合成CRNA復制酶缺乏校對功能的內切酶活性,因此RNA復制的錯誤率較高,RNA復制酶只是特異地對病毒的 RNA起

6、作用,而宿主細胞的 RNA 一般并不進行復制。病毒RNA復制的幾種方式(1) 含正鏈RNA(+)的病毒(例如,噬菌體 Q): (+)RNA充當mRNA ,合成蛋白(+)RNA為模板,復制,合成(-)RNA ,再以(-)RNA為模板合成(+)RNA組裝成病毒 顆粒。(2) 含負鏈RNA(-)的病毒(例如狂犬病):由(-)RNA合成(+)RNA ,再由(+)RNA 合成蛋白質、(-)RNA ,組裝成病毒。(3) 含雙鏈RNA的病毒(例如呼腸孤病毒):以(-)RNA為模板合成(+)RNA ,以 (+)RNA為模板合成(-)RNA和蛋白,組裝病毒顆粒。(4) 逆轉錄病毒(例如白血病毒):由RNA反轉錄

7、為DNA ,以DNA為模板合成 RNA ,翻譯蛋白質。病毒的增殖 1.病毒的復制周期從病毒進入細胞開始,經基因組復制到子代病毒的釋出,稱為一個復制周 期。(1) 吸附:?病毒受體:由宿主基因組所編碼、控制和表達的一組能參與病毒結合、相互 作用,便于病毒感染宿主細胞、位于細胞膜表面的蛋白質組分。?病毒吸附蛋白:病毒體表面能與細胞受體結合的蛋白質。 病毒受體的分布與病毒對宿主動物的感染范圍有關。有的受體可在多種不同種屬的動物細胞上存在。 在同一感染動物中,存在著各種不同類型的病毒受體。如果沒有受體,也沒有與受體有關的病毒附著系 統,就不可能發生感 染,或感染效能大大降低。病毒受體是影響病毒宿主特異

8、性和組織嗜性的主要決定因素。對病毒受體的研究及對病毒-受體結合方式的研究對于抗病毒藥物 的篩選有重要的指導意義。如:流感病毒的表面結構-神經氨酸酶與呼吸道上皮細胞表面的半乳糖-N-乙酰神經氨酸結合。人類免疫缺陷病毒的表面結構-gp120與淋巴細胞表面的CD4分子結合。(2) 穿入 (Penetrati On):病毒吸附在易感細胞表面上后,可通過多種方式進入細胞內。吞飲-裸露的病毒;女口:痘類病毒融合-包膜病毒;女口:流感病毒直接進入-微小病毒;如:呼腸孤病毒穿入過程中需一定的溫度(2537C)及能量供應(細胞中的ATP分解,釋 放能量)。(3) 脫殼(Uncoat i ng):進入易感細胞的病

9、毒體必須脫去衣殼,才能使病毒基因組發揮作用。不同病毒脫殼的方式各異:外殼留在宿主細胞外,如:噬菌體。在宿主細胞溶酶體酶的作用下,衣殼蛋白溶解女口:脊髓灰質炎病毒。在宿主細胞溶酶體酶及病毒特有的脫殼酶的雙重作用下,衣殼蛋白才能 完全溶解.如:痘病毒。螺旋對稱型病毒無需脫去衣殼亦可進行核酸轉錄。女口:流感病毒(4) 生物合成(bi osynt hesi s):病毒基因組一旦釋放到細胞中,就開始病毒的生物合成。生物合成一般分兩個階段:早期合成;晚期合成 早期合成:抑制宿主細胞的代謝。病毒基因編碼轉錄、翻譯抑制細胞代謝的蛋白 質;病毒激活細胞內隱伏的對細胞自身代謝抑制的成分。轉錄早期mRNA翻譯合成早

10、期蛋白(病毒進行生物合成所需要的酶) 晚期合成:病毒子代核酸的復制 病毒基因組轉錄、翻譯產生病毒結構蛋白。由于病毒基因組的類型不同,故其病毒基因的轉錄、蛋白質合成的方式也不 同。雙股DNA毒的復制-多數DNA病毒為雙股DNA雙股DNA病毒,如單純疹病毒和腺病毒在宿主細胞核內的RNAR合酶作用下,從病毒DNAh轉錄病毒mRNA然后轉移到胞漿核糖體上,指導合成蛋白質。A. 病毒基因的mRNA專錄(早期轉錄):病毒本身含有RNA聚合酶,可在 胞漿中轉錄mRNAmRNAT二種:早期mRNA主要合成復制病毒 DNA所需的酶及調控 蛋白等,如依賴DNA勺DNA聚合酶,脫氧胸腺嘧啶激酶等,稱為早期蛋白;B.

11、 病毒核酸復制:子代病毒DNA勺合成是以親代DNA為模板,按核酸半保留形式復制子代雙股DNA DNA復制出現在結構蛋白合成之前。C. 晚期轉錄:晚期mRNA口晚期翻譯:晚期蛋白- 衣殼蛋白,包膜蛋白 晚期mRNA在病毒DNA復制之后出現,主要指導合成病毒的結構蛋白,稱為晚期蛋白。單股RNA病毒的復制-RNA病毒核酸多為單股,病毒全部遺傳信息均含在 RNA 中。又可分為:病毒RNA的鹼基序列與mRNAS全相同者,稱為正鏈RNA病毒。病毒RNA僉基序列與mRN互補者,稱為負鏈 RNA病毒。逆轉錄病毒又稱RNAj中瘤病毒(OnCOmaViruS),病毒體含有單股正鏈RNA依 賴RNA的DNA多聚酶(

12、逆轉錄酶)和tRNA。A. 正鏈RNA病毒的復制以脊髓灰質炎病毒為例,侵入的 RNA直接附著于宿主細胞核糖體上,翻譯出大分子蛋白,并迅速被蛋白水解酶降解為結構蛋白和 非結構蛋白,如依賴RNA勺RNA聚合酶。在這種酶的作用下,以親代 RNA 模板形成一雙鏈結構,稱“復制型(RePIiCatiVe form ) ”。再從互補的負 鏈復制出多股子代正鏈 RNA這種由一條完整的負鏈和正在生長中的多股正鏈 組成的結構,稱“復制中間體(RePliCatiVe in termediate)” 。新的子代RNA分子在復制環中有三種功能:(1)為進一步合成復制型起模板作用;(2) 繼續起mRNA用;(3)構成感

13、染性病毒RNAB. 負鏈RN病毒的復制流感病毒、副流感病毒、狂犬病毒和腮腺炎病毒等有囊膜病毒屬于這一范疇。病毒體中含有RNA勺RNAK合酶,從侵入鏈轉錄出mRNA翻譯出病毒結構蛋白和酶,同時又可做為模板,在依賴RNA勺RNAg合酶作用下合成子代負鏈RNAC. 逆轉錄病毒(RetrOVirUS )復制過程分二個階段:第一階段,病毒核時進入胞漿后,以RNA模板,在依賴RNA勺DNA多聚酶和tRNA引物的作用下, 合成負鏈DNA(即RNA DNA ,正鏈RNA被降解,進而以負鏈 DNA模板形 成雙股DNA(即DNA DNA ,轉入細胞核內,整合成宿主 DNA中,成為前病 毒。第二階段,前病毒 DNA轉錄出病毒mRNA翻譯出病毒蛋白質。同樣從前 病毒DNA專錄出病毒RNA在胞漿內裝配,以出芽方式釋放。被感染的細胞仍 持續分裂將前病毒傳遞至子代細胞。(5) 組裝、成熟和釋放(assenble mat Urat i on and rel ease)組裝

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