第十二章 病毒的分子生物学
分子生物学李玉龙
2020 生物技术专业-分子生物学第一章：绪论1.基因表达的实质是遗传信息的转录和翻译。
2.基因的表达调控主要发生在转录水平和翻译水平上。
3.分子生物学发展过程概括为三个阶段：人类对DNA和遗传信息传递的认识阶段、重组DNA技术的建立和发展阶段、重组DNA技术的应用和分子生物学的迅猛发展阶段。
第二章：核酸的结构与功能1、判断、填空与选择考点：1.DNA 是主要的遗传物质。
2.核苷酸之间通过3’，5’磷酸二酯键连接形成核酸。
3.核苷酸是核酸的基本结构单位。
4.染色体分为常染色质和异染色质两类。
5.染色质分为组成型异染色质和兼性异染色质两类。
6.核酸是多核苷酸，核苷酸由含氮碱基、戊糖、磷酸构成。
核苷酸可以分解为核苷和磷酸，核苷可以分解为含氮碱基和戊糖。
7.稳定双螺旋结构的因素：碱基对之间形成的氢键、碱基堆积力、正负电荷的作用。
8.提出双螺旋模型有三个证据：X射线衍射法、DNA碱基等比例规律、DNA分子密度9.B-DNA是大多数DNA在细胞中的构象。
10.B-型螺旋就是Watson和Crick双螺旋√11.DNA每旋转一周，大约10个碱基对。
√12.染色质由最基本的结构单元核小体组成。
13.所有mRNA的3’端都有poly（A）结构。
×组蛋白mRNA的3’端无poly（A）结构14.检测DNA变性最简单的定性和定量方法是紫外吸收光谱变化。
15.Tm主要和DNA均一性、G-C碱基对含量、介质中离子强度有关。
16.DNA复性的两个必要条件是离子强度和较高的温度。
17.测定复性程度的3种方法：①减色效应②抗S1核酸酶水解DNA的量③羟基磷灰石柱层析。
18.分子杂交的类型与区分：①鉴定 DNA： Southern 印迹法；②鉴定 RNA： Northern 印迹法；③鉴定蛋白质：Western 印迹法。
第三章：基因与基因组的结构与功能1、判断、填空与选择考点：1.基因是遗传的基本单位，突变单位以及控制性状的功能单位。
临床分子生物学检验技术知到章节答案智慧树2023年济宁医学院
临床分子生物学检验技术知到章节测试答案智慧树2023年最新济宁医学院第一章测试1.下列哪项检测需应用分子生物学检验技术（）参考答案:乙肝病毒DNA(HBV-DNA)检测2.1976年，简悅威应用DNA分子杂交技术成功进行了（）疾病的产前诊断。
参考答案:α-地中海贫血3.临床分子生物学检验最常用的分子标志物是（）参考答案:核酸4.下列核酸分子标志物中游离在体液细胞外的是（）。
参考答案:循环核酸5.下列关于循环核酸说法错误的是（）参考答案:利于肿瘤等疾病的早期检测，正常人体内不存在第二章测试1.下列关于分子生物标志物说法错误的是（）参考答案:分子生物标志物仅指能够反应机体病理状态的生物大分子2.下列叙述哪项是错误的（）参考答案:原核生物结构基因是断裂基因3.卫星DNA序列属于（）参考答案:串联重复序列4.以下哪项不是真核生物核基因组的特点（）参考答案:重复序列少见5.大肠杆菌类核结构的组成是（）参考答案:蛋白质+DNA1.下列关于DNA分离纯化说法错误的是（）参考答案:DNA提取过程要加入RNA酶抑制剂抑制RNA酶活性2.下列关于RNA分离纯化说法错误的是（）参考答案:RNA提取过程要加入DNA酶抑制剂抑制DNA酶活性3.常利用哪些性质进行分离纯化蛋白质（）参考答案:分子大小不同、溶解度不同、表面电荷不同、与配体的特异亲和力都是4.蛋白质分离纯化方法叙述错误的是（）参考答案:琼脂糖凝胶常用于蛋白质的分离5.纯DNA溶液的A260/ A280值为（）参考答案:1.81.以等位基因特异的寡核苷酸探针杂交法诊断某常染色体隐性遗传病时，若能与突变探针及正常探针结合，则该样本为（）。
参考答案:携带者2.下列探针标记方法中，（）法在标记之前探针的长度已经确定.。
参考答案:化学法全程标记3.Southern杂交通常是指（）。
参考答案:DNA和DNA杂交4.基因芯片技术的本质是（）。
参考答案:核酸分子杂交技术5.检测的靶序列是RNA的技术是（）。
医学分子生物学(新)重点知识大全
泛基因阶段孟德尔的遗传因子阶段摩尔根的基因阶段顺反子阶段操纵子阶段现代基因阶段DNA分子中含有特定遗传信息的核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。
合成有功能的蛋白质多肽链或RNA所必需的全部核酸序列（通常是DNA序列）。
一个基因应包含不仅是编码蛋白质肽链或RNA的核酸序列，还包括为保证转录所必需的调控序列、5′非翻译序列、内含子以及3′非翻译序列等所有的核酸序列（蛋白质基因和RNA基因）。
根据其是否具有转录和翻译功能可以把基因分为三类第一类是编码蛋白质的基因，它具有转录和翻译功能，包括编码酶和结构蛋白的结构基因以及编码阻遏蛋白的调节基因第二类是只有转录功能而没有翻译功能的基因，包括tRNA基因和rRNA基因第三类是不转录的基因，它对基因表达起调节控制作用，包括启动基因和操纵基因。
原核生物基因组：染色体基因组（chromosomal genome）染色体外基因组（extrachromosomal genome ）真核生物基因组：染色体基因组（chromosomal genome）染色体外基因组（extrachromosomal genome ）生物体的进化程度与基因组大小之间不完全成比例的现象称为 C value paradox，又称C值悖论）病毒基因组很小，且大小相差较大病毒基因组可以由DNA组成，或由RNA组成多数RNA病毒的基因组是由连续的RNA链组成基因重叠基因组的大部分可编码蛋白质，只有非常小的一部份不编码蛋白质形成多顺反子结构病毒基因组都是单倍体（逆转录病毒除外）噬菌体（细菌病毒）的基因是连续的，而真核细胞病毒的基因是不连续的1981年，美国首先发现获得性免疫缺陷征（acquired immunodeficiency syndrome，AIDS），其病原体是一种能破坏人免疫系统的逆转录病毒1986年，命名为：人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）HIV特异性地侵犯并损耗T细胞而造成机体免疫缺陷HIV如何感染免疫细胞并复制捆绑――当HIV病毒的gp120蛋白捆绑到T-helper细胞的CD4蛋白时，HIV病毒附着到机体的免疫细胞上。
分子生物学完整版
非编码的中度重复序列，在进化中起着重要的作用。
SINE--Alu家族
人类基因组中存在最广泛的中度重复序列，平均长度约300bp，拷贝数30～50万，均匀地散布在整个基因组中。
低度重复序列（2-10次）每一种在基因组中的重复次数为2～10，多为编码蛋白质的基因
存在复杂的RNA加工反应，包括切割，顺式-，反式-剪接，RNA的编辑和降解。
某些重复序列的核苷酸顺序不完全相同
单拷贝序列(single copy sequence)
在基因组中只存在一个拷贝，复性最慢。
编码真核生物绝大部分蛋白，表达具有时空特异性。
基因家族（gene family）：一组功能类似、结构具有同源性的基因。
细胞器基因组
1950s,为了解释某些表型特殊的遗传方式，提出了extra-chromosomal genes。1960s早期（1962年〕，Ris and Plant通过电镜首次证明叶绿体中含有DNA，用DNA酶处理，超薄切片的2.5~3.0m的纤丝消失，进一步在电镜下观察到环状DNA分子。几乎所有的真核生物有线粒体基因组；所有的光合真核生物含有叶绿体基因组；一般来讲，细胞器基因组DNA呈环状，也有线状（一些真核微生物酵母等的线粒体基因组都呈线状；有的环状和线状并存，叶绿体中还有小环DNA分子存在.
分子生物学
The Coming of Wisdom With Time
Though leaves are many, the root is one
Through all the lying days of my youth
I swayed my leaves and flowers in the sun;
分子生物学课程教学大纲(精)
分子生物学课程教学大纲课程简介一、课程简介分子生物学主要研究核酸蛋白质等所有生物大分子的结构、功能及基因结构、基因表达，以及生物大分子互相作用以及生理功能，以此了解不同生命形式特殊规律的化学和物理的基础。
分子生物化学是在分子水平上研究生命奥秘的学科，代表当前生命科学的主流和发展的趋势。
医学分子生物学是分子生物学的重要分支，本课程包括三方面的内容：一是介绍分子生物学基本原理；二是阐述某些疾病发生和发展的分子机制；三是介绍分子生物学技术在临床上的应用。
本大纲适用于夜大专升本等专业学生。
二、总体要求通过本课程学习，要求学生做到：1. 掌握、熟悉分子生物学的基本原理以及与相关临床知识的联系。
2. 学会应用基本分子生物学技术进行生物大分子的检测，并能应用于临床。
3. 树立良好的学习态度，培养创新能力与实践能力，注重知识、能力、素质的协调发展。
三、时数分配绪论学习目的和要求通过本章学习，掌握医学分子生物学的定义、内容。
课程内容一、介绍医学分子生物学的定义。
二、介绍医学分子生物学的发展历史。
三、医学分子生物学的现状与未来。
考核知识点一、医学分子生物学的定义。
二、医学分子生物学的内容。
三、医学分子生物学发展过程中的一些重要历史事件。
四、医学分子生物学的现状与未来。
考核要求一、掌握医学分子生物学的定义。
二、熟悉医学分子生物学主要解决的问题。
三、了解1. 医学分子生物学发展过程中的一些重要历史事件。
2. 医学分子生物学的未来发展方向。
第一章基因学习目的和要求通过本章学习，掌握基因的基本概念、基因的结构特点及基因的遗传功能，了解基因突变的机制及其与疾病的关系。
课程内容一、基因的基本概念及基因的结构特点1．核酸是遗传信息的载体大部分生物中构成基因的核酸物质是DNA, 少数生物（如RNA病毒）中是RNA。
2．基因的基本概念基因的现代分子生物学概念。
3．基因的结构特点基因的基本结构包括结构基因和转录调控序列。
原核生物的结构基因是连续的，而真核生物的结构基因是不连续的，由内含子和外显子组成。
分子生物学
对蛋白质结构与功能的进一步认识
1956-58年Anfinsen和White根据对酶 蛋白的变性和复性实验，提出蛋白质的 三维空间结构是由其氨基酸序列来确定 的。1958年Ingram证明正常的血红蛋白 与镰刀状细胞溶血症病人的血红蛋白之 间，亚基的肽链上仅有一个氨基酸残基 的差别，使人们对蛋白质一级结构影响 功能有了深刻的印象。与此同时，对蛋 白质研究的手段也有改进，1969年Weber 开始应用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定 蛋白质分子量；
(二)、现代分子生物学的建立和发展阶段
这一阶段是从50年代初到70年代初， 以1953年Watson和Crick提出的DNA双螺 旋结构模型作为现代分子生物学诞生的 里程碑开创了分子遗传学基本理论建立 和发展的黄金时代。DNA双螺旋发现的最 深刻意义在于：确立了核酸作为信息分 子的结构基础;提出了碱基配对是核酸复 制、遗传信息传递的基本方式；从而最 后确定了核酸是遗传的物质基础，为认 识核酸与
蛋白质的关系及其在生命中的作用打下了 最重要的基础。在此期间的主要进展包 括：
遗传信息传递中心法则的建立
在发现DNA双螺旋结构同时，Watson 和Crick就提出DNA复制的可能模型。其 后在1956年A.Kornbery首先发现DNA聚合 酶；1958年Meselson及Stahl用同位素标 记和超速离心分离实验为DNA半保留模型 提出了证明；1968年Okazaki（冈畸）提 出DNA不连续复制模型；1972年证实了 DNA复制
S.Furbery等的X-线衍射分析阐明了核苷酸 并非平面的空间构像，提出了DNA是螺旋 结构；1948-1953年Chargaff等用新的层 析和电泳技术分析组成DNA的碱基和核苷 酸量，积累了大量的数据，提出了DNA碱 基组成A=T、G=C的Chargaff规则，为碱 基配对的DNA结构认识打下了基础。
朊病毒分子生物学
一、朊病毒（virino）的发现
1982 年,美国的Pruisner 博士和他的同 事分离纯化出一种高度感染性的特殊糖蛋 白,称为抗蛋白酶蛋白( PrP) , 经实验认为羊 痒病的感染因子可能是一种不含核酸的蛋 白质,并取名为朊病毒蛋白。
二、朊病毒的来源
朊病毒一直存在于世界，是正常基因在 129位编码缬氨酸或甲硫氨酸位置发生突 变。
• Prion的结构模型，左PrPc，右PrPSc
朊病毒的核磁共振图谱
四、人和动物朊病毒病
人阮病毒病：
1：克雅氏综合症(CJD)
克雅氏病是罕见的早老性痴呆病，其潜伏期可长达十年， 发病后期人的大脑被毁损，最后昏迷死亡。在欧洲、美洲、 大洋洲等各地的发病率约为百万分之一。
2：库鲁病（Ku—rmm)
2、结晶假说
该假说认为PrP蛋白在有PrPSc分子的情 况下形成结晶时，晶格中的PrPc分子有α螺 旋构象转变成PrPSc的β折叠构象.由此可见 PrP蛋白的构象转变并无核酸活动的参与。
3、构型诱变假说
PrPSc可诱导正常的PrPc转变成PrPSc，这一转 变完全是翻译后过程，为蛋白质的二级结构发生 变异。正常的PrPc主要由4个α螺旋环组成，其氨 基端有15个氨基酸是PrPSc 的结合区域；当有 PrPSc 与之接触后，PrPc就会发生构象改变，α 螺旋减少，β折叠增多 ，继而转变成PrPSc。改 变前后在蛋白质特异性方面存在较大差异。
1、逆中心法则假说
Prion发现之前，我们认为所有的病原体都 是通过核酸进行复制的。
Protein hypothesis阐述，蛋白质结构也可 以不依赖核算进行复制，这一假设完全颠 覆了中心法则中遵循的核酸是复制信息的 中心
Central dogma of molecular biology
分子生物学检验技术教学大纲
分子生物学检验技术教学大纲第一章原核生物基因组和病毒基因组[目的要求]掌握基因的分子生物学定义;限制性片段长度多态性的概念；质粒的定义和用途；操纵子的结构熟悉病毒基因组和细菌基因组的特点。
原核细胞内核酸含量、种类、功能和组织结构的差异;了解转座因子大肠杆菌、HIV和HBV基因组特点[教学时数]3学时[讲授内容]基因的概念基因的生物学定义、基因的分子生物学定义、细胞基因组。
原核生物和真核生物生物种类、原核细胞和真核细胞内核酸含量、种类、功能的差异，操纵子结构。
病毒基因组：重叠基因 HBV和HIV等病毒的结构特点细菌基因纽细菌染色体基因组的结构特点;大肠杆菌、质粒。
[复习思考题]名词解释基因、质粒、断裂基因、假基因、限制性片段长度多态性、操纵子问答题1·简述原核细胞基因组特点。
第二章真核生物基因组[目的要求]掌握真核生物基因组的特点;单拷贝序列、中度重复序列和高度重复序列的概念。
熟悉：染色质的结构和主要成分、核小体是染色质的根本结构单位。
了解染色体形态、功能研究中所用术语与新技术简介、朊病毒。
[教学时数]3学时[讲授内容] 真核生物学特点一般特点、C值矛盾、真核生物 DNA序列的类型(单拷贝序列、中度重复序列、高度重复序列、人多基因家族、DNA指纹技术(限制性片段长度多态性)。
染色体的主要成分、染色体的分型、染色体疾病[复习思考题]名词解释单顺反子、外显子、内含子、C值矛盾、单拷贝序列、中度重复序列、高度重复序列问答题真核生物基因组的特点。
第三章癌基因和抑瘤基因[目的要求]掌握癌基因和抑癌基因的概念；癌基因激活的机制熟悉 sis家族、src家族、myc和myb家族、P53、RB家族与其表达产物；癌基因和抑癌基因的检测了解肿瘤发生的步骤；结肠癌的发病步骤[教学时数]3学时[讲授内容]肿瘤细胞的特征肿瘤病毒和癌基因 DNA肿瘤病毒和癌基因;反转录病毒和癌基因。
肿瘤抑制基因肿瘤抑制基因存在的证据;RB基因，p53基因。
分子生物学检验完整版
1病原生物基因组在医学上有何应用？详见书P3a菌种鉴定b确定病毒感染和病毒载量c病毒分析d细菌耐药监测和分子流行病学调查2什么是原癌基因，原癌基因有什么特性，原癌基因可以分为哪些种类以及原癌基因常见的激活机制有哪些？原癌基因是指人类或其他动物细胞(以及致癌病毒)固有的一类基因，能诱导细胞正常转化并使之获得新生物特征的基因总称。
特性：进化上高度保守，负责调控正常细胞生命活动，可以转化为癌基因。
功能分类：生长因子，生长因子受体，信号转导蛋白，核调节蛋白，细胞周期调节蛋白，抑制凋亡蛋白激活机制：插入激活，基因重排，基因点突变，基因扩增，基因转录改变3试述Down综合征（21三体综合征）的主要临床特征及核型。
临床特征：生长发育障碍，智力低。
呆滞面容，又称伸舌样痴呆。
40%患者有先天性心脏畸形。
肌张力低，50%患者有贯通手，男患者无生育能力，女患者少数有生育能力，遗传风险高。
核型：92.5%患者游离型：核型为47，XX(XY),+212.5%患者为嵌合型：46，XX(XY)/47，XX(XY),+215%患者为易位型：46，XX(XY),-14，+t(14q21q)4简述淋球菌感染的主要传统实验室诊断方法及其主要特点，对比分析分子生物学方法的优势1直接涂片染镜检：敏感度和特异性差，不能用于确诊。
2分离培养法：诊断NG感染的金标准，但是其对标本和培养及营养要求高，培养周期长，出报告慢，难以满足临床要求。
3免疫学法：分泌物标本中的非特异性反应严重以及抗体法间的稳定性和条件限制，推广受限。
分子生物学的优点：敏感，特异，可直接从了临床标本中检出含量很低的病原菌，适应于快速检测5、在单基因遗传病的分子生物学检验中，点突变检测常用方法有哪些？1异源双链分析法（HA）2突变体富集PCR法3变性梯度凝胶电泳法4化学切割错配法5等位基因特异性寡核苷酸分析法6DNA芯片技术7连接酶链反应8等位基因特异性扩增法9RNA酶A切割法10染色体原位杂交11荧光原位杂交技术6、简述白假丝酵母菌的分子生物学检验方法白假丝酵母菌分子生物学检验主要包括白假丝酵母菌特异性核酸（DNA RNA）的检测、基因分型和耐药基因分析等。
生物化学(第三版)第十二章 核酸通论 核算的结构课后习题详细解答_ 复习重点
第十二章核酸通论提要1868年Miescher发现DNA。
Altmann继续Miescher的研究，于1889年建立从动物组织和酵母细胞制备不含蛋白质的核酸的方法。
RNA的研究开始于19世纪末，Hammars于1894年证明酵母核酸中的糖是戊糖。
核酸中的碱基大部分是由Kossel等所鉴定。
Levene对核酸的化学结构以及核酸中糖的鉴定作出了重要贡献，但是他的“四核苷酸假说”是错误的，在相当长的时间内阻碍了核酸的研究。
理论研究的重大发展往往首先从技术上的突破开始。
20世纪40年代新的核酸研究技术证明DNA 和RNA都是细胞重要组成成分，并且是特异的大分子。
其时，Chargaff等揭示了DNA的碱基配对规律。
最初是Astbury，随后Franklin和Wilkins用X射线衍射法研究DNA分子结构，得到清晰衍射图。
Watson和Crick在此基础上于1953年提出DNA双螺旋结构模型，说明了基因结构、信息和功能三者之间的关系，奠定了分子生物学基础。
DNA双螺旋结构模型得到广泛的实验支持。
Crick于1958年提出了“中心法则”。
DNA研究的成功带动了RNA研究出现一个新的高潮。
20世纪60年代Holley 测定了酵母丙氨酸tRNA的核苷酸序列；Nirenberg等被破译了遗传密码；阐明了3类DNA参与蛋白质生物合成的过程。
在DNA重组技术带动下生物技术获得迅猛发展。
将DNA充足技术用于改造生物机体的性状特征、改造基因、改造物种，统称之为基因工程或遗传工程。
与此同时出现了各种生物工程。
技术革命改变了分子生物学的面貌，并推动了生物技术产业的兴起。
在此背景下，RNA研究出现了第二个高潮，发现了一系列新的功能RNA，冲击了传统的观点。
人类基因组计划是生物学有史以来最伟大的科学工程。
这一计划准备用15年时间（1990-2005年），投资30亿美元，完成人类单倍体基因组DNA3×109bp全部序列的测定。
(完整word)临床分子生物学检验
绪论1.20世纪50年代，Waston和Crick提出了DNA双螺旋结构,标志着现代分子生物学的兴起。
2.从广义上来讲，应用到临床的分子标志物包括基因组DNA、各种RNA、蛋白质和各种代谢物,目前，临床分子生物学检验的靶标主要以核酸(DNA或RNA）为主.第一章:核酸与分子标志物1.分子标志物：可以反映机体生理、病理状态的核酸、蛋白质、代谢产物等生物分子,是生物标志物的一种类型。
核酸分子标志物是分子生物学检验的主要内容，包括基因突变、DNA多态性、基因组DNA片段、RNA和循环核酸等多种形式。
2.DNA的组成：是一种高分子化合物，其基本单位是脱氧核苷酸,每个核苷酸由磷酸、脱氧核糖和含氮碱基3部分组成。
3。
DNA与RNA的区别：2位脱氢。
4。
DNA的结构：①DNA一级结构：各种核苷酸单体沿多核苷酸链排列的顺序，表明该DNA分子的化学构成。
②DNA二级结构：双螺旋结构，DNA双螺旋的直径为2nm,一圈螺旋含10个碱基对,每一圈螺距为3.4nm，每个碱基的旋转角度为36度.维持DNA结构稳定的力量主要是碱基对之间的堆积力，碱基对之间的氢键也起着重要的作用.③DNA三级结构：DNA双螺旋进一步盘曲形成的更加复杂的结构。
5.核小体的形成(真核生物染色体包装过程)：在核小体中,DNA盘绕组蛋白八聚体核心,使DNA缩短为原来的1/7；6个核小体形成螺丝管，缩短为1/6；核小体彼此相连成串珠状染色质细丝，螺旋化形成染色质纤维，进一步折叠成染色单体.6.DNA双螺旋结构的变异：右手螺旋A—DNA、C-DNA、D-DNA、E—DNA、H—DNA、L—DNA、P-DNA，左手螺旋Z —DNA7.RNA主要分为三类：tRNA、rRNA、mRNA 还有一些小型RNA：反义RNA、微小RNA（microRNA，miRNA是一类内源性的具有调控功能的非编码RNA。
)8.真核mRNA与原核mRNA的区别(简答题)原核mRNA结构简单，为多顺反子,编码序列之间有间隔序列，原核生物mRNA中没有修饰碱基。
病毒学各章总结
病毒与宿主细胞的关系
总结词
病毒与宿主细胞的关系是互利共生或寄生，病毒通过入侵和复制影响宿主细胞的生理功能。
详细描述
在寄生关系中，病毒利用宿主细胞提供的能量和原料复制自身，并释放出新的病毒粒子感染其他细胞 。在这个过程中，病毒会对宿主细胞造成不同程度的损害，导致疾病的发生。了解病毒与宿主细胞的 关系是研究病毒致病机制和治疗方法的理论基础。
转录酶
转录酶是病毒在转录过程中所需的酶，能够催化病毒核酸的转录。
辅助因子
辅助因子是病毒复制过程中所需的辅助因子，如三磷酸腺苷、无机 离子等，对病毒的复制和转录过程起到重要的调节作用。
03 病毒的复制周期
吸附与脱壳
吸附
病毒通过识别并附着在宿主细胞 表面的特异性受体上，实现与宿 主细胞的初步结合。
脱壳
在工业领域，病毒学研究可用于生物 技术和生物工程领域，如基因克隆、 蛋白质表达和病毒作为载体等。
在农业领域，病毒学研究有助于防治 植物病毒病，提高农作物产量和品质。 例如，利用基因工程技术培育抗病毒 转基因作物。
未来病毒学研究的发展方向与挑战
未来病毒学研究将更加注重跨学 科合作，综合运用多种技术手段 研究病毒与宿主相互作用机制。
病毒学是生命科学领域的重要分支，研究病毒的特性、复制机制和与宿主相互作用 等方面的内容。
病毒学的发展推动了生命科学领域其他学科的发展，如分子生物学、遗传学和免疫 学等。
病毒学研究对于理解生命起源、生物进化以及疾病发生机制等方面具有重要意义。
病毒学在医学、农业和工业领域的应用
在医学领域，病毒学研究对于预防、 诊断和治疗病毒性疾病具有重要意义。 例如，疫苗研发和抗病毒药物的研制 等。
病毒的分类与命名
总结词
生物化学第12章-分子生物学常用技术
第十二章分子生物学常用技术及应用【授课时间】3学时【目的要求】1．掌握基因工程与重组DNA技术相关概念，核酸分子杂交、探针、PCR、DNA 芯片技术、基因诊断和基因治疗的概念。
2．熟悉重组DNA技术、PCR的基本原理及基本反应步骤。
3．了解基因工程在医学中的应用，PCR 的主要用途。
4．了解DNA芯片技术的原理与方法，基因诊断与基因治疗的应用。
【教学内容】1．一般介绍：基因工程2．一般介绍：核酸分子杂交技术3．一般介绍：聚合酶链反应4．一般介绍：DNA芯片技术5．一般介绍：基因诊断与基因治疗【授课学时】3学时第十二章分子生物学常用技术及应用第一节基因工程第二节核酸分子杂交技术第三节聚合酶链反应第四节 DNA芯片技术第五节基因诊断与基因治疗第一节基因工程噬菌体(bacteriophage，phage)是感染细菌的一类病毒，因其寄生在细菌中并能溶解细菌细胞，所以称为噬菌体。
用于感染大肠杆菌的λ噬菌体改造成的载体应用最为广泛。
（一）目的基因的制备目的基因是指所要研究或应用的基因，也就是需要克隆或．基因组DNA文库cDNA文库．聚合酶链式反应（polymerase chain reaction．化学合成（二）目的基因与载体的连接将目的基因或序列插入载体，主要通过DNA（二）Northern 印迹杂交Northern 印迹杂交是指将待测RNA 样品经电泳分离后转移到固相支持物上，然后与标记的核酸探针进行杂交，检测的方法。
其基本原理和基本过程与印迹杂交主要用于检测各种基因转录产物的大小、转录的量及其变化。
（三）斑点及狭缝印迹杂交分子杂交实验①②③目录三、探针的标记（一）探针的特征探针的特点：①要加以标记、带有示踪物，便于杂交后检测，②应是单链，若为双链用前需先行变性为单链；③具有高度特异性，只与靶核酸序列杂交；④标记的探针应具有高灵敏度、稳定、标记方法简便、安全。
（二）探针的种类及制备探针第四节 DNA芯片技术第五节基因诊断与基因治疗。
《病毒学》教学大纲
《病毒学》教学大纲一、基本信息二、教学目标及任务病毒作为最简单的模式生物，在生命科学发展过程中扮演了重要角色。
病毒学的发展使人们对生物的本质有了全面的认识，也促进了分子生物学的发展。
人类对病毒的认识直接关系到人类自身的生活与健康。
《病毒学》是生命科学类相关专业的一门十分重要的专业选修课。
本课程的基本要求：1．了解病毒与人类的关系，病毒学新的研究方法及最新发展趋势；2．理解病毒与宿主的相互作用关系；3．掌握病毒的主要形态结构特点、生物学特性、病毒学的基本研究技术以及常见病毒病的发生规律和防控措施。
三、学时分配四、教学内容及教学要求第一章绪论——病毒学概述第一节病毒与人类的关系1．病毒引起的人类和动植物疾病2．病毒的应用习题要点：如何客观地理解病毒的存在第二节病毒学发展简史1．病毒的发现2．病毒学发展简史习题要点：病毒的发现给我们什么启示第三节病毒的进化与起源1．病毒的进化2．病毒的起源习题要点：如何理解有关病毒起源的3种假说第四节病毒的特点及定义1．病毒的特点2．病毒与其它微生物的比较习题要点：掌握病毒的特点本章重点、难点：掌握病毒的特点本章教学要求：了解病毒学的发展历史；理解病毒与人类生活的关系；掌握病毒的特点。
第二章病毒的形态与结构第一节病毒的形态与大小1．病毒的形态2．病毒的大小习题要点：病毒一般形态和大小第二节病毒的组成及其功能1．病毒的结构组成2．病毒结构成分的相应功能习题要点：病毒的主要成分及其功能第三节病毒粒子的对称性习题要点：病毒粒子的3种对称方式本章重点、难点：病毒的结构特点及主要成分的功能本章教学要求：了解病毒的结构特点；理解病毒的存在与其结构组成的关系；掌握病毒的主要成分及其功能。
第三章病毒的增殖第一节用于病毒复制研究的实验系统习题要点：大肠杆菌——噬菌体实验系统的建立第二节病毒的复制周期1．病毒的一步生长曲线2．病毒侵染宿主的过程习题要点：病毒侵染宿主的一般过程第三节病毒的非增殖感染1．病毒非增殖感染的类型2．温和噬菌体习题要点：病毒非增殖感染的机制本章重点、难点：病毒侵染宿主的一般过程，不同类型病毒侵染宿主的比较。
医学分子生物学复习重点
第二章基因【目的要求】掌握:基因的概念及结构特点;结构基因;基因转录调控相关序列;顺式作用元件;多顺反子,单顺反子。
一、基因:是负责编码RNA或一条多肽链的DNA片段，包括编码序列、编码序列外的侧翼序列及插入序列。
二、结构基因:基因中编码RNA或蛋白质的DNA序列成为结构基因。
三、基因转录调控相关序列:1原核生物基因的调控序列中最基本的是启动子和终止子，有些基因中还有不同的调节蛋白结合位点或操纵元件。
操纵元件:是一段能够被不同基因表达调控蛋白识别和结合的DNA序列，是决定基因表达效率的关键元件。
2真核生物基因中的调控序列一般被称为顺式作用原件，包括启动子和上游启动子元件、增强子、反应元件和poly(A)加尾信号。
启动子和上游启动元件:TATA盒-TFIID-RNA聚合酶复合物(启动转录);CAA盒-CTF(决定转录的效率);GC盒-Sp1(促进转录)。
增强子:可特异性的与转录因子结合，增强转录因子的活性。
四、顺式作用元件:真核生物基因中的调控序列一般被称为顺式作用原件。
包括启动子和上游启动子元件、增强子、反应元件和poly(A)加尾信号。
五、多顺反子:原核生物的结构基因多转录为多顺反子mRNA，即每一个mRNA分子带有几种蛋白质的遗传信息(来自几个结构基因)，利用共同的启动子及终止信号，组成“操纵子”的基因表达调控单元。
转录出来的mRNA分子可以编码几种不同的、但是多为功能相关蛋白质。
六、单顺反子:真核生物结构基因转录为单顺反子mRNA，即一个编码基因转录生成一个mRNA分子、经翻译生成一条多肽链，基本上没有操纵子的结构。
转录生成的mRNA前体中既有编码序列(外显子)，又有间隔序列(内含子)，需要进行转录后的剪切加工以及各种修饰，形成成熟的mRNA。
1熟悉:基因型;表现型;基因突变;;外显子;内含子;选择性剪接。
一、基因型:指逐代传递下去的成对因子的集合，因子中一个来源于父本，另一个来源于母本。
分子生物学
1.干扰素抗病毒作用的机制：激活一种蛋白激酶：干扰素在某些病毒的双链RNA存在时，能诱导eIF-2蛋白激酶活化。
活化的激酶，激酶使真核生物eIF-2磷酸化失活，从而抑制病毒蛋白质合成;间接活化核酸内切酶使mRNA降解：干扰素先与双链RNA共同作用活化2‘，5’-寡聚腺苷酸合成酶，使ATP以2‘，5’-磷酸二酯键连接，聚合为2‘，5’-寡聚腺苷酸。
2‘，5’-A再活化一种核酸内切酶RNase L，后者使病毒RNA发生降解，阻断病毒蛋白质合成。
2.白喉毒素抗病毒机制：白喉毒素由A B两个亚基组成。
A亚基其催化作用，B亚基帮助A亚基进入细胞。
B亚基可与细胞表面的特异受体结合，使毒素A B两链之间的二硫键还原，A链即释出进入细胞。
进入细胞质的A链可使辅酶I（NAD+）与真核生物延长因子eEF-2产生反应，造成eEF-2失活，抑制蛋白质的合成3.半不连续复制及其意义：一条链上的DNA在ＤＮＡ聚合酶的作用下从５‘——３’方向合成一条长的DNA 链，而另一条链上的DNA合成是不连续的，即先合成一段段短的DNA片段，再将这些短片段连接成DNA长片段，称为半不连续复制4.hnRNA剪切过程中的两次转酯反应：第一次转酯反应是由位于内含子分支点的腺嘌呤核苷酸的2‘—OH亲核攻击连接外显子E1与内含子之间的3’，5‘—磷酸酯键，使E1与内含子之间的键断裂，产生游离的E1核套所状的内含子-外显子E2。
第二次的转酯反应是E1的3’—OH 亲核攻击内含子和外显子E2之间的磷酸二酯键，将内含子以套环形式切除，并把E1和E2连接在一起。
5.简述细胞信号转导的主要方式：（1）内分泌型：信号发放细胞分泌激素并进入血液，随循环系统播散与全身各处，作用于生物体其他远端部位的相应靶细胞（2）旁分泌型：细胞分泌的信号分子只是作为局部的介导物，作用于邻近靶细胞（3）自分泌型：信号分子由细胞分泌后，可被细胞自身或邻近同一类型的细胞受体接受（4）其他类型：包括接触依赖型、突触型和缝隙连接型6.TCR反应的基本反应过程：（1）变性：将待扩增的模板DNA加热到94度，使双链DNA完全变性解离为单链DNA（2）退火：将温度下降到55度左右，引物与变性的模板DNA利用碱基互补配对结合。
分子生物学
名词解释：1.Leading strand & Lagging strandLeading strand（前导链）：在一个复制叉上进行的DNA合成是半不连续的。
其中一股新生链的合成方向与其模板的解链方向一致，所以解链与合成可以同时进行，合成是连续的，这股新生链被称为前导链。
Lagging strand（后随链）：而另一股新生链的合成方向与其模板的解链方向相反，只能先解开一段模板，再合成一股新生链，合成是不连续的，这股新生链被称为后随链。
2.Coding strand & Template strand分子中的核苷酸序列是同DNA双链中一条脱氧核苷酸链的序列相互补，转录RNA分子的这条DNA链称为DNA的模板链，另一条链称为该基因的编码链。
Template strand（编码链）：指导正链DNA合成的DNA是负链DNA，通常称为编码链Coding strand（模板链）：指导负链DNA合成的DNA是正链DNA，通常称为模板链3.选择性剪接&编辑选择性剪接：通过加工除去初级转录产物中的内含子，连接外显子，成为成熟RNA分子，这一过程成为剪接。
选择性剪接（也叫可变剪接）是指从一个mRNA前体中通过不同的剪接方式（选择不同的剪接位点组合）产生不同的mRNA剪接异构体的过程。
编辑：编辑是指在转录后加工时改变RNA的编码序列，结果使遗传信息在转录水平时发生改变，使一个基因可以编码多种蛋白质。
4.SD序列&Kozak 序列SD序列：存在于原核生物起始密码子AUG上游7~12个核苷酸处的一种4~7个核苷酸的保守序列，它与16SrRNA3’端反向互补，所以可将mRNA的AUG起始密码子置于核糖体的适当位置以便起始翻译。
Kozak 序列：存在于真核生物mRNA的一段序列，其在翻译的起始中有重要作用，核糖体能够识别mRNA上的这段序列，并把它作为翻译起始位点。
5.操纵子&多顺反子mRNA操纵子：操纵子是原核生物绝大多数基因的表达单位，由操纵基因和受操纵基因调控的一组结构基因组成。
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RNA。
• 有的正链RNA病毒基因组5′端有帽子结
构，也有的正链RNA病毒基因组3′端有
poly(A)尾结构。
• 相对于能独立生活的微生物来说，病毒的基 因组非常简单。病毒核酸的相对分子质量约 为1.6×107～1.6×108，仅为一般细菌基因组
的1‰～l/10。
细地调节病毒基因转录和翻译过程的启动、 关闭及其速率，按照既定程序完成病毒复 制的过程。
• 与真核细胞基因表达过程相对应的是，HIV
基因表达的调节表现为多级调控系统，存在
着多个调控点，可大体划分为转录水平的调
节、转录后水平的调节、翻译水平调节和翻
译后水平的调节，其中转录水平的调节，是
HIV调节基因表达的主要环节。
• 一方面可以直接利用宿主细胞的调节机制，
另一方面又能编码自身的调节蛋白。
• 宿主细胞转录因子和病毒调节蛋白在病毒
RNA的转录、转录后加工、翻译和翻译后修
饰等各个环节中都能发挥重要的作用。
• 而宿主以及与HIV共感染的其他病毒，也
能借助于细胞因子和病毒基因产物来调节
病毒基因的表达。
• 由此形成了错综复杂的调节网络，可以精
• Rev积累到一定程度后，与RRE充分结合，使
CRS对翻译过程的阻遏作用消除，促使HIV基
• 由于基因工程疫苗具有安全性好、产量
高、成本低，以及良好的免疫原性，它
必将成为传统疫苗的有效替代疫苗。
12.2 DNA病毒的分子生物学
• DNA病毒基因组有单链和双链两种结构， 并以线状或环状形式存在，大部分为单 一分子，也有的由数个片段的DNA分子 构成分段的基因组。
• 动物DNA病毒多为双链DNA基因组，腺病
毒、痘病毒、疱疹病毒都是双链线状DNA
基因组，末端有重复序列，经退火能形成环
形分子。
• 腺病毒(Aflenovirus)是一种典型的双链DNA 病毒，下面以腺病毒的基因表达调控为例， 简要介绍DNA病毒的分子生物学。
12.2.1 腺病毒的发现
1953年，Rowe等人从外科手术摘除的儿 童腺体中分离到一种致病因子，可以使
LTR具有启动子和增强子的双重功能。
• HIV基因组长约9.2 kb。能编码至少17种蛋 白质，除具有与其他反转录病毒相似的gag、 pot和env基因外，还可编码多种调节蛋白， 因此HIV又被称为复杂性反转录病毒。这 些基因的排列十分紧凑，部分区域有重叠， 除少数为断裂基因外，多数基因是连续的。
12.2.4 腺病毒的复制
12.2.5 腺病毒的基因转录
12.2.6 腺病毒与肿瘤
• 至今尚未发现腺病毒感染与任何人类肿 瘤的关系。但许多的人类腺病毒却可以 使啮齿动物的培养细胞发生转化或使这 些动物产生肿瘤。
12.2.7 腺病毒作为基因治疗的载体
• 腺病毒用作基因治疗载体和疫苗研制有着广 阔的前景。腺病毒基因组的E1区和E3区可以 作为外源基因的插入区。E1区缺失的腺病毒 可克隆约4.7 kb的外源DNA，而E3区缺失的 腺病毒可以克隆约8 kb的外源DNA，一些特 定的腺病毒株已被用于人类疫苗的研制。
12.1.5 病毒基因工程疫苗与病毒载体
• 基因工程疫苗是指用基因工程的方法，
表达病原微生物的一段基因序列，将表
达产物 (多数是无毒性、无感染能力，但
具有较强的免疫原性 )用作疫苗，例如正
在使用的大多数乙型肝炎疫苗就是基因
工程疫苗。
• 常见的基因工程疫苗包括亚基疫苗和肽 疫苗两类。以流感疫苗为例，其途径就 是把病毒的免疫原蛋白(HA抗原、NA抗 原)的mRNA提取出来，再制备cDNA,克 隆到大肠杆菌中，高效表达该抗原。
• HIV基因组两个相同的正链RNA每条链 均包含了HIV结构与功能所需的遗传信 息，两条RNA单链被核衣壳蛋白所包裹， 并通过其5′端非共价结合，形成二聚体。
• 在HIV基因组RNA的5′端具有帽子结构，3′端 有poly(A)尾巴，在反转录并整合后所形成的前病
毒cDNA的两端，为长末端重复序列(LTR)。
培养的细胞发生慢性进行性病变，称之
为腺体退化因子，后来证明这种致病因
子是病毒， 1956 年， 各种胎生哺乳动物、
鸟类和两栖类动物中都已分离到。
• 腺病毒科分两个属：
1、哺乳动物腺病毒属 (Mastadenovirus) 2、禽腺病毒属(Ariadenovirus)。
并通过宿主细胞的蛋白表达系统来表达自身所
需的蛋白质，这些过程都将会对宿主细胞的形
态和功能产生重大的影响。
• 病毒对宿主细胞的影响主要体现在病 毒对宿主细胞形态和结构的影响以及 病毒对宿主细胞功能的影响两个方面。
12.1.4 病毒与肿瘤发生
人类和动物肿瘤的形成除了与遗传和环境因
素相关外，某些DNA和RNA病毒也可以通过
• Rev蛋白在HIV mRNA的加工过程中起着重要作 用。Rev是促进HIV基因表达由早期向晚期转换 的“开关”。
• Rev通过与 HIV mRNA中存在的 Rev 效应元件
(RRE)结合而行使功能。通过对mRNA剪切和转
运过程的调节，Rev使未剪接的gag-pol mRNA被
稳定地转运到细胞质并使它们得到翻译。
然后再由蛋白酶降解为不同功能的结构蛋白
等。
• 负链RNA病毒的基因组无mRNA的功能，
必须由复制出的互补RNA(cRNA)来发挥
mRNA的作用。
12.1.3 病毒对宿主细胞的影响
• 病毒只能在活细胞中存活，因此，病毒与宿主
细胞之间有着十分密切的关系。病毒利用宿主
细胞的细胞器、能量和酶等进行自身的复制，
12.1.2 病毒基因组的复制和表达调控
• 病毒进入活的易感宿主细胞后，借助于 宿主细胞本身提供的原料、能量、酶等， 以自我复制的方式进行繁殖。
• 病毒基因的表达包括转录和翻译两个过程。
• 正链RNA病毒的基因组除了作为模板复制出
子代RNA之外，还有mRNA的作用。作为翻
译的模板，一般先翻译出单一的大分子肽链，
科丙型肝炎病毒属的成员——丙型肝炎
病毒(HCV)。
12.3.1 HCV的发现
• 丙型肝炎病毒HCV(hepatitis C virus) 是 应用分子生物学技术对病毒进行研究的 成功实例。
12.3.2 HCV基因组的结构与功能
• HCV是有外膜的单正链RNA病毒，基因 组长约l0000 nt。HCV仅有一个几乎为全 基因组长度的翻译可读框ORF，编码 3010~3033个AA的多聚蛋白，经过蛋白酶 加工，切割成结构蛋白和调节蛋白。许多 黑猩猩和人类HCV毒株已被完全测序。
• 腺病毒作为基因治疗载体有着以下几方
面的优点：
• (1) 腺病毒基因组研究的比较清楚，便于
进行遗传操作。 • (2)其感染一般不引起明显的症状，与宿 主染色体整合的机率很低，作为基因治 疗的载体比较安全。
• (3) 可以感染不同类型细胞，易于进行体
外培养，病毒感染细胞滴度高，可在细
胞内有效复制。
不同的机制诱发恶性肿瘤。
有些病毒直接作用于细胞的基因组，使细胞
增殖，最终导致肿瘤形成；有些病毒则通过
抑制机体的免疫系统，诱导细胞恶性转变，
形成肿瘤。
• 有些病毒常伴随一些特定肿瘤的发生，
但它们与肿瘤的关系还未得到确认 .例如
在艾滋病病人中引发的Kaposi‘s肉瘤。 • 总之，大约 15% 的恶性肿瘤与病毒有关， 因此研究肿瘤的病毒病因具有十分重要 的意义。
12.1.1 病毒基因组的结构
• 不同类型的病毒，其基因组有很大差 异。在核酸类型上，有DNA病毒(如腺 病毒)，有RNA病毒(如反转录病毒)，
但对每一种病毒来说，它只能含有一
种核酸。
• 从核酸结构上看，有的是单链核酸，有 的是双链核酸，有的是线状，有的是环 状。
• 一些单链RNA病毒的基因组还具有不同
第十二章
病毒的分子生物学
12.1 病毒分子生物学研究的内容
• 病毒分子生物学是用现代分子生物学的 新理论、新技术和新方法对病毒基因组 的结构与功能，基因组的复制、表达和 调控，病毒与宿主的相互作用关系等进 行研究的一门学科。
• 人类对病毒的研究成果在现代分子生物
学的发展史上，做出了重大的贡献。许
• 腺病毒感染细胞后可关闭宿主细胞某些
基因的表达，大量合成病毒蛋白质，致
使细胞的功能失常。
• 腺病毒致癌的分子机理是目前分子病毒
学的一个重要研究领域。
12.2.2 腺病毒的毒粒结构
• 完整的腺病毒颗粒其相对分子质量1.7×1081.85×108，沉降常数约560S，在 CsCl中的
密度为1.32～1.35g/cm3。腺病毒对热和酸稳
12.4.1 艾滋病与HIV
• 艾滋病是一种导致以全身免疫系统严重
损害为特征的传染性疾病，人类免疫缺
陷病毒(HIV)是其病原体，感染者终生携 带病毒，目前缺乏有效的治疗手段。
12.4.2 病毒的结构与生活周期
• HIV颗粒呈球形，直径约110 nm, HIV颗
粒可分为包膜、衣壳和病毒核心三部分。
• (4)腺病毒感染细胞后可以高水平的表达
蛋白，在感染后期，宿主基因表达被关 闭，易于高水平表达外源基因。
12.3 RNA病毒的分子生物学
• RNA病毒基因组均呈线状，有单双链之 分，有单一分子，也有的基因组是分段 的。RNA的二级结构对病毒基因表达调 控有重要影响。
• 下面介绍一种典型的RNA病毒，黄病毒
多分子生物学上的重大突破都是以病毒
作为模式或研究材料而进行的。
• 其研究成果除了揭示许多重要的分子生
物学过程之外，对人类认识病毒感染、
致病的分子本质，为病毒引起疾病的诊
断、预防和治疗提供了理论基础，促进