病毒的遗传变异PPT讲稿

诱变
• 病毒复制时前者可掺入RNA病毒的核酸，后
者可掺入DNA病毒的核酸。
• 定点诱变，在预定的序列位置上插入核苷
酸。
1.从生物有机体基因组中，分离出 带有目的基因的DNA片段。
2. 将带有目的基因的外源DNA片 段连接到能够自我复制的并具有 选择记号的载体分子上，形成重 组DNA分子。
3. 将重组DNA分子转移到适当的 受体细胞（亦称寄主细胞）并与 之一起增殖。
Pr 翻译后加工
细菌
外源性的遗传物质由供体菌进入受体菌细 胞内的过程称为基因转移（gene transfer)；转移的基因与受体菌DNA整合 在一起称为重组(recombination)。细菌基 因转移和重组的主要方式有转化、转导、 接合。
Frederick Griffith’s Transformation Experiment - 1928
经过猪体混合重配再传染的过程，直接感 染人。
• 国外学者认为，在中国南部生活着密集的
人群及养殖大量的猪和鸭，彼此密切接触提 供了上述的机遇。
• 其实除华南之外，东南亚也具有类似情况，
2004年禽流感在该地区的广泛流行，似可 为佐证。
野生水禽是禽流感病毒的基因库
病毒的变异
甲型流感病毒变异的显著特点是HA和NA发生
• 漂移发生在某个亚型之内，是点突变的积
蓄，其中和表位与未突变株稍有差异。
• 转移则骤然获得一个全新的HA或NA基因，
从而产生新的亚型，可能在全世界引致新 型流感的暴发流行。
漂移 转移 转移
随机突变 基因组节段交换 流感病毒抗原性漂移及转移示意（据Harper）
• 源于禽类的甲型流感病毒在人体很难增殖，
• 遗传性或抗原性漂移（genetic or antigenic
drift）
• 遗传性或抗原性转移（genetic or antigenic
shift）
• 抗原性变异是HA和NA二者的遗传性或抗
原性漂移（genetic or antigenic drift） 及遗传性或抗原性转移（genetic or antigenic shift）导致的。
病毒的遗传变异课件
病毒的遗传与变异
• What is a gene?
– Stable source of information – Ability to replicate accurately – Capable of change
DNA
基因激 转录起始
活
转录后加工
RNA
mRNA降 翻译 解
表型的一致性，遗传的动态差异，在变异中 保持稳定。
突变
• 病毒复制过程中单个或者成段的核苷酸序列发生
替换、缺失、插入等现象。
• 缺损型干扰（defective interfering， DI）突
变株，突变的特例
缺损型干扰(defective interfering,DI)突变株
这是一种缺失突变的产物。自身不能复制,只有在 亲本野生株作为辅助病毒存在时才能复制,但又干 扰亲本病毒的复制,导致后者数量减少。
• 重组的甲型流感在人群中三次大流行：
–1918年西班牙流感 – 1957年亚洲流感 –1968年香港流感
流感期間 Camp Funston 的緊急軍事醫院。
禽流感病毒（Avian influenza virus，
AIV）
• 1901年即分离禽流感病毒，但直到1955年才明
确它与人及哺乳动物流感的关系，20世纪70年代 开始注意在水禽广泛存在的禽流感病毒是流感病 毒的“基因库”，并对家禽业构成潜在威胁。
“transforming principle” demonstrated with Streptococcus pneumoniae
病毒
• 第一节 • 第物间的相互作用
• 准种：由一种母序列和来自该序列的大量突
变基因组所组成的病毒群体。
• 分子内重组：
两种密切的相关但序列不同的病毒核苷酸
病毒与病毒 病毒与细胞
Recombination by break-rejoin of incompletely linked genes
二、重配(reassortment)
• 重配 大多数情况下特指基因组分节段的RNA病
毒，砂粒病毒 双RNA病毒 布尼病毒 正黏病毒 以及呼肠孤病毒。
• 禽流感的高致病力毒株对鸡有致病性，旧称“真
性鸡瘟”（fowl plague），现名高致病性禽流 感（Highly pathogenic avian influenza, HPAI）是OIE规定的通报疫病。
• 病毒毒力有很大差异。
• 高致病力毒株主要有H5N1和H7N7亚型的
某些毒株。
• 禽流感病毒能感染人，某些毒株甚至可不
4. 从大量的细胞繁殖群体中，筛 选出获得了重组DNA分子的受体 细胞，并筛选出已经得到扩增的 目的基因。
5. 将目的基因克隆到表达载体上， 导入寄主细胞，使之在新的遗传 背景下实现功能表达，产生出人 类所需要的物质.
基因重组
• 分子内重组 • 重配
一、分子内重组
将两个有亲缘关系但生物学性状不同的毒 株感染同一个宿主细胞，从而可发生核酸水平 上的互换，产生兼有两亲本特性的子代，称为 重组。
反之亦然
• 二者均能在猪体内增殖，并在猪体内进行
基因重配，猪体是人流感毒株与禽流感毒 株的混合器，在猪体内流感病毒产生抗原 性转移
甲型流感病毒 传播的 经典模式
毒力变异的分子基础
含正常的衣壳蛋白质 只含有正常基因组的一部分 只能在正常同源病毒同时存在时才能繁殖,
这时同源病毒成为辅助病毒(helper virus) 特异性地干扰同源病毒的繁殖,经连续传代 后,DI颗粒增多
突变率和适应性
• 迅速复制的能力 • 较高的胞内滴度 • 特定细胞受体的选择 • 慢性感染以及隐性感染 • 逃避防御机制 • 传播方式的适应
• 两个进化相近的毒株感染同一细胞是，两者
发生了基因的交换，产生稳定或可变的重配 毒株。
Reassortment by independent assortment during dual infection
病毒进化的例证
• 粘液瘤病毒与宿主的共同进化 • 甲型流感病毒的抗原性转移以及漂移
人类的感染