病毒的遗传与变异
其他流感病毒的遗传学及进化特征
其他流感病毒的遗传学及进化特征流感病毒是一类RNA病毒，分为A、B、C三个不同的亚型。
其中，A型流感病毒是最具有危害性的，它能够引发季节性流感疫情，或是引起全球性流感爆发。
此外，A型流感病毒还有可能发生遗传变异，形成新的亚型，导致疫苗失效。
除了我们熟知的H1N1及H5N1亚型外，A型流感病毒还有其他的亚型，它们的遗传学及进化特征是什么呢？一、H2N2H2N2亚型的流感病毒于20世纪50年代流行于全球，具有高度传染性和致死性。
它是第一次导致流感疫苗失灵的亚型，使得数万人死亡。
随着疫苗的加强和H3N2亚型的出现，H2N2亚型的影响逐渐消失。
二、H7N7H7N7亚型的流感病毒是一种传播范围广泛的禽流感病毒，能够感染人类。
它的遗传学特征主要是基因重排和基因突变。
在2003年，荷兰爆发了一次H7N7亚型流感疫情，导致1人死亡和80多人感染。
此后，在欧洲及亚洲地区也曾经发生过多次H7N7亚型流感疫情。
三、H9N2H9N2亚型的流感病毒是一种禽流感病毒，主要能够影响鸡、鸭等禽类动物，但是也有可能感染人类。
与其他亚型相比，H9N2亚型是比较温和的流感病毒，但是它能够在不断的遗传变异中，形成新的亚型，导致新的疫情发生。
四、H7N9H7N9亚型的流感病毒是一种新型的禽流感病毒，它于2013年首次发现，并且在短时间内迅速传播。
由于它的危害性非常大，对人类的致死率可达30%以上，因此引起了世界卫生组织的高度关注。
H7N9亚型的遗传学特征主要是由家禽和野禽的基因重排所产生的，它们能够为人类提供一个传播H7N9亚型流感病毒的渠道。
通过研究其他流感病毒的遗传学和进化特征，我们可以更好的了解流感病毒的演化历程，从而更加有效地预防和控制流感病毒造成的危害。
甲型流感的病遗传与变异演化
甲型流感的病遗传与变异演化甲型流感的病原遗传与变异演化甲型流感，又称豬流感或H1N1流感，是一种由H1N1亞型流感病毒引起的急性呼吸道传染病。
甲型流感病毒自2009年首次爆发以来，引起了全球范围内的关注和担忧。
了解甲型流感的病原遗传和变异演化对于预防与控制这一流行病至关重要。
一、甲型流感病毒的遗传特征甲型流感病毒属于正粘液病毒科，是一种单股RNA病毒。
其基因组由8段RNA负链编码的蛋白质序列组成，包括衣壳蛋白（HA）、神经氨酸酶抑制剂（NA）、核蛋白（NP）、聚合酶复合物（PA、PB1、PB2）等。
病毒的HA和NA蛋白质是其表面抗原的主要组成部分，也是病毒感染与免疫抗原应答的关键因素。
二、甲型流感病毒的遗传变异甲型流感病毒具有高变异性，主要表现为抗原漂变和抗原变异。
抗原漂变是指由于点突变和框架偏移等因素导致病毒表面抗原发生突变，导致鉴定该抗原的中和抗体无效。
抗原变异则是指由于基因重配和基因重组等因素导致病毒表面抗原的基因重组或变异，导致新的毒株的出现。
甲型流感病毒的抗原漂变和抗原变异是其在广泛传播和免疫选择下的必然结果。
这种变异使得疫苗的研发和流行病的控制变得更加困难。
据观察，甲型流感病毒的表面抗原HA和NA会定期发生变异，使得免疫系统对这些新型毒株失去免疫力，进而导致流感的再次爆发。
三、甲型流感病毒的变异演化甲型流感病毒的变异演化是一个持续不断的过程。
这一过程中，病毒会与宿主细胞的基因材料发生相互作用，导致病毒基因组的改变。
这些改变可能包括点突变、框架偏移、基因重配和基因重组等。
病毒的变异演化使得新的流行毒株不断涌现，引起了新的疫情和流感大流行。
近年来，通过对甲型流感病毒基因组的测序分析和研究，科学家们发现了许多有关病毒变异和演化的重要信息。
这些研究结果有助于预测流感病毒的变异趋势，为疫苗的研发和流感疫情的控制提供重要参考。
结语甲型流感的病原遗传与变异演化是一个复杂而关键的研究领域。
了解病毒的遗传特征，抗原漂变和抗原变异的机制，以及病毒的变异演化过程，有助于预防和控制流感病毒的传播。
病毒的遗传与变异
6
1.病毒的突变
• 病毒突变一般分为自发突变和诱导突变。 • 自发突变是在没有任何已知诱变剂的条件下，病毒子
代产生高比例的突变体，最后导致表型变异。 • 诱导突变则是利用不同的物理或化学诱变剂处理病毒，
提高病毒群体突变率，诱导病毒子代出现特定的突变 类型。
7
1.2自发突变
恢复.
18
• 1.4. 病毒突变类型
• 突变发生的基因调控区分: • 组成型突变、启动子上升、下降、抗阻遏、抗
反馈五类. • 突变带来的表型改变分: • 形态突变体:是指造成宿主细胞形态改变的突变
体
• 条件致死突变体:是指在某一条件下具有致死效 应而在另一条件下没有致死效应的突变体，例如： 温度敏感突变体（ts）
• 病毒的变异主要源于： • 1）基因组的突变 • 2）基因组的重组
3
• 本章内容：
•
1.病毒的突变
•
2.病毒的重组
•
3.影响病毒表型的病毒间相互作用
•
4.哺乳动物病毒表达载体
4
1.病毒的突变
• 1.1.突变及有关的概念 • 突变:病毒遗传物质-核酸的组成或结构发生
改变. • 突变体:携带突变的生物个体或群体或株系. • 突变基因:包含突变位点的基因.
成为逃避免疫杀伤的最好方式。
1
第五章 病毒的遗传与变异
• 病毒是一类极为简单的分子生物，核酸 是遗传的物质基础，核酸复制的忠实性 使病毒具有稳定的遗传表现。
• 但由于病毒没有细胞结构，其遗传物质 极易受外界环境及细胞内分子环境的影 响而发生改变，病毒与其它生物相比， 其遗传具有更大的变异性。
2
病毒的变异
病毒的遗传与变异
北京大学医学部
Peking University Health Science Center
P109
病毒的遗传与变异
zouqinghua@
Medical Microbiology Excellent Curriculum
精品课程
医学微生物学¾有线形、环形、分节段与不分节段之分。
¾有极性差异。
某些有遗传信息逆向转录
¾某些有遗传信息逆向转录。
ORF中普遍存在重叠基因，符合遗传节约的复制方式具有多样性。
¾连续传代培养时，有些子代病毒能够在敏感细胞中产生在大小、颜色或外形上不同于亲代病毒的蚀斑，这种子代病毒称为蚀斑突变株；
C）下不能增殖的突变株。
+
甲型流感病毒不同亚型间基因重排，或动物与人之间分子内重组分子间重组
Virus A
yp
Phenotype mixing Virus A Virus A Virus B Virus B POLYPOIDY
A
或
A virus
胞的穿透；或产生分泌型蛋白抑制干扰素的产生。
(医学微生物学)5病毒的遗传和与变异
通过研究病毒的变异，科学家们还能够更好地 了解病毒进化的规律，从而为防治未来的疾病 提供依据。
病毒基因组结构和遗传特征
1
病毒基因组结构
病毒一般都具有一种核酸基因组，可以是DNA或RNA。它们的基因组结构相对简 单，通常只含有数千个碱基对。
2
病毒遗传特征
病毒的遗传物质相对较小，且它们不具备自我复制的能力，因此必须寄生在寄主 的细胞内完成其生命周期。
3
变异机制
病毒变异机制有多种，比如突变、基因重组、基因剪切等，这些变异机制会导致 病毒的生物学特性发生变化。
流感病毒
流感病毒的变异
流感病毒的变异特别迅速，这可能对疫苗的研制造 成困难。病毒通过重组和突变不断变异，从而不断 适应宿主的免疫系统。
对疫苗的影响
开发有效的流感疫苗一直是一项全球挑战，因为流 感病毒变异速度很快，使得研发新型疫苗难度不断 增加。
2
病毒复制过程中的变异
疱疹病毒在复制过程中会发生重组、复制差错等变异，从而导致病毒产生不同的 亚型，在临床上表现出不同的病理学特征。ຫໍສະໝຸດ 3病毒对治疗的挑战
疱疹病毒的变异给其治疗带来了巨大挑战，目前还没有治疗该病毒的特效药物。
乙型肝炎病毒
基因组结构
乙型肝炎病毒是一种双链DNA病毒，其基因组结构比较简单，但是具有一个病毒感染所必需 的表面抗原和内部抗原。
病毒变异对药物研发的影响
治疗方案调整
病毒的变异提示我们需要针对不同的病毒亚型选择 不同的药物，因此医生需要对病情进行综合评估， 从而制定针对性的治疗方案。
研发新型药物
病毒变异对已有药物疗效的影响说明了需要研制更 多、更有效的药物以对抗不断进化的病毒。
未来研究方向
病毒的遗传和变异
病毒的遗传和变异病毒在增殖过程中常发生基因组中碱基序列的置换、缺失或插入，引起基因突变。
病毒因基因突变而发生表型改变的毒株称为突变株(Inutant)。
1．基因突变(1)条件致死性突变株(conditlonal-lethal mutant)：是只能在某种条件下增殖的病毒株，如温度敏感性突变株(temperature-sensltlVe mutant，ts)在28～35℃条件下可增殖，而在36～40℃条件下不能增殖。
主要原因是高温下ts株的基因所编码的酶蛋白或结构蛋白质失去功能，使病毒不能增殖。
(2)宿主范围突变株(host-Ⅷlge mutant，hr)：是指病毒基因组的突变影响了对宿主细胞的感染范围，能感染野生型病毒不能感染的细胞。
例如可对分离的流感病毒株等进行基因分析，及时发现该病毒株是否带有非人源(禽、猪)的血凝素(H5、H7等)而发生宿主范围的变异。
(3)耐药突变株(drug-resistant mutant)：常因编码病毒酶的基因突变导致药物作用的靶酶特性改变，使病毒对药物产生抗性而能继续增殖。
2. 基因重组与重配两种病毒同时或先后感染同一宿主细胞时发生基因的交换，产生具有两个亲代特征的子代病毒，并能继续增殖，该变化称为基因重组(gene recombination)，其子代病毒称为重组体(recombinant)。
对于基因分节段的RNA病毒，如流感病毒、轮状病毒等，通过交换。
RNA节段而进行基因的重组称为基因重配(gene reassortment)。
散而言，发生重配的概率高于基因重组的概率。
3．基因整合某些病毒感染宿主细胞的过程中，病毒的DNA片段可插入细胞染色体DNA中，这种病毒基因组与细胞基因组的重组过程称为基因整合(gene integration)。
多种DNA病毒、反转录病毒等均有整合宿主细胞染色体的特性，整合既可引起病毒基因的变异，也可引起宿主细胞染色体基因的改变，易导致细胞转化发生肿瘤等。
08病毒的遗传与变异
北京大学医学部
Peking University Health Science Center
P109
病毒遗传变异病毒的遗传与变异
zouqinghua@
Medical Microbiology Excellent Curriculum
精品课程
医学微生物学4一猪生九仔连母十个样
4.猪生九仔，连母十个样。
遗传的中心法则
转录翻译
复制
DNA mRNA Protein
逆转录
（半保留不连续复制）
¾有线形、环形、分节段与不分节段
之分。
¾有极性差异。
¾某些有遗传信息逆向转录。
¾连续传代培养时，有些子代病毒能够在敏感细胞中产生在大小、颜色或外形上不同于亲代病毒的蚀斑，这种子代病毒称为蚀斑突变株；
+分子内重组分子间重组
Virus A
yp
Phenotype mixing Virus A Virus A Virus B Virus B POLYPOIDY
A virus
或
A virus。
病毒的遗传与变异
分段基因组
病毒核酸由多个片段组成 ，如流感病毒、轮状病毒 等。
病毒基因表达与调控
立即早期基因表达
病毒感染细胞后，立即表达的基因，主要参与病毒基因组的复制和转 录调控。
早期基因表达
在病毒DNA复制开始前表达的基因，编码与病毒DNA复制相关的蛋 白质。
晚期基因表达
在病毒DNA复制完成后表达的基因，编码病毒的结构蛋白和功能蛋白 。
基因型分析
通过对病毒基因序列进行分型分析，了解不同病 毒株之间的遗传关系和变异特点。
进化树分析
利用生物信息学软件对病毒核酸序列进行进化树 构建，揭示病毒的进化历程和变异趋势。
05
抗病毒药物设计与应用策 略
针对病毒遗传物质药物设计
核酸类药物
通过干扰病毒基因组复制、转录 和翻译等过程，抑制病毒增殖。 如核苷类似物可竞争性抑制病毒 DNA或RNA聚合酶活性。
03
病毒遗传变异与疾病关系
病毒遗传变异导致疾病发生
基因突变
病毒基因组在复制过程中发生随 机突变，可能导致病毒毒力、传 播能力等发生变化，进而引发疾
病。
基因重组
不同病毒株之间发生基因交换， 产生新的病毒株，具有更强的适
应性和致病性。
宿主适应性
病毒在传播过程中逐渐适应宿主 环境，通过变异提高在宿主细胞
基因表达调控
病毒通过自身编码的转录因子或利用宿主细胞的转录因子来调控基因 的表达，确保病毒在感染周期中正确表达所需的蛋白质。
02
病毒变异现象及原因
病毒变异类型
基因突变
病毒基因组中碱基的替换 、插入或缺失，导致病毒 遗传信息的改变。
基因重组
不同病毒株之间或病毒与 宿主细胞基因组的交换， 产生新的病毒基因组组合 。
病毒的遗传与变异
3.2、表型混合
两种病毒混合感染后，一个病毒的基因 组偶尔装入另一病毒的衣壳内，或装入两 个病毒成分构成的衣壳内，发生表型混合。
PHENOTYPIC MIXING
PHENOTYPIC MIXING
no changes in genome possibly altered host range possibly resistant to antibody neutralization
10.0% ∨
∨
单交换型 m r + 853 + + tu 965
18.4%
∨∨
双交换型 m + tu 162
+ r + 172
合计
9892
3.4% ∨ ∨ 12.9 20.8 27.1
作图： m 13.4 r 21.8 tu
重配作图
重配具有有或无，可用来进行重配作图。
中间型杂交作图
芜 菁 黄 花 叶 病 毒 (Twznip yellow mosaic virus, TYMV) 3.动物病毒 鸡痘病毒(Fowlpox virus) 痘苗病毒(Vaccinia virus) 疱疹病毒(Hezpes virus) 呼肠孤病毒(Reovirus)
口蹄疫病毒(Foot and mouth disease virus, FMDV) 脊髓灰质炎病毒(Polio virus) 多型瘤病毒(Polyome virus)
Reassortment by independent assortment during dual infection.
adapted from Treanor JJ Infect. Med. 15:714
最近重配
此次甲型H1N1流感病毒包含北美和欧 亚猪流感病毒、人流感病毒以及禽流感 病毒的基因片段。正因为其基因片段不 同于传统的H1N1病毒，因此属于新病 毒。
病毒变异
重组recombination
重组
重配reassortment
3、复 活
1) 交叉复活：有传染性的病毒与灭活的相关
病毒或该病毒的DNA片段共同培养，产生具 有灭活病毒特性的活病毒。
2)多重复活：例如用紫外线灭活的两株同种
病毒,若一同培养后，常可使灭活的病毒复 活，产生出感染性病毒体。
这是因为两种病毒核酸上受损害的基因部位不 同，由于重组合相互弥补而得到复活。因此现今 不用紫外线灭活病毒制造疫苗，以防病毒复活的 危险。
抗原漂移---是指病毒在自然宿主内频繁 传代后，所出现的抗原性微小变化。一 般认为这是在免疫反应的压力下，突变 体选择的结果。
抗原转移---是指病毒抗原性突发的巨大 变化。一般推测这是基因重组的结果； 也有认为这是由于量变的积累而导致质 变的发生 。
流感病毒的抗原变异
✓ 3．培养特性变异:
V的所谓培养性状，主要指其在培养C上形 成的蚀斑的形态和性质，实际上是V所引起 的细胞病变的特征。各种V在组织培养C上 产生的蚀斑性状，随V和C的种类不同而有 一定差异（即使相似也有差异）。
三 插入突变
❖ 在病毒基因组中插入一段核苷酸序列。
四 抑制性突变
突变的核苷酸有可能发生回复突变。也可能因为
相同甚至不同基因发生抑制性突变(suppresser mutation)，使突变逆转，重新具有与起始毒株相同的 表型。如流感病毒往往由于毫不相关的基因自行发生 抑制性突变，使之失去作为弱毒疫苗的价值。
▪ (2)蚀斑的色泽： 蚀斑的透明度和色泽取决于蚀斑及其周缘
的细胞的死亡与溶崩情况，蚀斑中细胞完 全溶崩时，蚀斑透明无色；而其中残留较 多死亡和病变细胞时，蚀斑浑浊或呈白色。 而其中存留较多活细胞时，蚀斑可因着染 中性红而呈红色。 ▪ (3)蚀斑的形状： 蚀斑形状的规则与否，边缘是否清晰取决 于病毒的弥散率及细胞的病变率。
病毒的遗传与变异
病毒的遗传能保持物种的相对稳定，维系⽣物界的平衡；⽽病毒的变异可导致新品种出现，孕育⽣物界的进化。
病毒是⼀类极为简单的分⼦⽣物，核酸是遗传的物质基础，核酸复制的忠实性使病毒具有稳定的遗传表现。
但由于病毒没有细胞结构，其遗传物质极易受外界环境及细胞内分⼦环境的影响⽽发⽣改变，病毒与其它⽣物相⽐，其遗传具有更⼤的变异性。
病毒的变异主要源于其基因组的突变和重组。
病毒突变⼀般分为⾃发突变和诱导突变。
⾃发突变是在没有任何已知诱变剂的条件下，病毒⼦代产⽣⾼⽐例的突变体，最后导致表型变异。
诱导突变则是利⽤不同的物理或化学诱变剂处理病毒，提⾼病毒群体突变率，诱导病毒⼦代出现特定的突变类型。
DNA病毒和RNA病毒在突变频率上有较⼤的差别。
病毒突变类型可从多层次、不同⽔平进⾏分类，但⽬前作为研究⼯具的突变体类型主要有⽆效突变体、温度敏感突变体、蚀斑突变体、宿主范围突变体、抗药性突变体、抗原突变体、回复突变体等。
病毒重组⼀般通过分⼦内重组、拷贝选择和基因重配三种机制完成。
分⼦内重组需要核酸分⼦的断裂及其它核酸分⼦的再连接，拷贝选择不涉及核酸分⼦的共价键断裂，基因重配则是具分段基因组病毒之间核酸⽚段交换，基因组各⽚段在⼦代病毒中随机分配。
病毒重组机制不同，其重组频率有很⼤差别，且RNA分段基因组病毒同型不同株病毒间的重组经重组重配机制进⾏，其重组率可⾼达50%.通过病毒重组，可构建表达特定外源基因的重组病毒，可使灭活病毒经交叉感染或复感染得以复活，这在病毒的研究和利⽤上都具有重要意义。
病毒表型突变除了源于基因组的突变和重组外，还有⼀些⾮遗传因素影响病毒变异。
⽆囊膜病毒的转壳、表型混杂及具囊膜病毒的伪型病毒都可使病毒的表型发⽣改变。
病毒的同源⼲扰、缺陷⼲扰及缺陷病毒的存在也会对病毒表型变化产⽣影响。
如何利⽤病毒突变和重组建⽴病毒⽣物学研究的有效⽅法，如何利⽤重组病毒构建重要疾病基因治疗载体，是研究病毒遗传和变异的主要⽬的之⼀。
第一单元遗传和变异(知识点总结)-六年级科学上册单元速记巧练(青岛版)
青岛版小学科学六年级上册第一单元微小的生物知识点第1课、病毒思维导图：知识点：1.病毒是一类没有细胞结构的特殊生物。
2.病毒的结构非常简单；由蛋白质外壳和内部的遗传物质组成。
3.病毒不能独立生存；必须生活在其他生物的细胞内（附着→注入遗传物质→复制→释放）；一旦离开活细胞；就不表现任何生命活动迹象。
4.病毒个体极其微小；绝大多数要在电子显微镜下才能看到。
5.狂犬病是由狂犬病毒引起的，传播途径是被动物咬伤，预防方法是打破伤风疫苗狂犬病毒疫苗。
6.脊髓灰质炎（小儿麻痹症）是由脊髓灰质炎病毒引起的，传播途径是空气传播，预防方式是打脊髓灰质炎疫苗（糖丸）。
7.流感是由流感病毒引起的，传播途径是空气、飞沫传播，预防方法是打流感疫苗。
8.腮腺炎是由腮腺炎病毒引起的，传播途径是空气传播，预防方法是打腮腺炎疫苗。
9.禽流感是由甲型流感病毒引起的，传播途径是空气、飞沫传播，预防方法是打禽流感疫苗。
10.病毒分三类：动物病毒（乙肝病毒）、植物病毒（番茄花叶病毒）、细菌病毒（大肠杆菌噬菌体）。
11.预防病毒引发疾病的措施：(1）、切断传播途径（2）、注射疫苗（3）、注意卫生（4）、锻炼身体好处：疫苗-利用病毒制造；碎色病毒--培育带白边的郁金香；矮小病毒--培育盆景。
坏处：病毒使人产生疾病。
第2课、细菌思维导图：知识点：1.细菌是一类单细胞的生物；个体微小；必须借助显微镜才能观察到。
2.细菌无处不在：空气中、水中、土壤以及动植物的身体内。
好处：（1）食品发酵：醋酸菌→陈醋棒状杆菌→味精乳酸菌→泡菜、脱脂乳（2）生物制药胰岛素→治疗糖尿病（3）生产沼气甲烷细菌（4）增加土壤肥力根瘤菌坏处：肺炎双球菌使人生病；细菌使食物腐败变馊。
4.细菌对于自然界中二氧化碳等物质的循环起着重要作用。
5.细菌的分类，按形态来分：球菌，指的是一种呈球形或近似球形的细菌。
杆菌，杆菌呈棒状,形状类似于细杆状的细菌。
螺旋菌，一类在显微镜下呈螺旋形或弧形的细菌。
(医学微生物学)5病毒的遗传与变异
全基因组测序
通过对病毒全基因组进行测序，可以了解其变异情况，并研究其与疾病相关性。
2
生物信息学分析
利用生物信息学工具分析病毒基因组序列，揭示其遗传变异的规律和功能。
3
病毒溯源与流行病学
通过病毒基因组的遗传跟踪，可以揭示异可以使其逃避宿主免疫系统的 攻击，延长感染时间。
抗病毒药物
病毒的遗传变异可能导致对抗病毒药物的耐药 性产生，限制了治疗的选择。
病毒遗传变异在传染病流行中的意义
病毒的遗传变异是传染病流行和控制的重要因素，对预防、诊断和治疗策略的制定具有重要意义。
病毒遗传变异的研究方法和应用
1
医学微生物学：病毒的遗 传与变异
病毒遗传学是研究病毒遗传与变异的领域。了解病毒的遗传学基础、遗传变 异机制和对传染病流行的影响可以帮助我们更好地应对病毒感染。
病毒的遗传学基础
1 遗传物质
病毒可以具有DNA或RNA作为遗传物质，这决定了病毒的基本特征和复制机制。
2 复制方式
病毒利用寄主细胞的机制进行复制，并借助细胞的重组和修复机制来实现自身遗传物质 的变异。
病毒的突变和重新组合
突变
病毒的突变可以是自发的，也可以是通过受到环境 或宿主免疫压力的诱导。
重新组合
不同株系的病毒在同一个细胞内重组，产生具有新 特性的病毒株。
病毒遗传变异的影响
致病性
病毒的遗传变异可以导致其致病性的增强或减 弱，影响疾病的传播和临床表现。
疫苗效果
病毒的遗传变异可能降低疫苗的效果，需要不 断调整疫苗的配方。
3 进化机制
病毒以快速的突变速度，不断适应环境变化和免疫压力，进化为更具传染性和致病性的 新型株系。
病毒的遗传变异机制
病毒的遗传物质特点
病毒的遗传物质特点
病毒是一类极微小的微生物，它们无法单独生存，必须寄生在宿主细胞内才能完成自身的生命周期。
病毒的遗传物质与细菌、真菌等生物的遗传物质有着显著的区别，下面将简要介绍病毒的遗传物质特点：
1.核酸组成：病毒的遗传物质可以是DNA或RNA，但从未发现同时含有两种
核酸的病毒。
绝大多数病毒的遗传物质为单链核酸，也有少数为双链核酸的
病毒。
在病毒颗粒内，核酸常与蛋白质形成复合物。
2.遗传信息：病毒的遗传物质携带了编码其蛋白质的遗传信息，但相比细胞，
病毒的遗传信息相对较简单。
大多数病毒的基因组都比较小，包含几千到几
十万个碱基对。
病毒的基因组通常编码了几十到几百个蛋白质。
3.适应性：病毒的遗传物质可以随着环境的变化而迅速适应。
由于病毒的复制
速度极快，它们的基因组变异的频率相对较高，这也是病毒容易发生抗药性
和逃逸免疫监视的原因之一。
4.复制方式：病毒的遗传物质复制方式独特，通常需要借助宿主细胞的生物机
制。
病毒进入宿主细胞后，利用宿主细胞的代谢机制合成自己的核酸和蛋白
质，然后组装成新的病毒颗粒。
5.遗传变异：病毒的遗传物质容易发生变异。
由于病毒复制时缺乏修复机制，
且其复制速度快，因此在复制过程中可能会出现错义突变、插入突变等多种
变异类型，从而导致不同病毒株的出现。
总的来说，病毒的遗传物质特点主要表现在结构简单、变异速度快、复制方式独特等方面。
研究病毒的遗传物质特点不仅有助于深入了解病毒的生物学特性，还对病毒的防控和治疗提供重要参考。
病毒是怎么形成的
病毒是怎么形成的病毒是怎么形成的病毒，是一类不具细胞结构，具有遗传、复制等生命特征的微生物。
病毒同所有生物一样，具有遗传、变异、进化的能力，是一种体积非常微小，结构极其简单的生命形式，病毒有高度的寄生性，完全依赖宿主细胞的能量和代谢系统，获取生命活动所需的物质和能量，离开宿主细胞，它只是一个大化学分子，停止活动，可制成蛋白质结晶，为一个非生命体，遇到宿主细胞它会通过吸附、进入、复制、装配、释放子代病毒而显示典型的生命体特征，所以病毒是介于生物与非生物的一种原始的生命体。
病毒是怎么形成的病毒的结构1.病毒的基本结构有核心和衣壳，二者形成核衣壳。
核心位于病毒体的中心，为核酸，为病毒的复制、遗传和变异提供遗传信息;衣壳是包围在核酸外面的蛋白质外壳。
衣壳的功能：①具有抗原性;②保护核酸;③介导病毒与宿主细胞结合。
2.病毒的辅助结构有些病毒核衣壳外还有一层脂蛋白双层膜状结构，是病毒以出芽方式释放，穿过宿主细胞膜或核膜时获得的，称之为包膜。
在包膜表面有病毒编码的糖蛋白，镶嵌成钉状突起，称为刺突。
有包膜病毒对有机溶剂敏感。
包膜功能：①保护核衣壳;②促进病毒与宿主细胞的吸附;③具有抗原性。
病毒出现假说1.蛋白质、核酸遗失说：大生物(此处大生物意思是具有细胞结构的生物，区别于病毒的非细胞结构生物)由于细胞脱落和破裂，导致游离的蛋白质和dna、rna的出现，在某种情况下，这些蛋白质由于化学作用形成了一个内部可容纳小分子的结构，里面裹着dna或者rna，甚至单独的蛋白质和单独的dna、rna游离，这些散落的游离的分子，有一些个别的和大生物细胞膜有亲和性，大生物细胞通过吞噬作用使其进入细胞，其dna、rna得以表达，然后通过进化形成成熟的病毒。
2.生命起源说：病毒是最原始的生命体，早在没有细胞之前就有病毒存在，那时的病毒还只限于蛋白质和核酸，没有表现出病毒的寄生特征，当细胞体生物出现之后，个别这种蛋白质和核酸或他们的复合体表现出寄生性，这些散落的游离的分子，有一些个别的和大生物细胞膜有亲和性，大生物细胞通过吞噬作用使其进入细胞，其dna、rna得以表达，然后通过进化形成成熟的病毒。
病毒的遗传与变异
脊髓灰质炎减毒活疫苗
二、基因突变
➢缺陷型干扰突变株（DIM）
病毒的基因缺陷（缺失突变引起），不能单独 复制，必须在辅助病毒（野生株）存在时才能 复制，同时干扰野生株的增殖。
➢宿主范围突变株
病毒的遗传与变异
一、病毒的遗传物质及其特点
遗传物质：DNA 或RNA 特点：
只有一种核酸，且存在形式多样； 基因数目少，结构较简单； 有外显子，基因以重叠形式存在 复制方式具有多样性；
二、基因突变
★突变：病毒基因组碱基序列发生改变。 ★基因组突变的方式：
点突变；缺失突变；插入突变。
★突变类型：
表 型 混 合
TRANSCAPSIDATION
核
生物合成
壳
转
组装
移
DNA病毒 逆转录病毒 溶原性噬菌体
+ssRNA逆转录病毒
五、病毒基因产物的相互作用
1.互补作用和加强作用
互补作用（Complementation）：指两种病毒感染 同一细胞时，其中一种病毒的基因产物（如结构蛋白 和代谢酶等）促使另一病毒增殖。其实质不是病毒之 间的基因重组，而是两种病毒能相互提供另一缺陷病 毒所需的基因产物。
流感病毒，轮状病毒，汉坦病毒 ➢ 重组与重配可导致基因复活：
交叉复活---活病毒与灭活病毒间。 多重复活---两个或多个灭活病毒间。
四、基因整合（Gene integration）
在病毒感染宿主细胞的过程中，有时病毒基因 组中的DNA片段可插入到宿主染色体DNA中，这 种病毒基因组与细胞基因组的重组过程称为基 因整合。
缺陷病毒
病毒的遗传变异及其在疫苗设计中的应用
病毒的遗传变异及其在疫苗设计中的应用随着新冠疫情的全球大流行，疫苗的研发和广泛接种成为了抗击病毒的主要手段之一。
然而，病毒的遗传变异不断出现，给疫苗的研发和应用带来了极大的挑战。
本文将从病毒的遗传变异出发，探讨病毒遗传变异对疫苗设计的影响以及应对策略。
一、病毒的遗传变异病毒的遗传变异是指病毒在不断传播过程中发生的基因组变异。
这些变异可能导致病毒的生物学特性、毒力、传播能力等方面的变化，影响到病毒的传播和对宿主的感染能力。
病毒的遗传变异主要包括点突变、插入、缺失、重新组合等多种类型。
在新冠疫情中，我们常听到的“英国变异株”、“南非变异株”等，就是指新冠病毒在这些地区中出现了一些特定的基因组变异，导致它们在某些方面的生物学特性和临床表现发生变化。
病毒的遗传变异虽然有时会影响到病毒的传播和毒力，但对于我们研发疫苗来说，它的影响更多是来自于疫苗和病毒之间的免疫逃逸。
二、病毒遗传变异对疫苗设计的影响疫苗的基本原理是通过激活免疫系统，让它产生对抗病原体的免疫应答。
针对病毒的疫苗在一定程度上是针对病毒的全基因组进行抗原设计的，但是不同的病毒变异速率及不同种类病毒的遗传变异模式都会直接或间接的影响疫苗对病毒的保护作用。
首先，病毒的点突变、插入、缺失、重组等导致的抗原上的变异会影响到疫苗的免疫原性和保护效果。
当疫苗是针对病毒特定抗原的时候，如果该病毒在该抗原处发生了变异，可能使疫苗失去作用或部分失去作用。
比如，新冠病毒的血凝素结合域（S蛋白）是研发新冠疫苗的主要靶点。
但是，随着病毒的遗传变异不断发生，出现了多个变异株的S蛋白。
这些变异株的S蛋白虽然还是保留着新冠病毒的特性，但由于抗体识别S蛋白的空间结构的要求非常严格，使得针对变异株的疫苗失去了保护作用，从而降低了疫苗的免疫原性和保护效果。
其次，有些病毒存在于不同的种属之间，导致了交叉免疫现象的出现。
即有些病毒的抗原在结构上与另一些病毒或病原体的抗原相似，这就是所谓的交叉免疫现象。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一种蛋白是血细胞凝集素 （HA），至少 有15种亚型，帮助病毒进入宿主细胞； 另一种是神经氨酸酶（NA），有9种亚 型，能够破坏细胞的受体，使病毒在宿 基因产物间的相互作用 补偿作用（complementation） 表型混合（phenotypic mixing） 基因型混合（Genotype mixing）
病毒的遗传与变异
病毒的遗传与变异
遗传是生物的亲代与子代之间的相似性； 变异则是亲代与子代之间，子代各个体
之间的差异性。
病毒的遗传与变异
病毒的遗传与变异
一、病毒的遗传特点
二、病毒变异的类型
三、病毒基因图构建方法
四、病毒基因组研究的意义
病毒的遗传与变异
一、病毒遗传的特点
1、遗传方式简单 2、受宿主细胞影响 3、易产生突变
病毒的遗传与变异
Recombination by break-rejoin of incompletely linked genes
病毒的遗传与变异
2.2、重配
对于分节段的RNA病毒，通过交换 RNA节段而进行的重组称为重配。
病毒的遗传与变异
Reassortment by independent assortment during dual infection.
病毒的遗传与变异
病毒的遗传与变异
病毒的遗传与变异
adapted from Treanor JJ Infect. Med. 15:714
最近重配
此次甲型H1N1流感病毒包含北美和欧亚 猪流感病毒、人流感病毒以及禽流感病 毒的基因片段。正因为其基因片段不同 于传统的H1N1病毒，因此属于新病毒。
病毒的遗传与变异
1.1、突变类型
基因组与表型变异
点突变：少数几对碱基的缺少、插 入或置换。
遗传结构改变：大段染色体的缺失、 重复、移位和倒位等。
自发突变与诱发突变
病毒的遗传与变异
1.1.2、基因组变异 位点变异
病毒的遗传与变异
缺损型干扰(defective interfering,DI)突变株
病毒的遗传与变异
各类病毒的基因组结构
病毒的类别
核酸
染色体 形状1
类病毒 1.噬菌体
1-RNA
L
T2,T4
T5
2-DNA
λ
2-DNA
P22
2-DNA
T7
2-DNA
Φ6 ΦX174
2-DNA 2-RNA
R17,F2, MS2
1-DNA
2.植物病毒
1-RNA
创伤肿瘤病毒（Wound tumour virus）
病毒的遗传与变异
3.1、补偿作用
是指在感染的细胞中，病毒蛋白质之间由 于相互作用的结果，拯救了一种或两种病毒 或增加了病毒的产量。
病毒的遗传与变异
Complementation
和 （或）
Progeny virus assembled using wt N and wt M proteins Genomes in progeny are either ts M or ts N
脊髓灰质炎病毒(Polio virus) 多型瘤病毒(Polyome virus)
病毒的遗1传-R与N变A异 2-DNA
L L L/O L L L(M) O L
L L(M)
L O L L
L? L L L L L O
染色体长 碱基对(或碱基) 度2/μm 的数目/bp
<0.1
<200
54.0 39.0 17.3 13.7 12.5 4.7 1.8 1.0
TYMV)
1-RNA
3.动物病毒
鸡痘病毒(Fowlpox virus)
2-DNA
痘苗病毒(Vaccinia virus)
2-DNA
疱疹病毒(Hezpes virus)
2-DNA
呼肠孤病毒(Reovirus)
2-RNA
口蹄疫病毒(Foot and mouth disease virus, FMDV) 1-RNA
162 000 117 000 51 900 40 500 37 500 14 100
5 400 3 000
7.0
21 000
3.0
9 000
2.9
8 670
2.7
8 100
2.1
6 300
2.0
6 000
100.0 80.0 53.0 11.3 3.4 2.6 1.5
300 000 240 000 159 000 34 000 10 300
7 800 4 500
二、病毒变异的类型
1、突变 2、基因重组 3、表型混合
病毒的遗传与变异
1、突变
病毒遗传物质核酸的组成或结构 发生改变称为突变。
病毒的遗传与变异
野生型：在自然群体中往往有一种占多 数的（因此常被视为正常的）等位基因 。
突变型：同一座位上的其他等位基因一 般都直接或间接地由野生型基因通过突 变产生，相对于野生型基因，称它们为 突变型基因。
雀麦花叶病毒(Brome mosaic)
2-RNA
马铃薯X病毒(Potato virus-X, PVX)
1-RNA
花椰菜花叶病毒(Cauliflowez mosaic virus, CaMV) 1-RNA
烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)
2-DNA
芜 菁 黄 花 叶 病 毒 (Twznip yellow mosaic virus, 1-RNA
DI颗粒增多
病毒的遗传与变异
1.1.2、表型变异
1. 毒力变异 2. 抗原性变异 3. 空斑变异 4. 条件致死性突变株
如：温度敏感性(ts)突变株
病毒的遗传与变异
1.2、突变率
DNA病毒复制具有校正（proofreading） 功能 ，RNA的复制缺少校正机制，病毒 RNA复制的错误率远远高于病毒DNA。
病毒的遗传与变异
1.3、诱变
物理诱变 化学诱变 定点诱变：将病毒基因组任何既定部位的核
苷酸替换，或者使之缺失，或者插入另一段 核苷酸。
病毒的遗传与变异
2、基因重组
分子内重组 重配
病毒的遗传与变异
2.1、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。
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。
病毒的遗传与变异
DI突变株特点
1. 含正常的衣壳蛋白质 2. 只含有正常基因组的一部分 3. 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 4. 特异性地干扰同源病毒的繁殖,经连续传代后，