病毒的遗传与变异
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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）
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
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。
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
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
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。
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
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，
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.
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
2Байду номын сангаас7
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
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
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
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 主体内自由传播
病毒的遗传与变异
3、病毒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
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。
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）
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
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。
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
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
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。
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
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，
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.
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
2Байду номын сангаас7
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
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
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
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 主体内自由传播
病毒的遗传与变异
3、病毒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
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。