病毒基因的转录、蛋白质、感染与宿主和干扰素合成

第三节病毒基因的转录及蛋白质合成

一、病毒基因的转录启始信号

(一)DNA噬菌体基因的启动子

l T噬菌体基因的启动子与转录双链DNA噬菌体基因组表达都是分阶段进行的，即噬茵体基因组在复制循环过程中分阶段地进行转录。T系列噬菌体当其基因组DNA进入宿主大肠杆菌细胞后，宿主细胞中RNA聚合酶将一小段病毒DNA转录成mRNA，开始合成早期蛋白，所以宿主细胞的RNA聚合酶能够识别早期蛋白质基因的启动子。但是事实上所有T噬茵体早期基因的启动子的结构都与其宿主大肠杆菌基因的启动子有很大差别。虽然早、晚期基因在转录起点上游都具有相当于细胞基因—10框的序列，但相似程度很低，而且各个基因的启动子之间都存在明显的差别。T噬菌体的中、晚基因都由噬菌体基因编码的RNA聚合酶转录，这种酶只有一条多肽链．比宿主细胞的RNA聚合酶简单。但噬茵体基因转录除了需要这种RNA聚合酶以外，还需要其他一些转录辅助因子．由于辅助因子很复杂，其特性还不知道。

2．单链DNA噬菌体基因的启动子有关单链DNA噬茵体基因的启动子目前知道得不多。

（二）真核生物DNA病毒的启动子

1．腺病毒基因的启动子腺病毒所有早期基因都由宿主细胞的RNA聚合酶Ⅱ转录，其中EIA基因可能是最早表达的早期基因，因为它是与其他早期基因转录有关的一个关键基因。EIA基因在转录起点上游—28位具有TA—TA框，这种序列同宿主基因启动子相似，虽然在这一区域的上游不存在结构保守序列，但这一区域缺失后会严重降低EIA基因的转录水平，因此它可能对转录起着某种程度的调节作用。EIA基因编码长289个氨基酸的磷蛋白，是其它任何早期基因转录所必需的。腺病毒的中、晚期基因由宿主细胞的RNA 聚合酶Ⅲ转录，但也有一些编码mRNA的晚期基因同早期基因一样由RNA聚合酶Ⅱ转录。对这些中、晚期基因的转录机制目前还不很清楚，但现在对其中一个主要的晚期基因(ML)和一个与其相连的中期基因(Iva2)的启动子了解比较清楚。这两个顺反子的转录方向相反，ML基因在转录起点上游有—个TA—TA—框，而中期基因则不具有这种结构。

2．SV40基因的启动子及其转录SV40的早期基因在病毒的侵染循环过程中始终如一地表达，而晚期基因只是在病毒开始复制后才表达。当病毒侵人宿

主细胞核或完全脱去蛋白质外壳后，宿主细胞的RNA聚合酶Ⅱ从早期基因的惟一的一个启动子开始转录，产生2种编码大、小T抗原的mRNA。当这些mRNA被翻译后，大T抗原

回到细胞核内，特异性地结合到病毒基因组上，与自身基因的启动子、晚期基因的启动子和DNA复制启始区互作，启始病毒DNA复制和控制早、晚期基因的转录，大T抗原还诱导宿主基因组中某些复制酶基因表达，从而诱导宿主DNA的复制，此外，还有小部分大T抗原穿过宿主质膜行使一种肿瘤特异性转移抗原的功能。

(三)某些RNA病窟基因的转录

某些RNA病毒中，其基因组为单正链RNA分子，所以在基因表达过程中没有必要进行转录。但对基因组为负链RNA的病毒来说．在基因组的复制以及基因表达过程中，都需要将遗传信息转录成可翻译的mRNA 。

二病毒基因的转录终止信号

有关病毒基因的转录终止过程目前还不很清楚，研究资料主要来自噬菌体。

（一）噬菌体体基因的转录终止于

1．T噬菌体根据对T7基因组的序列分析知道，其基因组有2个转录终止子。其宿主细菌的转录终止序列通常含有一串碱基T或—个双重对称结构，而整个T7基因组却不存在这两种结构。但这两种高度同源的序列TE和Tф具有终止转录的功能，其中TE为早期基因的转录终止子

2．丝状噬菌体在三种丝状噬茵体(fl、fd和M13)中，转录终止子的DNA序列都高度同源，并且都具有—个双柬对称结构。双重对称结构都有一个由4个碱基T组成的环和—段位于3’的8个碱基T，因此与大肠杆菌的转录终止信号非常相似。这三种噬茵体的基因组都含有一个以上转录终止子。F1噬菌体的终止子I和终止子Ⅱ差别主要在于后者有一个非正规的G-T碱基对，主杆中有一未配对的碱基A以及3’端T碱基串的差别。M13的终止子I与终止子Ⅱ则毫无同源性，后者3’端也不存在T碱基串。其他噬茵体的终止子一般情况下，同一类型噬菌体的终止子足相似的。

（二）真核生物病毒基因的终止子

在脊椎动物病甫中，转录的终止信号目前边不清楚．其主要原因是大多数DNA病毒的基因组均为环状分子，转录通常是双向进行，而且早、晚期基因的表达共用转录启始区和终止区。

RNA病毒蛋白质合成的策略

所有由病毒基因组指导合成的蛋内质都是在宿主细胞质核糖体上合成的。虽然各种病毒的翻译机制基本相似，但不同病毒在蛋白质合成的策略有明显不同。1.将其正链RNA基因组翻译成一条巨大的多蛋白质分子，然后再将多蛋白分子加工成几条较短的多肽。2.是以病

毒基因组为模板，合成多条mRNA分子。3.病毒基因组RNA首先转录成若干个单顺反子mRNA片段，然后再各自进行翻译。

第五节病毒感染与宿主干扰素的合成

一、干扰素

干扰素是一类在同种细胞上具有广谱抗病毒活性的蛋白质，其活性的发挥

又受细胞基因组的调节和控制，涉及RNA和蛋白质的合成，含义如下：1是一类蛋白质。2．本身并不能灭活病毒，而是通过激活细胞基因来发挥作用的。也就是说干扰素作用于细胞后，使细胞又产生多种其他蛋白质，从而阻断病毒的复制。3．干扰素具有较广谱的抗病毒活性。人的干扰素3种即α-β-γ-干扰素，α-是由白细胞产生的，用病毒或其他诱导剂可诱导出这种干扰素。β-干扰素主要是在成纤维细胞中诱导出来，γ—干扰素可用促细胞分裂原刺激未致敏的淋巴样细胞而产生，也可用特异性抗原刺激致敏淋巴细胞而产生。绝大多数脊椎动物都可产生干扰素。干扰素能抑制病毒增殖．是非特异性的．即任何一种病毒刺激宿主细胞产生的干扰素均具有广谱的抗病毒作用，既可抑制DNA病毒的增殖，又可抑制RNA病毒的增殖。然而干扰素的作用却具有相对种属特异性，即干扰素活性在同种细胞中高，异种细胞中低。这种种属特异性可能与细胞表面受体特异性反应有关。但也有例外。

干扰素合成和抗病毒活性

干扰素内源性干扰素（靠用诱导物在机体内诱导产生）外源性干扰素（靠投予机体的）。目前认为最为有效的干扰素诱导剂是一种人工合成的双链核糖核酸，由多聚肌苷酸和多聚胞嘧啶核苷酸构成．称聚IC。—般说来，大多数正常细胞不能合成干扰素基因，原因是这些细胞基因不能进行转录。但某些细胞却能够自发地转录，其原因可能是这些细胞能够自发地合成某些诱导物．或是它们能进行干扰素基因调控区重排。在培养基中若有干扰素存在，对细胞产生干扰素是非常有利的。真正有广阔前景的生产干扰素的工艺应该是基因工程干扰素。干扰素基因已被克隆到细菌、酵母、昆虫和哺乳动物细胞的表达载体之中，干扰素具有广谱的抗病毒作用，它能诱导机体产生抗病毒状态，其抗病毒作用是通过作用于细胞诱导出所谓的抗病毒蛋白而实现的。

干扰素的抗病毒活性具有如下特点：(1)干扰素的抗病毒作用是抑制而不能杀灭，(2)有相对的种属特异性，(3)不同细胞对干扰素的敏感性不同；(4)不同病毒对干扰素的敏感性也不相同。

干扰素除了具有抗病毒作用外，还对细胞的功能有明显的影响；与机体的免疫系统、免疫状态有明显的关系，机制有四个，(1)干扰素抑制肿瘤病毒的繁殖；(2)干扰素直接抑制肿