第六章 病毒的遗传与变异

3,嵌合包膜 ,
两种不同的病毒混合感染同一细胞培养 时 , 产生的子代病毒的包膜具有两种亲代病 毒的包膜糖蛋白抗原, 毒的包膜糖蛋白抗原 , 但包膜内只含有一个 亲代病毒的基因组. 亲代病毒的基因组 . 这种具有两种亲代病毒 包膜特征的包膜称为嵌合包膜. 包膜特征的包膜称为嵌合包膜.
(二)多倍体病毒
一,病毒的突变 指生物体的表型所发生的突然性的可遗传 的改变. 的改变. (一)突变的类型 1,按引起突变的原因分: ,按引起突变的原因分: (1)自发突变 ) 病毒在无任何已知的诱变剂存在的条件下 所发生的突变. 所发生的突变. RNA病毒的自发突变频率较 病毒的自发突变频率较DNA病毒高. 病毒高. 病毒的自发突变频率较 病毒高
1. 干扰素诱导的干扰
(1) ) 干扰素( 干扰素(interferon,IF)
是一组具有多种生物学功能的糖蛋白, 是一组具有多种生物学功能的糖蛋白, 它是具有正常生物功能的细胞在适宜诱生剂 作用下产生的,具有抗病毒 抗肿瘤, 抗病毒, 作用下产生的,具有抗病毒,抗肿瘤,免疫 调节,维持细胞自身稳定等多种生物活性. 调节,维持细胞自身稳定等多种生物活性. 等多种生物活性
病毒突变株的类型
1. 条件致死突变株 在实验者所规定的某些条件下不能繁殖, 在实验者所规定的某些条件下不能繁殖, 但在允许条件下能够繁殖, 但在允许条件下能够繁殖,而相应的野生型在 这两种条件下都能繁殖.其中比较有用的是温 这两种条件下都能繁殖.其中比较有用的是温 敏突变体,它较野生型毒株的毒力要低. 敏突变体,它较野生型毒株的毒力要低.
3.按病毒表达的表型分类 . 毒力突变, 毒力突变, 蚀斑突变, 蚀斑突变, 宿主范围突变, 宿主范围突变, 抗原突变, 抗原突变, 对化学药物的感受性突变, 对化学药物的感受性突变, 对温度的感受性突变
(二)病毒突变株
株:指同一病毒的不同野生型. 指同一病毒的不同野生型. 利用补体结合反应, 沉淀反应, 型 : 利用补体结合反应 , 沉淀反应 , 红细胞凝集抑 制反应以及中和试验等血清学方法所确定的病毒的 血清型. 血清型. 突变体: 指有明确的突变而不同于野生型, 并且通 突变体 : 指有明确的突变而不同于野生型, 常是在实验室产生的病毒. 常是在实验室产生的病毒. 变异株( 变种) 指表型不同于野生型, 变异株 ( 变种 ) : 指表型不同于野生型 , 但变异产 生的基因型依据还不清楚的病毒. 生的基因型依据还不清楚的病毒.
(2) 干扰素抗病毒作用的特点
① 干扰素不能杀灭病毒,其抗病毒作用不是 干扰素不能杀灭病毒, 机制: , 与细胞表面作用, 机制 : A,与细胞表面作用 , 激活编码抗 病毒蛋白质的细胞基因,表达产生能抑制病毒 病毒蛋白质的细胞基因, 复制的抗病毒蛋白,使细胞建立起抗病毒状态. 复制的抗病毒蛋白,使细胞建立起抗病毒状态. B,减轻由于病毒复制所引起的细胞损伤, 从 ,减轻由于病毒复制所引起的细胞损伤, 而使机体或细胞受到保护. 而使机体或细胞受到保护. 直接的,而是一种间接的作用. 直接的,而是一种间接的作用.
(2) 诱发突变 ) 诱发突变 利用各种物理或化学诱变剂处理野生 型病毒群体所引起的病毒突变. 型病毒群体所引起的病毒突变.
常用诱变剂
①体外诱变剂 亚硝酸:使腺嘌呤脱氨变成次黄嘌呤, 亚硝酸:使腺嘌呤脱氨变成次黄嘌呤,复制时 次黄嘌呤与胞嘧啶配对( 次黄嘌呤与胞嘧啶配对(AT-GC)或使胞嘧啶 ) 脱氨转变成尿嘧啶,导致CG-TA. 脱氨转变成尿嘧啶,导致 . 烷化剂:在碱基的许多部位起作用, 烷化剂:在碱基的许多部位起作用,特别是烷 化嘌呤的N7部位 . 甲基磺酸乙酯( 化嘌呤的 部位. 甲基磺酸乙酯 ( EMS) , 部位 ) 甲基磺酸酸甲酯( 甲基磺酸酸甲酯(MMS). )
(四)干扰作用
两种病毒混合感染时, 两种病毒混合感染时 , 一种病毒的繁殖 被另一种病毒所抑制的现象. 被另一种病毒所抑制的现象. 干扰可发生于不同的病毒之间, 干扰可发生于不同的病毒之间 , 也可发 生于同种病毒的不同毒株, 生于同种病毒的不同毒株 , 甚至同一病毒的 不同颗粒之间. 不同颗粒之间.
多倍体病毒: 多倍体病毒:在一个病毒包膜内包装有几 个核衣壳的病毒.只见于有包膜的病毒. 个核衣壳的病毒.只见于有包膜的病毒. 异多倍体病毒: 异多倍体病毒:两种不同的病毒混合感染 时产生的多倍体病毒. 时产生的多倍体病毒.
(三)互补作用
两种病毒混合感染时, 两种病毒混合感染时,由于一种病毒为 另一种提供了其必需的但又不能自己合成的 基因产物, 基因产物,而促进了其增殖或者两种病毒互 为提供对方所必需的基因产物, 为提供对方所必需的基因产物,使双方的增 殖有所促进. 殖有所促进.
二.基因重组
由于两个或两个以上的病毒颗粒共 同感染同一细胞时所发生的遗传物质的 交换. 交换.
(一)基因重组的类型
1.活病毒间的基因重组 . 2. 交叉复活 : 指活病毒与灭活病毒之间的 . 交叉复活: 基因重组,子代病毒具备灭活病毒的某些性状 . 基因重组 , 子代病毒具备灭活病毒的某些性状. 3. 多数感染复活现象 : 以同株灭活病毒大 . 多数感染复活现象: 量感染敏感细胞时, 量感染敏感细胞时 , 产生活的感染性病毒的现 象. 4.病毒与细胞之间的重组 .病毒与细胞之间的重组
②体内诱变剂 碱基类似物: 氨基嘌呤 氨基嘌呤, 溴脱氧尿苷 溴脱氧尿苷, 碱基类似物:2-氨基嘌呤,5-溴脱氧尿苷, 5-氮杂胞苷等,导致碱基的转换或颠换. 氮杂胞苷等,导致碱基的转换或颠换. 氮杂胞苷等 嵌入剂: 导致碱基增加或缺失, 嵌入剂:吖啶类染料 导致碱基增加或缺失, 发生移框突变
2.按核酸发生变化的类型,即核苷酸的置换,缺 .按核酸发生变化的类型,即核苷酸的置换, 失进行分类: 失进行分类: (1)沉默突变 ) A 三联密码子的碱基发生改变,而所编码的 三联密码子的碱基发生改变,而所编码的 编码的AA 不变. 不变. GGA GGC GGU GGG 四个密码转译的 均为甘 四个密码转译的AA均为甘 氨酸. 氨酸. B 碱基改变,导致编码的 改变,但不影响蛋 碱基改变,导致编码的 改变, 编码的AA改变 白质的构型和稳定性, 基因组的表型仍维持原状. 白质的构型和稳定性 , 基因组的表型仍维持原状 .
第六章 病毒的遗传与变异
遗传: 遗传 : 指生物体亲代与子代之间形态结构与 生理机能的相似性. 生理机能的相似性. 变异: 指亲代与子代之间, 变异 : 指亲代与子代之间 , 以及子代各个体 之间的差异. 之间的差异. 病毒的变异包括突变, 病毒的变异包括突变 , 基因重组和病 毒之间的非遗传相互作用. 毒之间的非遗传相互作用.
5.毒力突变株 . 6.抗原突变株 . 流感病毒, 流感病毒,口蹄疫病毒易发生抗原变异 猪瘟病毒, 猪瘟病毒,牛瘟病毒还未发现有明显的 抗原差异
7.抗药性突变株 . 抗病毒药物:金刚烷胺,吗啉双胍,碘苷, 抗病毒药物:金刚烷胺,吗啉双胍,碘苷, 5-溴脱氧尿嘧啶核苷. 溴脱氧尿嘧啶核苷. 溴脱氧尿嘧啶核苷 8.同变体(共变体) .同变体(共变体) 多种表型同时改变的突变株
2.宿主范围突变株 . 与野生型相比,宿主范围有所改变. 与野生型相比,宿主范围有所改变. 比较有用的是适应新宿主的突变体, 比较有用的是适应新宿主的突变体,其意 义是: 义是:①获得弱毒株 利用细胞代替原宿主实验动物进行病 ②利用细胞代替原宿主实验动物进行病 毒培养的研究. 毒培养的研究. 特点:对原宿主毒力减弱, 特点:对原宿主毒力减弱,对新宿主的毒 力逐渐增强
2. 非干扰素诱导的干扰 .
(1) 同源干扰 在同源的动物病毒感染时, 在同源的动物病毒感染时,一种病毒在感 染时间或感染复数上占优势从而对另一种病毒 所造成的干扰,称为同源干扰. 所造成的干扰,称为同源干扰.可发生于病毒 的吸附,侵入和分子合成阶段, 的吸附,侵入和分子合成阶段,其中以后者最 为普遍. 为普遍.
病毒的表型混合
1,混合壳体 ,
无包膜的病毒混合感染时, 产生的子代 无包膜的病毒混合感染时 , 病毒体的壳体由两种亲代病毒所产生的壳粒 组成, 组成 , 但壳体内只包装着其中一种病毒的基 因组. 因组.
2,转壳现象 , 两种不同的病毒混合感染同一细胞培养时, 两种不同的病毒混合感染同一细胞培养时, 产生的子代病毒为其中一种病毒的基因组包装 在另一种病毒所编码的壳体中的现象. 在另一种病毒所编码的壳体中的现象.所产生 的子代病毒称为假型病毒. 的子代病毒称为假型病毒.
(2)误意突变 ) 改变的AA处于结构上的重要位置 , 多 处于结构上的重要位置, 改变的 处于结构上的重要位置 肽的正常功能丧失. 肽的正常功能丧失. (3)无意突变 ) 多肽合成完成前终止,多肽功能丧失. 多肽合成完成前终止,多肽功能丧失. (4)移框突变 ) 病毒基因组小的缺失. 病毒基因组小的缺失. (5)缺失突变 ) 大的缺失. 大的缺失.
互补作用主要包括两种: 互补作用主要包括两种:
1.辅助病毒与缺损病毒之间的互补 . ①辅助病毒与卫星RNA 辅助病毒与卫星 ②辅助病毒与干扰缺损颗粒 2.有活力病毒与灭活病毒之间的互补 . 痘病毒科中的纤维瘤病毒( 痘病毒科中的纤维瘤病毒 (引起良性纤 维瘤)与粘液瘤病毒(高度的致死性) 维瘤)与粘液瘤病毒(高度的致死性)
具有分段基因组的病毒之间核酸片段的交 换. 重组易发生于同种病毒的不同毒株之间 不同种的病毒之间或不同科的病毒之间较 少发生重组. 少发生重组.
两个病毒之间的核酸片段交换
三.病毒之间的非遗传性相互作用
(一)表型混合
因病毒混合感染而产生一种具有来自于两种亲 代病毒的表型特征, 代病毒的表型特征 ,但只具有其中一种病毒基因组 的子代病毒的现象. 的子代病毒的现象. eg. 大肠杆菌噬菌体 2 只感染大肠杆菌 大肠杆菌噬菌体T 只感染大肠杆菌B/4株 株 T4 只感染大肠杆菌 只感染大肠杆菌B/2株 株
3.蚀斑或痘斑突变株 .
TK-突变株与野毒株所形成空斑的比较
病毒蚀斑( 病毒蚀斑(空 斑):指病毒 ):指病毒 在已长成的单 层细胞上形成 的局限性病灶. 的局限性病灶
左图为E 左图为Ea株亲本形成的空斑 图为E TK缺失突变株形成的空斑 右图为Ea株TK缺失突变株形成的空斑
4.冷适应突变株(毒力较野生型弱) .冷适应突变株(毒力较野生型弱) 能在比野生型通常的复制温度或复制的 最适温度要低的温度下进行复制的突变体. 最适温度要低的温度下进行复制的突变体. 通过病毒长期低温传代培养获得. 通过病毒长期低温传代培养获得.
干扰素具有广谱的抗病毒活性. ② 干扰素具有广谱的抗病毒活性. 干扰素的抗病毒活性有相对的种属特异性. ③ 干扰素的抗病毒活性有相对的种属特异性 . ④ 不同病毒对干扰素作用的敏感性不同. 不同病毒对干扰素作用的敏感性不同.
※ 病毒诱生干扰素的成份是病毒复制过 程中形成的双链RNA. RNA 病毒诱生 . 程中形成的双链 干扰素的能力较DNA 病毒强. 干扰素的能力较DNA 病毒强.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
同源干扰的机制
① 在宿主细胞表面具有相同病毒受体的病
毒,往往可在病毒吸附阶段互相干扰. 往往可在病毒吸附阶段互相干扰. 颗粒在病毒生物合成阶段形成干扰. ② DI颗粒在病毒生物合成阶段形成干扰. 颗粒在病毒生物合成阶段形成干扰
(2) 异源干扰 )
当不同种属, 当不同种属 , 甚至不同科的病毒感染同 一细胞时所引起的干扰. 一细胞时所引起的干扰 . 异源干扰可发生于 病毒感染的不同阶段, 病毒感染的不同阶段 , 其干扰的机制在不同 的系统中有所不同. 的系统中有所不同.
(二)病毒的重组方式
1. 分子内重组 . 具单一核酸分子基因组的病毒的核酸分 子内的序列转移. 子内的序列转移 . 这一过程的完成需要核酸 分子的断裂及与其它核酸分子的再连接, 分子的断裂及与其它核酸分子的再连接 , 也 就是需要病毒的交配. 就是需要病毒的交配.
反转录病毒的两个基因重组模型
2.基因重配 .