RNA指导的DNA复制逆转录及病毒的复制文稿演示
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DNA的复制、RNA转录
亲代DNA
复制
子代DNA
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4
一、DNA的复制方式——半保留复制
• DNA在复制时，以亲代DNA的每一股作模板，合成 完全相同的两个双链子代DNA，每个子代DNA中都 含有一股亲代DNA链，这种现象称为DNA的半保留 复制(semi-conservative replication)。
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27
• pol Ⅰ 为 具 有 三种 酶活 性的单一肽链的大分子 蛋白质，可被特异的蛋 白酶水解为两个片段， 其中的大片段保留了两 种 酶 活 性 , 即 5'→3' 聚 合 酶和3'→5'外切酶活性。
编辑课件ppt Klenow片段的分子结2构8
B蛋白、拓扑异构酶、引物酶、DNA聚合酶和DNA连接 酶等许多因素。
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10
1、DNA的复制起始点
• DNA在复制时，需在特定的位点起始，这是一些具有 特定核苷酸排列顺序的片段，即复制起始点(origin) 。
• 在原核生物中，复制起始点通常为一个，而在真核生 物中则为多个。
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1
第十四章 DNA的复制与修复
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2
第一节 DNA的复制
• DNA是由四种脱氧核糖核酸所组成的长链大分子， 是遗传信息的携带者。
• 生物体的遗传信息就贮存在DNA的四种脱氧核糖核 酸的排列顺序中。
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3
复制(replication)
是指遗传物质的传代，以母链DNA为模板 合成子链DNA的过程。
ori
3’
5’ 3’
ori
ori
ori
细胞总RNA提取及逆转录ppt课件
逆转录酶：
• RT
存在于逆转录病毒 体内。 常见有哺乳动 物型37oC，禽类型 42oC 。
以mRNA为模板的 DNA聚合酶，构成与 RNA碱基相互补DNA
mRNA
AAAAAA(n)
10min 68-70oC, annealing mRNA
mRNA cDNA
1-2h
AAAAAA(n) 3 -TTTTTT(18)-5 37-42oC, RTase
❖留意： RNA沉淀的溶解一定要耐心 充分，一定要用加样器反复多次吹打方 可。但由于溶液体积非常小，要防止出 现气泡影响RNA的溶解。
防止气泡的方法： 用加样器的第一挡 每次吹打都不要打出气体
判别溶解程度：
吹打时液体流动不拐弯 为止。
14) 吸出 4.5 l溶液放到冰上备用 (将用于电泳)。
•第二步：逆转录反响
最常用的RNase抑制剂: 与蛋白质中的组氨酸结合，使蛋白量
变性。
有效浓度：0.05%---0.1%(DEPC水)，室温磁力搅拌20分钟。
用于浸泡各种器材。
灭活条件：高压。
在Tris溶液中半衰期为1.25min。
试剂的配制:无RNase的溶液(用DEPC水配制, 高压)
储存方法：不能用聚苯乙烯器皿。4 C ，或液氮中。
留意: 电泳槽的清洁！ 一切试剂、器材、溶液需求灭RNA酶处置。 琼脂糖凝胶要新颖配制！ 紫外透射仪察看电泳结果
第二步：向上述反响溶液中依次参与以下试剂：
5RT-buffer
RNasin (40U/ml) dNTPs (10mmol/L) AMV
4 l 1 l 4 l 1 l
轻弹管底混合，置42℃水浴1h。
2、肝素： 运用浓度：0.1—10mg/ml 效 果: 37 C 时，可抑制95%的RNase 活力。
生物化学-DNA复制、转录、翻译
4、解链、解旋酶类
DNA解链酶
解开DNA双链 每个bp消耗2个ATP
与单链DNA结合,维持单
单DNA结合蛋 白(SSB）
链状态 (“镇纸”)
使其不受核酸酶水解，保 持完整性。
4、DNA拓扑异构酶
改变DNA分子构象，理顺DNA链，使复制能顺利进行。
拓扑异构酶Ⅰ 转轴酶
切断DNA双螺旋中的一 股，张力下降后封闭。
拓扑异构酶Ⅱ 旋转酶
切断DNA双链，使另一 双链经过此缺口，再封闭。
5、引发体
RNA引物的合成和复制的起始必需。
蛋白质 DnaA蛋白
结合到DNA双链复制起始部位
DnaB蛋白 引物酶
解链酶的作用 合成RNA引物
6、DNA连接酶
催化二段DNA链之间3’,5’ 磷酸二酯键的形
DNA互补链取代杂交链中的RNA，恢复双 螺旋结构。
5’
RNA链的延长
合成方向
3’
DNA
5 3
RNA
RNA聚合酶 核糖体
原核生物转录过程中的羽毛状现象
3、终止
RNA聚合酶到达终止位点，聚合反应停止。
分类： 依赖ρ因子（终止子）的转录终止 非依赖ρ因子的转录终止
释放RNA分子
RNA聚合 酶
遗传信息的传递
—DNA、RNA、蛋白质的生物合成
中心法则
复制
转录
翻译
复制 DNA
RNA
蛋白质
逆转录
第一节 DNA的生物合成 — DNA的复制
-概念： 以亲代DNA分子为模板，合成子代DNA分子的 过程。
-时期： 有丝分裂间期、减数第一次分裂间期
-场所： 细胞核(主要)、叶绿体、线粒体 -碱基互补配对原则： A＝T G≡C
DNA的复制PPT课件
结果变性前的杂交分子为一条中密度带，变性后 则分为两条区带，即重密度带（N15－DNA）和低 密度带（N14－DNA）。它们的实验只有用半保留 复制的理论才能得到圆满的解释。
•Molecular Biology Course
(CsCl gradient centrifuge)
N15
DNA
N14
Semi-ConservationReplication
–第三阶段为DNA复制的终止阶段。DNA复制的整个 过程中需要30多种酶及蛋白质分子参加，我们将 在DNA复制的各个阶段着重介绍它们的作用。
•Molecular Biology Course
•Molecular Biology
Course （二）、复制的起始阶段
1、复制的起点 2、复制的方向 3、复制的速度 4、DNA复制起始引发体的形成及所参与的酶和 蛋白质
1、DNA半保留复制的机理 2、DNA的半不连续复制
•Molecular Biology
Course
1、DNA半保留复制的机理
Semi-Conservation Replication
DNA作为遗传物质的基本特点就是在细胞分裂前进行准 确的自我复制，使DNA的量成倍增加，这是细胞分裂的 物质基础。
当用缺乏糖苷酶的大肠杆菌变异株（ung-进行 实验时，尿嘧啶不再被切除。）
此时，新合成的DNA有一半放射性标记出现于岗 崎片断中，另一股直接进入大的片断。由此可 见，当DNA复制时，一条链是连续的，另一条链 是不连续的，因此称为半不连续复制（semidiscontinuous replication） 。
二、复制的起始阶段
•Molecular Biology Course
复制叉（ replication fork ）：DNA分子中正在进行 复制的分叉部位。它由两条亲代链及在其上新合成的子 链构成。
•Molecular Biology Course
(CsCl gradient centrifuge)
N15
DNA
N14
Semi-ConservationReplication
–第三阶段为DNA复制的终止阶段。DNA复制的整个 过程中需要30多种酶及蛋白质分子参加，我们将 在DNA复制的各个阶段着重介绍它们的作用。
•Molecular Biology Course
•Molecular Biology
Course （二）、复制的起始阶段
1、复制的起点 2、复制的方向 3、复制的速度 4、DNA复制起始引发体的形成及所参与的酶和 蛋白质
1、DNA半保留复制的机理 2、DNA的半不连续复制
•Molecular Biology
Course
1、DNA半保留复制的机理
Semi-Conservation Replication
DNA作为遗传物质的基本特点就是在细胞分裂前进行准 确的自我复制，使DNA的量成倍增加，这是细胞分裂的 物质基础。
当用缺乏糖苷酶的大肠杆菌变异株（ung-进行 实验时，尿嘧啶不再被切除。）
此时，新合成的DNA有一半放射性标记出现于岗 崎片断中，另一股直接进入大的片断。由此可 见，当DNA复制时，一条链是连续的，另一条链 是不连续的，因此称为半不连续复制（semidiscontinuous replication） 。
二、复制的起始阶段
•Molecular Biology Course
复制叉（ replication fork ）：DNA分子中正在进行 复制的分叉部位。它由两条亲代链及在其上新合成的子 链构成。
病毒核酸的复制转录与翻译 PPT
2. 病毒核酸的复制
不同病毒DNA复制过程不同 病毒复制策略与病毒基因组的性质及表达有关 DNA病毒特别是双链DNA病毒的复制机制与真核 相似 RNA病毒差别较大 Baltimore将病毒核酸复制划分为7种类型
病毒核酸在细胞中复制的位置
DNA病毒的DNA复制
RNA病毒的核酸复制
逆转录病毒核酸的复制
病毒核酸的复制、转录与翻译
1. 总体认识病毒复制过程
病毒进入宿主细胞，却找不到病毒粒子 “隐蔽期”，病毒侵入到新病毒粒子出现 依靠宿主提供的原料、能量、场所合成病毒核 酸和蛋白质 合成包括mRNA的转录、基因组的复制和病毒 蛋白质的合成 为新病毒粒子的装配做好了准备
在病毒的复制过程中，病毒mRNA对于病毒基因 复制和病毒装配所需要的病毒蛋白是必须的
3. 病毒复制过程中的转录和翻译
病毒基因组转录出mRNA是复制过程的关键步骤
真核生物病毒的转录和翻译
细菌噬菌体
病毒蛋白质的合成:
巧妙性，利用宿主的酶、原料、机器…
早期转录和早期蛋白 RNA 聚合酶，早期更改蛋白
中期转录和中期蛋白 DNA 聚合酶，被修饰的 RNA 聚合酶
晚期转录和晚期蛋白 结构蛋白
噬菌体SPO1通过先后两次更换西格玛因子 实现早、中、晚三个时期基因表达调空
双链DNA噬菌体通过3阶段转录完成复制
小结
思考题：
1. 分析病毒在宿主细胞内生物大 分子合成的“巧妙之处”
2. 分析病毒在宿主细胞内的状态
谢谢各位Βιβλιοθήκη
分子生物学 第7章 RNA复制与逆转录ppt课件
精选ppt课件2021
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tRNA
R U5 PB
gag
R′ U′5
R U5 PB
gag
R′ U′5
PB
gag
负链 DNA
An
pol
env
U3 R
以 tRNA 为引物开始合成 cDNA 负链
pol
env
U3 R An
RNase H 降解模板 R 和 U5
An
pol
env
U3 R
负链 DNA3′端与模板 R 区配对（第一次跳跃）
精选ppt课件2021
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7.2.1 RNA复制酶类
由病毒自己编码的RNA复制酶主要是依赖RNA的RNA 聚合酶（RNA-dependent RNA polymerase，RdRP）。
RNA复制酶功能与特性： ⑴ 以“–RNA”为模板合成“+RNA”活性高，而以“+RNA” 为模板合成“–RNA”活性低； ⑵ 合成RNA链方向为5′→3′； ⑶ 能将互补的双链RNA分开； ⑷ 缺少核酸酶活性，校正功能低，差错率高； ⑸ 多数分布在细胞质中，少数在细胞核中； ⑹ 酶活性具有可调控性，复制时，RdRP抑制外壳蛋白表达， 而成熟期，外壳蛋白抑制RdRP活性。
这类病毒包括滤泡性口腔炎病毒、流感病毒、
副流感病毒、莴苣坏死黄化病毒、麻疹病毒、狂犬病毒
等。
脱壳
病毒
RdRP
加工
亲代 –RNA
+RNA ① RdRP
子代
mRNA ② 翻译
–RNA
GpppN GpppN
帽子 mRNA
③ 翻译
子代病毒颗粒 组装
RNA 复制酶 病毒外壳蛋白 致病蛋白
DNA复制、转录、翻译ppt课件
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4、解链、解旋酶类
DNA解链酶
解开DNA双链 每个bp消耗2个ATP
与单链DNA结合,维持单
单DNA结合蛋 白(SSB）
链状态 (“镇纸”)
使其不受核酸酶水解，保 持完整性。
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4、DNA拓扑异构酶
改变DNA分子构象，理顺DNA链，使复制能顺利进行。
拓扑异构酶Ⅰ 转轴酶
切断DNA双螺旋中的一 股，张力下降后封闭。
拓扑异构酶Ⅱ 旋转酶
切断DNA双链，使另一 双链经过此缺口，再封闭。
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5、引发体
RNA引物的合成和复制的起始必需。
蛋白质 DnaA蛋白
结合到DNA双链复制起始部位
DnaB蛋白 引物酶
解链酶的作用 合成RNA引物
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端粒酶：催化端粒复制的一种RNA-蛋白质复合物，
携带RNA模板（与端粒互补）的逆转录酶。
功能：1）起模板作用； 2）有逆转录酶的作用。
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端粒复制:
1）借RNA与末端DNA 互补；
2）以酶上RNA为模板 合成一段DNA；
3）延长的DNA反折为 双链。
是不依赖模板DNA 的复制来补偿切除引 物引起的末端缩短。
耐受
snRNA 极敏感 中度敏感
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（二）真核生物的RNA聚合酶
3种： Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
类型 部位
转录 产 物
对鹅膏蕈碱的敏感度
Ⅰ
核仁 5.8S\18S\28S rRNA
不敏感
Ⅱ
核质Leabharlann mRNA, snRNA, hnRNA
DNA复制、转录、翻译(课堂PPT)
遗传信息的传递
—DNA、RNA、蛋白质的生物合成
中心法则
复制
转录
翻译
复制 DNA
RNA
蛋白质
逆转录
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第一节 DNA的生物合成 — DNA的复制
-概念：以亲代DNA分子为模板，合成子代DNA分子的 过程。
-时期：有丝分裂间期、减数第一次分裂间期
-场所： 细胞核(主要)、叶绿体、线粒体 -碱基互补配对原则：A＝T G≡C
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复制和转录的区别
复制
转录
模板 两股链均复制 模板链转录（不对称转录）
原料 dNTP
NTP
酶
DNA聚合酶 RNA聚合酶（RNA-pol）
产物 子代双链DNA mRNA，tRNA，rRNA （半保留复制）
配对 A-T，G-C
A-U，T-A，G-C
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二、转录的模板：
转录是以结构基因作为单位的。 模板链 ：
转录：DNA指导下的RNA合成。
转录Leabharlann DNARNA➢转录的场所： 细胞核 ➢转录的原料：四种 NTP：ATP 、UTP、GTP、 CTP
（NMP）n＋NTP→（NMP）n+l ＋ ppi
➢转录的产物： 信使RNA（mRNA）
核糖体RNA（rRNA）
转运移RNA（tRNA）
40
一、转录与DNA复制的相似之处： 均以DNA为模板； 都是生成3’，5’ —磷酸二酯键； 合成的方向都是5’ →3’； 遵从碱基配对规律。
（常用的工具酶）
19
20
DNA聚合酶的校对作用
依赖于3个聚合酶的3’末端外切酶活性，进行校 对和纠错。
多种蛋白质参与，从而保证了复制的准确性。
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—DNA、RNA、蛋白质的生物合成
中心法则
复制
转录
翻译
复制 DNA
RNA
蛋白质
逆转录
1
第一节 DNA的生物合成 — DNA的复制
-概念：以亲代DNA分子为模板，合成子代DNA分子的 过程。
-时期：有丝分裂间期、减数第一次分裂间期
-场所： 细胞核(主要)、叶绿体、线粒体 -碱基互补配对原则：A＝T G≡C
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复制和转录的区别
复制
转录
模板 两股链均复制 模板链转录（不对称转录）
原料 dNTP
NTP
酶
DNA聚合酶 RNA聚合酶（RNA-pol）
产物 子代双链DNA mRNA，tRNA，rRNA （半保留复制）
配对 A-T，G-C
A-U，T-A，G-C
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二、转录的模板：
转录是以结构基因作为单位的。 模板链 ：
转录：DNA指导下的RNA合成。
转录Leabharlann DNARNA➢转录的场所： 细胞核 ➢转录的原料：四种 NTP：ATP 、UTP、GTP、 CTP
（NMP）n＋NTP→（NMP）n+l ＋ ppi
➢转录的产物： 信使RNA（mRNA）
核糖体RNA（rRNA）
转运移RNA（tRNA）
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一、转录与DNA复制的相似之处： 均以DNA为模板； 都是生成3’，5’ —磷酸二酯键； 合成的方向都是5’ →3’； 遵从碱基配对规律。
（常用的工具酶）
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20
DNA聚合酶的校对作用
依赖于3个聚合酶的3’末端外切酶活性，进行校 对和纠错。
多种蛋白质参与，从而保证了复制的准确性。
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RNA指导建议建议的DNA复制逆转录和病毒的复制培训课件
补DNA。 4、没有3`→5`外切酶活性。
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特点： 处，请联系网站或本人删除。
1. 含有Zn2+（是否有锌指结构、DNA结合 功能？）
2. DNA合成反应要求→有模板和引物。 3. 需适当浓度的二价阳离子（Mg2+、Mn2+） 4. 5’ →3’合成方向
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裸露病毒的吸附
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囊膜病毒的吸附
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逆转录酶 （reverse transcription)
• 1964年，Temin发现Rous肉瘤病毒等RNA病毒 所造成的感染可被DNA合成抑制剂遏制。 表明：RNA肿瘤病毒的RNA复制过程中要合成 DNA。
• 1970年，Temin 在Rouse肉瘤病毒、 Baltimore在白血病病毒中发现逆转录酶。
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多功能酶： 处，请联系网站或本人删除。
1、RNA指导的DNA聚合酶活性 2、RNA酶H（RNaseH）活性：水解
RNA-DNA杂交体上的RNA 3、DNA指导的DNA聚合酶活性：合成互
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1. 含有Zn2+（是否有锌指结构、DNA结合 功能？）
2. DNA合成反应要求→有模板和引物。 3. 需适当浓度的二价阳离子（Mg2+、Mn2+） 4. 5’ →3’合成方向
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裸露病毒的吸附
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囊膜病毒的吸附
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逆转录酶 （reverse transcription)
• 1964年，Temin发现Rous肉瘤病毒等RNA病毒 所造成的感染可被DNA合成抑制剂遏制。 表明：RNA肿瘤病毒的RNA复制过程中要合成 DNA。
• 1970年，Temin 在Rouse肉瘤病毒、 Baltimore在白血病病毒中发现逆转录酶。
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多功能酶： 处，请联系网站或本人删除。
1、RNA指导的DNA聚合酶活性 2、RNA酶H（RNaseH）活性：水解
RNA-DNA杂交体上的RNA 3、DNA指导的DNA聚合酶活性：合成互
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原核生物的DNA聚合酶功能演示文稿
性
制
γ
δ
14.0 12.5
高
高
+
+
线粒体 DNA复 制
延长子 链的主 要酶， 解螺旋 酶活性
ε 25.5 高
+
填补引物 空隙，切 除修复， 重组
第三十页，共100页。
三、复制保真性的酶学依据
• 复制按照碱基配对规律进行，是遗传信息能准确 传代的基本原理。
• 复制保真性的酶学机制： （一）DNA-pol的核酸外切酶活性和及时校读 （二）复制的保真性和碱基选择
DNA-pol I 109
单肽链
400 有 可能
DNA-pol II DNA-pol III
120
250
？
多亚基不对称
二聚体
？
20
无
无
不可能
可能
第二十四页，共100页。
DNA-pol Ⅰ （109kD）
功能：对复制中的错误进行校读，对复制和修
复中出现的空隙进行填补。
第二十五页，共100页。
N端
DNA-pol Ⅰ
原核生物的DNA聚合 酶功能演示文稿
第一页，共100页。
优选原核生物的DNA 聚合酶功能
第二页，共100页。
复制(replication)
是指遗传物质的传代，以母链DNA为模板合成
子链DNA的过程。
亲代DNA
复制
子代DNA
第三页，共100页。
第一节 复制的基本规律
Basic Rules of DNA Replication
的碱基序列一致，即子代保留了亲代的全部遗传 信息，体现了遗传的保守性。
遗传的保守性，是物种稳定性的分子基础，但 不是绝对的。
HIV基因的复制和逆转录(共36张PPT)
个感染及复制过程中具有非常重要的作用，目前已发现至
少有7种：tat、rev、nef、vpr、vpu、vpx和vif。
1．长未端重复序列：
HIV基因组两端的长未端重复序列（long terminal repeat, LTR）不编码病毒产物， 对于病毒基因表达的起始和调节至关重要， 其上有许多细胞转录因子的结合位点，可分 为调节单位、核心转录单位和反式激活效应 元件单位（TAR）三个不同的调控功能区。
反转录酶有3种酶的活性： HIV为逆转录病毒，反转录酶中不具有3′→5′外切酶活性，因此没有校正功能，DNA损伤修复能力较差，所以由反转录酶催化合成的DNA
出错率比较高，因而HIV的变异频率非常高，每一轮复制都会引入约10个碱基的错误。
其二，导致复制后产生基因突变
①直接翻译产生多蛋白Gag和Gag-Pol。
env基因编码插入病毒外膜磷脂双层中 的糖蛋白。
其他调节基因和附加基因
5．TaT 基因编码蛋白可与LTR结合，以增加病毒所 有基因转录率，也能在转录后促进病毒mRNA的翻 译。
6．Rev基因产物是一种顺式激活因子，能对env 和gag中顺式作用抑制序去抑制作用，增强gag和 env基因的表达，以合成相应的病毒结构蛋白。
（二）突变导致基因型改变
（三）突变导致死亡 （四）突变是某些疾病的发病基础
五、HIV的高突变率：
HIV的突变率极高，基因组的点突变每天都 可发生，导致HIV频发表位突变。
HIV为逆转录病毒，反转录酶中不具有3′→5′ 外切酶活性，因此没有校正功能，DNA损伤 修复能力较差，所以由反转录酶催化合成的 DNA出错率比较高，因而HIV的变异频率非常高，
pol基因编码3种酶：反转录酶、蛋白酶 和整合酶
少有7种：tat、rev、nef、vpr、vpu、vpx和vif。
1．长未端重复序列：
HIV基因组两端的长未端重复序列（long terminal repeat, LTR）不编码病毒产物， 对于病毒基因表达的起始和调节至关重要， 其上有许多细胞转录因子的结合位点，可分 为调节单位、核心转录单位和反式激活效应 元件单位（TAR）三个不同的调控功能区。
反转录酶有3种酶的活性： HIV为逆转录病毒，反转录酶中不具有3′→5′外切酶活性，因此没有校正功能，DNA损伤修复能力较差，所以由反转录酶催化合成的DNA
出错率比较高，因而HIV的变异频率非常高，每一轮复制都会引入约10个碱基的错误。
其二，导致复制后产生基因突变
①直接翻译产生多蛋白Gag和Gag-Pol。
env基因编码插入病毒外膜磷脂双层中 的糖蛋白。
其他调节基因和附加基因
5．TaT 基因编码蛋白可与LTR结合，以增加病毒所 有基因转录率，也能在转录后促进病毒mRNA的翻 译。
6．Rev基因产物是一种顺式激活因子，能对env 和gag中顺式作用抑制序去抑制作用，增强gag和 env基因的表达，以合成相应的病毒结构蛋白。
（二）突变导致基因型改变
（三）突变导致死亡 （四）突变是某些疾病的发病基础
五、HIV的高突变率：
HIV的突变率极高，基因组的点突变每天都 可发生，导致HIV频发表位突变。
HIV为逆转录病毒，反转录酶中不具有3′→5′ 外切酶活性，因此没有校正功能，DNA损伤 修复能力较差，所以由反转录酶催化合成的 DNA出错率比较高，因而HIV的变异频率非常高，
pol基因编码3种酶：反转录酶、蛋白酶 和整合酶
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补DNA。 4、没有3`→5`外#43;（是否有锌指结构、DNA结合 功能？）
2. DNA合成反应要求→有模板和引物。 3. 需适当浓度的二价阳离子（Mg2+、Mn2+） 4. 5’ →3’合成方向
逆转录病毒的基因 组复制过程
• 第一阶段：合成负股cDNA的大部分 • 第二阶段：以负股DNA为模板合成一小
• Temin提出前病毒假说：原病毒DNA是 RNA肿瘤病毒在复制和致癌中的中间物。
• 1970年，Temin 在Rouse肉瘤病毒、 Baltimore在白血病病毒中发现逆转录酶。
多功能酶：
1、RNA指导的DNA聚合酶活性 2、RNA酶H（RNaseH）活性：水解
RNA-DNA杂交体上的RNA 3、DNA指导的DNA聚合酶活性：合成互
• 从病毒进入宿主细胞开始，经过基因组复制和病毒蛋 白合成，至释放出子代病毒的全过程，称为一个复制 周期。
• 病毒的复制周期主要包括吸附和穿入、脱壳、生物合 成、组装和释放四个连续步骤。
复制周期
病毒的一步生长曲线
病毒的一步生长曲线：以感染时间为横坐标，病毒效价为 纵坐标，绘制出的病毒特征曲线。
一、吸附和穿入
（一）吸附(adsorption)
分两个阶段：
1. 静电吸附：病毒体与细胞接触，进行静电结合。
非特异性、可逆。
2. 真正的吸附：病毒体表面位点（蛋白质结构）与
宿主细胞膜上相应的受体结合。是决定病毒感染的 真正开始。
裸露病毒的吸附
囊膜病毒的吸附
（二）穿入(penetration)
病毒体吸附在宿主细胞膜上后，可通过数种穿 入方式进入细胞：
1.无囊膜的病毒
一般经过细胞膜吞入，称为病毒胞饮,如腺 病毒、小RNA病毒等
病毒胞饮
2. 有囊膜的病毒
• 囊膜与宿主细胞膜融合，病毒的核衣壳直接 进入细胞浆内
• 病毒胞饮: 细胞膜吞入
(1) 膜融合后进入
(2) 病毒胞饮
二、脱壳(uncoating)
不同病毒脱壳方式不一，多数在宿主细胞溶酶体酶 作用下脱壳，释放出基因组核酸。
整合至宿主细胞（前病毒）
聚合酶
结构蛋白
病毒RNA
装配子代病毒
四、组装
病毒核酸与衣壳装配在一起，形成病毒子。 绝大多数DNA病毒均在细胞核内组装; RNA病毒和痘病毒在细胞浆内组装。
五、释放
绝大多数无囊膜病毒释放，一次同步，破坏宿主细 胞膜，细胞裂解释放病毒颗粒，细胞迅速死亡。 绝大多数有囊膜病毒以出芽方式释出时包上细胞核 膜或细胞膜而成为成熟病毒。逐个释出，非一次同 步，细胞死亡缓慢。
（-） ssRNA
（+）ssRNA
大量子代（+）ssRNA
晚期蛋白 装配子代病毒
单股负股RNA病毒
病毒自身携带依赖RNA的RNA多聚酶。 亲代（-ssRNA） 多聚酶 （+）mRNA
（+）ssRNA
蛋白质
子代（-）sRNA
子代病毒
逆转录病毒
逆转录酶
病毒RNA
RNA:DNA
双股DNA
转录酶
mRNA
RNA指导的DNA复制逆转录及病毒的复制文稿演示
逆转录酶 （reverse transcription)
• 1964年，Temin发现Rous肉瘤病毒等RNA病毒 所造成的感染可被DNA合成抑制剂遏制。 表明：RNA肿瘤病毒的RNA复制过程中要合成 DNA。
• Temin又发现放线菌素D能抑制致癌RNA病毒的 复制，但不能抑制一般RNA病毒的复制。 表明：转录对于RNA病毒增殖是必需的。
毒、单股DNA病毒、单正股RNA病毒、单负股RNA 病毒、逆转录病毒和双股RNA病毒。
双股DNA病毒
复制
病毒DNA
子代病毒DNA
宿主细胞 转录酶
晚期mRNA
早期mRNA
病毒结构蛋白
早期蛋白（酶等）
子代病毒子
单链正股RNA病毒
亲代病毒（+）ssRNA
早期蛋白
（-） ssRNA
（+）ssRNA
dsRNA复制中间型
部分正股DNA链。 • 第三阶段：完成cDNA的全部复制。
乙肝病毒基因组的复制
• 其复制需通过逆转录过程经RNA中间体 实现 ，其DNA聚合酶也是一种逆转录酶。
• 逆转录病毒：RNA → DNA → RNA • 乙肝病毒：DNA→RNA → DNA
试管内cDNA的合成
• 常用于获得或研究真核生物基因的方法。 提取某一种特定的mRNA，经逆转录生 成的cDNA可代表某一特定基因。
三、生物合成(biosynthesis)
• 病毒基因组一旦从衣壳中释放后，就利用宿主细胞提
供的低分子物质合成大量的病毒核酸和结构蛋白。
• 早期，根据病毒基因组转录成mRNA、指令合成转录 合成所必需的复制酶和一些抑制蛋白；
• 生物合成阶段，病毒处于隐蔽期 • 病毒的生物合成过程可基本归为6大类：双股DNA病
• 常用的逆转录酶有两种：
* 来自鸟类成髓细胞瘤逆转录病毒称为AMVRT；
* 来自鼠白血病毒称为MMLV-RT。
病毒RNA复制的主要方式
• 1、病毒含有正链RNA，如灰质炎病毒。RNA （+） →蛋白质（酶）→ RNA复制
• 2、病毒含有负链RNA和复制酶如狂犬病毒。 RNA（-） → RNA（+） →蛋白质、复制病毒 RNA（-）。
• 3、病毒含有双链RNA和复制酶。如呼肠孤病 毒。双链RNA → RNA（+） →蛋白质→ RNA （-） →双链RNA
• 4、逆转录病毒。
讨论题
• 如何知道DNA复制中先要有RNA引物的 合成？
• (原料/新合成DNA序列分析/专一核酸酶 水解)
病毒的复制
• 病毒在活细胞内，以其基因为模板，在酶的作用下， 分别合成病毒基因及蛋白质，再组装成完整的病毒颗 粒，这种方式称为复制（replication)。
思考题3
• 组织培养的哺乳动物细胞S期长达5 小时， 经放射自显影测定DNA复制的速度是0.5 微米/分，已知哺乳动物细胞DNA全长1.2 米，计算染色体复制时共有多少复制叉 在复制？
Virus Obtaining Its Envelope from Host Cell Membrane by Budding
复制周期
思考题1
• 某种病毒DNA的碱基组成（摩尔百分比） 如下： A=32；G=16；T=40；C=12 该病毒DNA的特点如何？
思考题2
2. DNA合成反应要求→有模板和引物。 3. 需适当浓度的二价阳离子（Mg2+、Mn2+） 4. 5’ →3’合成方向
逆转录病毒的基因 组复制过程
• 第一阶段：合成负股cDNA的大部分 • 第二阶段：以负股DNA为模板合成一小
• Temin提出前病毒假说：原病毒DNA是 RNA肿瘤病毒在复制和致癌中的中间物。
• 1970年，Temin 在Rouse肉瘤病毒、 Baltimore在白血病病毒中发现逆转录酶。
多功能酶：
1、RNA指导的DNA聚合酶活性 2、RNA酶H（RNaseH）活性：水解
RNA-DNA杂交体上的RNA 3、DNA指导的DNA聚合酶活性：合成互
• 从病毒进入宿主细胞开始，经过基因组复制和病毒蛋 白合成，至释放出子代病毒的全过程，称为一个复制 周期。
• 病毒的复制周期主要包括吸附和穿入、脱壳、生物合 成、组装和释放四个连续步骤。
复制周期
病毒的一步生长曲线
病毒的一步生长曲线：以感染时间为横坐标，病毒效价为 纵坐标，绘制出的病毒特征曲线。
一、吸附和穿入
（一）吸附(adsorption)
分两个阶段：
1. 静电吸附：病毒体与细胞接触，进行静电结合。
非特异性、可逆。
2. 真正的吸附：病毒体表面位点（蛋白质结构）与
宿主细胞膜上相应的受体结合。是决定病毒感染的 真正开始。
裸露病毒的吸附
囊膜病毒的吸附
（二）穿入(penetration)
病毒体吸附在宿主细胞膜上后，可通过数种穿 入方式进入细胞：
1.无囊膜的病毒
一般经过细胞膜吞入，称为病毒胞饮,如腺 病毒、小RNA病毒等
病毒胞饮
2. 有囊膜的病毒
• 囊膜与宿主细胞膜融合，病毒的核衣壳直接 进入细胞浆内
• 病毒胞饮: 细胞膜吞入
(1) 膜融合后进入
(2) 病毒胞饮
二、脱壳(uncoating)
不同病毒脱壳方式不一，多数在宿主细胞溶酶体酶 作用下脱壳，释放出基因组核酸。
整合至宿主细胞（前病毒）
聚合酶
结构蛋白
病毒RNA
装配子代病毒
四、组装
病毒核酸与衣壳装配在一起，形成病毒子。 绝大多数DNA病毒均在细胞核内组装; RNA病毒和痘病毒在细胞浆内组装。
五、释放
绝大多数无囊膜病毒释放，一次同步，破坏宿主细 胞膜，细胞裂解释放病毒颗粒，细胞迅速死亡。 绝大多数有囊膜病毒以出芽方式释出时包上细胞核 膜或细胞膜而成为成熟病毒。逐个释出，非一次同 步，细胞死亡缓慢。
（-） ssRNA
（+）ssRNA
大量子代（+）ssRNA
晚期蛋白 装配子代病毒
单股负股RNA病毒
病毒自身携带依赖RNA的RNA多聚酶。 亲代（-ssRNA） 多聚酶 （+）mRNA
（+）ssRNA
蛋白质
子代（-）sRNA
子代病毒
逆转录病毒
逆转录酶
病毒RNA
RNA:DNA
双股DNA
转录酶
mRNA
RNA指导的DNA复制逆转录及病毒的复制文稿演示
逆转录酶 （reverse transcription)
• 1964年，Temin发现Rous肉瘤病毒等RNA病毒 所造成的感染可被DNA合成抑制剂遏制。 表明：RNA肿瘤病毒的RNA复制过程中要合成 DNA。
• Temin又发现放线菌素D能抑制致癌RNA病毒的 复制，但不能抑制一般RNA病毒的复制。 表明：转录对于RNA病毒增殖是必需的。
毒、单股DNA病毒、单正股RNA病毒、单负股RNA 病毒、逆转录病毒和双股RNA病毒。
双股DNA病毒
复制
病毒DNA
子代病毒DNA
宿主细胞 转录酶
晚期mRNA
早期mRNA
病毒结构蛋白
早期蛋白（酶等）
子代病毒子
单链正股RNA病毒
亲代病毒（+）ssRNA
早期蛋白
（-） ssRNA
（+）ssRNA
dsRNA复制中间型
部分正股DNA链。 • 第三阶段：完成cDNA的全部复制。
乙肝病毒基因组的复制
• 其复制需通过逆转录过程经RNA中间体 实现 ，其DNA聚合酶也是一种逆转录酶。
• 逆转录病毒：RNA → DNA → RNA • 乙肝病毒：DNA→RNA → DNA
试管内cDNA的合成
• 常用于获得或研究真核生物基因的方法。 提取某一种特定的mRNA，经逆转录生 成的cDNA可代表某一特定基因。
三、生物合成(biosynthesis)
• 病毒基因组一旦从衣壳中释放后，就利用宿主细胞提
供的低分子物质合成大量的病毒核酸和结构蛋白。
• 早期，根据病毒基因组转录成mRNA、指令合成转录 合成所必需的复制酶和一些抑制蛋白；
• 生物合成阶段，病毒处于隐蔽期 • 病毒的生物合成过程可基本归为6大类：双股DNA病
• 常用的逆转录酶有两种：
* 来自鸟类成髓细胞瘤逆转录病毒称为AMVRT；
* 来自鼠白血病毒称为MMLV-RT。
病毒RNA复制的主要方式
• 1、病毒含有正链RNA，如灰质炎病毒。RNA （+） →蛋白质（酶）→ RNA复制
• 2、病毒含有负链RNA和复制酶如狂犬病毒。 RNA（-） → RNA（+） →蛋白质、复制病毒 RNA（-）。
• 3、病毒含有双链RNA和复制酶。如呼肠孤病 毒。双链RNA → RNA（+） →蛋白质→ RNA （-） →双链RNA
• 4、逆转录病毒。
讨论题
• 如何知道DNA复制中先要有RNA引物的 合成？
• (原料/新合成DNA序列分析/专一核酸酶 水解)
病毒的复制
• 病毒在活细胞内，以其基因为模板，在酶的作用下， 分别合成病毒基因及蛋白质，再组装成完整的病毒颗 粒，这种方式称为复制（replication)。
思考题3
• 组织培养的哺乳动物细胞S期长达5 小时， 经放射自显影测定DNA复制的速度是0.5 微米/分，已知哺乳动物细胞DNA全长1.2 米，计算染色体复制时共有多少复制叉 在复制？
Virus Obtaining Its Envelope from Host Cell Membrane by Budding
复制周期
思考题1
• 某种病毒DNA的碱基组成（摩尔百分比） 如下： A=32；G=16；T=40；C=12 该病毒DNA的特点如何？
思考题2