病毒的遗传与变异

恢复.
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• 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
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• 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
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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.
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从引起突变的遗传信息的意义改变来分: • 同义突变:没有改变产物氨基酸序列密码子变化. • 错义突变:碱基序列-改变-产物氨基酸序列密码子改变. • 无义突变:碱基-改变-产物氨基酸密码子变为终止密码
子,翻译终止，生成该蛋白质的氨基末端片段产物。
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1.4. 病毒突变类型
• 从突变效应(背离或回到)野生型来分: • 正向突变:改变了野生型性状. • 回复突变:失去的野生型性状二次突变后得到
• ③蚀斑突变体 蚀斑 大小、形状与野生型相比有变化
• (1)蚀斑的大小---决定于病毒的弥散和吸附率以及病毒复制、成 熟、释放的速度和在细胞内外的死亡率。
• (2)蚀斑的色泽---蚀斑是透明的还是混浊的，是有色的，还是无 色的，这主要决定于蚀斑及其周缘的细胞死亡与溶崩情况。
• (3)蚀斑的形状---蚀斑是圆的还是不规则的？蚀斑边缘是清晰， 还是弥撒，这与病毒的弥撒率及其导致的细胞病变率有关。
同,但遗传学依据还不清楚的病毒株.
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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。
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1.2自发突变
成为逃避免疫杀伤的最好方式。
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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。
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病毒的变异
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1.病毒的突变
• 1.1.突变及有关的概念
• 野生型病毒（wild type）:指原来的，通常是 实验室适应的,并用其进行突变体选择和比较 的病毒株.
• 株（strain）:区分同一病毒的不同野生型. • 型（type）:感染性中和作用确定的血清型. • 变异株（variant）:用来表示表型和野生型不
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诱变剂类型及机制:
类型: 体外诱变剂:直接对核酸进行化学修饰，不影响核酸复
制
体内诱变剂:体内诱变剂，需进行代谢活化，它们可掺
入到新复制的核酸中，并在不断的复制过程中诱发突变。
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诱变剂机制
• 机制: • 体外诱变剂:对病毒的静态核苷酸进行 化学
修饰,使其在后面的复制中碱基配对发生改变, 导致同型碱基置换和异型碱基颠换.有亚硝酸、 羟胺、烷化剂等.
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• 机制 • 紫外线，可诱发嘧啶二聚体的形成，该
二聚体可被光复活酶识别而解聚，该过 程是一个易错修复过程，可导致较高的 突变频率。紫外线也可造成RNA改变， 但其作用机制尚不清楚。
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1.4. 病毒突变类型
• 1.4.1位点突变和缺失突变
• 位点突变是指病毒基因组的核苷酸碱基发生了 改变，这就使由基因组控制的病毒多肽的特性 受到影响。碱基改变导致某个氨基酸的变化， 有时该氨基酸的改变不影响蛋白质的构型和稳 定性，此时基因组的表型仍维持原状。如果改 变的氨基酸位于蛋白结构的重要位置，那么多 肽的正常功能就会丧失，此称错义突变。
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机制： 体内诱变剂:一组为碱基类似物,一组为插入剂. • 碱基类似物在核苷酸复制时按照正常的碱
基配对规则结合到核酸中,继而发生异构互变, 在随后的复制中导致它们与不同的碱基配对, 造成碱基的转换和颠换. • 插入剂有疏水表面的扁平分子可插入核酸 的相邻而重叠的碱基之间,引起碱基堆积畸变, 复制时,碱基增加或缺失,发生移框突变.
• 生化突变体: 营养缺陷或抗药物
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1.5. 几种动物病毒突变体
• ①无效突变体：病毒的一个基因完全失活。 非必需基因 必需基因
• ②温度敏感突变体： 非允许、允许温度下蛋 白质功能的变化 是指在较低温度下繁殖， 但在较高温度下不能繁殖，而相应的野生型在
这两种温度都能繁殖的突变体。
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1.5. 几种动物病毒突变体
• DNA病毒中自发突变率低,RNA病毒中自发突 变率高.
• 原因: RNA基因组复制置信度低,复制酶中 缺少校正阅读活性.
• 自发突变的结果:很难保持一个完全同源的 病毒种群.
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1.3.诱发突变
诱发突变:利用自然界各种物理或化学诱变剂处 理野生型病毒,提高病毒群体中的突变率.
诱变剂计量:以达到既能增加所需表型的突变率, 又能将每个病毒基因组多重突变率降低到最低.
第五章 病毒的遗传与变异
• 自然界的任何物种都存在变异，变异是生物适 应环境和维持生存的一种重要方式，是生物进 化的规律。但不同物种变异速率不一，病毒是 变异率比较高的微生物。
•
一方面病毒的复制频率很高，遗传物质很
容易在复制过程中发生突变；另一方面病毒在
宿主体细胞内复制繁殖，必然要遭到宿主免疫
系统的攻击（称之为免疫压力），因而变异则
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位点突 变 核苷酸碱基发生改变 某个氨基酸的变化
不影响蛋白质的构型和稳定性
位于蛋白结构的重要位置
基因组的表型仍维持原状
多肽的正常功能就会丧失
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1.4.1位点突变和缺失突变
缺失突变是指病毒基因组的一部分被丢失，从 而使病毒的特性发生改变。如果缺失的那部分 核酸序列是无关紧要的，那么病毒的表型不会 受到明显影响；如果是关键部分，则病毒将失 去独立繁殖的能力，甚至是致死性的。