病毒分子生物学
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第7页/共56页
3. 基因的结构变化较大：
连续基因，断裂基因，串联基因，mRNA缺失5´端帽子结构或翻译起始序列等。
4. 基因重叠现象较普遍。
第8页/共56页
重叠基因（overlapping gene）即同一段DNA 片段能够以两种或两种以上的阅读方式进行阅 读，因而可编码两种或两种以上的多肽。 按重叠方式不同，可分为完全重叠和部分重叠
④
酶、T抗原等
子代病毒子
第14页/共56页
第二类：单链DNA病毒
包括细小病毒；
亲代病毒子
①
病毒脱壳后首先形成双股DNA（ ±DNA），称 为复制型，以此为模板进行半保留型复制。
DNA的复制在细胞核内，依赖于细胞的酶。
吸附、穿入、脱壳
②
mRNA的转录和蛋白质的合成与双股DNA相似。
单链DNA
③
±DNA
－
－
＋ 补链
＋
母代DNA
超螺旋
转录
反转录 －DNA
前基因组RNA
－ ＋
子代DNA
第20页/共56页
第三节 逆转录病毒
第21页/共56页
逆转录病毒—— 一类含有逆转录酶的单股正链RNA病毒
逆转录病毒的共同特性—— 1、球形，有包膜，80~120 nm 2、基因组：单股RNA二聚体，核心有逆转录酶 3、复制通过DNA中间体，能与宿主细胞DNA整合
病毒的定义
体积小，结构简单，只有一种类型的 核酸，只能在活的、敏感细胞内以复 制方式增殖的非细胞型微生物。
第1页/共56页
病毒形态
多数病毒呈球形或近似球形，杆状，丝状， 少数可为子弹状、砖块状，噬菌体可呈蝌蚪状。
第2页/共56页
病毒粒子的结构
病毒粒子（Virion）
是指一个结构和功能完整的病毒颗粒。简称
＋RNA
－ RNA
－RNA反过来可复制子代+RNA。
⑦
⑧
± RNA
晚期mRNA
③
⑤
核糖体
④
⑨
子代病毒＋RNA
⑨
病毒结构蛋白
⑩
抑制因子
RNA-RNA聚合酶
子代病毒子
第17页/共56页
第五类：单股负链RNA病毒
包括正粘、副粘、嵌沙、弹状、布尼病毒等；
亲代病毒子
①
吸附、穿入、脱壳
②
母代的－RNA合成＋RNA， ＋RNA可作为 mRNA，又可作为模板合成子代的－RNA；
Integration
Transcription
Splicing
RNA export
Nuclear localization
Uncoating
Lysosome
Genomic RNA
Modification
mRNA
Translation
Assembly Budding
Endocytosis Maturation
毒粒。
病毒的结构组成：
核酸（nuclear acid) 蛋白质壳体(protein coast)
必备结构
被膜(envelope)
第3页/共56页
病毒结构示意图
第4页/共56页
第一节 病毒基因组的一般结构
第5页/共56页
病毒基因组的类型
DNA病毒 RNA病毒
双链DNA病毒——乙肝病毒、腺病毒、孢疹病毒
第9页/共56页
噬菌体×174的重叠基因
第10页/共56页
第二节 病毒的复制
第11页/共56页
所有动物病毒的增殖都涉及如下过程
1、病毒吸附到易感细胞表面 2、穿入细胞内 3、脱去衣壳、暴露核酸 4、生物合成 5、装配 6、成熟释放
第12页/共56页
Reverse transcription
பைடு நூலகம்
Binding Fusion
第22页/共56页
逆转录病毒科的亚科
逆转录病毒科
人类逆转录病毒
RNA肿瘤病毒亚科
HTLV-1、HTLV-2
慢病毒亚科
HIV
泡沫病毒亚科
人泡沫病毒
第23页/共56页
人类免疫缺陷病毒
Human Immunodeficiency Virus
第24页/共56页
－ RNA
③
＋RNA
⑥ ± RNA
⑦
晚期mRNA
④
⑧
⑧
⑤
mRNA 子代病毒－RNA ⑨ 病毒结构蛋白
酶、早期蛋白
子代病毒子
第18页/共56页
第六类：反转录病毒
为单股正链RNA。
亲代病毒子
①
吸附、穿入、脱壳
②
1、以病毒RNA为模板，反转录生成±DNA中间体；
2、双链DNA整合于细胞基因组DNA中； 3、子代RNA由整合的病毒DNA转录而来； 4、母代和子代RNA都呈现mRNA活性。
＋ RNA
③
± DNA
④
整合于宿主细胞DNA
⑤
子代病毒＋ RNA
⑥ mRNA ⑦
病毒结构蛋白
⑧
子代病毒子
第19页/共56页
第七类：双链环状DNA病毒
包括嗜肝DNA病毒。
该类病毒核酸为双链、环状，其中含有部分单链区， 单链区长度不等，短链为正链，长度在整个基因组长度 的50~100%之间。
1、首先经补链作用成为共价闭合的双链DNA； 2、在核内转录出RNA； 3、其中由前基因组RNA作为复制的模板，经反转录合 成－DNA链，RNA随之被Rnase H降解； 4、再以－DNA为模板合成＋DNA。
单链DNA病毒——ΦX174噬菌体
双链RNA病毒——动物呼肠孤病毒
单链RNA病毒
正义单链RNA病毒——脊髓灰质炎病毒 反义单链RNA病毒——狂犬病病毒
逆转录病毒——HIV
第6页/共56页
病毒基因组的特点
1. 基因组大小变化较大：
一般为3 ~ 300 kb。
2. 基因组的组成与结构变化较大：
DNA或RNA，双链或单链，线状或环状，单倍 体或多倍体。
⑦
± DNA
⑧
晚期mRNA
④ ⑥ 早期mRNA
⑤
⑨
⑨
子代病毒DNA
病毒结构蛋白
⑩
酶、T抗原等
子代病毒子
第15页/共56页
第三类：双链RNA病毒
包括呼肠孤病毒、双RNA病毒；
亲代病毒子
①
病毒脱壳后首先不对称的转录出+RNA， +RNA既能作为mRNA，又能作为模板合成子代双链
吸附、穿入、脱外壳
②
RNA。
暴露芯髓
③
⑦
⑧
+RNA
+ RNA
晚期mRNA
④
⑨
⑨
⑥ 早期mRNA ⑤
子代病毒RNA ⑩ 病毒结构蛋白
酶、蛋白质等
子代病毒子
第16页/共56页
第四类：单股正链RNA病毒
包括小RNA、披膜、嵌杯、冠状病毒等；
母代的RNA可直接作为mRNA，又能作为模板合
亲代病毒子
①
成－RNA；
吸附、穿入、脱壳
②
⑥
第13页/共56页
第一类：双链DNA病毒
包括痘、乳多空、腺、疱疹、虹彩等病毒；
这些病毒的DNA按照模板方式进行，呈半保留型：
1、DNA双链氢键断开；
亲代病毒子
①
2、两条单链通过互补方式，各自形成一条新链。
吸附、穿入、脱壳
②⑥
⑦
病毒DNA
子代病毒DNA
晚期mRNA
③ ⑤ 早期mRNA
⑨
⑧
病毒结构蛋白
3. 基因的结构变化较大：
连续基因，断裂基因，串联基因，mRNA缺失5´端帽子结构或翻译起始序列等。
4. 基因重叠现象较普遍。
第8页/共56页
重叠基因（overlapping gene）即同一段DNA 片段能够以两种或两种以上的阅读方式进行阅 读，因而可编码两种或两种以上的多肽。 按重叠方式不同，可分为完全重叠和部分重叠
④
酶、T抗原等
子代病毒子
第14页/共56页
第二类：单链DNA病毒
包括细小病毒；
亲代病毒子
①
病毒脱壳后首先形成双股DNA（ ±DNA），称 为复制型，以此为模板进行半保留型复制。
DNA的复制在细胞核内，依赖于细胞的酶。
吸附、穿入、脱壳
②
mRNA的转录和蛋白质的合成与双股DNA相似。
单链DNA
③
±DNA
－
－
＋ 补链
＋
母代DNA
超螺旋
转录
反转录 －DNA
前基因组RNA
－ ＋
子代DNA
第20页/共56页
第三节 逆转录病毒
第21页/共56页
逆转录病毒—— 一类含有逆转录酶的单股正链RNA病毒
逆转录病毒的共同特性—— 1、球形，有包膜，80~120 nm 2、基因组：单股RNA二聚体，核心有逆转录酶 3、复制通过DNA中间体，能与宿主细胞DNA整合
病毒的定义
体积小，结构简单，只有一种类型的 核酸，只能在活的、敏感细胞内以复 制方式增殖的非细胞型微生物。
第1页/共56页
病毒形态
多数病毒呈球形或近似球形，杆状，丝状， 少数可为子弹状、砖块状，噬菌体可呈蝌蚪状。
第2页/共56页
病毒粒子的结构
病毒粒子（Virion）
是指一个结构和功能完整的病毒颗粒。简称
＋RNA
－ RNA
－RNA反过来可复制子代+RNA。
⑦
⑧
± RNA
晚期mRNA
③
⑤
核糖体
④
⑨
子代病毒＋RNA
⑨
病毒结构蛋白
⑩
抑制因子
RNA-RNA聚合酶
子代病毒子
第17页/共56页
第五类：单股负链RNA病毒
包括正粘、副粘、嵌沙、弹状、布尼病毒等；
亲代病毒子
①
吸附、穿入、脱壳
②
母代的－RNA合成＋RNA， ＋RNA可作为 mRNA，又可作为模板合成子代的－RNA；
Integration
Transcription
Splicing
RNA export
Nuclear localization
Uncoating
Lysosome
Genomic RNA
Modification
mRNA
Translation
Assembly Budding
Endocytosis Maturation
毒粒。
病毒的结构组成：
核酸（nuclear acid) 蛋白质壳体(protein coast)
必备结构
被膜(envelope)
第3页/共56页
病毒结构示意图
第4页/共56页
第一节 病毒基因组的一般结构
第5页/共56页
病毒基因组的类型
DNA病毒 RNA病毒
双链DNA病毒——乙肝病毒、腺病毒、孢疹病毒
第9页/共56页
噬菌体×174的重叠基因
第10页/共56页
第二节 病毒的复制
第11页/共56页
所有动物病毒的增殖都涉及如下过程
1、病毒吸附到易感细胞表面 2、穿入细胞内 3、脱去衣壳、暴露核酸 4、生物合成 5、装配 6、成熟释放
第12页/共56页
Reverse transcription
பைடு நூலகம்
Binding Fusion
第22页/共56页
逆转录病毒科的亚科
逆转录病毒科
人类逆转录病毒
RNA肿瘤病毒亚科
HTLV-1、HTLV-2
慢病毒亚科
HIV
泡沫病毒亚科
人泡沫病毒
第23页/共56页
人类免疫缺陷病毒
Human Immunodeficiency Virus
第24页/共56页
－ RNA
③
＋RNA
⑥ ± RNA
⑦
晚期mRNA
④
⑧
⑧
⑤
mRNA 子代病毒－RNA ⑨ 病毒结构蛋白
酶、早期蛋白
子代病毒子
第18页/共56页
第六类：反转录病毒
为单股正链RNA。
亲代病毒子
①
吸附、穿入、脱壳
②
1、以病毒RNA为模板，反转录生成±DNA中间体；
2、双链DNA整合于细胞基因组DNA中； 3、子代RNA由整合的病毒DNA转录而来； 4、母代和子代RNA都呈现mRNA活性。
＋ RNA
③
± DNA
④
整合于宿主细胞DNA
⑤
子代病毒＋ RNA
⑥ mRNA ⑦
病毒结构蛋白
⑧
子代病毒子
第19页/共56页
第七类：双链环状DNA病毒
包括嗜肝DNA病毒。
该类病毒核酸为双链、环状，其中含有部分单链区， 单链区长度不等，短链为正链，长度在整个基因组长度 的50~100%之间。
1、首先经补链作用成为共价闭合的双链DNA； 2、在核内转录出RNA； 3、其中由前基因组RNA作为复制的模板，经反转录合 成－DNA链，RNA随之被Rnase H降解； 4、再以－DNA为模板合成＋DNA。
单链DNA病毒——ΦX174噬菌体
双链RNA病毒——动物呼肠孤病毒
单链RNA病毒
正义单链RNA病毒——脊髓灰质炎病毒 反义单链RNA病毒——狂犬病病毒
逆转录病毒——HIV
第6页/共56页
病毒基因组的特点
1. 基因组大小变化较大：
一般为3 ~ 300 kb。
2. 基因组的组成与结构变化较大：
DNA或RNA，双链或单链，线状或环状，单倍 体或多倍体。
⑦
± DNA
⑧
晚期mRNA
④ ⑥ 早期mRNA
⑤
⑨
⑨
子代病毒DNA
病毒结构蛋白
⑩
酶、T抗原等
子代病毒子
第15页/共56页
第三类：双链RNA病毒
包括呼肠孤病毒、双RNA病毒；
亲代病毒子
①
病毒脱壳后首先不对称的转录出+RNA， +RNA既能作为mRNA，又能作为模板合成子代双链
吸附、穿入、脱外壳
②
RNA。
暴露芯髓
③
⑦
⑧
+RNA
+ RNA
晚期mRNA
④
⑨
⑨
⑥ 早期mRNA ⑤
子代病毒RNA ⑩ 病毒结构蛋白
酶、蛋白质等
子代病毒子
第16页/共56页
第四类：单股正链RNA病毒
包括小RNA、披膜、嵌杯、冠状病毒等；
母代的RNA可直接作为mRNA，又能作为模板合
亲代病毒子
①
成－RNA；
吸附、穿入、脱壳
②
⑥
第13页/共56页
第一类：双链DNA病毒
包括痘、乳多空、腺、疱疹、虹彩等病毒；
这些病毒的DNA按照模板方式进行，呈半保留型：
1、DNA双链氢键断开；
亲代病毒子
①
2、两条单链通过互补方式，各自形成一条新链。
吸附、穿入、脱壳
②⑥
⑦
病毒DNA
子代病毒DNA
晚期mRNA
③ ⑤ 早期mRNA
⑨
⑧
病毒结构蛋白