第四章 病毒基因组
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–第一组：双链DNA病毒（dsDNA Viruses）
–第二组：单链DNA病毒（ssDNA Viruses）
• RNA病毒（RNA virus）
–第三组：双链RNA病毒（dsRNA Viruses）
–第四组：正链RNA病毒（ (+)ssRNA Viruses） –第五组：负链RNA病毒（ (-)ssRNA Viruses）
第四节
逆转录病毒基因组
• 逆转录病毒（Reverse Transcribing Viruses） 所有的RNA肿瘤病毒均属RNA逆转录病毒
• 能够携带或编码逆转录酶 （reverse transcriptase, RT） • 病毒感染细胞后，逆转录合成前病毒DNA • 再整合到宿主细胞染色体DNA中， • 并能随细胞基因组的复制和细胞分裂。
流行性感冒病毒的基因组
• 流行性感冒病毒（influenza virus），简称流感病毒，属正粘 病毒科。 • 根据病毒核衣壳蛋白（NP）及基质蛋白（M）的特征，分甲 （A）、乙（B）和丙（C）型。
• 根据病毒颗粒表面的血凝素（Hemagglutinin, HA）和神经氨 酸酶（Neuraminidase, NA）的抗原性，甲型流感病毒又可分 为15个HA亚型（H1～H15），9个NA亚型（N1～N9）。 • 甲型能够染人、猪、马和禽类(禽流感)
称为重叠基因。
重叠基因
ORF1 ORF2
病毒基因组
ORF3 ORF4
重叠基因 病毒基因组的重叠基因
分段基因组（segmented genome）
是指病毒基因组由数条不同的核酸分子
组成，分段基因组多见于RNA病毒，由于分段
基因组易发生重组，故病毒容易变异。
第二节
DNA病毒基因组
DNA病毒基因组又分为单链DNA和双链DNA两
二、病毒基因组的大小及碱基组成
• 病毒基因组大小范围在1.5×103 bp（nt）～
3.6×106 bp（nt）之间；可编码5~数百个基因。
• 痘苗病毒科最大：3.6×106 bp，编码数百个蛋白质； • 乙型肝炎病毒最小：仅3.2 Kb，仅编码6个蛋白质。
三、病毒基因组的结构特点
（一）帽子和poly（A）尾结构 • 5′端的帽子结构（m7GpppGmp） —多数单链RNA病毒有此结构。
• 在宿主细胞RNA聚合酶Ⅱ的作用下，前病毒DNA又能重新转 录成子代病毒基因DNA。
逆转录病毒基因组的结构
• 所有逆转录病毒的基因组RNA结构相似
• 两端各有一个长末端重复序列（LTR）
• 编码三个结构基因，从5’端开始依次为
– 来自百度文库ag——编码核心蛋白
– Pol——编码逆转录酶等 – Env——编码包膜蛋白
• 3′端poly(A)尾结构
—RNA病毒末端结构，对RNA具有保护作用。
（二）粘性末端
是指病毒基因组双链DNA分子两端具有能够互补的 单链DNA部分。
环化
聚合
带粘性末端的病毒双链DNA基因组形成环状结构或二 聚体
末端正向重复序列
是指双链DNA分子两端有一段相同的核苷酸序列。 末端反向重复序列
是指病毒基因组两端的反向互补重复序列。
种，它们以线状或环状分子存在。 一、双链DNA病毒基因组 1.双链线状DNA病毒 2.双链环状DNA病毒：乙型肝炎病毒
（hepatitis B virus，HBV） 二、单链DNA病毒基因组
（二）HBV基因组结构
• HBV基因组长约3.2 Kb，是不完全双链环状DNA分子，有部 分单链区。
• 长链（L）与病毒mRNA互补，为负链，大小为3.2 Kb，短链 （S）为正链，5′端固定，3′端不确定，链长度为L链的 50%～100%。 • HBV基因组上有4个已知的开放读码框架（ORF），都在L （－）链上，S、C、P和X； • 分别编码外膜蛋白、核壳蛋白、聚合酶及X蛋白。 • 6个ORF相互重叠，HBV基因组序列的利用率高达150%～ 200%。 • 正负DNA链的5‘端互补区域各有TTCACCTCTGC构成的正 向重复序列（DR），分别称DR1和DR2，
• DR在病毒基因组复制及维持基因组环状结构中起重要作用。
第三节
RNA病毒基因组
• RNA病毒基因组为线状单链或双链，有一个RNA分
子或多个RNA分子（即分段基因组）。 • 正链RNA（+RNA）病毒：正链RNA病毒基因组均为 线状RNA分子。
– 基因组序列与mRNA相同
• 负链RNA（-RNA）病毒：几乎负链RNA病毒基因组 均为线状。 – 基因组序列与mRNA互补 双链RNA病毒：
• 丙型主要感染人和猪， • 乙型仅感染人类，是引起人类流感的重要病原。
㈠ 流感病毒的基因组结构特征
• 基因组为分节段的单链（－）RNA
– 甲型和乙型病毒基因组有8个独立的单链RNA片 段组成， – 而丙型病毒基因组有7个RNA片段组成。
• 基因组单链（－）RNA既是转录合成mRNA 的模板，又是合成正链RNA的模板。 • 每个节段RNA编码1~2个蛋白。 • 甲型流感病毒基因组8个RNA片段共编码10种 蛋白。
长末端重复序列（long terminal repeat，LTR） 逆转录病毒基因组RNA在逆转录后生成的双链 DNA中，两端有LTR结构。逆转录病毒基因组利用 LTR中的重复序列形成环状结构。
重叠基因（overlapping gene）
• 很多病毒基因组的一段DNA序列有两个或两个以上的
开放读码框架，可以编码两种或两种以上的多肽链，
第四章 病毒基因组
临床生化教研室
• 病毒（virus）的概念
– 是一类比较原始的、有生命特征的、能够自我复制的、严格 细胞内寄生的非细胞生物，是结构最简单、最微小的生命形 式。 • 病毒的四种基本结构成份：
– ①核酸(DNA或RNA) – ②衣壳。 – ③被膜 – ④病毒颗粒中的其它内容物。
第一节 病毒基因组的一般特征
㈡ 流感病毒基因组的变异
• 病毒的所有RNA两端都有高度保守序列：
• 抗原漂移（antigen shift）
– 当宿主细胞同时感染两种亚型的病毒时，毒株之间会发生 基因重配现象，子代病毒可获得两个亲代病毒的基因片段， 导致子代病毒表面抗原发生变化，从而逃避机体免疫系统 的攻击。
• 基因重配引起的抗原转变是流感大流行的重要原因。 • 另外，由于RNA聚合酶缺乏校读功能，不能识别和修复错配的 碱基，使流感病毒RNA基因组的复制常常发生点突变，也是流 感病毒易发生变异的原因。
一、病毒基因组的组成和分类 • 病毒基因组有4种核酸类型： – 双链DNA、单链DNA、双链RNA及单链 RNA。 • 一个或多个核酸分子（即分段基因组）。 • 还有线状和环状分子之分。
国际病毒分类委员会（ ICTV ）根据病毒的基因 组组成及复制方式，病毒分为如下几类：
• DNA病毒（DNA Viruses）
人类免疫缺陷病毒
（human immunodeficiency virus，HIV） 已发现HIV-1 和HIV-2两型 HIV-1引起人类获得性免疫缺陷综合症
• DNA与RNA逆转录病毒（DNA and RNA Reverse
Transcribing Viruses）
–第六组：RNA逆转录病毒（RNA Reverse
Transcribing Viruses） –第七组：DNA逆转录病毒（DNA Reverse Transcribing Viruses） • 亚病毒因子（Subviral Agents） –卫星（Satellites viruses） –类病毒（Viroids） –朊病毒（Prions）
–第二组：单链DNA病毒（ssDNA Viruses）
• RNA病毒（RNA virus）
–第三组：双链RNA病毒（dsRNA Viruses）
–第四组：正链RNA病毒（ (+)ssRNA Viruses） –第五组：负链RNA病毒（ (-)ssRNA Viruses）
第四节
逆转录病毒基因组
• 逆转录病毒（Reverse Transcribing Viruses） 所有的RNA肿瘤病毒均属RNA逆转录病毒
• 能够携带或编码逆转录酶 （reverse transcriptase, RT） • 病毒感染细胞后，逆转录合成前病毒DNA • 再整合到宿主细胞染色体DNA中， • 并能随细胞基因组的复制和细胞分裂。
流行性感冒病毒的基因组
• 流行性感冒病毒（influenza virus），简称流感病毒，属正粘 病毒科。 • 根据病毒核衣壳蛋白（NP）及基质蛋白（M）的特征，分甲 （A）、乙（B）和丙（C）型。
• 根据病毒颗粒表面的血凝素（Hemagglutinin, HA）和神经氨 酸酶（Neuraminidase, NA）的抗原性，甲型流感病毒又可分 为15个HA亚型（H1～H15），9个NA亚型（N1～N9）。 • 甲型能够染人、猪、马和禽类(禽流感)
称为重叠基因。
重叠基因
ORF1 ORF2
病毒基因组
ORF3 ORF4
重叠基因 病毒基因组的重叠基因
分段基因组（segmented genome）
是指病毒基因组由数条不同的核酸分子
组成，分段基因组多见于RNA病毒，由于分段
基因组易发生重组，故病毒容易变异。
第二节
DNA病毒基因组
DNA病毒基因组又分为单链DNA和双链DNA两
二、病毒基因组的大小及碱基组成
• 病毒基因组大小范围在1.5×103 bp（nt）～
3.6×106 bp（nt）之间；可编码5~数百个基因。
• 痘苗病毒科最大：3.6×106 bp，编码数百个蛋白质； • 乙型肝炎病毒最小：仅3.2 Kb，仅编码6个蛋白质。
三、病毒基因组的结构特点
（一）帽子和poly（A）尾结构 • 5′端的帽子结构（m7GpppGmp） —多数单链RNA病毒有此结构。
• 在宿主细胞RNA聚合酶Ⅱ的作用下，前病毒DNA又能重新转 录成子代病毒基因DNA。
逆转录病毒基因组的结构
• 所有逆转录病毒的基因组RNA结构相似
• 两端各有一个长末端重复序列（LTR）
• 编码三个结构基因，从5’端开始依次为
– 来自百度文库ag——编码核心蛋白
– Pol——编码逆转录酶等 – Env——编码包膜蛋白
• 3′端poly(A)尾结构
—RNA病毒末端结构，对RNA具有保护作用。
（二）粘性末端
是指病毒基因组双链DNA分子两端具有能够互补的 单链DNA部分。
环化
聚合
带粘性末端的病毒双链DNA基因组形成环状结构或二 聚体
末端正向重复序列
是指双链DNA分子两端有一段相同的核苷酸序列。 末端反向重复序列
是指病毒基因组两端的反向互补重复序列。
种，它们以线状或环状分子存在。 一、双链DNA病毒基因组 1.双链线状DNA病毒 2.双链环状DNA病毒：乙型肝炎病毒
（hepatitis B virus，HBV） 二、单链DNA病毒基因组
（二）HBV基因组结构
• HBV基因组长约3.2 Kb，是不完全双链环状DNA分子，有部 分单链区。
• 长链（L）与病毒mRNA互补，为负链，大小为3.2 Kb，短链 （S）为正链，5′端固定，3′端不确定，链长度为L链的 50%～100%。 • HBV基因组上有4个已知的开放读码框架（ORF），都在L （－）链上，S、C、P和X； • 分别编码外膜蛋白、核壳蛋白、聚合酶及X蛋白。 • 6个ORF相互重叠，HBV基因组序列的利用率高达150%～ 200%。 • 正负DNA链的5‘端互补区域各有TTCACCTCTGC构成的正 向重复序列（DR），分别称DR1和DR2，
• DR在病毒基因组复制及维持基因组环状结构中起重要作用。
第三节
RNA病毒基因组
• RNA病毒基因组为线状单链或双链，有一个RNA分
子或多个RNA分子（即分段基因组）。 • 正链RNA（+RNA）病毒：正链RNA病毒基因组均为 线状RNA分子。
– 基因组序列与mRNA相同
• 负链RNA（-RNA）病毒：几乎负链RNA病毒基因组 均为线状。 – 基因组序列与mRNA互补 双链RNA病毒：
• 丙型主要感染人和猪， • 乙型仅感染人类，是引起人类流感的重要病原。
㈠ 流感病毒的基因组结构特征
• 基因组为分节段的单链（－）RNA
– 甲型和乙型病毒基因组有8个独立的单链RNA片 段组成， – 而丙型病毒基因组有7个RNA片段组成。
• 基因组单链（－）RNA既是转录合成mRNA 的模板，又是合成正链RNA的模板。 • 每个节段RNA编码1~2个蛋白。 • 甲型流感病毒基因组8个RNA片段共编码10种 蛋白。
长末端重复序列（long terminal repeat，LTR） 逆转录病毒基因组RNA在逆转录后生成的双链 DNA中，两端有LTR结构。逆转录病毒基因组利用 LTR中的重复序列形成环状结构。
重叠基因（overlapping gene）
• 很多病毒基因组的一段DNA序列有两个或两个以上的
开放读码框架，可以编码两种或两种以上的多肽链，
第四章 病毒基因组
临床生化教研室
• 病毒（virus）的概念
– 是一类比较原始的、有生命特征的、能够自我复制的、严格 细胞内寄生的非细胞生物，是结构最简单、最微小的生命形 式。 • 病毒的四种基本结构成份：
– ①核酸(DNA或RNA) – ②衣壳。 – ③被膜 – ④病毒颗粒中的其它内容物。
第一节 病毒基因组的一般特征
㈡ 流感病毒基因组的变异
• 病毒的所有RNA两端都有高度保守序列：
• 抗原漂移（antigen shift）
– 当宿主细胞同时感染两种亚型的病毒时，毒株之间会发生 基因重配现象，子代病毒可获得两个亲代病毒的基因片段， 导致子代病毒表面抗原发生变化，从而逃避机体免疫系统 的攻击。
• 基因重配引起的抗原转变是流感大流行的重要原因。 • 另外，由于RNA聚合酶缺乏校读功能，不能识别和修复错配的 碱基，使流感病毒RNA基因组的复制常常发生点突变，也是流 感病毒易发生变异的原因。
一、病毒基因组的组成和分类 • 病毒基因组有4种核酸类型： – 双链DNA、单链DNA、双链RNA及单链 RNA。 • 一个或多个核酸分子（即分段基因组）。 • 还有线状和环状分子之分。
国际病毒分类委员会（ ICTV ）根据病毒的基因 组组成及复制方式，病毒分为如下几类：
• DNA病毒（DNA Viruses）
人类免疫缺陷病毒
（human immunodeficiency virus，HIV） 已发现HIV-1 和HIV-2两型 HIV-1引起人类获得性免疫缺陷综合症
• DNA与RNA逆转录病毒（DNA and RNA Reverse
Transcribing Viruses）
–第六组：RNA逆转录病毒（RNA Reverse
Transcribing Viruses） –第七组：DNA逆转录病毒（DNA Reverse Transcribing Viruses） • 亚病毒因子（Subviral Agents） –卫星（Satellites viruses） –类病毒（Viroids） –朊病毒（Prions）