分子遗传学-反转录转座子_PPT幻灯片
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种蛋白;
5%
The genes of the retrovirus are expressed as polyproteins that are processed into individual products.
env
env pol
pol
gag pol
gag gag
反转录病毒颗粒示意图 (P295)
◆反转录转座子（Retrosposon, retrotransposon): 以RNA形式移动的转座子，DNA元件转录成RNA，
再反转录为DNA, 然后插入基因组中某一新位点。 ◆ RNA依赖型转座子范围非常广泛
如：能自由地感染宿主细胞的反转录病毒自身； 以RNA为中间体进行转座的DNA序列； 以及本身不具有转座能力的元件。
The reproductive cycles of retroviruses and retroposons involve alternation of reverse transcription from RNA to DNA with transcription from DNA to RNA. Only retroviruses can generate infectious particles. Retroposons are confined to an intracellular cycle.
◆整合过程中反转录病毒序列的两端各丢失2个碱基对。
Integrase is the only viral protein required for the integration reaction, in which each LTR loses 2 bp and is inserted between 4~6 bp repeats of target DNA.
6 反转录病毒和反转录转座子
6.1 引 言 6.2 反转录病毒生命周期 6.3 反转录病毒基因的编码产物 6.4 反转录病毒中DNA的产生 6.5 病毒DNA整合到染色体 6.6 反转录转座子的分类 6.7 反转录转座子在基因组进化中的作用 6.8 反转录转座子的应用
6.1 引言
◆必需中间体RNA参与的转座(Transposition)是真核 生物所独有。
6.5 病毒DNA整合到染色体
◆原病毒两个末端的LTR是相同的，U5的3`端由一个与 U3的5`端相关的短反向重复序列组成，LTR本身两端是 以短的反向重复序列结尾。
◆原病毒DNA在染色体上的组织与转座子相同，在靶位 点，原病毒的两侧都有短的同向重复序列；
◆线性DNA被反转录病毒的整合酶直接插入到宿主染色 体上；
Retrovirus replication (The retrovirus life cycle p312)
逆转录病毒的繁殖周期
① 吸附于细胞表面的受体； ② 核侵入宿主细胞； ③ 病毒RNA→转录为DNA； ④ 以DNA为模板复制DNA； ⑤ 部分整合于宿主细胞DNA形成前病毒； ⑥ 前病毒利用宿主RNA聚合酶合成病毒RNA； ⑦ RNA再翻译成蛋白质； ⑧ 病毒粒的装配； ⑨ 病毒的出芽及包膜的形成。
6.6 反转录转座子分类
普通类型
末端特性 靶位重复 可读框 组织
类病毒超家族源自文库
Ty（酵母） Copia（果蝇） LINESL1（哺乳动物）
6.2 反转录病毒生命周期
• 反转录毒（retrovirus）含有单链RNA基因组的两份拷 贝；
• 整合的原病毒是双链DNA序列； • 反转录病毒通过将其基因组反转录而产生原病毒； • 负责将RNA转变为DNA的酶是反转录酶 (reverse
transcriptase), 整合酶 (integrase) 负责将DNA整合 到宿主基因组中，这两种酶均由病毒基因组编码; • 反转录病毒生命周期包括转座样事件。
RNA→DNA →RNA reverse transcriptase
integrase
The retrovirus life cycle involves transposition-like events
6.3 反转录病毒基因的编码产物
◆ 典型的反转录病毒含有3条基因：gag, pol, env ; ◆ 反转录病毒的编码产物是多聚蛋白质； ◆ Gag和Pol蛋白由基因组的全长转录物翻译而来； ◆ Pol蛋白的翻译需要核糖体移码； ◆ Env由剪接过程产生的一种独立的mRNA翻译而来； ◆三种蛋白质产物的每一种都可由蛋白酶加工产生出多
6.4 反转录病毒中DNA的产生
◆ 病毒RNA的每一个末端都有短重复序列(R), 因而5`和 3`端分别称为R-U5和U3-R；
◆ tRNA引物结合到5`端的100~200 bp位点后，反转录 酶开始合成负链DNA；
◆ 当酶到达末端，RNA的5`端就降解，接着露出DNA 产物的3`端；
◆ 暴露出的3`端与另一个RNA基因组的3`端配对；
◆ 合成继续进行，其产物两端都产生重复序列，重复 结构为U3-R-U5；
◆ 当反转录酶利用DNA产物为模板合成互补链时，发 生相似的链转换, 最终形成双链DNA。
env
env
env
Retroviral RNA ends in direct repeats (R), the free linear DNA ends in LTRs, and the provirus ends in LTRs that are shortened by two bases each.
Minus strand DNA is generated by switching templates during reverse transcription.
Synthesis of plus strand DNA requires a second jump.
Minus strand DNA is generated by switching templates during reverse transcription. Synthesis of plus strand DNA requires a second jump.
5%
The genes of the retrovirus are expressed as polyproteins that are processed into individual products.
env
env pol
pol
gag pol
gag gag
反转录病毒颗粒示意图 (P295)
◆反转录转座子（Retrosposon, retrotransposon): 以RNA形式移动的转座子，DNA元件转录成RNA，
再反转录为DNA, 然后插入基因组中某一新位点。 ◆ RNA依赖型转座子范围非常广泛
如：能自由地感染宿主细胞的反转录病毒自身； 以RNA为中间体进行转座的DNA序列； 以及本身不具有转座能力的元件。
The reproductive cycles of retroviruses and retroposons involve alternation of reverse transcription from RNA to DNA with transcription from DNA to RNA. Only retroviruses can generate infectious particles. Retroposons are confined to an intracellular cycle.
◆整合过程中反转录病毒序列的两端各丢失2个碱基对。
Integrase is the only viral protein required for the integration reaction, in which each LTR loses 2 bp and is inserted between 4~6 bp repeats of target DNA.
6 反转录病毒和反转录转座子
6.1 引 言 6.2 反转录病毒生命周期 6.3 反转录病毒基因的编码产物 6.4 反转录病毒中DNA的产生 6.5 病毒DNA整合到染色体 6.6 反转录转座子的分类 6.7 反转录转座子在基因组进化中的作用 6.8 反转录转座子的应用
6.1 引言
◆必需中间体RNA参与的转座(Transposition)是真核 生物所独有。
6.5 病毒DNA整合到染色体
◆原病毒两个末端的LTR是相同的，U5的3`端由一个与 U3的5`端相关的短反向重复序列组成，LTR本身两端是 以短的反向重复序列结尾。
◆原病毒DNA在染色体上的组织与转座子相同，在靶位 点，原病毒的两侧都有短的同向重复序列；
◆线性DNA被反转录病毒的整合酶直接插入到宿主染色 体上；
Retrovirus replication (The retrovirus life cycle p312)
逆转录病毒的繁殖周期
① 吸附于细胞表面的受体； ② 核侵入宿主细胞； ③ 病毒RNA→转录为DNA； ④ 以DNA为模板复制DNA； ⑤ 部分整合于宿主细胞DNA形成前病毒； ⑥ 前病毒利用宿主RNA聚合酶合成病毒RNA； ⑦ RNA再翻译成蛋白质； ⑧ 病毒粒的装配； ⑨ 病毒的出芽及包膜的形成。
6.6 反转录转座子分类
普通类型
末端特性 靶位重复 可读框 组织
类病毒超家族源自文库
Ty（酵母） Copia（果蝇） LINESL1（哺乳动物）
6.2 反转录病毒生命周期
• 反转录毒（retrovirus）含有单链RNA基因组的两份拷 贝；
• 整合的原病毒是双链DNA序列； • 反转录病毒通过将其基因组反转录而产生原病毒； • 负责将RNA转变为DNA的酶是反转录酶 (reverse
transcriptase), 整合酶 (integrase) 负责将DNA整合 到宿主基因组中，这两种酶均由病毒基因组编码; • 反转录病毒生命周期包括转座样事件。
RNA→DNA →RNA reverse transcriptase
integrase
The retrovirus life cycle involves transposition-like events
6.3 反转录病毒基因的编码产物
◆ 典型的反转录病毒含有3条基因：gag, pol, env ; ◆ 反转录病毒的编码产物是多聚蛋白质； ◆ Gag和Pol蛋白由基因组的全长转录物翻译而来； ◆ Pol蛋白的翻译需要核糖体移码； ◆ Env由剪接过程产生的一种独立的mRNA翻译而来； ◆三种蛋白质产物的每一种都可由蛋白酶加工产生出多
6.4 反转录病毒中DNA的产生
◆ 病毒RNA的每一个末端都有短重复序列(R), 因而5`和 3`端分别称为R-U5和U3-R；
◆ tRNA引物结合到5`端的100~200 bp位点后，反转录 酶开始合成负链DNA；
◆ 当酶到达末端，RNA的5`端就降解，接着露出DNA 产物的3`端；
◆ 暴露出的3`端与另一个RNA基因组的3`端配对；
◆ 合成继续进行，其产物两端都产生重复序列，重复 结构为U3-R-U5；
◆ 当反转录酶利用DNA产物为模板合成互补链时，发 生相似的链转换, 最终形成双链DNA。
env
env
env
Retroviral RNA ends in direct repeats (R), the free linear DNA ends in LTRs, and the provirus ends in LTRs that are shortened by two bases each.
Minus strand DNA is generated by switching templates during reverse transcription.
Synthesis of plus strand DNA requires a second jump.
Minus strand DNA is generated by switching templates during reverse transcription. Synthesis of plus strand DNA requires a second jump.