病毒学 病毒的遗传与变异[知识研究]
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生化突变体最常见的有营养缺陷型突变体和抗药性 突变体。
专业知识
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宿主范围突变株:病毒基因组改变影响了 对宿主细胞的感染范围,可感染野生型病毒不能 感染的细胞。
抗原性变异,病毒毒力变异。
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五、回复突变
回复突变(reverse mutation): 突变体(mutant)经过第二次突变又完全地或部份地恢复为原 来的基困型或表型。完全恢复是由于突变的碱基顺序经第二次突 变后又变为原来的碱基顺序,故亦称真正的回复突变。 部分恢复是由于第二次突变发生在另一部位上,其结果是部 分恢复原来的表型,亦称为第二位点突变(second site mutation) 或基因内校正(intragenic suppression)。此时原来的突变位点依 然存在,而它的表型效应被基因组上第二位点的突变所抑制,因 而第二次突变又称抑制突变(suppressor mutation)
DNA病毒中自发突变率为10-8-10-11,RNA病 毒中为10-3-10-4。RNA复制酶缺少校正阅读活性。
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RNA病毒由于其复制的保真度较低,因此, 人们提出了准种(quasispecies)的概念。所谓 准种,即是一组自身复制的分子,它们彼此不同, 但又密切相关。
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准种的演变是从一个原始的特定病毒序开始的,该 病毒的每一轮复制均导致变异株的出现。因此,在任何 时点,某病毒群(viral population)总是由常见的代表 性序列即主序列(master sequence)和一组不同的但又 密切相关的序列(变异株)所组成。
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第二节 病毒的重组
改变的类型 取代
增加—缺失 重组
病毒突变的分子机制
改变内容
突变类型 同义突变
多肽序列改变 无(密码简并)
多肽功能影响 无
单核苷酸代换 错义突变
氨基酸代换
因氨基酸及序 位而定
无义突变 延伸提前终止
一般失去
单、寡核苷酸 插入或缺失
基因组片Baidu Nhomakorabea连 接次序改变
移框突变 突变点后序列改变
所有这些相关的序列(变异株),不管其所占比例 如何,均被认为是一群复制体(replicon),表现为动 态的基因相互作用(dynamic genetic interaction)。
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当环境发生改变时,在原病毒群中已存在 的各种变异株,以及在复制过程中新生代的变异 株中,将被选择出最适应于新环境的变异株。尔 后,被选择出的变异株又面临新环境的变化。为 了其子代能继续复制,将再次被选择出适应新环 境的变异株。如此周而复始,不断形成新的病毒 群(即准种)。
(mutant)、野生型(wild-type)、野外分离株(field isolates)
通常用“株”来区分同一病毒的不同野生型,“型” 是感染性中和作用确定的血清型的同义语。
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二、自发突变(spontaneous mutation)
在没有任何已知诱变剂存在的条件下,一些 病毒在子代中产生高比例的突变体。
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三、诱发突变(induced mutation)
利用自然界各种物理或化学诱变剂处理野生型病毒, 提高病毒群体的突变率,称为诱发突变。
体外诱变剂,对病毒静态核苷酸进行化学修饰,使 其在后面的复制中发生错配,包括亚硝酸、羟胺、烷化 剂等。
体内诱变剂,它们的作用需要代谢活跃的核苷酸, 一组为碱基类似物,另一组为插入剂。
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从突变带来的表型改变来看,可分为噬菌斑形态突 变体、致死突变体、条件致死突变体和生化突变体。
噬菌斑形态突变体是指造成宿主细胞噬菌斑形态改 变的突变体。
条件致死突变体是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,如温度敏感突变体, 28-35℃可增殖,37-40 ℃不能增殖,具有减低毒力 而保持免疫原性的特点。
分子内重组还可以分为断裂连接模式(strand breakage and religation)和拷贝选择模式(copy-choice)
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断裂连接模式:通常发生在单一分子基因组的DNA 或RNA病毒中,重组需要核酸分子的断裂及与其他核 酸分子的再连接,即需要病毒的交配。
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拷贝选择重组(copy-choice recombination):发 生在部分具单一分子基因组RNA 病毒中(脊髓灰质炎 病毒、口疹病毒、冠状病毒、口蹄疫病毒等),仍属于 分子内重组,不涉及核酸分子共价键的断裂,RNA聚 合酶选择性连接的模板链上合成子代链,子代链是不同 模板链的拼接。
基因重配:发生在具分段基因组的RNA病毒中 (流感病毒、呼肠孤病毒、布尼安病毒和沙粒病毒等), 重组时,各片段在子代中随机分布。
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两种病毒混合感染引起病毒基因组重组的几种方式
UV偶尔也用于病毒的诱变。
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四、病毒突变类型
从突变引起的遗传信息的意义改变来看,可分为同 义突变、错义突变和无义突变。
有不少错义突变的产物仍然有部分活性,使表型介 于突变型和野生型之间,为渗漏突变型。
有些错义突变不影响或基本不影响蛋白质活性,不 表现明显的性状变化,为中性突变,中性突变和同义突 变又常称为沉默突变(silent mutation)。
第五章 病毒的遗传与变异
第一节 病毒的突变 第二节 病毒的重组 第三节 影响病毒表型的病毒间相互作用
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本章重点
1.病毒突变的类型 2.病毒重组的机制 3.病毒的复活 4.病毒的干扰
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第一节 病毒的突变
一、突变的定义 病毒遗传物质核酸的组成或结构发生改变称为突变
(mutation)。 株(strain)、型(type)、变异株(variant)、突变体
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一般失去
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一、病毒重组的机制 病毒变异,除了自发和诱发突变外,还可能因病毒混合感染
引起病毒之间的遗传重组而发生。当两种或多种病毒感染同一宿 主细胞—混合感染时,有时发生两株病毒基因组之间基因的交换、 重配等遗传结构较大的变化,这就是病毒的基因重组。
根据病毒核酸是连续还是分节段,依次将病毒的基因重组分 为分子内重组(intramolecular recombination)和基因重配 (genetic reassorment)。