病毒基因組核酸的主要類型

1、Virus genome病毒基因組核酸的主要類型1、雙鏈DNA 多數(shù)動(dòng)物病毒，如腺病毒、皰疹病毒、痘病毒，環(huán)形、線形。2、單鏈DNA 動(dòng)物病毒中僅微小病毒為單鏈病毒；噬菌體中僅含單鏈DNA。 RNA病毒基因組所攜帶的遺傳信息一般在同一條鏈上，序列與mRNA相同的為正股（+），與mRNA互補(bǔ)的為負(fù)股（）3、雙鏈RNA 以負(fù)鏈RNA為模板轉(zhuǎn)錄出mRNA如呼腸孤病毒及噬真菌體。4、單鏈負(fù)股RNA 5、單鏈正股RNA： 如逆轉(zhuǎn)錄病毒病毒基因組結(jié)構(gòu)與功能1、不同病毒基因組大小相差較大2、不同病毒的基因組可以是不同結(jié)構(gòu)的核酸3、病毒基因組有連續(xù)的也有不連續(xù)的4、病毒基因組的編碼序列大于90%5、單倍體基因

2、組 除逆轉(zhuǎn)錄病毒外6、基因有連續(xù)的和間斷的7、相關(guān)基因叢集 病毒基因組核酸序列中功能相關(guān)的蛋白質(zhì)基因往往叢集在基因組的一個(gè)或幾個(gè)特定的部位，形成 一個(gè)功能單位或轉(zhuǎn)錄單元。8、基因重疊 同一段核酸序列能夠編碼2 種或2種以上蛋白質(zhì)。重疊基因雖然共用一段核酸序列，但轉(zhuǎn)錄成的mRNA鏈的讀框不同，產(chǎn)生的蛋白質(zhì)分子大不相同。（1）幾個(gè)結(jié)構(gòu)基因的編碼區(qū)無間隔：幾個(gè)基因的編碼區(qū)是連續(xù)的、不間斷的，即編碼一條多肽鏈，翻譯后切割成幾個(gè)蛋白質(zhì)。（2）mRNA沒有5 端帽子結(jié)構(gòu) 5 端非編碼區(qū)的RNA形成特殊的空間結(jié)構(gòu)稱翻譯增強(qiáng)子。（3）結(jié)構(gòu)基因本身沒有翻譯起始序列，必須在轉(zhuǎn)錄后進(jìn)行加工、剪接，與病毒RNA5 端

3、的帽結(jié)構(gòu)相連，或與其它基因的起始密碼子連接，成為有翻譯功能的完整mRNA。SV40病毒基因組動(dòng)物病毒中以SV40研究較多，由sweet 和Hilleman從恒河猴細(xì)胞分離。無包膜，直徑45nm，雙鏈環(huán)狀DNA，DNA長(zhǎng)5243bp。在自然界不引起疾病和腫瘤，當(dāng)大量接種于免疫缺損動(dòng)物或新生動(dòng)物時(shí)，引起腫瘤 發(fā)生。SV40基因編碼兩種抗原。VP2和VP3是一個(gè)基因通過mRNA剪接形成的不同編碼產(chǎn)物。其序列相同，只是N 端的長(zhǎng)度不同，VP3的N端比VP2的N端短1/3，它們有相同的C端，只是N端編碼區(qū)剪切掉的序列長(zhǎng)短不同。VP1是另外一個(gè)基因，晚期基因是一個(gè)重疊基因。VP1的起始密碼子位于VP2和V

4、P3的編碼區(qū)的內(nèi)部，閱讀框不同。VP1需要通過轉(zhuǎn)錄后剪接獲得5端非編碼區(qū)即翻譯起始所需的5 帽子結(jié)構(gòu)，因此又是一個(gè)結(jié)構(gòu)不規(guī)則的基因。乙型肝炎病毒（HBV）基因組不同毒株的HBV以負(fù)股DNA為模板轉(zhuǎn)錄的RNA均有4 個(gè)開放閱讀框架（open reading frame,ORF):S、C、P、X。P與其它三個(gè)ORF重疊。S區(qū)段編碼病毒的外膜蛋白，由S基因、前S1區(qū)段、前S2區(qū)段三部分組成。主要蛋白即S蛋白（HBsAg) 由S基因編碼；中蛋白由pre-S2和S基因編碼；大蛋白由 pre-S1 、pre-S2和S基因編碼。C區(qū)段編碼HBV核心抗原（HBcAg),長(zhǎng)約183214個(gè)氨基酸殘基。前C（pr

5、e-C)富含疏水性氨基酸的密碼子，其編碼產(chǎn)物可促進(jìn)C抗原從細(xì)胞內(nèi)排到細(xì)胞外，進(jìn)入血液轉(zhuǎn)變成e抗原。若pre-C缺失，將不會(huì)產(chǎn)生e抗原，而C抗原就積聚于肝細(xì)胞內(nèi)。P區(qū)段編碼DNA聚合酶，富含組氨酸為堿性蛋白，是依賴于RNA的DNA聚合酶（逆轉(zhuǎn)錄酶）。X區(qū)段位于C區(qū)段上游。 逆轉(zhuǎn)錄病毒（retroviruses)基因組的一般特征編碼區(qū)：3 個(gè)基本的結(jié)構(gòu)基因 gap編碼病毒衣殼蛋白；pol編碼肽鏈內(nèi)切酶、一個(gè)逆轉(zhuǎn)錄酶和一個(gè)與前病毒整合有關(guān)的酶；env編碼包膜蛋白。有的含癌基因。5帽-R-U5-PB-DLS-gap-pol-env-(onc)-C-PB+-U3-R-poly(A)n非編碼區(qū)（1）R區(qū):

6、兩端都有,2080個(gè)核苷酸。（2）引物結(jié)合區(qū)（primer binding site,PB):位于5端的PB區(qū)引導(dǎo)起始負(fù)鏈cDNA的合成，用PB-表示。（3）U區(qū)：位于R區(qū)與PB 區(qū)之間。U5與轉(zhuǎn)錄終止和加polyA有關(guān)，U3含強(qiáng)啟動(dòng)子，起始轉(zhuǎn)錄RNA。（4）DLS、 和C區(qū)。DLS是兩條病毒（+）RNA鏈以氫鍵相結(jié)合的位點(diǎn)。 為包裝信號(hào)。可使RNA包入病毒顆粒；C區(qū)不編碼蛋白質(zhì)，為調(diào)控區(qū)。前病毒基因組的轉(zhuǎn)錄和翻譯逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄都需要經(jīng)過DNA中間體，這種DNA中間體稱為前病毒（provirus) 。長(zhǎng)末端重復(fù)序列（long termial repeated,LTR):U3-R-

7、U5-PB-DLS- -gap-pol-env-(onc)-C-PB+-U3-R-U5人類免疫缺陷病毒（HIV）GenomeHIV(human immunodeficiency virus)俗稱艾滋病毒(AIDS)是逆轉(zhuǎn)錄病毒的一類，引起人類獲得性免疫缺損綜合癥，長(zhǎng)約9.3kb，除了逆轉(zhuǎn)錄病毒一般的特征外，另外至少含有6 個(gè)調(diào)控基因如tat、rev、nef、vif、vpu及vpr。已發(fā)現(xiàn)的HIV有兩種：HIV和HIV. HIV從歐洲和美洲分離的毒株,致病力強(qiáng),是引起全球艾滋病流行的主要病原;HIV 毒力較弱主要局限于西部非洲。tat(反式激活基因）編碼一種反式激活蛋白（transactivat

8、or,Tat),Tat 是HIV基因組復(fù)制和基因表達(dá)所必須的反式激活因子。存在于兩段分隔存在的基因部分。失去tat的功能則成為完全無感染性的病毒。rev基因（regulator of virion proteins)編碼產(chǎn)物對(duì)gag、pol、env 、vpu、vpr、vif的表達(dá)有正調(diào)控作用，對(duì)nef、tat、 rev的表達(dá)則行使負(fù)調(diào)控作用。 nef(negative regulation factor,nef) 兼有正負(fù)調(diào)節(jié)效應(yīng)。vif編碼病毒感染因子(viral infectivity factor,vif)vpr編碼病毒蛋白R(shí)(viral protein R)激活基因的表達(dá)。vpu:HI

9、V-1vpx:HIV-2 Prokaryote Genome1、常僅由一條環(huán)狀雙鏈DNA分子組成2、只有一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)。3、具有操縱子（operon)結(jié)構(gòu)。4、編碼順序一般不會(huì)重疊。5、基因是連續(xù)的，無內(nèi)含子，轉(zhuǎn)錄后不需剪接。6、編碼區(qū)在基因組中所占比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于真核基因組，小于病毒基因組。7、基因組中重復(fù)序列少。一般為單拷貝，但編碼rRNA的基因往往是多拷貝。8、具有編碼同工酶的基因（isogene).9、細(xì)菌基因組中存在可移動(dòng)的DNA序列，包括插入序列和轉(zhuǎn)座子。10、在DNA分子中具有多種功能的識(shí)別區(qū)域。質(zhì)粒（plasmid)質(zhì)粒是細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)攜帶的染色體外的DNA分子，是共價(jià)閉合的環(huán)狀DNA

10、分子（covalent closed circular DNA cccDNA),大小在1200 kb,能獨(dú)立進(jìn)行復(fù)制。質(zhì)?！坝押谩钡亟杈佑谒拗骷?xì)胞內(nèi)?？克拗骷?xì)胞才能完成自己的復(fù)制，而質(zhì)粒對(duì)宿主細(xì)胞的生存不是必需的。質(zhì)粒不是單純的寄生，所攜帶的遺傳信息能賦予細(xì)菌特定的遺傳性狀。質(zhì)粒的分類 按功能：R質(zhì)粒：抗藥性質(zhì)粒F質(zhì)粒(fertility factor):性質(zhì)粒（sex plasmid)可決定細(xì)菌的性別Col質(zhì)粒：大腸桿菌素質(zhì)粒,合成大腸桿菌素，殺死不含大腸桿菌素質(zhì)粒的親緣細(xì)菌。根據(jù)質(zhì)粒能否在細(xì)胞間進(jìn)行傳遞：接合型質(zhì)粒（conjugative plasmid)：如F質(zhì)粒，雌雄細(xì)胞通過性纖毛相互接觸而結(jié)合，質(zhì)粒便從一個(gè)細(xì)胞傳遞給另一個(gè)細(xì)胞。非接合型質(zhì)粒：按復(fù)制機(jī)理：嚴(yán)緊型質(zhì)粒（stringent plasmid):即低拷貝數(shù)質(zhì)粒松弛型質(zhì)粒（relaxed plasmid):高拷貝數(shù)質(zhì)粒。質(zhì)粒的特性1、能自主復(fù)制。2、質(zhì)粒的不相容性（incompatibility)兩種親緣關(guān)系密切的不同質(zhì)粒不能共存于一個(gè)宿主菌。3、質(zhì)粒可以轉(zhuǎn)移。質(zhì)粒DNApBR322EcoR、Pst、Hind、BamH、Sal只有一個(gè)酶切位點(diǎn)，便于外源基因的插入。質(zhì)粒DNA的提取1、細(xì)菌的培養(yǎng)：可加少量抗生素（如氯霉素）抑制宿主蛋白質(zhì)的合成，