第九章疾病與人類健康演示文稿

第九章疾病與人類健康演示文稿現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一優(yōu)選第九章疾病與人類健康現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一反轉(zhuǎn)錄病毒（Retrovirus）

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一組含有反轉(zhuǎn)錄酶的RNA病毒現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一9.1反轉(zhuǎn)錄病毒

一、概述二、分類三、反轉(zhuǎn)錄病毒的共同特性四、反轉(zhuǎn)錄病毒的復(fù)制五、反轉(zhuǎn)錄病毒基因組DNA的復(fù)制六、反轉(zhuǎn)錄病毒基因組DNA的整合七、反轉(zhuǎn)錄病毒基因組基因的表達(dá)現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一9.1反轉(zhuǎn)錄病毒

一、概述

逆轉(zhuǎn)錄病毒（Retrovirus）、還原病毒、前病毒等。

1908，丹麥科學(xué)家發(fā)現(xiàn)。

1910-1911，Rous進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn)中證實(shí)了此病毒的存在。

1964，Temin提出前病毒假說(shuō)。

1970，Temin,Baltimore等發(fā)現(xiàn)反轉(zhuǎn)錄酶。

1975，Temin,Baltimore獲得諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?，F(xiàn)在是5頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一

二、分類

逆轉(zhuǎn)錄病毒科(Retroviridae)，正逆轉(zhuǎn)錄病毒亞科(Orthoretrovirinae)，7個(gè)屬。正逆轉(zhuǎn)錄病毒亞科(Orthoretrovirinae)α逆轉(zhuǎn)錄病毒屬(Alpharetrovirus)β逆轉(zhuǎn)錄病毒屬(Betaretrovirus)γ逆轉(zhuǎn)錄病毒屬(Gammaretrovirus)δ逆轉(zhuǎn)錄病毒屬(Deltaretrovirus)ε逆轉(zhuǎn)錄病毒屬(Epsilonretrovirus)慢病毒屬(Lentivirus)

代表種:HIV-1(Humanimmunodeficiencyvirus1)泡沫逆轉(zhuǎn)錄病毒屬(Spumavirus)

代表種:黑猩猩泡沫病毒(Chimpanzeefoamyvirus;CFV)現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一根據(jù)致病性分為三類：RNA腫瘤病毒亞科

爬蟲(chóng)類：蛇病毒禽類：Rous肉瘤病毒，禽白血病病毒等哺乳類：鼠肉瘤病毒，鼠白血病毒，鼠乳腺瘤病毒豬肉瘤病毒，牛白血病病毒，豬白血病病毒等靈長(zhǎng)類：靈長(zhǎng)類肉瘤病毒，猴白血病病毒，狒C型腫瘤病毒等人：人類嗜T細(xì)胞病毒Ⅰ型,Ⅱ型,Ⅴ型慢病毒亞科

人類免疫缺陷病毒，綿羊肺腺瘤病毒，馬傳染性貧血病毒等泡沫病毒亞科

靈長(zhǎng)類、貓、牛、人泡沫病毒等現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一三、反轉(zhuǎn)錄病毒的共同特性有包膜，球形，直徑70-200nm，有刺突核酸為兩條相同的+ssRNA,6-9kb核心含反轉(zhuǎn)錄酶具有3個(gè)結(jié)構(gòu)基因：gag、pol、env多個(gè)調(diào)節(jié)基因復(fù)制要形成DNA中間體，與宿主細(xì)胞染色體整合成前病毒，且可隨細(xì)胞分裂而進(jìn)入子代細(xì)胞內(nèi)現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

正常的非轉(zhuǎn)化病毒

LTRgag(pro)polenvLTR

長(zhǎng)末端重復(fù)序列

變異的轉(zhuǎn)化病毒

LTRgag(pro)polenvsrc

外膜糖蛋白SU和跨膜蛋白TM基質(zhì)蛋白，衣殼蛋白，核酸結(jié)合蛋白逆轉(zhuǎn)錄酶和整合酶蛋白酶

病毒癌基因Src基因表達(dá)p60src蛋白，使多個(gè)靶蛋白磷酸化，加速癌變現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一四、反轉(zhuǎn)錄病毒的復(fù)制現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一以tRNA為引物合成負(fù)鏈DNA降解R,U5五、基因組DNA的復(fù)制現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一負(fù)鏈DNA的合成位點(diǎn)特異性切刻酶第一次跳躍現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一RnaseH，DNA聚合酶現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一第二次跳躍，正鏈DNA的合成現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一整合到染色體DNA整合酶等完成轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)錄病毒基因人？……此時(shí)的病毒稱為原病毒或前病毒現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一Figure.Retrovirallifecycle.現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一總結(jié)：經(jīng)歷9步反應(yīng)，兩次跳躍（1）tRNA引物結(jié)合在5′端PB（pairedbase)位點(diǎn)，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成與U5(uniquetothe5′end)和R（directrepeat）區(qū)互補(bǔ)DNA的U5′和R′；（2）由逆轉(zhuǎn)錄酶將模板RNA的U5和R區(qū)水解；（3）新合成的-DNA鏈的R′與RNA3′端的R配對(duì)，逆轉(zhuǎn)錄酶轉(zhuǎn)換為以RNA3′端為模板，實(shí)現(xiàn)第一次跳躍；（4）負(fù)鏈DNA延伸；（5）模板RNA的U3（uniquetothe3′end）、R區(qū)和polAn被水解，其5′端也被水解；（6）以RNA的3′端為引物合成正鏈DNA的U3-R-U5；（7）引物tRNA被水解；（8）正、負(fù)鏈DNA在PB位點(diǎn)處配對(duì)，逆轉(zhuǎn)錄酶以新合成的負(fù)鏈DNA為模板合成和延伸正鏈DNA，第二次跳躍；（9）負(fù)鏈DNAU′3-R′-U′5與正鏈DNAU3-R-U5解開(kāi)，負(fù)鏈DNA重復(fù)合成U′3-R′-U′5，形成兩端長(zhǎng)末端重復(fù)序列（LTR）現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一反轉(zhuǎn)錄酶的功能以RNA為模板合成cDNA；以DNA為模板合成DNA；RNaseH活性；位點(diǎn)特異性切刻酶。引物從何而來(lái)？tRNA:自帶病毒基因組RNA的3末端（在特定位點(diǎn)切刻）現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一

六、整合（目前尚不清楚）線形dsDNA進(jìn)入細(xì)胞核，兩端的LTR相連成環(huán)形分子，連接處反向重復(fù)序列相鄰；病毒DNA與細(xì)胞DNA均出現(xiàn)參差斷裂；在整合酶作用下，病毒DNA與細(xì)胞DNA連接，缺口填充，整合完成。特點(diǎn)：整合到細(xì)胞DNA中的病毒DNA與線形DNA比，兩端總會(huì)少2bp，其余完全相同；病毒DNA與細(xì)胞基因組DNA相連的兩端序列都是5′TG……CA3′靶點(diǎn)的選擇是隨機(jī)的；現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一七、原病毒的基因表達(dá)原病毒DNA在宿主細(xì)胞核內(nèi)，以宿主轉(zhuǎn)錄機(jī)器進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，RNA出細(xì)胞核，部分RNA作為基因組RNA，部分RNA作為模板進(jìn)行翻譯；病毒LTR序列不僅提供了整合必須的末端，而且提供了轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后加工的信號(hào)；如U3里有強(qiáng)啟動(dòng)子，有TATA和CCAAT序列；遠(yuǎn)端還有增強(qiáng)子翻譯后的初始蛋白以多蛋白形式，經(jīng)過(guò)酶切產(chǎn)生相關(guān)蛋白和酶。現(xiàn)在是22頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一

LTRgag(pro)polenvLTR

外膜糖蛋白SU和跨膜蛋白TM基質(zhì)蛋白，衣殼蛋白，核酸結(jié)合蛋白逆轉(zhuǎn)錄酶和整合酶蛋白酶

90%gag多蛋白經(jīng)酶切成為病毒衣殼蛋白、基質(zhì)蛋白、核酸結(jié)合蛋白10%gag-pro-pol多蛋白經(jīng)酶切成為蛋白酶、逆轉(zhuǎn)錄酶、整合酶Env前體多蛋白經(jīng)酶切成為病毒外膜蛋白現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一小結(jié)概念：反轉(zhuǎn)錄病毒、前病毒反轉(zhuǎn)錄病毒基因組特點(diǎn)反轉(zhuǎn)錄病毒基因組DNA的復(fù)制過(guò)程反轉(zhuǎn)錄病毒復(fù)制的特點(diǎn)現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一5防治

（1）疫苗：（2）藥物：雞尾酒療法二脫氧氟硫代胞嘧啶、拉夫米定和阿地福韋的藥物組合物。拉米夫定最早研究時(shí)治療HIV，但報(bào)道了HIV合并HBV感染的患者出現(xiàn)HBV亦被抑制的情況。拉米夫定的這種選擇性可能是由于它主要通過(guò)與涉及病毒編碼的依賴RNA的DNA聚合酶（逆轉(zhuǎn)錄酶）的相互作用起效有關(guān)。而逆轉(zhuǎn)錄酶是HBV和HIV復(fù)制所必需的。拉米夫定對(duì)艾滋病病毒是有確切療效的，也是聯(lián)合國(guó)艾滋病規(guī)劃署、世界衛(wèi)生組織、中國(guó)衛(wèi)生部指定的幾個(gè)防治艾滋病藥物之一?，F(xiàn)在是29頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一3病毒及其基因組特點(diǎn)：+RNA無(wú)mRNA活性侵染宿主細(xì)胞時(shí)，逆轉(zhuǎn)錄酶、整合酶、引物、基因組RNA都進(jìn)入多數(shù)反轉(zhuǎn)錄病毒不裂解宿主細(xì)胞，但HIV例外基因組整合到宿主基因組中

現(xiàn)在是30頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一2HIV病毒基因組

屬于反轉(zhuǎn)錄病毒科，慢病毒屬病毒。由兩條單股正鏈RNA病毒，每條RNA基因組約為9.2kb。在RNA5′端有一帽子結(jié)構(gòu)，3′有polyA尾巴。（1）結(jié)構(gòu)基因：HIV基因組中有三個(gè)編碼結(jié)構(gòu)蛋白和酶的多蛋白基因，分別是gag、pol、env，其中g(shù)ag和pol使用不同的讀碼框?，F(xiàn)在是31頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一gag基因約1.5kb,編碼核心蛋白，其產(chǎn)物與病毒基因組RNA共同組裝成核心和衣殼。這些核心蛋白包括p17，p24，p7，p6。pol基因約3.0kb,編碼病毒復(fù)制所需要的各種酶類，與gag基因重疊，表達(dá)時(shí)是一蛋白前體p160，在蛋白酶催化下，除形成p17、p24、p15和Gag蛋白外，還有蛋白酶p10，反轉(zhuǎn)錄酶p66/p51，整合酶p32?，F(xiàn)在是32頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一env基因約2.6kb，編碼病毒包膜糖蛋白，先翻譯成前體蛋白gp160，被宿主細(xì)胞蛋白酶裂解為gp120和gp41。現(xiàn)在是33頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一（2）調(diào)節(jié)蛋白基因和輔助蛋白基因兩個(gè)編碼調(diào)節(jié)蛋白的基因Tat,Rev

四個(gè)輔助蛋白基因Vpr,Vpu,Nef,Vif，均參與HIV復(fù)制?，F(xiàn)在是34頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一（3）長(zhǎng)末端重復(fù)序列HIV基因組RNA兩側(cè)有長(zhǎng)末端重復(fù)序列（LTR），是順式作用元件區(qū)域，如啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)、調(diào)節(jié)蛋白Tat的效應(yīng)元件?，F(xiàn)在是35頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是36頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一正常結(jié)腸粘膜高增殖結(jié)腸上皮腺瘤轉(zhuǎn)移癌APC缺失DNA去甲基化k-ras點(diǎn)突變DCC缺失或點(diǎn)突變P53缺失或點(diǎn)突變對(duì)結(jié)腸癌的研究早中晚現(xiàn)在是37頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一Colorectalcancer(adenomatouspolyposis)NormalcellHyper-proliferativecellEarlyadenomaInter-mediateadenomaLateadenomaAdeno-carcinomaGeneAlterationChromosome5qlossAPC12qActivationK-RAS17plossp5318qlossDCCDNAhypo-methylation現(xiàn)在是38頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是39頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是40頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是41頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是42頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是43頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是44頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是45頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是46頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是47頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是48頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一1.Promoterinsertionandenhancerinsertion(insertionofaretrovirusinthevicinityofthegene)現(xiàn)在是49頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一控制元件插入Controlingelementinsertion

C

B

LTR

Cellularproto-oncogene

hostDNA

transcription

LTR

LTR

transcription

transcription

Cellularproto-oncogene

hostDNA

Enhancereffect

逆轉(zhuǎn)錄病毒感染細(xì)胞后，病毒DNA插入宿主細(xì)胞染色體DNA（插入突變）

現(xiàn)在是50頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是51頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是52頁(yè)\一共有62頁(yè)\編輯于星期一Figure.RegulationofRbandE2FactivitiesinlateG1.InteractionofE2FswithnonphosphorylatedRbproteininitiallyinhibitsE2Fa