病毒基因組核酸的主要類型ppt課件

1、Chapter3 Structures &functions of genome Virus genome Prokaryote Genome Eukaryote GenomeVirus 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普通在同一條鏈上，序列與mRNA一樣的為正股+，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

2、病毒病毒基因組構(gòu)造與功能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構(gòu)造的核酸3、病毒基因組有延續(xù)的也有不延續(xù)的4、病毒基因組的編碼序列大于90%5、單倍體基因組 除逆轉(zhuǎn)錄病毒外6、基因有延續(xù)的和延續(xù)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，構(gòu)成 一個(gè)功能單位或轉(zhuǎn)錄單元。8、基因重疊 同一段核酸序列可以編碼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)分子大不一樣。1幾個(gè)構(gòu)造基因的編碼區(qū)無間隔：幾個(gè)基因的編碼區(qū)是延續(xù)的、不延續(xù)的，即編碼一條多肽鏈，翻譯后切割成幾個(gè)蛋白質(zhì)

3、。2mRNA沒有5 端帽子構(gòu)造 5 端非編碼區(qū)的RNA構(gòu)成特殊的空間構(gòu)造稱翻譯加強(qiáng)子。3構(gòu)造基因本身沒有翻譯起始序列，必需在轉(zhuǎn)錄后進(jìn)展加工、剪接，與病毒RNA5 端的帽構(gòu)造相連，或與其它基因的起始密碼子銜接，成為有翻譯功能的完好mRNA。SV40病毒基因組 動(dòng)物病毒中以SV40研討較多，由sweet 和Hilleman從恒河猴細(xì)胞分別。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)基因經(jīng)過mRNA剪接構(gòu)成的不同編碼產(chǎn)物。其序列一樣，只是N 端的長(zhǎng)度不同，

4、VP3的N端比VP2的N端短1/3，它們有一樣的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VP3的編碼區(qū)的內(nèi)部，閱讀框不同。 VP1需求經(jīng)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 帽子構(gòu)造，因此又是一個(gè)構(gòu)造不規(guī)那么的基因。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

5、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中心抗原HBcAg),長(zhǎng)約183214個(gè)氨基酸殘基。前Cpre-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。假設(shè)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)基因組的普通特征編碼區(qū)：3 個(gè)根本的構(gòu)造基因 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

6、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)1R區(qū):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。3U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。4DLS、 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)?？墒筊NA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)錄都需求

7、經(jīng)過DNA中間體，這種DNA中間體稱為前病毒provirus) 。 長(zhǎng)末端反復(fù)序列l(wèi)ong termial repeated,LTR): U3-R-U5-PB-DLS- -gap-pol-env-(onc)-C-PB+-U3-R-U5人類免疫缺陷病毒HIVGenome HIV(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)錄病毒普通的特征外，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從歐洲和美洲分別的毒株

8、,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transactivator,Tat),Tat 是HIV基因組復(fù)制和基因表達(dá)所必需的反式激活因子。存在于兩段分隔存在的基因部分。失去tat的功能那么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)那么行使負(fù)調(diào)控作用。 nef(negative regulation factor,nef) 兼有正負(fù)調(diào)理效應(yīng)。 vif編碼病毒感

9、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:HIV-1 vpx:HIV-2 Prokaryote Genome1、常僅由一條環(huán)狀雙鏈DNA分子組成2、只需一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)。3、具有支配子operon)構(gòu)造。4、編碼順序普通不會(huì)重疊。5、基因是延續(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、基因組中反復(fù)序列少。普通為單拷貝，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)菌基因組中存在可挪動(dòng)的DNA序列，包括

10、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分子covalent closed circular DNA cccDNA),大小在1200 kb,能獨(dú)立進(jìn)展復(fù)制。 質(zhì)?！坝押玫亟杈佑谒拗骷?xì)胞內(nèi)?？克拗骷?xì)胞才干完本錢人的復(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)可決議細(xì)菌的性別 Col質(zhì)粒：大腸桿菌素質(zhì)粒,合成大腸桿菌

11、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)展傳送： 接合型質(zhì)粒conjugative plasmid)：如F質(zhì)粒，雌雄細(xì)胞經(jīng)過性纖毛相互接觸而結(jié)合，質(zhì)粒便從一個(gè)細(xì)胞傳送給另一個(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)系親密的不同質(zhì)粒不能共存于一個(gè)宿主菌。 3、質(zhì)?？梢赞D(zhuǎn)移。質(zhì)粒質(zhì)粒DNApBR322EcoR、Pst、Hind、BamH、Sal只需一個(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)菌的培育：可加少量抗生素如氯霉素抑制宿主蛋白質(zhì)的合成，質(zhì)