病毒分子生物學(xué)

1、.病毒分子生物學(xué)病毒分子生物學(xué).目目 錄錄 病毒分子生物學(xué)研究的內(nèi)容病毒分子生物學(xué)研究的內(nèi)容 DNA病毒的分子生物學(xué)病毒的分子生物學(xué) RNA病毒的分子生物學(xué)病毒的分子生物學(xué).一、病毒分子生物學(xué)研究的內(nèi)容.1.1 病毒基因組的結(jié)構(gòu)不同類型的病毒，其基因組有很大差異。在核酸類型核酸類型上，有DNA病毒(如腺病毒)，有RNA病毒(如HIV病毒)，但對每一種病毒來說，它只能含有一種核酸。從核酸結(jié)構(gòu)核酸結(jié)構(gòu)上看，有的是單鏈核酸，有的是雙鏈核酸，有的是線狀，有的是環(huán)狀。相對于能獨立生活的微生物來說，病毒的基因組非常簡單。完整的病毒顆粒包括外殼蛋白和內(nèi)部的基因組DNA或RNA。外殼蛋白（或被膜）的功能是識別

2、和侵襲特定的宿主細胞并保護病毒基因組不受核酸酶的破壞。.1.2 病毒基因組的復(fù)制和表達調(diào)控病毒不能獨立地復(fù)制，必需進入宿主細胞中借助細胞內(nèi)的一些酶類和細胞器才能使病毒得以復(fù)制。病毒基因的表達包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程。正鏈RNA病毒的基因組除了作為模板復(fù)制出子代RNA之外，還有mRNA的作用。作為翻譯的模板，一般先翻譯出單一的大分子肽鏈，然后再由蛋白酶降解為不同功能的結(jié)構(gòu)蛋白等。 負鏈RNA病毒的基因組無mRNA的功能，必須由復(fù)制出的互補RNA(cRNA)來發(fā)揮mRNA的作用。 .1.3 病毒對宿主細胞的影響病毒只能在活細胞中存活，因此，病毒與宿主細胞之間有著十分密切的關(guān)系。病毒利用宿主細胞的細胞

3、器、能量和酶等進行自身的復(fù)制，并通過宿主細胞的蛋白表達系統(tǒng)來表達自身所需的蛋白質(zhì)，這些過程都將會對宿主細胞的形態(tài)和功能產(chǎn)生重大的影響。 病毒對宿主細胞的影響主要體現(xiàn)在病毒對宿主細胞形態(tài)和結(jié)構(gòu)的影響以及病毒對宿主細胞功能的影響兩個方面。 .1.4 病毒與腫瘤發(fā)生人類和動物腫瘤的形成除了與遺傳和環(huán)境因素相關(guān)外，某些DNA和RNA病毒也可以通過不同的機制誘發(fā)惡性腫瘤。有些病毒直接作用于細胞的基因組，使細胞增殖，最終導(dǎo)致腫瘤形成；有些病毒則通過抑制機體的免疫系統(tǒng)，誘導(dǎo)細胞惡性轉(zhuǎn)變，形成腫瘤。有些病毒常伴隨一些特定腫瘤的發(fā)生，但它們與腫瘤的關(guān)系還未得到確認.例如在艾滋病病人中引發(fā)的Kaposis肉瘤。總

4、之，大約15%的惡性腫瘤與病毒有關(guān)，因此研究腫瘤的病毒病因具有十分重要的意義。Kaposis肉瘤肉瘤（KS）又稱多發(fā)性特發(fā)性出血性肉瘤，臨床特點：以皮膚特發(fā)性，多發(fā)性，色素性肉瘤，在四肢多發(fā)的大小不同的結(jié)節(jié)?？煞譃樗男停郝曰蚪?jīng)典型；非洲地方型；醫(yī)源性免疫抑制型；艾滋病相關(guān)型。目前認為新型人類皰疹病毒（HHV-8）可能是所有亞型的誘導(dǎo)因素。.1.5 病毒基因工程疫苗與病毒載體基因工程疫苗是指用基因工程的方法，表達病原微生物的一段基因序列，將表達產(chǎn)物(多數(shù)是無毒性、無感染能力，但具有較強的免疫原性)用作疫苗，例如正在使用的大多數(shù)乙型肝炎疫苗就是基因工程疫苗。常見的基因工程疫苗包括亞基疫苗和肽疫苗

5、兩類。以流感疫苗為例，其途徑就是把病毒的免疫原蛋白(HA抗原、NA抗原)的mRNA提取出來，再制備cDNA，克隆到大腸桿菌中，高效表達該抗原。 由于基因工程疫苗具有安全性好、產(chǎn)量高、成本低，以及良好的免疫原性，它必將成為傳統(tǒng)疫苗的有效替代疫苗。 .二、DNA病毒的分子生物學(xué).DNA病毒：是生物病毒的一種，屬于一級。繁殖：是專性活細胞內(nèi)寄生物。它不可單獨進行繁殖，必須在活細胞內(nèi)才可。繁殖方式：復(fù)制。繁殖過程：吸附(病毒粒子借衣殼上的受體與宿主細胞“粘附”在一起，否則，病毒粒子將不能侵入宿主細胞)。注入遺傳物質(zhì)，接著就是利用寄主細胞的營養(yǎng)進行DNA的復(fù)制和蛋白質(zhì)的翻譯，然后就是裝配，最后就釋放。D

6、NA病毒很少，目前知道的有腺病毒，乙肝病毒，T2噬菌體，天花病毒，花椰菜花葉病毒等。.1、腺病毒1953年，Rowe等人從外科手術(shù)摘除的兒童腺體中分離到一種致病因子，可以使培養(yǎng)的細胞發(fā)生慢性進行性病變，稱之為腺體退化因子，后來證明這種致病因子是病毒，1956年，Enders等建議命名為腺病毒。腺病毒分布十分廣泛， 從各種胎生哺乳動物、鳥類和兩棲類動物中都已分離到。腺病毒能引起呼吸系統(tǒng)，消化系統(tǒng)，泌尿系統(tǒng)等多個系統(tǒng)的感染。腺病毒感染細胞后可關(guān)閉宿主細胞某些基因的表達，大量合成病毒蛋白質(zhì)，致使細胞的功能失常。患者和隱性感染者是腺病毒感染的主要傳染源，主要通過呼吸道飛沫近距離傳播，在相對密閉，通風(fēng)不

7、暢的場所容易發(fā)生傳播。.腺病毒的毒粒結(jié)構(gòu) 腺病毒是一種沒有包膜的直徑為7090nm的顆粒，由252個殼粒呈二十面體排列構(gòu)成。每個殼粒的直徑為79nm。衣殼里是線狀雙鏈DNA分子，約含4.7kb，兩端各有長約100bp的反向重復(fù)序列。由于每條DNA鏈的5端同相對分子質(zhì)量為55X103 Da的蛋白質(zhì)分子共價結(jié)合，可以出現(xiàn)雙鏈DNA的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。.腺病毒的侵染過程腺病毒感染宿主細胞受體纖毛(細胞中的)溶酶體病毒蛋白復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯非整合.腺病毒與腫瘤至今尚未發(fā)現(xiàn)腺病毒感染與任何人類腫瘤的關(guān)系。但許多的人類腺病毒卻可以使嚙齒動物的培養(yǎng)細胞發(fā)生轉(zhuǎn)化或使這些動物產(chǎn)生腫瘤。 圖示：腺病毒治療腦腫瘤d24-RGD病

8、毒注入腫瘤細胞d24-RGD病毒通過宿主細胞復(fù)制細胞溶菌作用d24-RGD的釋放及其他腫瘤細胞的感染d24-RGD的裂解和進一步釋放.腺病毒作為基因治療的載體 腺病毒用作基因治療載體和疫苗研制有著廣闊的前景。腺病毒基因組的E1區(qū)和E3區(qū)可以作為外源基因的插入?yún)^(qū)。E1區(qū)缺失的腺病毒可克隆約4.7 kb的外源DNA，而E3區(qū)缺失的腺病毒可以克隆約8 kb的外源DNA，一些特定的腺病毒株已被用于人類疫苗的研制。 腺病毒作為基因治療載體有著以下幾方面的優(yōu)點：(1)腺病毒基因組研究的比較清楚，便于進行遺傳操作。(2)其感染一般不引起明顯的癥狀，與宿主染色體整合的機率很低，作為基因治療的載體比較安全。 (

9、3)可以感染不同類型細胞，易于進行體外培養(yǎng)，病毒感染細胞滴度高，可在細胞內(nèi)有效復(fù)制。(4)腺病毒感染細胞后可以高水平的表達蛋白，在感染后期，宿主基因表達被關(guān)閉，易于高水平表達外源基因。 腺病毒基因組為線形雙鏈DNA，人類腺病毒基因組包括早期基因 E1A、E1B、E2A、E2B、E3和 E4以及晚期基因L1、L2、L3、L4 和 L5。 .2、乙型肝炎病毒乙型肝炎病毒簡稱乙肝病毒。是一種DNA病毒，屬于嗜肝DNA病毒科（hepadnaviridae），基因組長約3.2kb，為部分雙鏈環(huán)狀DNA。根據(jù)目前所知，HBV就只對人和猩猩有易感性，引發(fā)乙型病毒性肝炎疾病。完整的乙肝病毒成顆粒狀，也會被稱為

10、丹娜顆粒（Dane）。1965年由丹娜發(fā)現(xiàn)，直徑為42納米，顆粒分為外殼和核心兩部分。乙型肝炎病毒 (HBV) 的抵抗力較強，但6510小時、煮沸10 分鐘或高壓蒸氣均可滅活HBV。含氯制劑、環(huán)氧乙烷、戊二醛、過氧乙酸和碘伏等也有較好的滅活效果。.乙型肝炎病毒的結(jié)構(gòu)圖完整的HBV顆粒，直徑42 nm，由包膜和核心組成。包膜是HBV最外邊的部分，由表面抗原、糖蛋白和細胞脂質(zhì)構(gòu)成。核心部分由核心蛋白（HBcAg）構(gòu)成的二十面體核衣殼包裹環(huán)狀雙股DNA、DNA聚合酶（DNAP)構(gòu)成，是病毒復(fù)制的主體。.乙型肝炎病毒的侵染過程.表面抗原核心抗原乙型肝炎E抗原.乙型肝炎病毒的六大癥狀1、乙肝的全身癥狀主

11、要表現(xiàn)為體力不支，疲勞，沒精神。2、乙肝患者的消化道癥狀主要表現(xiàn)為食欲不振，厭油，惡心，腹脹，上腹部不適等癥狀。3、乙肝的黃疸(dn)癥狀。4、乙肝的疼痛癥狀主要表現(xiàn)為肝區(qū)疼痛。5、乙肝患者會出現(xiàn)肝脾腫大的癥狀。6、乙肝的肝外表現(xiàn)，主要表現(xiàn)為肝硬化患者面色晦暗，出現(xiàn)肝病面容，還會出現(xiàn)蜘蛛痣或肝掌以及內(nèi)分泌失調(diào)等癥狀。.乙型肝炎病毒的傳播途徑NO.3、T2噬菌體噬菌體的一個品系，屬于T系噬菌體。這是一類專門寄生在細菌體內(nèi)的病毒，具有蝌蚪狀外形，頭部呈正20面體，外殼由蛋白質(zhì)構(gòu)成，頭部包裹DNA作為遺傳物質(zhì)。僅蛋白質(zhì)分子中含有硫，磷幾乎都存在于DNA分子中。是遺傳物質(zhì)比較特殊的一種病毒。.T2噬菌

12、體的結(jié)構(gòu).T2噬菌體的侵染過程.三、RNA病毒的分子生物學(xué) .RNA病毒是病毒的一種，屬于一級。它們的遺傳物質(zhì)是由核糖核酸組成通常核酸是單鏈的，也有雙鏈的。單鏈的RNA病毒根據(jù)他們的翻譯意義可分為正譯、負譯和雙向翻譯的RNA病毒，正譯的RNA病毒與mRNA相似，可以直接被宿主細胞翻譯成蛋白質(zhì)；負譯RNA病毒則需要借助RNA酶的作用，以自身為模板編譯出與原病毒相反義的RNA，之后再以此RNA來翻譯成蛋白質(zhì)。.1、HIV病毒 艾滋病是一種導(dǎo)致以全身免疫系統(tǒng)嚴重損害為特征的傳染性疾病，人類免疫缺陷病毒(HIV)是其病原體，感染者終生攜帶病毒，目前缺乏有效的治療手段。 .HIV病毒的結(jié)構(gòu)HIV顆粒呈球

13、形，直徑約110 nm, HIV顆?？煞譃榘ぁ⒁職ず筒《竞诵娜糠?。核心內(nèi)部是兩個長度為9.2kb的單股正鏈RNA，核心外側(cè)為脂質(zhì)雙層組成的外膜，膜上有穿膜蛋白gp41和外膜蛋白gpl20。 .HIV病毒的生活周期HIV的生活周期包括以下階段：吸附，侵入和脫殼，反轉(zhuǎn)錄，整合，病毒RNA和蛋白質(zhì)的合成，裝配，釋放，成熟。.臨床表現(xiàn)1、一般癥狀：持續(xù)發(fā)燒、虛弱、盜汗，持續(xù)廣泛性全身淋巴結(jié)腫大。特別是頸部、腋窩和腹股溝淋巴結(jié)腫大更明顯。淋巴結(jié)直徑在1厘米以上，質(zhì)地堅實，可活動，無疼痛。體重下降在3個月之內(nèi)可達10%以上，最多可降低40%，病人消瘦特別明顯。2、呼吸道癥狀：長期咳嗽、胸痛、呼吸困難、

14、嚴重時痰中帶血。3、消化道癥狀：食欲下降、厭食、惡心、嘔吐、腹瀉、嚴重時可便血。通常用于治療消化道感染的藥物對這種腹瀉無效。4、神經(jīng)系統(tǒng)癥狀：頭暈、頭痛、反應(yīng)遲鈍、智力減退、精神異常、抽搐、偏癱、癡呆等。5、皮膚和黏膜損害：單純皰疹、帶狀皰疹、口腔和咽部黏膜炎癥及潰爛。6、腫瘤：可出現(xiàn)多種惡性腫瘤，位于體表的卡波濟肉瘤可見紅色或紫紅色的斑疹、丘疹和浸潤性腫塊。.HIV病毒的傳播途徑1、母嬰傳播2、血液傳播3、性接觸傳播.2、H7N9H7N9是禽流感的一種亞型。流感病毒顆粒外膜由兩型表面糖蛋白覆蓋，一型為血細胞凝集素（即H），一型為神經(jīng)氨酸酶（即N），H又分15個亞型，N分9個亞型。所有人類的流感病毒都可以引起禽類流感，但不是所有的禽流感病毒都可以引起人類流感，禽流感病毒中，H3、H5、H7、H9可以傳染給人，其中H5為高致病性。H3為人犬共患，依據(jù)流感病毒特征可分為HxNx共135種亞型，H7N9亞型禽流感病毒是其中的一種。H7N9經(jīng)呼吸道傳播，也可通過密切接觸感