單股RNA病毒的復(fù)制

1、單股 RNA 病毒的復(fù)制RNA 病毒核酸多為單股， 病毒全部遺傳信息均含在 RNA 中。 根據(jù)病毒核酸的極性，將 RNA 病毒分為二組：病毒 RNA 的鹼 基序列與 mRNA 完全相同者，稱為正鏈 RNA 病毒。這種病毒 RNA 可直接起病毒 mRNA 的作用，附著到宿主細(xì)胞核糖體上， 翻譯出病毒蛋白。 從正鏈 RNA 病毒顆粒中提取出 RNA ，并注入 適宜的細(xì)胞時(shí)證明有感染性； 病毒 RNA 鹼基序列與 mRNA 互補(bǔ) 者，稱為負(fù)鏈 RNA 病毒。負(fù)鏈 RNA 病毒的顆粒中含有依賴 RNA 的 RNA 多聚酶，可催化合成互補(bǔ)鏈，成為病毒 mRNA ，翻譯病 毒蛋白。 從負(fù)鏈 RNA 病毒顆

2、粒中提取出的 RNA ，因提取過程損 壞了這種酶，從而無感染性。1正鏈 RNA 病毒的復(fù)制 以脊髓灰質(zhì)炎病毒為例，侵入的 RNA 直接附著于宿主細(xì)胞核糖體上，翻譯出大分子蛋白，并迅 速被蛋白水解酶降解為結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白，如依賴 RNA 的 RNA 聚合酶。 在這種酶的作用下， 以親代 RNA 為模板形成一雙 鏈結(jié)構(gòu)，稱“復(fù)制型（ Replicative form ）”。再從互補(bǔ)的負(fù)鏈復(fù)制 出多股子代正鏈 RNA ，這種由一條完整的負(fù)鏈和正在生長中的 多 股 正 鏈 組 成 的 結(jié) 構(gòu) ， 秒 “ 復(fù) 制 中 間 體 （Replicative intermediate） ”。新的子代 RNA

3、 分子在復(fù)制環(huán)中有三種功能： （1）為進(jìn)一步合成復(fù)制型起模板作用； （2）繼續(xù)起 mRNA 作用； （3）構(gòu)成感染性病毒 RNA 。2負(fù)鏈 RNA 病毒的復(fù)制 流感病毒、副流感病毒、狂犬病毒和腮腺炎病毒等有囊膜病毒屬于這一范疇。病毒體中含有RNA 的 RNA 聚合酶，從侵入鏈轉(zhuǎn)錄出 mRNA ，翻譯出病毒結(jié)構(gòu) 蛋白和酶，同時(shí)又可做為模板，在依賴 RNA 的 RNA 聚合酶作 用下合成子代負(fù)鏈 RNA 。RNA病毒的復(fù)制途徑DNA病毒在其基因組復(fù)制和表達(dá)過程中利用許多的宿主蛋白質(zhì)。RNA病毒的復(fù)制則面臨一個(gè)特殊的問題，即未受侵染的宿主細(xì)胞沒有按照RNA模板的指令合成RNA勺酶。因此，RNA病毒必

4、須含有合成這類酶的遺傳信息。在RNA病毒中果然先后發(fā)現(xiàn)了 RNA指導(dǎo)的RNA聚合酶（也叫做RNAM制酶）或RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶（也叫做反轉(zhuǎn)錄酶）。已知RNA病毒有4種復(fù)制 和轉(zhuǎn)錄途徑，若依照慣例把mRNAS定為（+）RNA,其互補(bǔ)鏈為（一）RNA,根據(jù)病毒RNA和其mRNA勺關(guān)系，D. Baltimore 于70年代初將 RNA病毒分為4類。1類病毒為正鏈 RNA病毒如 脊髓灰質(zhì)炎病毒和 Qe噬菌體；它們先合成（一）RNA再以之作為合成（+）RNA的模板。2類 病毒是負(fù)鏈 RNA病毒，如狂犬病病毒和皰疹性口炎病毒；其病毒（一）RNA是（+）mRNA合成的模板。3類病毒是雙連 RNA病毒，如

5、呼腸孤病毒；其病毒 （± ）RNA指尋（+）mRNA的不對稱合 成。4類病毒是逆轉(zhuǎn)錄病毒，如 Rous肉瘤病毒；這類病毒最特殊，它們通過一個(gè)DNA中間物表達(dá)病毒（+）RNA的遺傳信息。這個(gè) DNA中間物是（+）RNA合成的模板。因此，逆轉(zhuǎn)錄病毒 的信息流是從 RNA到DNA再返回RNARNA 的復(fù)制病毒 RNA 進(jìn)入宿主細(xì)胞后，還可進(jìn)行復(fù)制，即在 RNA 指導(dǎo)的 RNA 聚合酶催化進(jìn)行 RNA 合成反應(yīng)RNA復(fù)制酶催化的合成反應(yīng)是以 RNA為模板，由5向3方向進(jìn)行RNA鏈的合成CRNA復(fù)制酶缺乏校對功能的內(nèi)切酶活性，因此RNA復(fù)制的錯(cuò)誤率較高，RNA復(fù)制酶只是特異地對病毒的 RNA起

6、作用，而宿主細(xì)胞的 RNA 一般并不進(jìn)行復(fù)制。病毒RNA復(fù)制的幾種方式(1) 含正鏈RNA(+)的病毒(例如，噬菌體 Q): (+)RNA充當(dāng)mRNA ,合成蛋白(+)RNA為模板，復(fù)制，合成(-)RNA ,再以(-)RNA為模板合成(+)RNA組裝成病毒 顆粒。(2) 含負(fù)鏈RNA(-)的病毒(例如狂犬病)：由(-)RNA合成(+)RNA ,再由(+)RNA 合成蛋白質(zhì)、(-)RNA ,組裝成病毒。(3) 含雙鏈RNA的病毒(例如呼腸孤病毒)：以(-)RNA為模板合成(+)RNA ,以 (+)RNA為模板合成(-)RNA和蛋白，組裝病毒顆粒。(4) 逆轉(zhuǎn)錄病毒(例如白血病毒)：由RNA反轉(zhuǎn)錄

7、為DNA ,以DNA為模板合成 RNA ,翻譯蛋白質(zhì)。病毒的增殖 1.病毒的復(fù)制周期從病毒進(jìn)入細(xì)胞開始，經(jīng)基因組復(fù)制到子代病毒的釋出，稱為一個(gè)復(fù)制周 期。(1) 吸附：?病毒受體：由宿主基因組所編碼、控制和表達(dá)的一組能參與病毒結(jié)合、相互 作用，便于病毒感染宿主細(xì)胞、位于細(xì)胞膜表面的蛋白質(zhì)組分。?病毒吸附蛋白：病毒體表面能與細(xì)胞受體結(jié)合的蛋白質(zhì)。 病毒受體的分布與病毒對宿主動物的感染范圍有關(guān)。有的受體可在多種不同種屬的動物細(xì)胞上存在。 在同一感染動物中，存在著各種不同類型的病毒受體。如果沒有受體，也沒有與受體有關(guān)的病毒附著系 統(tǒng)，就不可能發(fā)生感 染，或感染效能大大降低。病毒受體是影響病毒宿主特異

8、性和組織嗜性的主要決定因素。對病毒受體的研究及對病毒-受體結(jié)合方式的研究對于抗病毒藥物 的篩選有重要的指導(dǎo)意義。如：流感病毒的表面結(jié)構(gòu)-神經(jīng)氨酸酶與呼吸道上皮細(xì)胞表面的半乳糖-N-乙酰神經(jīng)氨酸結(jié)合。人類免疫缺陷病毒的表面結(jié)構(gòu)-gp120與淋巴細(xì)胞表面的CD4分子結(jié)合。(2) 穿入 (Penetrati On):病毒吸附在易感細(xì)胞表面上后，可通過多種方式進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。吞飲-裸露的病毒；女口：痘類病毒融合-包膜病毒；女口：流感病毒直接進(jìn)入-微小病毒；如：呼腸孤病毒穿入過程中需一定的溫度(2537C)及能量供應(yīng)(細(xì)胞中的ATP分解，釋 放能量)。(3) 脫殼(Uncoat i ng):進(jìn)入易感細(xì)胞的病

9、毒體必須脫去衣殼，才能使病毒基因組發(fā)揮作用。不同病毒脫殼的方式各異：外殼留在宿主細(xì)胞外，如：噬菌體。在宿主細(xì)胞溶酶體酶的作用下，衣殼蛋白溶解女口：脊髓灰質(zhì)炎病毒。在宿主細(xì)胞溶酶體酶及病毒特有的脫殼酶的雙重作用下，衣殼蛋白才能 完全溶解.如：痘病毒。螺旋對稱型病毒無需脫去衣殼亦可進(jìn)行核酸轉(zhuǎn)錄。女口：流感病毒(4) 生物合成(bi osynt hesi s):病毒基因組一旦釋放到細(xì)胞中，就開始病毒的生物合成。生物合成一般分兩個(gè)階段：早期合成；晚期合成 早期合成：抑制宿主細(xì)胞的代謝。病毒基因編碼轉(zhuǎn)錄、翻譯抑制細(xì)胞代謝的蛋白 質(zhì)；病毒激活細(xì)胞內(nèi)隱伏的對細(xì)胞自身代謝抑制的成分。轉(zhuǎn)錄早期mRNA翻譯合成早

10、期蛋白(病毒進(jìn)行生物合成所需要的酶) 晚期合成：病毒子代核酸的復(fù)制 病毒基因組轉(zhuǎn)錄、翻譯產(chǎn)生病毒結(jié)構(gòu)蛋白。由于病毒基因組的類型不同，故其病毒基因的轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)合成的方式也不 同。雙股DNA毒的復(fù)制-多數(shù)DNA病毒為雙股DNA雙股DNA病毒，如單純疹病毒和腺病毒在宿主細(xì)胞核內(nèi)的RNAR合酶作用下,從病毒DNAh轉(zhuǎn)錄病毒mRNA然后轉(zhuǎn)移到胞漿核糖體上，指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)。A. 病毒基因的mRNA專錄(早期轉(zhuǎn)錄)：病毒本身含有RNA聚合酶，可在 胞漿中轉(zhuǎn)錄mRNAmRNAT二種：早期mRNA主要合成復(fù)制病毒 DNA所需的酶及調(diào)控 蛋白等，如依賴DNA勺DNA聚合酶，脫氧胸腺嘧啶激酶等，稱為早期蛋白；B.

11、 病毒核酸復(fù)制：子代病毒DNA勺合成是以親代DNA為模板，按核酸半保留形式復(fù)制子代雙股DNA DNA復(fù)制出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)蛋白合成之前。C. 晚期轉(zhuǎn)錄：晚期mRNA口晚期翻譯：晚期蛋白- 衣殼蛋白,包膜蛋白 晚期mRNA在病毒DNA復(fù)制之后出現(xiàn)，主要指導(dǎo)合成病毒的結(jié)構(gòu)蛋白，稱為晚期蛋白。單股RNA病毒的復(fù)制-RNA病毒核酸多為單股，病毒全部遺傳信息均含在 RNA 中。又可分為：病毒RNA的鹼基序列與mRNAS全相同者，稱為正鏈RNA病毒。病毒RNA僉基序列與mRN互補(bǔ)者，稱為負(fù)鏈 RNA病毒。逆轉(zhuǎn)錄病毒又稱RNAj中瘤病毒(OnCOmaViruS)，病毒體含有單股正鏈RNA依 賴RNA的DNA多聚酶(

12、逆轉(zhuǎn)錄酶)和tRNA。A. 正鏈RNA病毒的復(fù)制以脊髓灰質(zhì)炎病毒為例，侵入的 RNA直接附著于宿主細(xì)胞核糖體上，翻譯出大分子蛋白，并迅速被蛋白水解酶降解為結(jié)構(gòu)蛋白和 非結(jié)構(gòu)蛋白，如依賴RNA勺RNA聚合酶。在這種酶的作用下，以親代 RNA 模板形成一雙鏈結(jié)構(gòu)，稱“復(fù)制型(RePIiCatiVe form ) ”。再從互補(bǔ)的負(fù) 鏈復(fù)制出多股子代正鏈 RNA這種由一條完整的負(fù)鏈和正在生長中的多股正鏈 組成的結(jié)構(gòu)，稱“復(fù)制中間體(RePliCatiVe in termediate)” 。新的子代RNA分子在復(fù)制環(huán)中有三種功能：(1)為進(jìn)一步合成復(fù)制型起模板作用；(2) 繼續(xù)起mRNA用；(3)構(gòu)成感

13、染性病毒RNAB. 負(fù)鏈RN病毒的復(fù)制流感病毒、副流感病毒、狂犬病毒和腮腺炎病毒等有囊膜病毒屬于這一范疇。病毒體中含有RNA勺RNAK合酶，從侵入鏈轉(zhuǎn)錄出mRNA翻譯出病毒結(jié)構(gòu)蛋白和酶，同時(shí)又可做為模板，在依賴RNA勺RNAg合酶作用下合成子代負(fù)鏈RNAC. 逆轉(zhuǎn)錄病毒(RetrOVirUS )復(fù)制過程分二個(gè)階段：第一階段，病毒核時(shí)進(jìn)入胞漿后，以RNA模板，在依賴RNA勺DNA多聚酶和tRNA引物的作用下， 合成負(fù)鏈DNA(即RNA DNA ,正鏈RNA被降解，進(jìn)而以負(fù)鏈 DNA模板形 成雙股DNA(即DNA DNA ,轉(zhuǎn)入細(xì)胞核內(nèi)，整合成宿主 DNA中，成為前病 毒。第二階段，前病毒 DNA轉(zhuǎn)錄出病毒mRNA翻譯出病毒蛋白質(zhì)。同樣從前 病毒DNA專錄出病毒RNA在胞漿內(nèi)裝配，以出芽方式釋放。被感染的細(xì)胞仍 持續(xù)分裂將前病毒傳遞至子代細(xì)胞。(5) 組裝、成熟和釋放(assenble mat Urat i on and rel ease)組裝