第四章 病毒基因组
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第四章 病毒的增殖(1)
病毒受体的特点: ▲宿主特异性:如猪瘟病毒只感染猪
HIV
▲细胞特异性:如牛白血病毒只感染牛的B淋巴细胞
▲病毒的特异性:不同科属的病毒在同一细胞上有不同的受体
2-病毒的增殖过程
侵入与吸附是一个连续过程 目前发现病毒侵入细胞有3种方式： ①病毒直接转入：
小RNA病毒、肠道病毒及鼻病毒。 心病毒和口蹄疫病毒由于衣壳相对疏松， “A”粒子在穿过胞膜时，被彻底裂解，结果以 RNA及12～14S蛋白亚单位形式释入胞浆。
7.内质网
8.高尔基体 9.糖蛋白合成
10.装配
11
病毒在细胞内的感染过程中，细胞内合成的病毒成分有时不 能装配成完整的病毒粒子，这种现象称为不全增殖。 缺损病毒——病毒往往由于病毒基因组缺乏一个或一个以上 病毒复制过程中较为重要的基因，导致病毒复制不能正常进 行。 缺损病毒具有下列5种形式。 (1) 依赖辅助病毒的缺损病毒： 大多数病毒均可产生这类缺损病毒。常指的DI(de-fective interfering) 病毒粒子，就属这种形式。 DI 病毒的基因缺陷 程度差异较大，最高时可达90％。 在有辅助病毒感染的情况下， DI 病毒缺陷基因的产物能在 辅助病毒增殖过程中得到补偿。
4-亚病毒
1982年普什纳（Prusiner）证明引起羊搔痒病的病原是一种分 子量为27kDa的蛋白质，他称之为蛋白侵染子（Prion）或朊病 毒，感染后引起亚急性海绵样脑病的中枢神经系统疾病。
目前至少有6种人和动物的慢性病与此有关，如人的库鲁病 (Kuru) 和克-雅氏病(Creutzfeldt-Jakob)以及羊的痒疫、貂的传 染性脑病和近年发现的牛海绵状脑病(又称疯牛病)、鹿的搔痒病 等。
3-病毒的不全增殖和缺损病毒
缺损病毒在许多情况下，对正常病毒的感染起干扰作用。 缺损病毒主要有下列几方面生物学意义： (1) 基因转移与表达： 缺损的乳多空病毒和腺病毒，经常携带的少量宿主细胞基因 转移给另一些细胞，并且有所表达。 (2) 毒力调节： 尤其是DI粒子和卫星病毒，具有明显的干扰完整病毒复制的 作用，起着减弱完整病毒感染力的作用。 乳鼠长期被呼肠孤病毒感染后，体内具有大量缺损病毒，显 然是机体对病毒感染的一种抵抗形式的产物。 (3) 病毒与宿主的进化： 缺损病毒转化的细胞，已将病毒的插入基因作为自身成分代 代相传。同样，许多病毒携带部分细胞基因，继续传给子代 病毒。 病毒与细胞这种基因互用无疑在病毒和宿主的进化上起着重 要作用。
病毒基因组的表达及病毒感染对宿主细胞PPT课件
基于减毒活疫苗的设计
通过降低病毒的毒力，制备减毒活疫苗，使 受种者在无症状感染后产生免疫力。
基于亚单位疫苗的设计
利用病毒抗原的特定片段或基因构建亚单位疫苗， 刺激机体产生针对该抗原的免疫应答。
基于mRNA疫苗的设计
利用mRNA编码病毒抗原，通过将mRNA转 染至宿主细胞，诱导机体产生针对该抗原的 免疫应答。
研发能够抑制病毒增殖的药物。
02
针对病毒编码酶的抑制剂
病毒在复制过程中需要利用宿主细胞酶，或自身编码的酶进行催化反应，
研发针对这些酶的抑制剂是抗病毒药物研发的重要方向。
03
针对病毒抗原的抗体
利用抗体中和病毒颗粒或抑制病毒进入细胞的方法，也是抗病毒药物研
发的一种策略。
基于宿主细胞反应的抗病毒策略
01
THANKS
感谢观看
信号转导的调节
病毒可以影响信号转导通路的多个环节，包括受体活化、信号转导 分子的磷酸化、信号转导通路的激活等。
信号转导与病毒复制
病毒通过调控信号转导，影响细胞内环境，促进病毒复制和扩散。
病毒与宿主细胞的基因互作
基因互作
病毒基因组与宿主细胞基因组之间存在相互作用，影响细胞功能 和病毒复制。
基因互作的机制
干扰素治疗
干扰素是一种宿主细胞产生的抗 病毒蛋白，通过诱导宿主细胞产 生抗病毒蛋白抑制病毒复制。
02
利用宿主细胞天然 免疫反应
利用宿主细胞的天然免疫反应， 如细胞凋亡、自噬等机制，清除 被病毒感染的细胞。
03
基因治疗
通过将具有抗病毒功能的基因导 入宿主细胞，增强宿主细胞的抗 病毒能力。
疫苗设计和免疫策略
病毒基因组的表达及病毒 感染对宿主细胞
• 病毒基因组概述 • 病毒基因组的表达 • 病毒感染对宿主细胞的影响 • 病毒与宿主细胞的相互作用 • 病毒基因组表达及病毒感染的防治策
通过降低病毒的毒力，制备减毒活疫苗，使 受种者在无症状感染后产生免疫力。
基于亚单位疫苗的设计
利用病毒抗原的特定片段或基因构建亚单位疫苗， 刺激机体产生针对该抗原的免疫应答。
基于mRNA疫苗的设计
利用mRNA编码病毒抗原，通过将mRNA转 染至宿主细胞，诱导机体产生针对该抗原的 免疫应答。
研发能够抑制病毒增殖的药物。
02
针对病毒编码酶的抑制剂
病毒在复制过程中需要利用宿主细胞酶，或自身编码的酶进行催化反应，
研发针对这些酶的抑制剂是抗病毒药物研发的重要方向。
03
针对病毒抗原的抗体
利用抗体中和病毒颗粒或抑制病毒进入细胞的方法，也是抗病毒药物研
发的一种策略。
基于宿主细胞反应的抗病毒策略
01
THANKS
感谢观看
信号转导的调节
病毒可以影响信号转导通路的多个环节，包括受体活化、信号转导 分子的磷酸化、信号转导通路的激活等。
信号转导与病毒复制
病毒通过调控信号转导，影响细胞内环境，促进病毒复制和扩散。
病毒与宿主细胞的基因互作
基因互作
病毒基因组与宿主细胞基因组之间存在相互作用，影响细胞功能 和病毒复制。
基因互作的机制
干扰素治疗
干扰素是一种宿主细胞产生的抗 病毒蛋白，通过诱导宿主细胞产 生抗病毒蛋白抑制病毒复制。
02
利用宿主细胞天然 免疫反应
利用宿主细胞的天然免疫反应， 如细胞凋亡、自噬等机制，清除 被病毒感染的细胞。
03
基因治疗
通过将具有抗病毒功能的基因导 入宿主细胞，增强宿主细胞的抗 病毒能力。
疫苗设计和免疫策略
病毒基因组的表达及病毒 感染对宿主细胞
• 病毒基因组概述 • 病毒基因组的表达 • 病毒感染对宿主细胞的影响 • 病毒与宿主细胞的相互作用 • 病毒基因组表达及病毒感染的防治策
微生物学第四章
第四章病毒名词解释：毒粒：病毒的细胞外颗粒形式，也是病毒的感染形式卫星病毒：是寄生于与之无关的辅助病毒的基因产物的病毒。
朊病毒：又称“普利昂”或蛋白侵染子，是一类不含核酸和传染性蛋白质分子，因能引起宿主体内现成的同类蛋白质分子发生与其相似的构象变化，从而使宿主致病。
类病毒：一类只含RNA一种成分，专性寄生在活细胞内德分子病原体。
噬菌斑：噬菌斑在菌苔上形成的“负菌落”。
枯斑：植物病毒在植物叶片上形成的枯斑。
空斑：由动物病毒在宿主单层细胞培养物上形成的。
病毒的感染单位：能够引起宿主或细胞一定特异性反应的病毒最小剂量。
病毒的效价：表示每毫升式样中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数，又称噬菌斑形成单位数。
半数效应剂量：以实验单元群体中的半数个体出现某一感染反应的病毒剂量来确定病毒样品的效价。
血凝抑制实验：根据特异性的病毒抗体与病毒表面有血凝活性的蛋白质结合，可抑制病毒血细胞凝集反应的实验。
中和抗体：能抑制相应抗原的生物学活性的特异性抗体。
包膜：有些复杂的病毒，其核衣壳外还被一层蛋白质或糖蛋白的类脂双层膜覆盖着，这些膜就是包膜。
一步生长曲线：定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线。
增值性感染：这类感染发生在病毒能在其体内完成复制循环的允许细胞内，并以有感染性子代产生为代表。
非增殖性感染：这类感染由于病毒或是细胞的原因，致使病毒的复制在病毒进入敏感细胞后的某一阶段受阻，结果导致病毒感染的不完全循环。
流产感染：是一类普遍发生的非增殖性感染，有①依赖于细胞的流产感染：病毒感染的细胞是病毒在其内不能复制的非允许细胞②依赖于病毒的流产感染：由基因组不完整的缺损病毒引起的。
限制性感染：因细胞的瞬时允许性产生的，其结果或是病毒持续存在于受染细胞内不能复制，直到细胞成为允许细胞，病毒才能繁殖，或是一个细胞群体中仅有少数细胞产生病毒子代。
潜伏感染：是受染细胞内有病毒基因组持续存在，但无感染性病毒颗粒产生，而且受染细胞不会被破坏。
病毒基因组核酸的主要类型课件
• 逆转录病毒基因组的复制和转录都需要 经过DNA中间体，这种DNA中间体称为 前病毒（provirus) 。
• 长末端重复序列（long termial repeated,LTR):
U3-R-U5-PB--DLS- Ψ-gap-pol-env-(onc)-CPB+-U3-R-U5
•病毒基因组核酸的主要类型
•病毒基因组核酸的主要类型
•29
EcoRⅠ、PstⅠ、 HindⅢ、 BamHⅠ、SalⅠ 只有一个酶切
位点，便于外 源基因的插入。
质粒DNApBR322
•病毒基因组核酸的主要类型
•30
质粒DNA的提取
• 1、细菌的培养：可加少量抗生素（如氯 霉素）抑制宿主蛋白质的合成，质粒大 量扩增。
• 2、细菌的收集和裂解：离心弃上清 • 3、质粒DNA的分离纯化
•病毒基因组核酸的主要类型
•31
• 10、在DNA分子中具有多种功能的识别 区域。
•病毒基因组核酸的主要类型
•25
质粒（plasmid)
• 质粒是细菌细胞内携带的染色体外的DNA分子， 是共价闭合的环状DNA分子（covalent closed circular DNA cccDNA),大小在1~200 kb,能独立 进行复制。
3、双链RNA 以负链RNA为模板转录出 mRNA如呼肠孤病毒及噬真菌体。
4、单链负股RNA
5、单链正股RNA： 如逆转录病毒
•病毒基因组核酸的主要类型
•3
病毒基因组结构与功能
1、不同病毒基因组大小相差较大 2、不同病毒的基因组可以是不同结构的核
酸
3、病毒基因组有连续的也有不连续的 4、病毒基因组的编码序列大于90% 5、单倍体基因组 除逆转录病毒外 6、基因有连续的和间断的
• 长末端重复序列（long termial repeated,LTR):
U3-R-U5-PB--DLS- Ψ-gap-pol-env-(onc)-CPB+-U3-R-U5
•病毒基因组核酸的主要类型
•病毒基因组核酸的主要类型
•29
EcoRⅠ、PstⅠ、 HindⅢ、 BamHⅠ、SalⅠ 只有一个酶切
位点，便于外 源基因的插入。
质粒DNApBR322
•病毒基因组核酸的主要类型
•30
质粒DNA的提取
• 1、细菌的培养：可加少量抗生素（如氯 霉素）抑制宿主蛋白质的合成，质粒大 量扩增。
• 2、细菌的收集和裂解：离心弃上清 • 3、质粒DNA的分离纯化
•病毒基因组核酸的主要类型
•31
• 10、在DNA分子中具有多种功能的识别 区域。
•病毒基因组核酸的主要类型
•25
质粒（plasmid)
• 质粒是细菌细胞内携带的染色体外的DNA分子， 是共价闭合的环状DNA分子（covalent closed circular DNA cccDNA),大小在1~200 kb,能独立 进行复制。
3、双链RNA 以负链RNA为模板转录出 mRNA如呼肠孤病毒及噬真菌体。
4、单链负股RNA
5、单链正股RNA： 如逆转录病毒
•病毒基因组核酸的主要类型
•3
病毒基因组结构与功能
1、不同病毒基因组大小相差较大 2、不同病毒的基因组可以是不同结构的核
酸
3、病毒基因组有连续的也有不连续的 4、病毒基因组的编码序列大于90% 5、单倍体基因组 除逆转录病毒外 6、基因有连续的和间断的
中文- 植物病毒
水稻东格鲁病（Rice tungro）在东南亚一些国 家是最具有毁灭性的病毒病，上世纪中期仅菲律宾 每年因此病所致的稻谷损失即达140万吨；
水稻矮缩病（Rice dwarf）于19世纪末在日本 一些地区流行，曾因此饿死1万多人；
水稻东格鲁病
主要发生在我国南方稻区。受害植株矮缩和叶片变色， 生长衰退，叶片颜色为橙色至黄色。籼稻染病多为橙色 或稍带红色，又叫红叶病。粳稻染病多呈黄色。嫩叶上 现斑驳，老叶上现锈色斑点。东格鲁系菲律宾土语，表
五、植物病毒学发展现状与热点问题
由于分子生物学的发展和电子显微镜的进步， 对植物病毒的形态、结构、生物学特性及理化 特性都有深入的研究。近年来对植物病毒的研 究已进入分子水平，内容包括：
1、病毒基因组及基因功能研究； 2、病毒与寄主植物相互关系研究； 3、生物技术（转基因）培育抗病品种； 4、病毒作为基因工程载体及载体元件的研究。
根据病毒的寄主类型，习惯上将病毒划归为 下列几大类群：
寄生植物的称为植物病毒（plant virus）； 寄生动物的称为动物病毒（animal virus）； 医学病毒（人类病毒）； 真菌病毒； 寄生细菌的称为噬菌体（细菌病毒 bacteriophage）。
二、病毒与人类的关系
有害方面：
▲引起人类疾病（天花、爱滋病、非典型肺炎、肝 炎、流感、小儿麻痺等）。
195×25 nm，短的一种为43~110×25 nm； 苜蓿花叶病毒有5种粒体组分：大小为58×18、
54×18、42×18、30×18、18×10 nm。
这些 病毒被称为 多分体病毒（multicomponent virus），必需有多种病毒粒体组分同时侵染寄主细胞， 才能增殖并完成其生物学功能。
植物病毒的主要成份是核酸和蛋白质，有些 还含有少量的金属离子、多胺和水等。
水稻矮缩病（Rice dwarf）于19世纪末在日本 一些地区流行，曾因此饿死1万多人；
水稻东格鲁病
主要发生在我国南方稻区。受害植株矮缩和叶片变色， 生长衰退，叶片颜色为橙色至黄色。籼稻染病多为橙色 或稍带红色，又叫红叶病。粳稻染病多呈黄色。嫩叶上 现斑驳，老叶上现锈色斑点。东格鲁系菲律宾土语，表
五、植物病毒学发展现状与热点问题
由于分子生物学的发展和电子显微镜的进步， 对植物病毒的形态、结构、生物学特性及理化 特性都有深入的研究。近年来对植物病毒的研 究已进入分子水平，内容包括：
1、病毒基因组及基因功能研究； 2、病毒与寄主植物相互关系研究； 3、生物技术（转基因）培育抗病品种； 4、病毒作为基因工程载体及载体元件的研究。
根据病毒的寄主类型，习惯上将病毒划归为 下列几大类群：
寄生植物的称为植物病毒（plant virus）； 寄生动物的称为动物病毒（animal virus）； 医学病毒（人类病毒）； 真菌病毒； 寄生细菌的称为噬菌体（细菌病毒 bacteriophage）。
二、病毒与人类的关系
有害方面：
▲引起人类疾病（天花、爱滋病、非典型肺炎、肝 炎、流感、小儿麻痺等）。
195×25 nm，短的一种为43~110×25 nm； 苜蓿花叶病毒有5种粒体组分：大小为58×18、
54×18、42×18、30×18、18×10 nm。
这些 病毒被称为 多分体病毒（multicomponent virus），必需有多种病毒粒体组分同时侵染寄主细胞， 才能增殖并完成其生物学功能。
植物病毒的主要成份是核酸和蛋白质，有些 还含有少量的金属离子、多胺和水等。
病毒基因组
一、原核生物基因组结构与功能的特点 4.结构基因无重叠现象，基因组中任何一段DNA不会 用于编码2种蛋白质。 5.基因序列是连续的，无内含子结构。 6.编码区和非编码区（主要是调控序列）在基因组中 约各占50%。 7.基因组中的重复序列很少。编码蛋白质结构基因多 为单拷贝，但编码rRNA的基因往往是多拷贝的，这有 利于核糖体的快速组装。（15AA/秒，2AA/秒）
病毒基因组的结构特点
☆与细菌相比，病毒基因组很小，而且大小相差较大。 ☆可以由DNA组成，也可以由RNA组成，每种病毒颗粒中只 含有一种核酸，或为DNA或为RNA，两者一般不共存于同一病 毒颗粒中。 ☆基因重叠。 ☆大部分是用来编码蛋白质的，只有非常少的部分不被翻译。 ☆ DNA序列中功能上相关的蛋白质的基因或rRNA的基因往 往丛集在基因组的一个或几个特定的部位,形成一个功能单位或 转录单元。 ☆噬菌体（细菌病毒）的基因是连续的；而真核细胞病毒的 基因是不连续的，具有内含子。
1.构造相对简单，基因结构也不复杂，取材便利，易于 培养，可选择突变株进行研究，实验结果容易重复。 （如选择DDDPI缺乏的Ecoli突变株，Ecoli仍可合成 DNA，说明DDDPI对EcoliDNA合成不起作用。）
2.与人类有共同的分子生物学规律可循，如： （1）遗传物质都是DNA； （2）主要的功能分子都是蛋白质； （3）基因密码是通用的，等等。
病毒基因组
病毒 不具细胞结构，有遗传、 复制等生命特征的微生物。
目录
病毒基因组核酸的主要类型
☆双链DNA 多数动物病毒，如腺病毒、疱疹病毒、痘病毒， 环形、线形。 ☆单链DNA 动物病毒中仅微小病毒为单链病毒；噬菌体中仅 含单链DNA。 RNA病毒基因组所携带的遗传信息一般在同一条链上，序列 与mRNA相同的为正股（+），与mRNA互补的为负股（—） ☆双链RNA 以负链RNA为模板转录出mRNA如呼肠孤病毒及 噬真菌体。 ☆单链负股RNA ☆单链正股RNA 如逆转录病毒
病毒基因组
病毒基因组的预测方法
• 基因预测软件：如：GeneMark、Glimmer等
• 非编码RNA预测软件：如：RNAscan、findRNA等
• 重复序列预测软件：如：RepeatMasker、TRF等
病毒基因组的实验技术与应用
病毒基因组的实验技术
• 基因克隆：将病毒基因克隆到宿主细胞中，研究病毒基因的功能
RNA病毒基因组
• 以单链或双链RNA为遗传物质
• 基因组大小差异较大，从几千到几十万个核苷酸不等
• 如：冠状病毒、流感病毒、丙肝病毒等
⌛️
逆转录病毒基因组
• 以单链RNA为遗传物质，需通过逆转录酶转录成DNA
• 基因组大小一般为几万个核苷酸
• 如：人类免疫缺陷病毒、白血病病毒等
病毒基因组的组成元素及其功能
病毒基因组与病毒性疾病诊断的关系
病毒基因组在病毒性疾病诊断中的应用
病毒基因组在病毒性疾病诊断中的意义
• 基于病毒基因组的检测技术：如：PCR、qPCR、基因芯
• 提高病毒性疾病诊断的准确性：通过病毒基因组检测，
片等
准确识别病毒类型
• 基于病毒基因组的诊断方法：如：病毒基因分型、病毒
• 提高病毒性疾病诊断的敏感性：通过病毒基因组检测，
病毒基因组变异对病毒致病性的影响
• 病毒毒力：变异可能导致病毒毒力的改变，如：增强或减弱
• 病毒潜伏期：变异可能影响病毒在宿主体内的潜伏期
• 病毒致病谱：变异可能导致病毒致病谱的改变，如：引起新的疾病或影响已有疾病
的严重程度
03
病毒基因组的研究方法与技术
病毒基因组的测序技术与策略
病毒基因组的测序技术
• 病毒基因组重组：病毒基因组在复制过程中发生重组
第四章 病毒的吸附侵入与脱壳
在膜融合过程中，病毒包膜和细胞膜都会发生一定 的变化，如细胞膜的流动性改变；在病毒包膜糖蛋 白的影响下，细胞膜上一些蛋白分子产生聚集，主 要是病毒受体迁移形成受体位点或受体区；细胞膜 上的脂质分子重排以及病毒包膜和细胞膜脂质分子 发生交换。
四. 直接侵入
病毒直接侵入的方式大致可分为三种类型：
侵入是感染的第二阶段。
所谓病毒侵入是指病毒通过不同方式进入宿主细胞 的过程。 有4种不同的方式：注射式、细胞内吞、膜融合以 及其他特殊的侵入方式。
一.注射式侵入
一般为有尾噬菌体的侵入方式。当有尾噬菌体侵入 时，它往往通过其尾部收缩将衣壳内的DNA基因注
入宿主细胞内，T偶数噬菌体如T2、T4就是以这种 方式进入细胞的。
3.影响病毒吸附的环境因素
病毒吸附过程除了受病毒的吸附蛋白和特异性的
细胞受体带电荷状态和分子结构影响外，还受许 多环境吸
附效率也越高，主要是由两个方面的因素引起：
A. 温度越高，病毒吸附蛋白与细胞受体之间的碰
撞次数愈多，病毒粒子在细胞表面吸附的机会也越 大；
病毒3型的受体为肾上腺素受体。
2.细胞受体位点
概念:是指由一个或几个受体单位组成，并能有效 地结合一个病毒粒子的细胞表面结构称为细胞受体
位点。由于病毒细胞受体位点往往是由几个受体单 位构成，因而受体位点的结合特性是多价的，并且 对病毒粒子的结合力远远大于细胞受体单位。
(1)受体位点是通过受体单位与病毒吸附蛋白分子
(2)也有一些无包膜病毒的脱壳不是一步完成的， 如呼肠孤病毒粒子具有双层衣壳，当病毒经细胞内 吞作用进入细胞后，首先被溶酶体中的酶水解脱掉 外衣壳，形成中间次病毒颗粒（ISVP），然后ISVP 进一步脱壳生成病毒核心。
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单链RNA
负链RNA病毒
正链RNA病毒
负链RNA病毒
逆转录病毒
逆转录病毒—— 一类含有逆转录酶的单股正链RNA病毒 逆转录病毒的共同特性—— 1、球形，有包膜，80~120 nm 2、基因组：单股RNA二聚体，核心有逆转录酶 3、复制通过DNA中间体，能与宿主细胞DNA整合
5′端
含有基因表 达调控序列 （真核生物 的启动子和 增强子）
虹彩病毒科
嗜肝病毒科
疱疹病毒科 乳头瘤病毒科 腺病毒科
细小病毒科 圆环病毒科
呼肠孤病毒科
正粘病毒科 砂粒病毒科 布尼病毒科
反录病毒科
副粘病毒科
弹状病毒科
波纳病毒科
双RNA病毒科
丝状病毒科 嵌杯病毒科 星状病毒科
微RNA病毒科
冠状病毒科动ຫໍສະໝຸດ 炎病毒科 披膜病毒科黄病毒科
DNA病毒基因组
➢ 广泛存在于人、脊椎动物、昆虫体内以及多 种传代细胞系中，每种病毒只能感染一种动 物（个别例外），仅少数致病。
突出特点： 对外界因素具有强大的抵抗力；病
毒对氯仿、乙醚以及热(56℃ 30分钟 )和酸（pH3.0，60分钟）均稳定。
圆环病毒科
一般特性：
1、是目前已知的最小病毒：球状，直径：PCV及PBFDV— 17nm、CAV—22nm。 2、单股环状单链DNA，1.7～2.3kb（PCV 1759bp、PBFDV 1993bp、CAV 2319bp）。 3、20面体对称核衣壳。 4、细胞核内复制。 5、抵抗力很强， 60 ℃ 30min、pH3～9 稳定
3′端 具有转录 终止作用
作用
LTR是（cDNA）前病毒整合到宿主染色体 DNA的结构。
对整合后的转录均起着重要作用
依赖RNA的 DNA聚合酶
核糖核酸酶 H活力
依赖DNA的 DNA聚合酶
包
膜
壳
粒
衣
壳
包膜病毒 核衣壳
核酸
病毒的结构
核酸
核衣壳
（基本结构）
病
衣壳
毒
包膜
（非基本结构）
基因组
病毒基因组的结构和功能特征
Feature of structure and function about irogenome
（一）病毒基因组的大小相差很大
➢基因组大小在不同病毒中差异较大
➢与细菌或真核细胞相比，病毒基因组很小
病毒，西班牙流感病毒，甲型H1N1流感病 毒，禽流感病毒，
RNA病毒的特点：
1）RNA病毒多数为单链，少数也可以呈 双链； 2）RNA基因组的遗传信息一般在一条链 上； 3）RNA病毒的变异率很高 4）RNA病毒的复制和转录常独立于宿主 细胞核
RNA病毒基因组
RNA病毒 基因组
双链RNA
正链RNA病毒
病毒核酸大多数顺序都用来编码蛋白质。
如φX174DNA中不翻译的部分只占217/5375
RNA-pol结合位点 转录终止信号 核糖体结合位点等
（五）相关基因丛集
▪ 病毒基因组DNA序列中功能上相关的蛋白 质的基因或rRNA的基因往往丛集在基因组 的一个或几个特定的部位,形成一个功能单 位或转录单元。
基因组
形状
乳头瘤病毒 腺病毒 脊髓灰质炎病毒 呼肠孤病毒
DNA DNA RNA RNA
双链闭环 双链线状 单链 双链
•大多数DNA病毒基因组都是双链分子 •大多数RNA病毒基因组都是单链分子
（三）重叠基因
指两个或两个以上基因的ORF共有一段DNA 序列，即某段DNA序列成为两个或两个以上 基因共有的组成部分，参与编码2-3种蛋白 质。 ➢重叠基因有以下几种情况：
▪ 可被一起转录成为含有多个mRNA的分子 ，称为多顺反子mRNA，然后再加工成各 种蛋白质的模板mRNA。
（六）连续的和不连续的基因
病毒基因结构特征往往与其宿主细胞 基因结构相似。 ➢原核病毒基因是连续的，没有内含子； ➢真核病毒基因是不连续的，有内含子。
（七）基因组是单倍体
▪ 除了反转录病毒以外，一切病毒基因组都 是单倍体，每个基因在病毒颗粒中只出现 一次。
基因组大小
编码蛋白质
乙肝病毒
3.2kb
6种
痘病毒*
300kb
几百种
*不仅编码病毒复制所需的酶类，还编码核苷酸代谢 的酶类，所以对宿主的依赖性小
（二）病病毒毒的基组因成组成的分核酸类型
病毒核酸与所有的原核、真核生物的核
酸比较，最为突出的特点是每种病毒颗粒
只含1种核酸，据此，将病毒分为DNA病毒
和RNA病毒。
AUG
完全重叠
B
AUG
UAA
UAA A
5′--AUGGCCCUAUGUCAAAAUAATAGC·········UAA--3′
部分重叠
A
只有一个
A
碱基重叠
B
K
UAAUG
B
▪ 重叠基因尽管其重叠部分的DNA结构 相同，但由于将mRNA翻译成蛋白质 时的读框不一样，所以产生的蛋白质 分子并不相同。
（四）编码区>非编码区（95%/5%）
第四章 病毒基因组
病毒是一类个体微小，结构简单，只含单
一核酸（DAN/RNA），严格细胞内寄生并 能自我复制的非细胞生物。
形态
球型 子弹型 砖型 杆型 蝌蚪型
金黄色葡萄球菌
立克次体 衣原体
噬菌体 腺病毒
脊髓灰质炎病毒
流感病毒 乙脑病毒 痘苗病毒
病毒的结构
裸露病毒
包膜病毒
病毒体结构模式图
包膜子粒
➢病毒颗粒分空心和实心两种状态；氯化铯浮力密 度为1.39-1.42，病毒耐热、耐酸、耐乙醚
➢繁殖及繁殖方式：是专性活细胞内寄生物；它
不可单独进行繁殖，必须在活细胞内才可。
DNA病毒基因组特点：
1）DNA病毒基因组以双链DNA为多数，可 以是环状也可是线状。 2）线形DNA分子末端多含有反向重复序列。 3）真核DNA病毒在宿主细胞核内复制。 4）DNA病毒一般较RNA病毒大，生活周期 复杂。
指病毒基因组双链DNA分子两端具 有能够互补的单链DNA部分。
双股环状DNA病毒
➢多瘤病毒科 (Polyomaviridae) ➢乳头瘤病毒科 (Papillomaviridae)
单链DNA病毒
细小病毒科
一般特性： 1、直径18～26nm 2、单分子单股线状DNA， 约5.2kb 3、20面体对称的核衣壳 4、无囊膜； 5、细胞核内繁殖。
▪ 反转录病毒 基因组有两个拷贝。
（八）分段基因组
➢概念：指病毒基因组由几条不同的核酸分子组成 ，多见于RNA病毒。如流感病毒有8条RNA分子，每 条都含有编码蛋白质的信息。 ➢含分段基因组的病毒具有以下三个特点： （1）侵染效率低 （2）具有较高的重组率 （3）容易产生变异
非洲猪瘟病毒科
痘病毒科 多瘤病毒科
DNA病毒的复制与转录
➢DNA病毒的复制：主要是在细胞核内进 行，利用细胞核内的复制酶。病毒复 制取决于病毒基因组的大小及编码病 毒蛋白质的能力
➢DNA病毒转录：在细胞核内
RNA病毒基因组
➢RNA病毒的遗传物质是RNA ➢繁殖：它不可单独进行繁殖吗，必须在活
细胞内才可进行 ➢举例：艾滋病病毒，烟草花叶病毒，SARS
双股线状DNA病毒
➢痘病毒科 (Poxviridae) ➢疱疹病毒科 (Herpesviridae) ➢腺病毒科 (Adenoviridae)
末端反向重复序列
inverted terminal repeat,ITR 病毒基因组两端的反向互补重复序列
TAGCA ATCGT
TGCTA ACGAT
临床分类 黏性末端
负链RNA病毒
正链RNA病毒
负链RNA病毒
逆转录病毒
逆转录病毒—— 一类含有逆转录酶的单股正链RNA病毒 逆转录病毒的共同特性—— 1、球形，有包膜，80~120 nm 2、基因组：单股RNA二聚体，核心有逆转录酶 3、复制通过DNA中间体，能与宿主细胞DNA整合
5′端
含有基因表 达调控序列 （真核生物 的启动子和 增强子）
虹彩病毒科
嗜肝病毒科
疱疹病毒科 乳头瘤病毒科 腺病毒科
细小病毒科 圆环病毒科
呼肠孤病毒科
正粘病毒科 砂粒病毒科 布尼病毒科
反录病毒科
副粘病毒科
弹状病毒科
波纳病毒科
双RNA病毒科
丝状病毒科 嵌杯病毒科 星状病毒科
微RNA病毒科
冠状病毒科动ຫໍສະໝຸດ 炎病毒科 披膜病毒科黄病毒科
DNA病毒基因组
➢ 广泛存在于人、脊椎动物、昆虫体内以及多 种传代细胞系中，每种病毒只能感染一种动 物（个别例外），仅少数致病。
突出特点： 对外界因素具有强大的抵抗力；病
毒对氯仿、乙醚以及热(56℃ 30分钟 )和酸（pH3.0，60分钟）均稳定。
圆环病毒科
一般特性：
1、是目前已知的最小病毒：球状，直径：PCV及PBFDV— 17nm、CAV—22nm。 2、单股环状单链DNA，1.7～2.3kb（PCV 1759bp、PBFDV 1993bp、CAV 2319bp）。 3、20面体对称核衣壳。 4、细胞核内复制。 5、抵抗力很强， 60 ℃ 30min、pH3～9 稳定
3′端 具有转录 终止作用
作用
LTR是（cDNA）前病毒整合到宿主染色体 DNA的结构。
对整合后的转录均起着重要作用
依赖RNA的 DNA聚合酶
核糖核酸酶 H活力
依赖DNA的 DNA聚合酶
包
膜
壳
粒
衣
壳
包膜病毒 核衣壳
核酸
病毒的结构
核酸
核衣壳
（基本结构）
病
衣壳
毒
包膜
（非基本结构）
基因组
病毒基因组的结构和功能特征
Feature of structure and function about irogenome
（一）病毒基因组的大小相差很大
➢基因组大小在不同病毒中差异较大
➢与细菌或真核细胞相比，病毒基因组很小
病毒，西班牙流感病毒，甲型H1N1流感病 毒，禽流感病毒，
RNA病毒的特点：
1）RNA病毒多数为单链，少数也可以呈 双链； 2）RNA基因组的遗传信息一般在一条链 上； 3）RNA病毒的变异率很高 4）RNA病毒的复制和转录常独立于宿主 细胞核
RNA病毒基因组
RNA病毒 基因组
双链RNA
正链RNA病毒
病毒核酸大多数顺序都用来编码蛋白质。
如φX174DNA中不翻译的部分只占217/5375
RNA-pol结合位点 转录终止信号 核糖体结合位点等
（五）相关基因丛集
▪ 病毒基因组DNA序列中功能上相关的蛋白 质的基因或rRNA的基因往往丛集在基因组 的一个或几个特定的部位,形成一个功能单 位或转录单元。
基因组
形状
乳头瘤病毒 腺病毒 脊髓灰质炎病毒 呼肠孤病毒
DNA DNA RNA RNA
双链闭环 双链线状 单链 双链
•大多数DNA病毒基因组都是双链分子 •大多数RNA病毒基因组都是单链分子
（三）重叠基因
指两个或两个以上基因的ORF共有一段DNA 序列，即某段DNA序列成为两个或两个以上 基因共有的组成部分，参与编码2-3种蛋白 质。 ➢重叠基因有以下几种情况：
▪ 可被一起转录成为含有多个mRNA的分子 ，称为多顺反子mRNA，然后再加工成各 种蛋白质的模板mRNA。
（六）连续的和不连续的基因
病毒基因结构特征往往与其宿主细胞 基因结构相似。 ➢原核病毒基因是连续的，没有内含子； ➢真核病毒基因是不连续的，有内含子。
（七）基因组是单倍体
▪ 除了反转录病毒以外，一切病毒基因组都 是单倍体，每个基因在病毒颗粒中只出现 一次。
基因组大小
编码蛋白质
乙肝病毒
3.2kb
6种
痘病毒*
300kb
几百种
*不仅编码病毒复制所需的酶类，还编码核苷酸代谢 的酶类，所以对宿主的依赖性小
（二）病病毒毒的基组因成组成的分核酸类型
病毒核酸与所有的原核、真核生物的核
酸比较，最为突出的特点是每种病毒颗粒
只含1种核酸，据此，将病毒分为DNA病毒
和RNA病毒。
AUG
完全重叠
B
AUG
UAA
UAA A
5′--AUGGCCCUAUGUCAAAAUAATAGC·········UAA--3′
部分重叠
A
只有一个
A
碱基重叠
B
K
UAAUG
B
▪ 重叠基因尽管其重叠部分的DNA结构 相同，但由于将mRNA翻译成蛋白质 时的读框不一样，所以产生的蛋白质 分子并不相同。
（四）编码区>非编码区（95%/5%）
第四章 病毒基因组
病毒是一类个体微小，结构简单，只含单
一核酸（DAN/RNA），严格细胞内寄生并 能自我复制的非细胞生物。
形态
球型 子弹型 砖型 杆型 蝌蚪型
金黄色葡萄球菌
立克次体 衣原体
噬菌体 腺病毒
脊髓灰质炎病毒
流感病毒 乙脑病毒 痘苗病毒
病毒的结构
裸露病毒
包膜病毒
病毒体结构模式图
包膜子粒
➢病毒颗粒分空心和实心两种状态；氯化铯浮力密 度为1.39-1.42，病毒耐热、耐酸、耐乙醚
➢繁殖及繁殖方式：是专性活细胞内寄生物；它
不可单独进行繁殖，必须在活细胞内才可。
DNA病毒基因组特点：
1）DNA病毒基因组以双链DNA为多数，可 以是环状也可是线状。 2）线形DNA分子末端多含有反向重复序列。 3）真核DNA病毒在宿主细胞核内复制。 4）DNA病毒一般较RNA病毒大，生活周期 复杂。
指病毒基因组双链DNA分子两端具 有能够互补的单链DNA部分。
双股环状DNA病毒
➢多瘤病毒科 (Polyomaviridae) ➢乳头瘤病毒科 (Papillomaviridae)
单链DNA病毒
细小病毒科
一般特性： 1、直径18～26nm 2、单分子单股线状DNA， 约5.2kb 3、20面体对称的核衣壳 4、无囊膜； 5、细胞核内繁殖。
▪ 反转录病毒 基因组有两个拷贝。
（八）分段基因组
➢概念：指病毒基因组由几条不同的核酸分子组成 ，多见于RNA病毒。如流感病毒有8条RNA分子，每 条都含有编码蛋白质的信息。 ➢含分段基因组的病毒具有以下三个特点： （1）侵染效率低 （2）具有较高的重组率 （3）容易产生变异
非洲猪瘟病毒科
痘病毒科 多瘤病毒科
DNA病毒的复制与转录
➢DNA病毒的复制：主要是在细胞核内进 行，利用细胞核内的复制酶。病毒复 制取决于病毒基因组的大小及编码病 毒蛋白质的能力
➢DNA病毒转录：在细胞核内
RNA病毒基因组
➢RNA病毒的遗传物质是RNA ➢繁殖：它不可单独进行繁殖吗，必须在活
细胞内才可进行 ➢举例：艾滋病病毒，烟草花叶病毒，SARS
双股线状DNA病毒
➢痘病毒科 (Poxviridae) ➢疱疹病毒科 (Herpesviridae) ➢腺病毒科 (Adenoviridae)
末端反向重复序列
inverted terminal repeat,ITR 病毒基因组两端的反向互补重复序列
TAGCA ATCGT
TGCTA ACGAT
临床分类 黏性末端