病毒学 病毒的遗传与变异.pptx
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会计学本章重点第一节病毒的突变在没有任何已知诱变剂存在的条件下,一些病毒在子代中产生高比例的突变体。DNA病毒中自发突变率为10-8-10-11,RNA病毒中为10-3-10-4。RNA复制酶缺少校正阅读活性。RNA病毒由于其复制的保真度较低,因此,人们提出了准种(quasispecies)的概念。所谓准种,即是一组自身复制的分子,它们彼此不同,但又密切相关。准种的演变是从一个原始的特定病毒序开始的,该病毒的每一轮复制均导致变异株的出现。因此,在任何时点,某病毒群(viralpopulation)总是由常见的代表性序列即主序列(mastersequence)和一组不同的但又密切相关的序列(变异株)所组成。所有这些相关的序列(变异株),不管其所占比例如何,均被认为是一群复制体(replicon),表现为动态的基因相互作用(dynamicgeneticinteraction)。当环境发生改变时,在原病毒群中已存在的各种变异株,以及在复制过程中新生代的变异株中,将被选择出最适应于新环境的变异株。尔后,被选择出的变异株又面临新环境的变化。为了其子代能继续复制,将再次被选择出适应新环境的变异株。如此周而复始,不断形成新的病毒群(即准种)。利用自然界各种物理或化学诱变剂处理野生型病毒,提高病毒群体的突变率,称为诱发突变。体外诱变剂,对病毒静态核苷酸进行化学修饰,使其在后面的复制中发生错配,包括亚硝酸、羟胺、烷化剂等。体内诱变剂,它们的作用需要代谢活跃的核苷酸,一组为碱基类似物,另一组为插入剂。UV偶尔也用于病毒的诱变。从突变引起的遗传信息的意义改变来看,可分为同义突变、错义突变和无义突变。有不少错义突变的产物仍然有部分活性,使表型介于突变型和野生型之间,为渗漏突变型。有些错义突变不影响或基本不影响蛋白质活性,不表现明显的性状变化,为中性突变,中性突变和同义突变又常称为沉默突变(silentmutation)。从突变带来的表型改变来看,可分为噬菌斑形态突变体、致死突变体、条件致死突变体和生化突变体。噬菌斑形态突变体是指造成宿主细胞噬菌斑形态改变的突变体。条件致死突变体是在某一条件下具有致死效应而在另一条件下没有致死效应的突变体,如温度敏感突变体,28-35℃可增殖,37-40℃不能增殖,具有减低毒力而保持免疫原性的特点。生化突变体最常见的有营养缺陷型突变体和抗药性突变体。宿主范围突变株:病毒基因组改变影响了对宿主细胞的感染范围,可感染野生型病毒不能感染的细胞。抗原性变异,病毒毒力变异。五、回复突变第二节病毒的重组一、病毒重组的机制病毒变异,除了自发和诱发突变外,还可能因病毒混合感染引起病毒之间的遗传重组而发生。当两种或多种病毒感染同一宿主细胞—混合感染时,有时发生两株病毒基因组之间基因的交换、重配等遗传结构较大的变化,这就是病毒的基因重组。根据病毒核酸是连续还是分节段,依次将病毒的基因重组分为分子内重组(intramolecularrecombination)和基因重配(geneticreassorment)。分子内重组还可以分为断裂连接模式(strandbreakageandreligation)和拷贝选择模式(copy-choice)断裂连接模式:通常发生在单一分子基因组的DNA或RNA病毒中,重组需要核酸分子的断裂及与其他核酸分子的再连接,即需要病毒的交配。拷贝选择重组(copy-choicerecombination):发生在部分具单一分子基因组RNA病毒中(脊髓灰质炎病毒、口疹病毒、冠状病毒、口蹄疫病毒等),仍属于分子内重组,不涉及核酸分子共价键的断裂,RNA聚合酶选择性连接的模板链上合成子代链,子代链是不同模板链的拼接。基因重配:发生在具分段基因组的RNA病毒中(流感病毒、呼肠孤病毒、布尼安病毒和沙粒病毒等),重组时,各片段在子代中随机分布。重组机制二、基因重组的遗传学效应复活现象一株活性病毒与另一株相关但具有不同遗传标记的灭活病毒复合感染细胞,产生具有灭活病毒某些遗传标记的活性病毒重组体,这类病毒复活现象称为交叉复活,又称标记拯救(markerrescue)。首先在T4噬菌体中发现。应用:可以选择性地获得病毒重组体。活病毒与灭活病毒之间(交叉复活)当基因型相同的多个灭活病毒颗粒感染同一细胞时,由于灭活病毒之间发生重组,产生有感染性的重组体子代病毒。如流感病毒、呼肠孤病毒、狂犬病毒、脊髓灰质炎病毒和痘病毒。这是因为两种病毒核酸上受损害的基因部位不同,由于重组合相互弥补而得到复活。因此现今不用紫外线灭活病毒制造疫苗,以防病毒复活的危险。第三节影响病毒表型的病毒间相互作用/二、互补作用(complementation):即病毒感染过程中基因产物间的相互作用,其结果是一种或两种亲本病毒产量增加,