病毒学 第五章 病毒的遗传与变异.ppt

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1、第五章病毒的遗传与变异第一节病毒的突变第二节病毒的重组第三节影响病毒表型的病毒间相互作用本章重点1.病毒突变的类型2.病毒重组的机制3.病毒的复活4.病毒的干扰第一节病毒的突变一、突变的定义病毒遗传物质核酸的组成或结构发生改变称为突变（mutation）。株(strain)、型(type)、变异株(variant)、突变体(mutant)、野生型(wild-type)、野外分离株(fieldisolates)通常用“株”来区分同一病毒的不同野生型，“型”是感染性中和作用确定的血清型的同义语。在没有任何已

2、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。二、自发突变（spontaneousmutation）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（viralpopulati

3、on）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

4、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。三、诱发突变（inducedmutation）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，

5、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）。四、病毒突变类型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

6、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、回复突变回复突变(reversemutation):突变体(mutant)经过第二次突变又完全地或部份地恢复为原来的基困型或表型。完全恢复是由于突变的碱基顺序经第二次突变后又变为原来的碱基顺序，故亦称真正的回复突变。部分恢复是由于第二次突变发生在另一部位上，其结果是部分恢复原来的表型，亦称为第二位点突变(secondsitemutation)或基因内校

7、正(intragenicsuppression)。此时原来的突变位点依然存在，而它的表型效应被基因组上第二位点的突变所抑制，因而第二次突变又称抑制突变（suppressormutation）第二节病毒的重组改变的类型改变内容突变类型多肽序列改变多肽功能影响取代单核苷酸代换同义突变无（密码简并）无错义突变氨基酸代换因氨基酸及序位而定无义突变延伸提前终止一般失去增加—缺失单、寡核苷酸插入或缺失移框突变突变点后序列改变一般失去重组基因组片段连接次序改变病毒突变的分子机制一、病毒重组的机制病毒变异，除了自发和诱

8、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（strandbreakageandrelig