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1、第六章病毒的进化1第六章病毒的进化病毒的进化：病毒的由来、存在及其发展演变的过程、特征和规律。研究病毒进化的难度：1）病毒特别微小2）病毒没有化石3）病毒进化的随机性强21.有关病毒起源的学说4.RNA病毒的进化5.病毒与机体相互作用进化关系本章内容2.研究病毒分子进化的有关方法3.DNA病毒的进化3前言特点:从进化的角度来说,病毒是高度的进化的生物,并仍在不断的进化。病毒一般只编码从宿主细胞中不能得到的功能,除功能基因外很少浪费基因组序列.病毒的结构在进化过程中演变得具有双重功能:蛋白质外壳一方面保护病毒在环境中的稳定性,另方面保证病毒进入细胞后能
2、迅速脱掉外壳进行复制.4前言意义:通过研究现存的病毒,希望了解病毒的起源和进化历程,预示病毒特别是人类病原病毒未来的变异和进化方向,需要了解随着环境因素的变化,病毒将如何变异、变异的速度、选择压力等,从而能有效地控制和避免人类和动物病毒病的爆发.5前言三种类型的病毒:①单纯以DNA为遗传物质的病毒②生活不同阶段以DNA和RNA为遗传物质的病毒③单纯以RNA为遗传物质的病毒一般认为它们有着不同的起源和不同的进化.61、病毒起源的学说病毒从何而来？这是生物进化问题上一个至关重要的研究课题，是一个不折不扣的悬而未决的问题。71、病毒起源的学说病毒起源:病毒
3、或遗传物质从它的前身大分子中独立出来进行自主复制和进化的时候,称为病毒起源.退化性学说病毒起源于宿主细胞中的DNA和RNA成分的学说病毒起源于具有自主复制功能的原始大分子学说三类起源学说:81.1、退化性学说该学说认为:病毒是细胞内寄生物的退化形式.代表人:Green1935Burnet1945Lwoff1959理由:细胞内寄生的产生原因可能是由于微生物对某种不能穿透细胞膜的代谢发生了严重依赖.在细胞内,这类寄生物可以在不影响生存的情况下逐渐丢失部分生物学功能.它们所必需保留的功能是具有自主复制的DNA复制原点,对复制进行调控的反式调控蛋白及能与宿主
4、生物合成及复制系统相互作用的顺式和反式功能.支持证据:一些中间型的细胞内寄生物,如立克次体，衣原体；麻风杆菌9退化性起源学说对病毒的起源的解释：1.寄生物在细胞内产生独立复制的DNA质粒；2.编码寄生物亚细胞结构单位的基因发生突变，形成病毒的衣壳蛋白。101.2.病毒起源于宿主细胞中的DNA和RNA成分的学说该学说认为:病毒是正常的细胞组分在进化过程中获得了自主复制的能力，独立进化来的.能解释所有的病毒起源:◆DNA病毒起源于质粒或转移因子◆RNA病毒起源于自主复制的mRNA◆反转录病毒起源于反转座子病毒独立的条件:◆有复制的起始位点◆有保护性蛋白质
5、外壳111.2.1.复制的起始位点起始位点:启动DNA和RNA复制的序列.RNA病毒的复制起始位点一般位于线性分子的末端.DNA病毒的起始位点一般位于分子的内部并有明显的结构特征.由于病毒很少完全自身编码病毒DNA和RNA复制所需的蛋白质,通常会有宿主蛋白共同参与复制的起始.121.2.2.类病毒和卫星病毒类病毒卫星病毒核酸最小分子最小分子有无外壳无有复制场所细胞核细胞质是否编码蛋白不不复制需RNA聚合酶Ⅱ拷贝多聚负链宿主细胞或依赖于RNA的RNA聚合酶Ⅰ起源可能是细胞RNA获得复制原点后进化产生的131.2.3.质粒、转座子质粒、转座子它们的起源和
6、进化可能和病毒的起源和进化有关.质粒:细胞中能够自我复制的DNA分子.它的复制条件和病毒一样,它的研究利于了解DNA病毒的起源和进化.转座子:是从DNA的一个位点转移到另一个位点的大小为750—40000bp的DNA分子.许多DNA病毒的基因组组成与它相似,两者是否具有相同的祖先,有待进一步研究.141.2.4.可复制的mRNAsRNA病毒起源是独立于DNA病毒的.有人认为RNA病毒起源的一种可能是：细胞的mRNA获得了自我复制的能力,一旦这种自我复制的mRNA获得了编码蛋白的基因,一个简单的RNA病毒就诞生了.151.2.5反转子由于1999年在古
7、细菌中发现了所谓“反转子”的遗传单位，这为病毒在基因水平上的起源及进化提供了新的证据：“反转子”是仅含一个基因并且能自我复制的一段核酸分子，具有重要的基因捕获功能。其基因与宿主细胞等位基因高度同源，且在密码子的使用频率上也有高度的相似性，经过考证，初步估计“反转子”在4亿年前就存在了。161.2.5反转子在古细菌进化的过程中，反转子从细菌基因中捕获基因，扩大自身的遗传信息量并增加生物学功能，最原始的感染性病毒颗粒由此产生，原始病毒采取不同的复制策略，因此产生了不同病毒的进化。171.2.5反转子由此生命的起源是从细菌开始的，细菌是病毒进化摇篮。据此推
8、测：地球上最早出现的病毒可能是经RNA为基因组的逆转录病毒，然后再发展成以DNA为基因组的逆转录病毒，最后出
