基因组结构和功能(2)

1、关于基因组的结构与功能 (2)第一张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第二张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第三张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第四张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第五张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第六张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第七张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第八张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第九张，PPT共一百二十六页，创作于202

2、2年6月返回目录返回主页第十张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月第一节 真核生物基因组的结构与功能一、真核生物染色质DNA的高级结构 1、DNA高级结构中的蛋白质 2、DNA与蛋白质的结合与染色体的组装二、真核生物核基因组结构与功能特点 1、真核细胞基因组中结构基因的结构与功能特点 2、真核细胞基因组中的重复序列的结构与功能特点 3、多基因家族与假基因三、真核生物线粒体基因组的结构第十一张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月第十二张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月第十三张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月前期的染色体(chromosome)一、真核生物染

3、色体DNA的高级结构第十四张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月染色体间期染色体片段300 nm纤维 30 nm 纤维核小体串DNA 片段第十五张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月 DNA高级结构中的蛋白质1、组蛋白 1）性质：含量恒定；带正电荷，含有较多的Arg和Lys，属碱性蛋白质 2）分类：高度保守的核心组蛋白（H2A、H2B、H3、H4） 非高度保守的核心组蛋白（H1） 3）结构：4种核心组蛋白均由球型部和尾部构成，球型部借Arg残基与磷酸二酯骨架间的静电作用使DNA分子缠绕在组蛋白核心周围，形成核小体；尾部有大量的Arg和Lys残基，为组蛋白翻译后进行修饰的部位第十

4、六张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月2、非组蛋白 1）特性： 带负电荷，属酸性氨基酸，含有较多的Asp、Glu 在整个细胞周期都可以合成 能识别特异性的DNA序列,位点在DNA的大沟部分 2）功能 帮助DNA分子折叠，以形成不同的结构域，有利于 DNA复制和基因的转录 协助启动DNA复制 控制基因转录，调节基因表达第十七张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月3.核小体(nucleosome )：存在于真核细胞染色体内由DNA和组蛋白构成。组蛋白分子共有H1、H2A、H2B、H3和H4五种，各两分子的H2A、H2B、H3和H4构成扁平圆柱状八聚体，含146bp的DNA双链在此

5、颗粒上缠绕1.8圈形成核小体。核小体之间由一段DNA（约55bp）和组蛋白H1构成的连接区连接形成串珠样结构。第十八张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月第十九张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月第二十张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月1、真核细胞基因组中结构基因的结构与功能特点 真核生物的结构基因大都为断裂基因 真核细胞基因转录产物为单顺反子 基因组结构基因所占区域远小于非编码区域2、真核细胞基因组中的重复序列的结构与功能特点 重复序列(repeated sequances) 指在基因组中多次出现的DNA序列。由特定长度的重复单位，特定的拷贝数目在空间上以特定的

6、方式组成。 根据Cot曲线分为高度重复序列，中等重复序列和单拷贝序列。二、真核生物核基因组结构与功能特点 第二十一张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月重复序列：特定大小序列（重复单位），特定拷贝 数,在空间上以特殊方式组成正向重复 AGGTAGGT TCCATCCAAGGTNNNNAGGT TCCA NNNNTCCAACTT TTCATGAAAAGT ACTTNNNN TTCA TGAANNNNAAGT反向重复串联两侧对称旋转对称 ACGGCCGT ACGGNNNNNCCGT TGCCGGCA TCCCNNNNNGGCA 第二十二张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月1)、高

7、度重复序列(high repetitive sequence) ： 分类：重复频率10 ，反向重复序列、卫星 DNA (satellite DNA)和较复杂的重复单位组成的重复序列。 A. 反向重复序列 其总长度约占人基因组的5%；其长度约为300bp；多数为散在（两对之间的平均距离约为12kb） B. 卫星 DNA (satellite DNA) 占人基因组的5%6%； C. 微卫星 DNA 6第二十三张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月卫星DNA(Satellite DNA)类型大卫星DNA:又叫经典卫星DNA 其功能目前尚不清.小卫星DNA:重复单位长度9-24bp,长度呈高度

8、可变性.它分可变数目串联重复序列(VNTRS)和端粒DNA两种.前者的核心序列为:GGGCAGGAXG;功能与同源重组有关.后者由(TTAGGG)n组成的2-20kb的DNA片段,功能是维持端粒稳定.微卫星DNA:重复单位长1-6bp,重复10-60次;长度一般小于150bp,常见的是以(AC) n和(TG) n为重复单位.是一种很好的遗传标记.第二十四张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月高度重复序列A功能1）参与复制水平的调节（常存在于复制起始区）2）参与基因表达调控（可以转录到hnRNA中；有助于稳定RNA分子）3）参与染色体配对（卫星DNA分布着丝粒附近，即同源染色体之间的联会

9、可能依赖特定的卫星DNA序列）第二十五张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第二十六张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月2)、中等重复序列 分类： 重复频率10 ；大多数与单拷贝基因间隔排列，少数在基因组中成串排列在一个区域 A. 短分散重复片段（SINES）：长度为300500bp(与平均长度1000bp的单拷贝序列间隔排列)；重复次数大于10万次,如Alu B. 长分散重复片段（LINES）：长度为3.55kb(与平均长度13kb的单拷贝序列间隔排列) 功能与比例： 在人基因组中中等重复序列大多不编码蛋白质；所占比例为12% 类型： 编码序列：如编码rRN

10、A；组蛋白；免疫球蛋等。 非编码序列：如Alu；KpnI等.56第二十七张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第二十八张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第二十九张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月Alu家族的特点 1、在单倍体人基因组中重复次数达30万50万次，约占人基因组的3%6%； 2、平均长度为300bp；限制酶可将其切成130bp和170bp的两段（AGCT） 3、Alu序列具有种属特异性 170bp 130bp.CTAGT.GGGGA.GGGGA. CTAGT.内部正向重复序列（40bp) Alu位点侧翼正向重复序列（6-

11、20bp)31bp的插入序列第三十张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月KpnI家族特点 1、在单倍体人基因组中重复次数达30004800次，约占人基因组的1%； 2、KpnI限制酶可将其切成1.2、1.5、1.8、1.9kb的4个片段；3端有广泛的同源性 3、有一部分是通过KpnI序列的RNA转录产物的cDNA拷贝重新插入到人基因组DNA中产生的第三十一张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月rRNA基因家族的特点 1、各重复单位都是相同的；通常集成成族存在如rDNA区 2、人类的rRNA位于13、14、15、21和22号染色体的核仁组织中每个组织平均含有50个重复单位 3、5

12、SrRNA位点是1q42-43；每单倍体基因组有1000个基因第三十二张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月3)、单拷贝序列（unique sequences) A. 在基因组中只出现一次或少数几次的序列(unique sequences essentially comprises single-copy genes,or those repeated a few times). B. 单拷贝序列在基因组中占50%80%（人约60% 65%） C. 单拷贝序列中，小部分编码蛋白质第三十三张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月3、多基因家族与假基因多基因家族(multigene

13、family) ： 由某一祖先基因经过重复和变异产生的一组基因。分类： 1)、分布在同一条染色体上，同时发挥作用如组蛋白基因家族（7q32-36） 2)、分布在不同染色体上，其功能相关如珠蛋白基因家族(珠蛋白在16p13.3；珠蛋白在11p15）假基因(psuedogene) ： 核苷酸序列与正常功能基因相似，但不能转录或转录后生成无功能蛋白质的DNA序列。第三十四张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第三十五张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第三十六张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月 -珠蛋白基因家族(定位16p13.3，全长2

14、9kb。3个功能基因，3个假基因）-珠蛋白基因家族(定位11p15，全长60kb。5个功能基因，2个假基因） 2 1 2 12 G A 1 58周胚胎 814周胚胎 出生以后 第三十七张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月Yeast (chromosome 3)Human -globin gene cluster(chromosome 11)tRNA geneORF 2 G A 1 Alu siteDiagrams of 80kb region from yeast and human chromosomes第三十八张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月 超基因家族(super

15、gene family) 由多基因家族和单拷贝基因组成，结构有程度不同的同源性，但功能并不相同的基因家族。 如免疫球蛋白超基因家族 ，丝氨酸蛋白酶超基因家族和RAS超基因家族。第三十九张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月免疫球蛋白超基因家族主要成员分类表第四十张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第四十一张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第四十二张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第四十三张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月DNA多态性的类型 （1）限制性片断长度多态性（ restricted f

16、ragment length polymorphism, RFLP） （2）可变数目串联重复序列（ variable number tandem repeats, VNTR)，即小卫星DNA(minisatellite DNA) （3）微卫DNA(microsatellite DNA) （4）单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)第四十四张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月ABCD A, 父亲 B，母亲 C，无争议孩子 D，有争议孩子 限制酶切点 A B C D86543 DNA分型示意图第四十五张，PPT共一百二十六页，创作于2022

17、年6月真核生物基因组结构特点1，均为DNA， 体细胞基因组为二倍体。2，基因数多，结构复杂，多个复制起始点。3，转录产物为单顺反子，无操纵子结构。4，非编码序列占基因组的90%以上。5，有大量的重复序列。6，大多数基因是断裂基因。7，多基因家族，超基因家族。第四十六张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第四十七张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月第二节 原核生物基因组的结构与功能一、原核生物染色体基因组的结构与功能 1、原核生物染色体DNA的基本结构与功能 2、原核生物染色体基因组中结构基因的基本结构 与功能特征 3、原核生物染色体基因组中结构基因与调控序列

18、的组织形式二、原核生物中的质粒DNA 1、质粒的基本特征 2、质粒的遗传控制 3、质粒的类型第四十八张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月1、原核生物染色体DNA的基本结构与功能类核（nucleoid)：类核结构的中央部分由RNA和支架蛋白 组成，外围是双链闭环的超螺旋DNA第四十九张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月E.Coli bacterium大肠杆菌第五十张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月liggyrAdnaldnaZdnaXpolCpolBdnaCssbdnaBrpoBgryAdnaAorlCdnaPgyrBdnaG5060708090100010203

19、040大肠杆菌染色体上参与基因复制的一些主要酶基因位置dnaL dnaP dnaB dnaC尚不清楚polC dnaZ DnaXDNA聚合酶、三个亚基gyrA gyrBDNA旋转酶 、二个亚基dnaA 复制调节因子dnaG DNA引物（合成）酶rpoB RNA聚合酶亚单位ssb 单链DNA结合酶poLA DNA聚合酶Ilig DNA连接酶第五十一张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第五十二张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月2、原核生物染色体基因组结构与功能特征 1）结构基因的编码是连续的，不含内含子，转录后 不需要剪切.2）结构基因之间的编码序列不重叠.3

20、）基因组中很少有重复序列.4）结构基因多为单拷贝基因，但编码rRNA的基因 是多拷贝基因.5）结构基因在基因组中所占的比例远远大于真核基 因组，但小于病毒基因组.第五十三张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月3、原核生物染色体基因组中结构基因与调控序列的组织形式1）具有操纵子的结构.2）操纵子的上游是启动子和操纵元件，转录产物是多顺反子.3）信息编码区的下游是转录终止信号:弱终止子是依赖因子终止的方式;强终止子可以不依赖因子终止的方式.4）原核生物染色体基因组只有一个复制起始点.5）基因组的功能除复制外，还有复杂的代谢活动.第五十四张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录

21、返回主页第五十五张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月多肽链 折叠阻遏蛋白 乳糖 RNA聚合酶 结构基因 -半乳糖苷酶透酶乙酰转移酶乳糖操纵子的作用机理：第五十六张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第五十七张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月质粒(plasmid)：指细菌和某些真核细胞染色体外、细胞内的共价闭合的环状DNA分子（cccDNA）。 （1）除酵母杀伤质粒为RNA外，质粒为环状超螺旋DNA。（2）分子量一般为106108，小型质粒的长度一般为1.515kb。（3）质粒的复制依赖宿主细胞的复制机器。质粒可以转移。（4）质粒不是宿主细胞生长、繁

22、殖所必需的物质，但他所携带的遗传信息赋予宿主细胞特定的遗传性状，如F质粒的 性别；R质粒的赖药性等质粒的基本特性第五十八张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第五十九张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第六十张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月质粒的遗传控制1、复制调控系统：由ori、rep和cop基因构成2、分配系统：有分配区使质粒在细菌分裂过程中精确分配到子细胞中3、细胞分裂控制系统：抑制细胞分裂，使细胞分裂与质粒复制协调4、位点特异重组系统：由质粒的att位点、Int酶、Xis酶和宿主提供的FIS因子、IHF因子组成5、质粒的不

23、相容性：具有相同复制起始点和分配区的两种质粒不能共存于一个宿主菌第六十一张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第六十二张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第六十三张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月（1）按质粒复制机理分为： 严密控制型 细胞内质粒拷贝数少 松弛控制型 细胞内质粒拷贝数多（2）按质粒性质分为： F质粒（性质粒） R质粒（抗药质粒) col质粒（大肠杆菌素因子）（3）按转移的方式 接合型质粒 可移动型质粒 自传递质粒（4）宿主谱：窄宿主谱和宽宿主谱质粒的类型第六十四张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月2686b

24、p第六十五张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第六十六张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月一、病毒基因组结构特点 1、结构简单，基因组小;如x174 、HBV 、痘病毒 2、核酸结构多样性：由DNA或RNA组成; 3、有基因重叠现象; 4、RNA病毒基因组可以由数条不相连的RNA链组成; 5、编码区90%,非编码区少; 6、可以形成多顺反子mRNA; 7、基因组是单倍体（除逆转录病毒外）; 8 、含有不规则结构基因:基因之间无间隔区, mRNA端无帽子结构, 结构基因本身无翻译起始序列; 9 、基因有连续的和间断的 (有内含子) .第三节 病毒基因组结构与功

25、能第六十七张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第六十八张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月DNA分子大小的比较 生 物 Kb 长度（微米）病毒 SV40 5.1 1.7 噬菌体 48.6 17 牛痘病毒 190 65 细菌 大肠杆菌 4 000 1 360 真核生物 酵母 13 500 4 600 果蝇 165 000 56 000 人 2 900 000 990 000 第六十九张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月二、病毒基因组核酸的主要类型双链RNA单链负股RNA 单链正股RNA分类DNARNA 双链DNA：HBV 单链DNA：M13噬菌体正股

26、(+)：序列与mRNA相同的链 负股(-)：序列与mRNA互补的链第七十张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月mRNA(+)链+DNA DNARNA+RNA-RNA-RNADNA-DNA+RNADNA-DNA+RNADNA(II)(I)(IV)(V)(VII)病毒核酸的分类第七十一张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月下一页返回目录返回主页第七十二张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月x174基因重叠GAAGGAGTGATGTAATGTCTAAAGGTJ基因Met Ser Lys GlyE基因 Lys Gly 终止密码 D基因 E基因 第七十三张，PPT共一百二十六页，

27、创作于2022年6月重叠基因有以下三种情况：1.一个基因完全在另一个基因里面。如基因在基因内,同样，基因和是两个不同基因，而包含在基因内。2.部分重叠。如基因和基因及的一部分基因重叠。3.两个基因只有一个碱基重叠。如基因的终止密码子的最后一个碱基是基因起始密码子的第一个碱基(如TAATG)。这些重叠基因尽管它们的DNA大部分相同，但是由于将mRNA翻译成蛋白质时的读框不一样，产生的蛋白质分子往往并不相同。有些重叠基因读框相同，只是起始部位不同，如SV40DNA基因组中，编码三个外壳蛋白VP1、VP2、VP3基因之间有122个碱基的重叠，但密码子的读框不一样。而小t抗原完全在大T抗原基因里面，它

28、们有共同的起始密码子。第七十四张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月三、常见病毒的基因组结构与功能HBVSV40PoliovirusSARSH1N1HIV第七十五张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月基因组结构特点 1、环状双链DNA，约3200bp；L(-)和S(+)的5端碱基互补，因而形成双链；长链（L链）的5端连有一蛋白质，是转录的起点，产物为3.5Kb RNA。短链长度不定。 2、有广泛的基因重叠。 (一) 乙型肝炎病毒（hepatitis B virus)第七十六张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月HBV基因图第七十七张，PPT共一百二十六页，创作于2022

29、年6月HBV正负链的形成第七十八张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月细胞质细胞核外壳HB5Ag5,端结合蛋白反转录酶HBV DNA核心颗粒病毒侵入去 壳宿主聚合酶532.1Kb RNAAAAA2.4Kb RNAAAAA3.5Kb RNAAAAA蛋白合成形成颗粒 RNA(+)AA途径 1病毒包装和释放途径 2 DNA(-)第七十九张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月3、四个开放阅读框（open reading frame, ORF) S区：由pre-S1，pre-S2和S基因组成，编码病毒外膜蛋白。 C区：由pre-C和C基因组成。两个ATG被pre-C基因隔开，分别翻译出核

30、心抗原和e抗原。 P区：长度为832845个氨基酸。P区的表达产物是一个大蛋白质，切割成逆转录酶等。 X区：编码X蛋白，154个氨基酸 ，属核蛋白 核蛋白功能：（1）反式作用因子 作用于HBV启动子和增强子以及细胞的某些基因。 （2）参与HBV基因组与肝细胞基因组的整合。 第八十张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月(二)SV40猿猴空泡病毒40(Simian vacuolating virus 40, SV40)是迄今为止研究得最为详尽的乳多空病毒(Papova viruses)之一。SV40病毒的基因组是一种环形双链的DNA，其大小仅有5243bp，很适于基因操作。猿猴空泡病毒40

31、（SV40），是60年代初发现分离的猴肾细胞病毒，它是一种DNA病毒，其在体外可使人及动物多种组织类型正常细胞发生恶性转化，在转基因小鼠体内可诱发多种肿瘤形成，并且人类许多肿瘤的发生也与之有关。近年来，人们对SV40与人类肿瘤的关系进行了大量的研究。第八十一张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月保罗.伯格(Paul Berg,1926) 第八十二张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月是基因工程的开拓者,与桑格(F.Sanger)和吉尔伯特(W.Gilbert)分享了1980年的诺贝尔化学奖.1983年获美国国家科学奖等奖;美国艺术和科学院院士,法国科学院院士.1943年考取宾夕

32、法尼亚大学,因战争而参加了海军.1948年才获生化硕士学位,1952年获生化博士学位;随后在丹麦的哥本哈根的赫尔曼-卡尔卡(Herman Kalckar)教授实验室做博士后研究一年.1954年到华盛顿大学跟随阿瑟-科恩伯格(Arthur Kornberg)从事癌症的研究,1959年升为副教授,然后到斯坦福大学工作,先后任副教授、教授,生化系主任等职.从1959 年开始SV40的研究,在70年代初,将SV40的DNA插入噬菌体的DNA中,形成新的重组DNA分子.1985年任斯坦福大学的贝克曼分子生物学与医学研究中心主任,2000年改任名誉主任和资深教授.第八十三张，PPT共一百二十六页，创作于2

33、022年6月SV40基因组结构 第八十四张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月SV40第八十五张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月SV40第八十六张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月有趣的是，有些真核病毒的内含子或其中的一部分，对某一个基因来说是内含子，而对另一个基因却是外显子。如SV40和多瘤病毒（polyomavirus）的早期基因就是这样。SV40的早期基因即大T和小t抗原的基因都是从5146开始反时针方向进行，大T抗原基因到2676位终止，而小t抗原到4624位即终止了，但是，从4900到4555之间一段346bp的片段是大T抗原基因的内含子，而该内含子中从

34、4900-4624之间的DNA序列则是小t抗原的编码基因。同样，在多瘤病毒中，大T抗原基因中的内含子则是中T和t抗原的编码基因。第八十七张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月根据SV40病毒感染作用的不同效应，可将其寄主细胞分成三种不同的类型。SV40病毒在感染了CV-1和AGMK猿猴细胞之后，便产生感染性的病毒颗粒，并使寄主细胞裂解。我们称这种感染效应为裂解感染（lytic infection），而猿猴细胞则叫做受纳细胞（permissive cell）。但如果感染的是啮齿动物（通常是仓鼠和小鼠）的细胞，就不会产生感染性颗粒，此时病毒基因组整合到寄生细胞的染色体上，于是细胞便被转化，

35、也就是说发生了癌变。我们称这种啮齿动物细胞为SV40病毒的非受纳细胞（non-permissive cell） 。人体细胞是SV40的半受纳细胞（semi-permissive cell），因为同SV40病毒接触的人体细胞中，只有1%2%会产生出感染性的病毒。 第八十八张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月SV40病毒对猿猴细胞的裂解感染可分成三个不同的时相。在感染了寄主细胞之后，有一段长达812小时的潜伏期，在这个期间，病毒颗粒脱去蛋白质外壳，同时DNA逐渐地转移到寄主细胞核内；紧接着4小时为早期时相，此时发生早期mRNA和早期蛋白质的合成，并出现病毒诱导寄主细胞DNA合成的激发作用

36、；在这以后的36小时称为晚期时相。进行病毒DNA、晚期mRNA和晚期蛋白质的合成，并在高潮时发生病毒颗粒组装。大约在感染的第三天，细胞裂解，平均每个细胞可释放出105个病毒颗粒。第八十九张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月SV40病毒是一种小型的20面体的蛋白质颗粒，由三种病毒外壳蛋白质Vp1、Vp2和Vp3构成，中间包装着一条环形的病毒基因组DNA。同其它病毒不同，SV40 DNA是同除了H1之外的所有寄主细胞组蛋白（H4、H2a、H2b和H3）相结合。这些组蛋白使病毒DNA分子紧缩成真核染色质所特有的念珠状核小体，这种结构特称为微型染色体（minichromosome）。感染之后

37、的SV40基因组，输送到细胞核内进行转录和复制。SV40病毒基因组表达的时间顺序是相当严格的，据此可将其区分为早期表达区和晚期表达区。围绕在SV40 DNA复制起点周围约 400bp的 DNA区段，是十分引人注意的。例如，现在已经弄清紧挨这个起点的DNA序列，是调节早期和晚期初级转录本合成的控制信号。早期转录本的合成，就是由位于这个区段内的由一对72核苷酸序列串联而成的强化因子序列激活的。第九十张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月SV40病毒基因组表达的一个重要特点是，它的RNA剪辑模式非常复杂。通过不同的剪辑途径，早期初级转录本加工成2种不同的早期mRNA（多瘤病毒的早期初级转录本

38、加工成3种不同的早期mRNA）；而晚期的初级转录本加工成3种不同的晚期mRNA。 这2种早期mRNA分别编码大T抗原的小t抗原（即肿瘤蛋白质或抗原）。晚期转录本按照其特定的沉降系数，可区分为16S、18S和19S三种mRNA，它们分别编码Vp1、Vp3和Vp2病毒蛋白质。Vp1编码区同Vp2和Vp3的编码区是以不同的转译结构形式彼此交叠的。第九十一张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月在SV40病毒基因组中存在着一个增强子序列。其长度为72bp，以串联重复的形式位于基因组DNA复制起点的附近，它的主要功能是促进病毒DNA发生有效的早期转录，而且具有一般增强子所共有的基本特性。外源的基因

39、可以融合在SV40 DNA的早期转录区段内，而SV40的增强子又能够有效地激活SV40早期转录单位的转录活性。因此显而易见，SV40增强子在哺乳动物的基因操作中是相当有用的。此外，SV40增强子还可以增强由细胞启动子启动的基因转录作用。第九十二张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月返回目录返回主页第九十三张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月 基因组为一条（+）RNA，可直接作为mRNA使用包括某些噬菌体（如Q），多数植物病毒，动物小RNA病毒（如polio, HAV), 披盖病毒,SARS(severe acute respiratory syndrome)冠状病毒。 例：脊

40、髓灰质炎病毒(poliovirus) polio基因组: 7434个核苷酸；复制酶(replicase)。(三) 脊髓灰质炎病毒(poliovirus)第九十四张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月3poly(A)(+)RNA5复制酶脊髓灰质炎基因组复制和外壳蛋白切割示意图（-）RNA53复制酶(+)RNA55555mRNA53翻译NS蛋白酶VP1 VP3VP4VP2第九十五张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月(四) SARS病毒基因组为单股正链RNA,总长度在27-30kB,5端具有甲基化帽, 5端约2/3的区是病毒RNA聚合酶蛋白的编码区,后1/3的区域为编码结构蛋白、依

41、次为刺突蛋白、 包膜蛋白、膜蛋白及核蛋白。3具有poly(A)结构,第九十六张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月 ROF1a ORF1b S E M N SARS病毒基因组结构示意图ORF1a 和ORF1b编码非结构蛋白; S为刺突蛋白; E为包膜蛋白;M为膜蛋白; N为核依壳蛋白第九十七张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月SARS SARSCD13内D438-P814与SARS多肽相互作用的三维结构模型图 （由中科院上海生科院药物研究所蒋华良研究员提供） 第九十八张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月 （）RNA病毒 类型： 杆状病毒：狂犬病毒（rabis），水泡

42、口炎病毒 （VSV)； 副粘病毒：腮腺炎病毒（mumps），麻疹病毒 （measles），副流感病毒； 正粘病毒：流感病毒A,B,C型。第九十九张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月(-) RNA N NS M G L基因复制转录（+） RNA 复制翻译（-） RNA N NS M G L（+） mRNA N NS M G L蛋白质装配核壳包膜VSV的复制N 50KNS 40kM 26KG 65KL 175K第一百张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月(五)正粘病毒：流感病毒A,B,C型流感病毒的表层有许多受体（receptors）及属于自己的酶素（糖蛋白）：1.血球凝集素He

43、magglutinin2. 神经氨酸酶Neuraminidase 其中，hemagglutinin （H）有16种,这些种类都以数字代表，如：H1、H2、H3.同样的,；neuramidase (N)有9种,如:N1、N2、N3.所以，H与N的组合共有144组（H1N1、H3N2、H4N1.H16N9）。不同的醣蛋白（组）会引发不同的免疫反应。如果我们染上了某流感,并好了,也得到了免疫力，但还有143组的流感同样会传染给我们，身体完全没有与其它组病毒结构对应的抗体。换句话说，我们患上的流感就算好了，也会面对其它组传播的危险。第一百零一张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月Influen

44、za virus A, B and CHA: hemagglutinin,15 subtypies, H1, H2, H3 found in human.NA: neuraminidase, 9 subtypies, N1, N2 found in human.第一百零二张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月正粘病毒科分A型,B型,C型流感属, A型感染人,猪,马及几乎所有的禽类; B型仅感染人; C型感染人和猪。1918年全球因流感死亡的人数约2000万。二战期间的死亡人数约为4000万。 第一百零三张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月第一百零四张，PPT共一百二十六页，创

45、作于2022年6月病毒的基因体（核酸）可分成了数段。其中，Influenza A virus有8段负链单链RNA构成。这与它的突变及跨越物种界限有很大的作用。举个例子：禽流感是个杀伤力强，但不会人传人（直近，仍有些国际角落的禽流感是区域性的）；A流感传染性强，但致命性低。如果有患者同时染上这两种流感，在人细胞里就会有这两种病毒的核酸。新的病毒在组合及准备离开细胞时，可能有一两段的基因是来自A流感，一些来自禽流感；这样就可能更具传染性、杀伤力,并且能够人传人的新流感病毒将会产生。而且，病毒是不受任何抗生素影响的，所以后果很严重。 第一百零五张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月 第一百零

46、六张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月可分为内膜蛋白、类脂和糖蛋白三层。内膜蛋白（M蛋白）是包围在病毒核心外的一层膜六结构，介于核蛋白与脂质双层膜之间，与组成脂质双层膜的类脂紧密结合，在维持病毒形状与完整性上起重要作用。类脂层是脂质双层结构，它来自宿主细胞膜或核膜，其中镶嵌的两种糖蛋白向外突出脂质双层形成刺突，构成了流感病毒囊膜的第三层一糖蛋白层。糖蛋白层由两种糖蛋白刺突组成，一种是神经氨酸酶（Neuraminidase NA），一种是血凝素 (Hemagglutinin HA)。第一百零七张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月神经氨酸酶是由4条相同的糖基化多肽所组成的蘑菇状

47、四聚体，具有酶活性，可水解宿主细胞表面糖蛋白末端的N-乙酰神经氨酸，有利于成熟病毒的释放（抗神经氨酸酶抗体能抑制病毒从细胞释放，但没有中和作用）；神经氨酸酶的抗原结构较易发生变异，它是流感病毒亚型的划分依据之一。第一百零八张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月血凝素：是由3条糖基化多肽分子以非共价形式聚合而成的三聚体，其C末端有一疏水区插入病毒囊膜的双层脂质膜中，是HA与病毒囊膜的结合部位。N末端有一疏水区，具有膜融合活性，对病毒侵入宿主细胞是必须的。HA能与多种动物（如鸡、豚鼠）和人的红细胞表面的糖蛋白受体相结合，引起红细胞凝集，我们把这种现象叫血凝。若在病毒与细胞混合前先加抗血凝素

48、抗体，使该抗体首先与病毒血凝素结合，当再加入红细胞时，由于病毒血凝集上结合的抗体的阻断作用，血凝素就不能再与红细胞上的受体结合，红细胞就不出现凝集，这种现象我们称为血凝抑制。血凝和血凝抑制，是病毒学研究常用的检测指标。第一百零九张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月(六)人类免疫缺陷病毒（HIV）(1)艾滋病的危害性:艾滋病（全称获得性免疫缺陷综合症，AIDS）是一种由人类免疫缺陷病毒（HIV）引起的疾病，它是目前全球最可怕的流行病之一。HIV病毒最初于1981年在中非的一个偏远地区被发现，此后迅速在全球蔓延，在短时间内感染了上百万人。截止2005年，全球因艾滋病死亡的人数已经达到28

49、00万人，其中仅2005年的死亡人数就达到了360万资料来源：Avert。以上数据还不包括大量没有记录在案的艾滋病死亡者，而且艾滋病的流行趋势仍在上升。1918年全球因流感死亡的人数约为2000万。 二战期间的死亡人数约为4000万。 第一百一十张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月(2) HIV/艾滋病的历史:1926-1946年人类从猴子身上感染了HIV病毒，但这一点还没有确凿的证据。 1959年一名刚果男子死于艾滋病。许多研究者认为，这是第一例被证实的艾滋病病例。 1981年美国疾病控制预防中心报告了一种发病率高的怪病。 1982年人们开始使用“AIDS（艾滋病）”一词，美国疾病

50、控制预防中心对其做了准确的解释。 1983年及1984年美国和法国的科学家先后宣布他们发现了后来被称之为HIV的病毒。 1985年美国食品药品管理局（FDA）批准在采血时进行HIV抗体测试。 1987年美国食品药品管理局批准首个抗HIV药品AZT。 1991年篮球明星魔术师约翰逊宣布自己是HIV携带者。 1996年 美国食品药品管理局批准了第一批蛋白酶抑制剂（protease inhibitors）用于艾滋病治疗。 2002年全球的艾滋病患者死亡人数约为2810万。 第一百一十一张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月与所有病毒一样，HIV病毒介于生物与非生物之间。病毒本身缺少人体用以维

51、持生命的化学机制，因此它们需要宿主细胞来维持生命并进行繁殖。为了繁殖，病毒会在宿主细胞内制造新的病毒粒子，病毒粒子会将病毒带到新的细胞中。不过，HIV病毒粒子不易存活。 第一百一十二张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月 包括HIV病毒在内的所有病毒都没有细胞壁和细胞核。通常，病毒是由包裹于保护膜内的遗传指令序列构成的。HIV病毒是种直径约为0.1微米的球状病毒粒子。 HIV病毒能感染某种特定的免疫系统细胞，即CD4+T细胞，又称辅助T细胞（T-helper Cell）（请浏览免疫系统工作原理，了解有关辅助T细胞的详细信息）。T细胞一旦被感染就会变成HIV的复制细胞。在人体免疫应答中，

52、T细胞扮演着十分重要的角色。正常情况下，每毫升血液中应含有100万个T细胞，当健康的T细胞受到HIV病毒感染而减少到一定数量时，人体就会出现艾滋病症状。第一百一十三张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月(3) HIV的基因组结构：病毒包膜包裹于病毒最外层的薄膜。它由两层被称为类脂的脂肪分子构成，在这两层之间嵌有从宿主细胞中获取的蛋白质。包膜表面约有72个包膜蛋白刺突，每个刺突的顶端由3-4个糖蛋白gp120分子组成，而刺突的茎部则有3-4个糖蛋白gp41分子构成。 蛋白p17病毒包膜和病毒核之间的HIV基质蛋白（HIV matrix protein） 病毒核包膜内部的核心部分，其中含有

53、2000份病毒蛋白p24。这些蛋白环绕着两条相互独立的HIV核糖核酸（RNA）序列，而每条RNA序列都有9个HIV基因。这9个基因中，有3个基因（编码为gag, pol 和env）具有合成新病毒体结构蛋白的信息。 第一百一十四张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月第一百一十五张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月 调节和启动转录 LTR gag pol env src LTR 长末端重复序列癌基因正常的病毒基因产生病毒核心蛋白产生逆转录酶和整合酶 产生病毒 外膜蛋白产生酪氨酸 激酶*病毒基因组结构第一百一十六张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月Diagram of t

54、he HIV genome 第一百一十七张，PPT共一百二十六页，创作于2022年6月1gag基因能编码约500个氨基酸组成的聚合前体蛋白（P55），经蛋白酶水解形成P17，P24核蛋白，使RNA不受外界核酸酶破坏。2Pol基因编码聚合酶前体蛋白（P34），经切割形成蛋白酶、整合酶、逆转录酶、核糖核酸酶H，均为病毒增殖所必需。3env基因编码约863个氨基酸的前体蛋白并糖基化成gp160，gp120和gp41。gp120含有中和抗原决定簇，已证明HIV中和抗原表位，在gp120 V3环上，V3环区是囊膜蛋白的重要功能区，在病毒与细胞融合中起重要作用。gp120与跨膜蛋白gp41以非共价键相连。gp41与靶细胞融合，促使病毒进入细胞内。实验表明gp41亦有较强抗原性，能诱导产生抗体反