分子生物学本5病毒基因组特点及功能.ppt

二、病毒基因组的结构与功能 病毒结构　 完整的病毒颗粒包括： 外壳蛋白 基因组（DNA或RNA） 有些病毒的外壳蛋白外面有一层由宿主细胞构成的被膜（ envelope ），被膜内含有病毒基因编码的糖蛋白 HIV HIV HIV结构示意图 病毒的结构和功能　 病毒不能独立地复制，必需进入宿主细胞中，借助细胞内的一些酶类和细胞器才能使病毒得以复制 外壳蛋白（或被膜）的功能是 识别和侵袭特定的宿主细胞 保护病毒基因组不受核酸酶的破坏 病毒基因组的结构特点（一） 1. 病毒基因组大小相差较大，与细菌或真核细胞相比，病毒的基因组很小 病毒基因组的结构特点（二）　 2. 病毒基因组只有一种核酸组成：DNA 或RNA 病毒基因组的结构特点（三） 　　 3. 多数RNA病毒的基因组是由连续的核糖 核酸链组成 有些病毒的基因组RNA是节段性的，由不连续的几条链组成 ? 流感病毒的基因组由8条RNA分子构成，每 条RNA分子都含有编码蛋白质分子的信息 ? 呼肠孤病毒的基因组由10个双链RNA片段， 每段RNA分子都编码一种蛋白质 目前，还没有发现有节段性的DNA分子构成的病毒基因组 病毒基因组的结构特点（四） 　 4. 基因重叠，即同一段DNA片段能够编码 两种甚至三种蛋白质分子 ? 这种现象在其它的生物细胞中较为少见，所以也可以认为是病毒基因组的结构特点 ? 基因重叠这种结构使较小的基因组 能够携带较多的遗传信息 基因重叠（一） 1977年，Sanger 在研究ΦX174时发现的 ΦX174是一种单链DNA病毒，宿主为大肠杆菌，因此，又是噬菌体 ΦX174 感染大肠杆菌后共合成11个蛋白质分子，总分子量为25万左右，相当于6078个核苷酸所容纳的信息量 ΦX174 DNA本身只有5375个核苷酸，最多能编码总分子量为20万的蛋白质分子 噬菌体 ?X174基因图 基因重叠（二） 基因重叠有以下几种情况： （1）完全重叠 （2）部分重叠 （3）两个基因只有一个碱基重叠 一个基因终止密码子的最后一个碱 基是另一个基因起始密码子的第一 个碱基 基因重叠示意图 噬菌体 ?X174基因图 基因重叠（三） 重叠的基因尽管其重叠部分的DNA相同，但是由于将mRNA翻译成蛋白质时的读框不一样，因此，产生的蛋白质分子并不相同 有些重叠的基因读框相同，只是起始部位不同，如 SV40 DNA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，它们有一段共同的序列（如： t 抗原完全在 T 抗原基因里面） 病毒基因组的结构特点（五）　　 5. 基因组的大部分可编码蛋白质，只有非常小 的一部份不编码蛋白质 ? ΦX174 DNA中不翻译的部份只占 217/5375 ? G4 DNA中不翻译的部份占282/5577 ? 乳头瘤病毒基因组DNA中不翻译的部份占 1.0/8.0 Kb 不翻译的DNA顺序通常是基因表达的控制序列（RNA聚合酶结合位，转录的终止信号及核糖体结合位点等） 病毒基因组的结构特点（六） 6. 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，即形 成多顺反子结构（polycistronie） 多顺反子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 腺病毒晚期基因编码病毒的12种外壳蛋白，在晚期基因转录时是在一个启动子的作用下生成多顺反子mRNA，然后再加工成各种mRNA ΦX174 基因组中的D-E-J-F-G-H基因也转录在同一个mRNA中，然后再翻译成各种蛋白质，其中Ｊ、F、G及H都是编码外壳蛋白的，D 蛋白与病毒的装配有关，E 蛋白负责细菌的裂解， 因此它们在功能上是相关的 病毒基因组的结构特点（七） 　　 7. 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 反转录病毒基因组有两个拷贝 病毒基因组的结构