研究生課程病毒

1、λ噬菌體,λ噬菌體的生活周期λ噬菌體的基因組λ噬菌體的復(fù)制λ噬菌體基因的轉(zhuǎn)錄和調(diào)控λ噬菌體溶源途徑與裂解途徑的調(diào)節(jié),一、λ噬菌體的生活周期,分子量為31X106dal，溫和噬菌體 已經(jīng)定位的基因有61個(gè),,必要基因,非必要基因,二、λ噬菌體的基因組,Lambda噬菌體的遺傳圖譜,λ噬菌體基因組的結(jié)構(gòu) 粘性末端 寄主細(xì)胞內(nèi)環(huán)化 COS位點(diǎn),3',5',12個(gè)核苷酸,12個(gè)核苷酸,環(huán)

2、化狀態(tài)下,λ噬菌體DNA分子的長(zhǎng)度為48,502堿基對(duì),例如，頭部、尾部、復(fù)制及重組四大功能的基因，各自聚集成四個(gè)特殊的基因簇。,噬菌體頭部蛋白質(zhì)合成基因,尾部蛋白質(zhì)合成基因,復(fù)制基因O和P,重組基因,刪除和整合作用的基因,調(diào)節(jié)基因除了N和Q之外( 抗終止因子)，還有cⅡ、cro、cⅠ、cⅢ四個(gè)基因,溶菌基因,三、λ噬菌體DNA的復(fù)制,λ噬菌體DNA以兩種狀態(tài)存在， １、是在成熟的噬菌體顆粒中包裝的DNA，呈線狀，具有感染性 ２、

3、是感染宿主細(xì)胞后立即環(huán)化，成為營(yíng)養(yǎng)體狀態(tài),,,,,O蛋白以二聚體形式結(jié)合在4個(gè)oriC重復(fù)序列上此區(qū)域DNA呈現(xiàn)環(huán)狀,,B,P結(jié)合進(jìn)環(huán)狀結(jié)構(gòu),,,B,,,,J,K,E使P釋放,B作為解旋酶開(kāi)始解開(kāi)雙鏈,,SSB蛋白結(jié)合在單鏈DNA上,引物酶G組裝到DNA上,合成RNA引物指導(dǎo)DNA的復(fù)制,λ滾環(huán)復(fù)制的晚期,四、基因的轉(zhuǎn)錄與調(diào)控,前早期轉(zhuǎn)錄,主要啟動(dòng)子及轉(zhuǎn)錄終止位點(diǎn),1-前早期轉(zhuǎn)錄;2-后早期轉(zhuǎn)錄;3-晚期轉(zhuǎn)錄,后早期轉(zhuǎn)錄,晚期轉(zhuǎn)錄,,,

4、五、λ噬菌體溶源途徑與裂解途徑的調(diào)節(jié),λ噬菌體的Cro蛋白和CI阻遏蛋白相互拮抗： Cro蛋白阻止cI 轉(zhuǎn)錄，從而阻止建立溶源性； CI阻遏蛋白阻止早期基因轉(zhuǎn)錄，因此關(guān)閉Cro蛋白的合成。,,,,,,,,CI阻遏蛋白在右操縱基因的排列,RNA聚合酶,,表示CI二聚體,進(jìn)入溶源途徑:,lambda DNA 整和到宿主染色體,表示CRO二聚體,進(jìn)入裂解途徑:,λ噬菌體的誘導(dǎo)和從宿主染色體DNA上的切離,PL和PR起始早期轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生出編碼N蛋

5、白和Cro蛋白的mRNA,CII蛋白促使PRM轉(zhuǎn)錄CI阻遏蛋白,N蛋白的抗終止作用進(jìn)一步轉(zhuǎn)錄Q,Cro,CII,CIII的mRNA,Cro與OR3的結(jié)合,阻止了CI與OR2的結(jié)合,抑制了CI從PRM的轉(zhuǎn)錄,Cro與OL和OR結(jié)合,抑制早期基因從PL和PR轉(zhuǎn)錄,同時(shí)Q蛋白激活晚期基因的轉(zhuǎn)錄,λ噬菌體賴以發(fā)展作為基因克隆載體: 非必要基因由外源基因取代所形成的重組噬菌體DNA，可以隨著寄主大腸桿菌細(xì)胞一道復(fù)制和增殖，而且在其

6、溶源周期中，它們的DNA是整合在大腸桿菌的染色體DNA上，成為后者的一個(gè)組成部分。,第三節(jié) 反轉(zhuǎn)錄病毒,一、反轉(zhuǎn)錄病毒的粒結(jié)構(gòu) 二、反轉(zhuǎn)錄病毒的生活周期 三、反轉(zhuǎn)錄病毒的基因組 四、反轉(zhuǎn)錄過(guò)程中DNA雙鏈的合成和LTR的產(chǎn)生 五、病毒線性DNA整合到寄主細(xì)胞基因組 六、原病毒的基因表達(dá),一、反轉(zhuǎn)錄病毒的毒粒結(jié)構(gòu),反轉(zhuǎn)錄病毒的基因組,反轉(zhuǎn)錄病毒RNA基因組是由兩條相同的正鏈RNA在5’端附近通過(guò)氫鍵連接而形成的雙體結(jié)構(gòu)，

7、因此反轉(zhuǎn)錄病毒具有二倍體基因組。反轉(zhuǎn)錄病毒基因組RNA的長(zhǎng)度為5-8kb。RNA基因組的中部帶有g(shù)ag，pol與env三個(gè)“基因”，“基因”這一術(shù)語(yǔ)在這里表示為編碼區(qū)，每一編碼區(qū)通過(guò)加工實(shí)際上產(chǎn)生出多種蛋白質(zhì)。,反轉(zhuǎn)錄病毒的生活周期,反轉(zhuǎn)錄過(guò)程中DNA雙鏈的合成和LTR的產(chǎn)生,反轉(zhuǎn)錄病毒的反轉(zhuǎn)錄過(guò)程（一）,反轉(zhuǎn)錄酶以病毒基因組RNA的5’為模板，以tRNA為引物，合成cDNA (大約100-200個(gè)核苷酸),在反轉(zhuǎn)錄酶到達(dá)基因組5‘末

8、端時(shí)，該酶的RNaseH活性切除了剛才拷貝過(guò)的RNA模板,新產(chǎn)生的U5R DNA序列中的R與基因組3'末端的R序列相結(jié)合，產(chǎn)生了新的模板-引物搭配，即第一次跳躍,DNA從3‘末端延伸，產(chǎn)生出全部的RNA基因組互補(bǔ)鏈,大多數(shù)RNA被RNaseH切除，只留下U3序列左邊的一小段RNA,反轉(zhuǎn)錄病毒的反轉(zhuǎn)錄（二）,以該小段RNA為引物，合成出第二條DNA鏈(正鏈DNA)的U3,R,U5和PBS部分,RNaseH將RNA和tRNA切除掉,

9、正鏈上的PBS序列與負(fù)鏈上的PBS序列互補(bǔ)，產(chǎn)生了第二次跳躍,兩條DNA鏈分別從3'末端繼續(xù)合成DNA，最后產(chǎn)生出具有長(zhǎng)末端重復(fù)序列LTR的雙鏈線性DNA,,病毒線性DNA整合到寄主細(xì)胞基因組,在細(xì)胞質(zhì)中合成線性的原病毒DNA以后，DNA進(jìn)入細(xì)胞核。在細(xì)胞核內(nèi)，除了線性DNA，病毒DNA還以環(huán)狀形式存在。 體外實(shí)驗(yàn)證明，線性DNA可以整合到染色體基因組上，此過(guò)程可以被單一病毒產(chǎn)物整合酶所催化。病毒DNA的末端是很重要的，正如

10、轉(zhuǎn)座子一樣，在末端的突變會(huì)阻止整合。,原病毒的基因表達(dá),1、病毒基因的轉(zhuǎn)錄 原病毒DNA的轉(zhuǎn)錄就像大部分其他真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄一樣，也需要啟動(dòng)子和增強(qiáng)子。 2、轉(zhuǎn)錄后加工 原病毒DNA轉(zhuǎn)錄合成的初轉(zhuǎn)錄本是從同一帽子位點(diǎn)起始的，因此所有的反轉(zhuǎn)錄病毒RNA基因組和大多數(shù)mRNA都有相同的5’端，并且在5’端形成帽子結(jié)構(gòu)(m7GpppGmp)。 3、病毒mRNA的翻譯 全長(zhǎng)的mRNA轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)后被翻譯時(shí)，所得產(chǎn)