1病毒的分类 根据病毒核酸的类型和如何转录mRNA,可以分为6种类型:双链DNA病毒、单链DNA病毒、双链RNA病毒、正链RNA(+RNA)病毒、负链RNA(-RNA)病毒和逆转录病毒(表1)。 2病毒的增殖过程 病毒在细胞外,是无生命的亚显微的大分子颗粒,不能生长和分裂。但是,病毒感染特定的活细胞后,能借助宿主细胞的能源系统、tRNA、核糖体等,在病毒核酸(基因组)控制下合成病毒的核酸与蛋白质等成分,最后装配成结构完整、具有侵染力的的、成熟的病毒粒子。这种增殖方式叫做复制。复制周期分为六个阶段:吸附、侵入、脱壳、增殖、装配及释放。 3病毒的增殖过程 3.1双链DNA病毒 大多数DNA病毒为双链DNA,在宿主的细胞核内合成DNA,在细胞质内翻译出病毒蛋白。双链DNA病毒增殖的主要过程为: ①早期蛋内的合成:病毒的DNA侵人宿主细胞,依赖宿主细胞的RNA聚合酶,转录合成的mRNA转移至核糖体上,主要合成DNA复制所需的酶,例如DNA聚合酶,脱氧胸腺嘧啶激酶等; ②DNA的复制:复制方式为半保留复制,打开DNA双链,根据碱基互补配对原则,以两条链为模板,合成子代DNA分子; ③晚期蛋白的合成:病毒DNA复制之后再次转录,主要指导合成病毒的结构蛋白,例如衣壳蛋白、包膜蛋白等,称为晚期蛋白; ④病毒装配:子代DNA分子与结构蛋白装配生成子代病毒(图1)。 3.2单链DNA病毒 ①DNA的复制:复制方式为半保留复制,病毒侵入细胞后,在宿主细胞核内,依赖于细胞的酶,以单链DNA为模板,形成双股DNA(±DNA),含母链的DNA分子可继续复制新的双链DNA; ②转录和翻译:以不含母链DNA的新合成的双链DNA为模板,转录合成mRNA的模板,并翻译成相关蛋白质; ③病毒装配:子代DNA分子与结构蛋白装配生成子代病毒(图2)。 3.3双链RNA病毒 大多数RNA病毒都在宿主细胞质内合成病毒全部成分。双链RNA病毒增殖的主要过程为: ①RNA复制:侵入宿主细胞后在病毒复制酶作用下,以双链RNA为模板进行不对称转录,先合成正链RNA(+RNA),再以+RNA为模板合成-RNA,形成双链RNA分子; ②蛋白质合成:以+RNA为模板翻译出病毒复制酶及其他蛋白质; ③蛋白质与子代双链RNA组装成新的病毒颗粒。 3.4正链RNA病毒 这类RNA病毒的特点是病毒基因组RNA直接具有mRNA的功能,病毒核酸即具有感染性。+RNA既可以作为mRNA指导病毒蛋白质的合成,又可以作为模板复制-RNA。增殖过称为: ①RNA复制酶和相关蛋白质的合成:例如,脊髓灰质炎病毒脱壳之后,+RNA可直接附着于宿主细胞的核糖体上,翻译出病毒的复制酶和结构蛋白; ②合成子代RNA:利用已合成的复制酶以+RNA为模板合成-RNA,再以-RNA为模板合成新的病毒RNA,子代RNA与蛋白质组装成病毒颗粒(图3)。 3.5负链RNA病毒 大多数有包膜的RNA病毒属于负链RNA,例如,流感病毒、副流感病毒、狂犬病毒、腮腺炎病毒等。这类病毒本身多含有依赖于RNA的RNA聚合酶,基因组核酸单独没有感染性。增殖过程为: ①合成+RNA:病毒连同核酸和酶一起侵入宿主细胞后,借助病毒带入的RNA聚合酶合成+RNA; ②合成-RNA:再以+RNA为模板合成新的-RNA; ③合成RNA聚合酶及相关蛋白质:+RNA也可作为翻译的模板,合成RNA聚合酶和相关蛋白,蛋白质再与-RNA组装成新的病毒颗粒。 3.6逆转录病毒 逆转录病毒虽然也是单链+RNA病毒,但因为其具有反转录酶,因而其生物合成过程完全不同于+RNA病毒。以HIV病毒为例说明其增殖过程: ①反转录合成DNA:反转录酶、核心蛋白和+RNA进入宿主细胞,反转录酶以宿主细胞的tRNA为引物,反转录形成负链DNA,由此形成RNA(DNA中间体),再进一步生成双链DNA(前病毒),并整合至宿主细胞的染色体DNA上; ②转录合成RNA:利用宿主细胞酶系统,以DNA为模板合成病毒的新RNA和mRNA; ③反转录酶及相关蛋白合成:以mRNA为模板翻译出病毒的结构蛋白和反转录酶,与+RNA组成新的病毒颗粒(图4)。 ——田秀丽.DNA病毒和RNA病毒增殖过程简介.生物学教学.2015年第8期
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