朊病毒的遗传机制课件

1、朊病毒的遗传机制,1,朊病毒的遗传机制,组员：廖广军,朊病毒的遗传机制,2,一：阮病毒的发现 二：阮病毒病及其病理特征 三：阮病毒的定义 四：阮病毒的形态特点 五：阮病毒的遗传机制及复制机制 六：阮病毒的传染方式和预防 七：阮病毒病的研究意义,目录,朊病毒的遗传机制,3,20世纪60年代，英国生物学家阿尔卑斯用放射处理破坏DNA和RNA后，其组织仍具感染性，因而认为“羊瘙痒症”的致病因子并非核酸，而可能是蛋白质。1996年春天遗传物质为阮病毒的“疯牛病”在英国以至于全世界引起的一场空前的恐慌，甚至引发了政治与经济的动荡，一时间人们“谈牛色变”。 “朊病毒”最早是由美国加州大学旧金山分校动物病毒

2、学家普鲁西纳等提出的。多年来的大量实验研究表明，它是一组至今不能查到任何核酸，对各种理化作用具有很强抵抗力，传染性极强，分子量在2.7万3万的蛋白质颗粒,一：朊病毒的发现,朊病毒的遗传机制,4,朊病毒对人类最大的威胁是可以导致人类和家畜患中枢神经系统退化性病变，最终不治而亡。因此世界卫生组织将朊病毒病和艾滋病并立为世纪之交危害人体健康的顽疾。 人的朊病毒病已发现有4种： 库鲁病Ku-rmm、克雅氏综合症CJD、格斯特曼综 合症GSS及致死性家族性失眠症FFI 动物的阮病毒病比较常见的有： 羊骚病，疯牛病 库鲁病患者症状图,二：朊病毒病及其病理特征,朊病毒的遗传机制,5,阮病毒病的共同病理特征,

3、一：神经元细胞空泡变性或海绵样变 二：神经元退化，丢失 三：星形细胞增生，取代正常的神经元细胞 四：形成淀粉样物质沉积,朊病毒的遗传机制,6,朊病毒又称蛋白质侵染因子（又称毒朊或感染性蛋白质），是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质。 朊是蛋白质的旧称，朊病毒意思就是蛋白质病毒，是已发现的唯一不用DNA，RNA作遗传物质的病毒，是一类能引起哺乳动物和人的中枢神经系统病变的传染性的病变因子。美国生物学家斯垣利普鲁辛纳Prusiner认为它是一种蛋白质侵染颗粒,三：阮病毒的定义,朊病毒的遗传机制,7,80年代Merz等人在电子显微镜下发现了羊瘙痒病相关纤维，是至今朊病毒唯一的

4、可见形态。它是一种特殊的纤维结构。 存在形式有两种： 型纤维直径为1114纳米，由两根直径为46纳米的原纤维相互螺旋盘绕而成，螺距为40纳米不等； 型纤维由4根相同的原纤维组成，每两根之间的间隙为34纳米，型纤维的直径为2734纳米，每100200纳米即出现一个狭窄区，狭窄区的直径约9到11纳米,四：阮病毒的形态特点,朊病毒的遗传机制,8,研究发现，朊病毒对多种因素的灭活作用表现出惊人的抗性,对物理因素，如紫外线照射、电离辐射、超声波以及80100高温，均有相当的耐受能力,对化学试剂与生化试剂，如甲醛、羟胺、核酸酶类等表现出强抗性。能抵抗蛋白酶K的消化,在生物学特性上，朊病毒能造成慢病毒性感染

5、而不表现出免疫原性（没有引起免疫系统察觉的原因是，它们的“安全形式”从个体出生的一刻起就存在于体内。“危险”朊毒体与之的差别只是它们的折叠结构有差别），巨噬细胞能降低甚至灭活朊病毒的感染性，但使用免疫学技术又不能检测出有特异性抗体存在，不诱发干扰素的产生，也不受干扰素作用,朊病毒的遗传机制,9,朊病毒与常规病毒一样，有可滤过性、传染性、致病性、对宿主范围的特异性，但它比已知的最小的常规病毒还小得多（约3050nm，常规病毒的直径平均是100nm）； 电镜下观察不到阮病毒粒子的结构，且不呈现免疫效应，不诱发干扰素产生，也不受干扰作用。 总结：凡能使蛋白质消化、变性、修饰而失活的方法，均可能使朊病

6、毒失活；凡能作用于核酸并使之失活的方法，均不能导致朊病毒失活。由此可见，朊病毒本质上是具有感染性的蛋白质。普鲁辛纳将此种蛋白质单体称为朊病毒蛋白PrP,朊病毒的遗传机制,10,现在关于朊病毒的遗传机理有两种说法： 一：认为朊病毒的蛋白质能为自己编码遗传信息.这种假说与传统的分子生物学中的“中心法则”是相违背的,因为朊病毒没有核酸。于是人们假设朊病毒的复制可能的方法，一认为是通过逆转译过程产生为朊病毒编码的DNA或RNA（如后者情况还需要逆转录）必须存在逆转译酶，甚至还要有逆转录酶,二：为蛋白质指导下的蛋白质合成，即蛋白质本身可作为遗传信息,五：阮病毒的遗传机制及复制机制,朊病毒的遗传机制,11

7、,阮病毒复制机制假说： 成核原理： 目前对于其复制机制的主流理论是“seeding-nucleation”，暂且就翻译成“成核原理”。这个“成核现象”所说的是，正常的朊蛋白PrPC由于一些原因折叠方式产生变化，转化为了具有感染性的PrPSc，PrPSc诱导正常的PrPC改变折叠态成为PrPSc，与其相叠PrPSc具有自身聚集成核的特性，在有初始的PrPSc核出现之后如下图这个过程大大提速（被认为是催化效应），进一步出现PrPSc延展而成的长纤维，最后长纤维累积形成能够被染色在显微镜下观察到的Amloid沉淀,朊病毒的遗传机制,12,唯蛋白质假说,阮病毒是蛋白质病毒，它的自我繁殖是它对同一基因所

8、编码的正常蛋白的翻译后修饰作用，使后者转变为与其同一构象,朊病毒的遗传机制,13,疯羊神经组织的海绵状损伤图,阮病毒的遗传机制,根据1982年普鲁辛纳提出的朊病毒致病的“蛋白质构象致病假说”，和以后魏斯曼等人对其逐步完善的假说内容可以得出： 1，朊病毒是蛋白质，没有通常我们认为是遗传物质的DNA、RNA等成分； 2、与朊病毒相对应的是具有正常功能的蛋白质，即朊病毒是正常功能的蛋白质空间结构变异所形成。 由于朊病毒并没有属于自己的遗传信息，那么它遗传信息的必然来源于他的“宿主”的细胞核,朊病毒的遗传机制,14,阮病毒的传染方式： 一：为遗传性的，即人家族性朊病毒传染 二：为医源性的，如角膜移植、

9、脑电图电极的植入、不慎使用污染的外科器械以及注射取自人垂体的生长激素等 至于人和动物间是否有传染，尚无定论，这有待于科学家的进一步研究证实,六：阮病毒病的传染方式和预防,朊病毒的遗传机制,15,阮病毒的传染方式和预防,阮病毒的预防,消灭已知的感染牲口，对病人进行适当的隔离 禁止食用污染的食物，对神经外科的操作及器械进行消毒要严格规范化，对角膜及硬脑膜的移植要排除供者患病的可能 对有家庭性疾病的家属更应注意防止其接触该病,朊病毒的遗传机制,16,朊病毒已经超出了经典病毒学的生物学概念，研究表明，蛋白质在特定条件下发生突变或构型上的变化，由良性变为恶性，即变为具有传染性的蛋白质颗粒，这一观点向传统观点提出了强有力的挑战。 由朊病毒引起的疾病不断被发现并相继被确认，不论在人群中还是在动物群中的发病率在全球范围内呈上升趋势，因而对朊病毒的研究不仅有重大的理论意义，同时还有迫切的现实意义