研究生课程病毒PPT课件

1、一、噬菌体的生活周期第1页/共40页分子量为31X106dal，温和噬菌体 已经定位的基因有61个 必要基因非必要基因二、噬菌体的基因组第2页/共40页Lambda噬菌体的遗传图谱第3页/共40页噬菌体基因组的结构噬菌体基因组的结构 粘性末端粘性末端 寄主细胞内环化寄主细胞内环化 COS位点位点533512个核苷酸12个核苷酸第4页/共40页 环化状态下环化状态下,噬菌体噬菌体DNA分子的长度为分子的长度为48,502碱基对碱基对第5页/共40页例如，头部、尾部、复制及重组四大功能的基因，各例如，头部、尾部、复制及重组四大功能的基因，各自聚集成四个特殊的基因簇。自聚集成四个特殊的基因簇。 第6

2、页/共40页53AWBCD.J..xis N O P S R左侧区 中间区 右侧区第7页/共40页噬菌体头部蛋白质合成基因尾部蛋白质合成基因复制基因O和P重组基因删除和整合作用的基因调节基因除了N和Q之外( 抗终止因子)，还有c、cro、c、c四个基因溶菌基因第8页/共40页 三、三、噬菌体噬菌体DNADNA的复制的复制 噬菌体噬菌体DNA以两种状态存在，以两种状态存在， 、是在成熟的噬菌体颗粒中包装的、是在成熟的噬菌体颗粒中包装的DNA，呈线状，具有感染性，呈线状，具有感染性 、是感染宿主细胞后立即环化，成、是感染宿主细胞后立即环化，成为营养体状态为营养体状态 第9页/共40页

3、O蛋白以二聚体形式结合在4个oriC重复序列上此区域DNA呈现环状B,P结合进环状结构BPJ,K,E使P释放,B作为解旋酶开始解开双链PBPBSSB蛋白结合在单链DNA上,引物酶G组装到DNA上,合成RNA引物指导DNA的复制第10页/共40页滚环复制的晚期 第11页/共40页四、基因的转录与调控 前早期转录A B C J int cIII N cI cro cII O P Q S RP1 tL2 tL1 PL PR tR1 tR2PR31122主要启动子及转录终止位点1-前早期转录;2-后早期转录;3-晚期转录第12页/共40页后早期转录第13页/共40页 晚期转录第14页/共40页第15页

4、/共40页五、五、噬菌体噬菌体溶源途径与裂解途径的调节溶源途径与裂解途径的调节 噬菌体的噬菌体的CroCro蛋白和蛋白和CICI阻遏蛋白相互阻遏蛋白相互拮抗：拮抗： CroCro蛋白阻止蛋白阻止cI cI 转录，从而阻止建转录，从而阻止建立溶源性；立溶源性； CICI阻遏蛋白阻止早期基因转录，阻遏蛋白阻止早期基因转录，因此关闭因此关闭CroCro蛋白的合成。蛋白的合成。 第16页/共40页第17页/共40页CI阻遏蛋白在右操纵基因的排列第18页/共40页RNA聚合酶表示CI二聚体 进入溶源途径:第19页/共40页第20页/共40页lambda DNA 整和到宿主染色体第21页/共40页表示CR

5、O二聚体 进入裂解途径:第22页/共40页噬菌体的诱导和从宿主染色体DNA上的切离第23页/共40页PL和PR起始早期转录产生出编码N蛋白和Cro蛋白的mRNACII蛋白促使PRM转录CI阻遏蛋白N蛋白的抗终止作用进一步转录Q,Cro,CII,CIII的mRNA Cro与OR3的结合,阻止了CI与OR2的结合,抑制了CI从PRM的转录Cro与OL和OR结合,抑制早期基因从PL和PR转录同时Q蛋白激活晚期基因的转录第24页/共40页 噬菌体赖以发展作为基因克隆载体: 非必要基因由外源基因取代所形成的重组噬菌体DNA，可以随着寄主大肠杆菌细胞一道复制和增殖，而且在其溶源周期中，它们的DNA是整合在

6、大肠杆菌的染色体DNA上，成为后者的一个组成部分。第25页/共40页第三节第三节 反转录病毒反转录病毒 一、反转录病毒的粒结构一、反转录病毒的粒结构 二、反转录病毒的生活周期二、反转录病毒的生活周期 三、反转录病毒的基因组三、反转录病毒的基因组 四、反转录过程中四、反转录过程中DNA双链的合成和双链的合成和LTR的产生的产生 五、病毒线性五、病毒线性DNA整合到寄主细胞基因组整合到寄主细胞基因组 六、原病毒的基因表达六、原病毒的基因表达 第26页/共40页一、反转录病毒的毒粒结构一、反转录病毒的毒粒结构 第27页/共40页反转录病毒的基因组反转录病毒的基因组 反转录病毒反转录病毒RNA基因组是

7、由两条相同的正链基因组是由两条相同的正链RNA在在5端附近通过氢键连接而形成的双体端附近通过氢键连接而形成的双体结构，因此反转录病毒具有二倍体基因组。结构，因此反转录病毒具有二倍体基因组。反转录病毒基因组反转录病毒基因组RNA的长度为的长度为5-8kb。RNA基因组的中部带有基因组的中部带有gag，pol与与env三个三个“基因基因”，“基因基因”这一术语在这里表示为这一术语在这里表示为编码区，每一编码区通过加工实际上产生出编码区，每一编码区通过加工实际上产生出多种蛋白质。多种蛋白质。第28页/共40页反转录病毒的生活周期第29页/共40页第30页/共40页第31页/共40页反转录过程中反转录

8、过程中DNADNA双链的合成和双链的合成和LTRLTR的产生的产生 第32页/共40页反转录病毒的反转录过程（一）反转录酶以病毒基因组RNA的5为模板，以tRNA为引物，合成cDNA (大约100-200个核苷酸)在反转录酶到达基因组5末端时，该酶的RNaseH活性切除了刚才拷贝过的RNA模板新产生的U5R DNA序列中的R与基因组3末端的R序列相结合，产生了新的模板-引物搭配，即第一次跳跃DNA从3末端延伸，产生出全部的RNA基因组互补链大多数RNA被RNaseH切除，只留下U3序列左边的一小段RNA第33页/共40页反转录病毒的反转录（二）以该小段RNA为引物，合成出第二条DNA链(正链D

9、NA)的U3,R,U5和PBS部分RNaseH将RNA和tRNA切除掉正链上的PBS序列与负链上的PBS序列互补，产生了第二次跳跃两条DNA链分别从3末端继续合成DNA，最后产生出具有长末端重复序列LTR的双链线性DNA 第34页/共40页病毒线性病毒线性DNADNA整合到寄主细胞基因组整合到寄主细胞基因组 在细胞质中合成线性的原病毒在细胞质中合成线性的原病毒DNA以后，以后，DNA进入细胞核。在细胞核内，除了线进入细胞核。在细胞核内，除了线性性DNA，病毒，病毒DNA还以环状形式存在。还以环状形式存在。 体外实验证明，线性体外实验证明，线性DNA可以整合到染可以整合到染色体基因组上，此过程可

10、以被单一病毒色体基因组上，此过程可以被单一病毒产物整合酶所催化。病毒产物整合酶所催化。病毒DNA的末端是的末端是很重要的，正如转座子一样，在末端的很重要的，正如转座子一样，在末端的突变会阻止整合。突变会阻止整合。 第35页/共40页原病毒的基因表达原病毒的基因表达 1、病毒基因的转录、病毒基因的转录 原病毒原病毒DNA的转录就像大部分其他真核细胞的转的转录就像大部分其他真核细胞的转录一样，也需要启动子和增强子。录一样，也需要启动子和增强子。 2、转录后加工、转录后加工 原病毒原病毒DNA转录合成的初转录本是从同一帽子位转录合成的初转录本是从同一帽子位点起始的，因此所有的反转录病毒点起始的，因此所有的反转录病毒RNA基因组和大基因组和大多数多数mRNA都有相同的都有相同的5端，并且在端，并且在5端形成帽子端形成帽子结构结构(m7GpppGmp)。 3、病毒、病毒mRNA的翻译的翻译 全长的全长的mRNA转运到细胞质后被翻译时，所得产物转运到细胞质后被翻译时，所得产物为为Gag和和Pol多聚蛋白。当翻译开始于起始密码子多聚蛋白。当翻译开始于起始密码子而终止于第一个终止密码子时所得产物为而终止于第一个终止密码子