病毒的遗传与变异

1、病毒的遗传与变异1遗传是生物的亲代与子代之间的相似性；变异则是亲代与子代之间，子代各个体之间的差异性。 2病毒的遗传与变异一、病毒的遗传特点二、病毒变异的类型三、病毒基因图构建方法四、病毒基因组研究的意义3一、病毒遗传的特点1、遗传方式简单2、受宿主细胞影响3、易产生突变4各类病毒的基因组结构 病毒的类别 核酸 染色体形状1 染色体长度2/m 碱基对(或碱基)的数目/bp 类病毒1.噬菌体T2,T4T5P22T76X174R17,F2, MS22.植物病毒创伤肿瘤病毒（Wound tumour virus）雀麦花叶病毒(Brome mosaic)马铃薯X病毒(Potato virus-X, P

2、VX) 花椰菜花叶病毒(Cauliflowez mosaic virus, CaMV)烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV) 芜菁黄花叶病毒(Twznip yellow mosaic virus, TYMV)3.动物病毒鸡痘病毒(Fowlpox virus)痘苗病毒(Vaccinia virus)疱疹病毒(Hezpes virus)呼肠孤病毒(Reovirus) 口蹄疫病毒(Foot and mouth disease virus, FMDV)脊髓灰质炎病毒(Polio virus) 多型瘤病毒(Polyome virus) 1-RNA2-DNA2-DNA2-DNA2

3、-DNA2-DNA2-RNA1-DNA1-RNA2-RNA1-RNA1-RNA2-DNA1-RNA1-RNA2-DNA2-DNA2-DNA2-RNA1-RNA1-RNA2-DNA LLLL/OLLL(M)OLLL(M)LOLLL?LLLLLO 0.154.039.017.313.712.54.71.81.07.03.02.92.72.12.0100.080.053.011.33.42.61.5 200162 000117 00051 90040 50037 50014 1005 4003 00021 0009 0008 6708 1006 3006 000300 000240 000159 0

4、0034 00010 3007 8004 500 5二、病毒变异的类型1、突变2、基因重组3、表型混合61、突变病毒遗传物质核酸的组成或结构发生改变称为突变。7野生型：在自然群体中往往有一种占多数的（因此常被视为正常的）等位基因 。突变型：同一座位上的其他等位基因一般都直接或间接地由野生型基因通过突变产生，相对于野生型基因，称它们为突变型基因。 81.1、突变类型基因组与表型变异点突变：少数几对碱基的缺少、插入或置换。遗传结构改变：大段染色体的缺失、重复、移位和倒位等。自发突变与诱发突变9位点变异1.1.2、基因组变异10缺损型干扰(defective interfering,DI)突变株 这

5、是一种缺失突变的产物。自身不能复制,只有在亲本野生株作为辅助病毒存在时才能复制,但又干扰亲本病毒的复制,导致后者数量减少。11DI突变株特点含正常的衣壳蛋白质只含有正常基因组的一部分只能在正常同源病毒同时存在时才能繁殖,这时同源病毒成为辅助病毒特异性地干扰同源病毒的繁殖,经连续传代后，DI颗粒增多121.1.2、表型变异毒力变异抗原性变异空斑变异条件致死性突变株 如：温度敏感性(ts)突变株131.2、突变率 DNA病毒复制具有校正（proofreading）功能 ，RNA的复制缺少校正机制，病毒RNA复制的错误率远远高于病毒DNA。 141.3、诱变 物理诱变 化学诱变 定点诱变：将病毒基因

6、组任何既定部位的核苷酸替换，或者使之缺失，或者插入另一段核苷酸。 152、基因重组 分子内重组重配16 将两个有亲缘关系但生物学性状不同的毒株感染同一个宿主细胞，从而可发生核酸水平上的互换，产生兼有两亲本特性的子代，称为重组。2.1、分子内重组17Recombination by break-rejoin of incompletely linked genes 18 对于分节段的RNA病毒，通过交换RNA节段而进行的重组称为重配。2.2、重配19 Reassortment by independent assortment during dual infection. 2021adapted

7、 fromTreanor JJ Infect. Med. 15:71422最近重配此次甲型H1N1流感病毒包含北美和欧亚猪流感病毒、人流感病毒以及禽流感病毒的基因片段。正因为其基因片段不同于传统的H1N1病毒，因此属于新病毒。 23一种蛋白是血细胞凝集素 （HA），至少有15种亚型，帮助病毒进入宿主细胞；另一种是神经氨酸酶（NA），有9种亚型，能够破坏细胞的受体，使病毒在宿主体内自由传播 243、病毒基因产物间的相互作用 补偿作用（complementation） 表型混合（phenotypic mixing） 基因型混合（Genotype mixing）253.1、补偿作用 是指在感染的细胞

8、中，病毒蛋白质之间由于相互作用的结果，拯救了一种或两种病毒或增加了病毒的产量。26Complementationts Nts Mwt NProgeny virus assembled using wt N and wt M proteinsGenomes in progeny are either ts M or ts N 和（或）273.2、表型混合 两种病毒混合感染后，一个病毒的基因组偶尔装入另一病毒的衣壳内，或装入两个病毒成分构成的衣壳内，发生表型混合。28PHENOTYPIC MIXING29PHENOTYPIC MIXINGno changes in genomepossibly a

9、ltered host rangepossibly resistant to antibody neutralization30表型混合特点：两株病毒混合感染时，装配过程发生错误形成主要表现为耐药性，抗原性等改变，基因并未改变，改变的生物学性状不能遗传313.3、基因型混合指两种病毒的核酸偶尔混合装在同一病毒衣壳内，或两种病毒的核衣壳偶尔包在一个囊膜内，但它们的核酸都未重组合，所以没有遗传性。32virus Avirus B或POLYPOIDY33三、病毒基因图构建方法重组作图重配组图中间型杂交作图物理图谱341、重组作图连锁交换。最大重组率为50%，两突变体标记最远。35噬菌体突变的重组试验

10、T2突变型及特性 细 菌 1 2 1+2快速溶菌突变型：r 大噬菌斑 . .野生型：r+ 小噬菌斑 . .T2宿主范围野生型: h + - 半透明T2宿主范围突变型: h- + + 透明36T2突变型的两点试验噬菌体杂交 h-r+ h+r- Ecoli 1 表现型 基因型透明,小 h-r+ 亲组合半透明,大 h+r- 亲组合 透明,大 h-r- 重组合半透明,小 h+r+ 重组合 (二) 噬菌体重组值的计算 重组噬菌斑数重组值 = 总噬菌斑数Ecoli：1+2 100%37三 T4突变型的三点试验表5-5 T4的 m r tu + + + 三点试验结果 类 型 噬菌斑数 % 重组频率% m-r r-tu m-tu亲本类型 m r tu 3467 + + + 3279单交换型 m + + 520 + r tu 474单交换型 m r + 853 + + tu 96