第六章病毒的遗传与变异课件

第六章病毒的遗传与变异

遗传：指生物体亲代与子代之间形态结构与生理机能的相似性。变异：指亲代与子代之间，以及子代各个体之间的差异。病毒的变异包括突变、基因重组和病毒之间的非遗传相互作用。.一、病毒的突变指生物体的表型所发生的突然性的可遗传的改变。（一）突变的类型1、按引起突变的原因分：（1）自发突变病毒在无任何已知的诱变剂存在的条件下所发生的突变。RNA病毒的自发突变频率较DNA病毒高。.

（2）

诱发突变利用各种物理或化学诱变剂处理野生型病毒群体所引起的病毒突变。

.常用诱变剂①体外诱变剂亚硝酸：使腺嘌呤脱氨变成次黄嘌呤，复制时次黄嘌呤与胞嘧啶配对（AT-GC）或使胞嘧啶脱氨转变成尿嘧啶，导致CG-TA。烷化剂：在碱基的许多部位起作用，特别是烷化嘌呤的N7部位。甲基磺酸乙酯（EMS）、甲基磺酸酸甲酯（MMS）。.②体内诱变剂

碱基类似物：2-氨基嘌呤、5-溴脱氧尿苷、5-氮杂胞苷等，导致碱基的转换或颠换。

嵌入剂：吖啶类染料导致碱基增加或缺失，发生移框突变.2．按核酸发生变化的类型，即核苷酸的置换，缺失进行分类：（1）沉默突变

A三联密码子的碱基发生改变，而所编码的AA不变。GGAGGCGGUGGG四个密码转译的AA均为甘氨酸。

B碱基改变，导致编码的AA改变，但不影响蛋白质的构型和稳定性，基因组的表型仍维持原状。.（2）误意突变

改变的AA处于结构上的重要位置，多肽的正常功能丧失。（3）无意突变

多肽合成完成前终止，多肽功能丧失。（4）移框突变

病毒基因组小的缺失。（5）缺失突变

大的缺失。.3．按病毒表达的表型分类毒力突变、蚀斑突变、宿主范围突变、抗原突变、对化学药物的感受性突变、对温度的感受性突变.（二）病毒突变株

株：指同一病毒的不同野生型。型：利用补体结合反应、沉淀反应、红细胞凝集抑制反应以及中和试验等血清学方法所确定的病毒的血清型。突变体：指有明确的突变而不同于野生型，并且通常是在实验室产生的病毒。变异株（变种）：指表型不同于野生型，但变异产生的基因型依据还不清楚的病毒。

.病毒突变株的类型1.条件致死突变株

在实验者所规定的某些条件下不能繁殖，但在允许条件下能够繁殖，而相应的野生型在这两种条件下都能繁殖。其中比较有用的是温敏突变体，它较野生型毒株的毒力要低。.2．宿主范围突变株

与野生型相比，宿主范围有所改变。

比较有用的是适应新宿主的突变体，其意义是：①获得弱毒株②利用细胞代替原宿主实验动物进行病毒培养的研究。特点：对原宿主毒力减弱，对新宿主的毒力逐渐增强.病毒蚀斑（空斑）：指病毒在已长成的单层细胞上形成的局限性病灶。3．蚀斑或痘斑突变株.4．冷适应突变株（毒力较野生型弱）

能在比野生型通常的复制温度或复制的最适温度要低的温度下进行复制的突变体。通过病毒长期低温传代培养获得。

.5．毒力突变株6．抗原突变株

流感病毒、口蹄疫病毒易发生抗原变异猪瘟病毒、牛瘟病毒还未发现有明显的抗原差异.7．抗药性突变株

抗病毒药物：金刚烷胺、吗啉双胍、碘苷、5-溴脱氧尿嘧啶核苷。8．同变体（共变体）

多种表型同时改变的突变株.二．基因重组

由于两个或两个以上的病毒颗粒共同感染同一细胞时所发生的遗传物质的交换。.（一）基因重组的类型

1．活病毒间的基因重组2．交叉复活：指活病毒与灭活病毒之间的基因重组，子代病毒具备灭活病毒的某些性状。3．多数感染复活现象：以同株灭活病毒大量感染敏感细胞时，产生活的感染性病毒的现象。4．病毒与细胞之间的重组.（二）病毒的重组方式

1．

分子内重组具单一核酸分子基因组的病毒的核酸分子内的序列转移。这一过程的完成需要核酸分子的断裂及与其它核酸分子的再连接，也就是需要病毒的交配。.反转录病毒的两个基因重组模型.2．基因重配具有分段基因组的病毒之间核酸片段的交换。重组易发生于同种病毒的不同毒株之间不同种的病毒之间或不同科的病毒之间较少发生重组。.两个病毒之间的核酸片段交换.三．病毒之间的非遗传性相互作用

（一）表型混合因病毒混合感染而产生一种具有来自于两种亲代病毒的表型特征，但只具有其中一种病毒基因组的子代病毒的现象。eg.大肠杆菌噬菌体T2只感染大肠杆菌B/4株T4只感染大肠杆菌B/2株.病毒的表型混合.1、混合壳体无包膜的病毒混合感染时，产生的子代病毒体的壳体由两种亲代病毒所产生的壳粒组成，但壳体内只包装着其中一种病毒的基因组。.2、转壳现象两种不同的病毒混合感染同一细胞培养时，产生的子代病毒为其中一种病毒的基因组包装在另一种病毒所编码的壳体中的现象。所产生的子代病毒称为假型病毒。.3、嵌合包膜两种不同的病毒混合感染同一细胞培养时，产生的子代病毒的包膜具有两种亲代病毒的包膜糖蛋白抗原，但包膜内只含有一个亲代病毒的基因组。这种具有两种亲代病毒包膜特征的包膜称为嵌合包膜。.（二）多倍体病毒多倍体病毒：在一个病毒包膜内包装有几个核衣壳的病毒。只见于有包膜的病毒。异多倍体病毒：两种不同的病毒混合感染时产生的多倍体病毒。

.（三）互补作用两种病毒混合感染时，由于一种病毒为另一种提供了其必需的但又不能自己合成的基因产物，而促进了其增殖或者两种病毒互为提供对方所必需的基因产物，使双方的增殖有所促进。

.互补作用主要包括两种：1．辅助病毒与缺损病毒之间的互补①辅助病毒与卫星RNA②辅助病毒与干扰缺损颗粒2．有活力病毒与灭活病毒之间的互补痘病毒科中的纤维瘤病毒（引起良性纤维瘤）与粘液瘤病毒（高度的致死性）.（四）干扰作用

两种病毒混合感染时，一种病毒的繁殖被另一种病毒所抑制的现象。干扰可发生于不同的病毒之间，也可发生于同种病毒的不同毒株，甚至同一病毒的不同颗粒之间。.1.干扰素诱导的干扰（1）

干扰素（interferon,IF)是一组具有多种生物学功能的糖蛋白，它是具有正常生物功能的细胞在适宜诱生剂作用下产生的，具有抗病毒、抗肿瘤、免疫调节、维持细胞自身稳定等多种生物活性。.(2)

干扰素抗病毒作用的特点①

干扰素不能杀灭病毒，其抗病毒作用不是直接的，而是一种间接的作用。机制：A、与细胞表面作用，激活编码抗病毒蛋白质的细胞基因，表达产生能抑制病毒复制的抗病毒蛋白，使细胞建立起抗病毒状态。B、减轻由于病毒复制所引起的细胞损伤，从而使机体或细胞受到保护。.②

干扰素具有广谱的抗病毒活性。③

干扰素的抗病毒活性有相对的种属特异性。④

不同病毒对干扰素作用的敏感性不同。.※

病毒诱生干扰素的成份是病毒复制过程中形成的双链RNA。RNA病毒诱生干扰素的能力较DNA病毒强。.2．

非干扰素诱导的干扰(1)

同源干扰在同源的动物病毒感染时，一种病毒在感染时间或感染复数上占优势从而对另一种病毒所造成的干扰，称为同源干扰。可发生于病毒的吸附、侵入和分子合成阶段，其中以后者最为普遍。

.同源干扰的机制①

在宿主细胞表面具有相同病毒受体的病毒，往往可在病毒吸附阶段互相干扰。②

DI颗粒在病毒生物合成阶段形成干扰。.（2）

异源干扰当不同种属，甚至不同科的病毒感染同一细胞时所引起的干扰。异源干扰可发生于病毒感染的不同阶段，其干扰的机制在不同的系统中有所不同。.

异源干扰的机制A.

不同的病毒具有相同的细胞受体。e.g腺病毒2型与柯萨奇病毒B3B.某些病毒能阻断宿主细胞和其它病毒mRNA的翻译，e.g.脊髓灰质炎病毒对水泡性口炎病毒繁殖的抑制。.C.

某些病毒的核酸能与先感染的病毒所合成的复制酶结合形成无活性的复合物。

e.g新城疫（ND病毒