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病毒的遗传信息的传递

(2015-02-21 21:53:58)
标签:

病毒

遗传信息

分类: 高中教学

病毒分为DNA病毒和RNA病毒,其中DNA病毒分为单链DNA和双链DNA病毒,RNA病毒同样也分为单链RNA和双链RNA病毒。根据其遗传物质的不同,它们遗传信息的传递途径也存在着差别。

一、DNA病毒的遗传信息流动过程

DNA病毒按照遗传物质DNA的类型划分为双股DNA病毒、单股DNA病毒等不同类型。

1、双链DNA病毒的遗传信息流动

人和动物DNA病毒绝大多数为双链DNA病毒,如疱疹病毒、T4噬菌体、天花病毒等,其DNA复制和基因的转录发生在宿主细胞的细胞核内,翻译则在细胞质中的核糖体上进行。复制按半保留方式进行,以病毒双链DNA分子中的-DNA为模板,依靠宿主细胞内的RNA聚合酶,合成mRNA,在宿主细胞的核糖体上合成早期蛋白质(DNA聚合酶);再以病毒的双股DNA分子为模板,复制出大量的子代病毒双链DNA分子;以病毒双股DNA分子中的-DNA为模板,依靠宿主细胞内的RNA聚合酶,合成mRNA,在宿主细胞的核糖体上合成病毒的各种蛋白质。其遗传信息的流动过程也可用上图1来表示。

病毒的遗传信息的传递

2、单链DNA病毒的遗传信息流动

单链DNA病毒种类较少,如猪圆环病毒、鸡贫血病毒等,其DNA复制和基因的转录发生在宿主细胞的细胞核内,翻译则在细胞质中的核糖体上进行。复制按半保留方式进行,以病毒单股DNA分子为模板,合成-DNA,和病毒单DNA螺旋形成±DNA;再以-DNA为模板,复制出大量的子代病毒单链DNA;以±DNA中的-DNA为模板,依靠宿主细胞内的RNA聚合酶,合成mRNA,在宿主细胞的核糖体上合成病毒的各种蛋白质。以其遗传信息的流动过程可用下图2来表示:

病毒的遗传信息的传递

 

二、RNA病毒中遗传信息的流动过程

RNA病毒主要按照遗传物质RNA的类型划分为双股RNA病毒、正链RNA病毒、负链RNA病毒和逆转录病毒等不同类型。

1、双链RNA病毒的遗传信息流动

常见的双链RNA病毒,如呼肠弧病毒科的蓝舌病毒、轮状病毒等,其遗传物质的复制和转录、翻译均发生在宿主细胞内。侵入宿主细胞后,以病毒RNA为模板合成子代RNA,以病毒-RNA为模板合成mRNA并翻译形成病毒蛋白质,进而组装成子代病毒。双链RNA病毒遗传信息的流动过程可以用下图3来表示。病毒的遗传信息的传递

 

2、正链RNA病毒的遗传信息流动

脊髓灰质炎病毒就是最为常见的正链RNA病毒,在侵入宿主细胞后,病毒的+RNA直接附着于宿主细胞核糖体上,翻译出大分子蛋白,并迅速被蛋白水解酶降解为结构蛋白和非结构蛋白,如RNA聚合酶。在这种酶的作用下,以亲代+RNA为模板形成一双链结构±RNA,称复制型(Replicative form。再从互补的-RNA复制出多股子代+RNA,这种由一条完整的负链和正在生长中的多股正链组成的结构,秒复制中间体(Replicative intermediate) ”。新的子代RNA分子在复制环中有三种功能:(1)为进一步合成复制型起模板作用;(2)继续起mRNA作用;(3)构成感染性病毒RNA 正链RNA病毒的遗传信息流动过程可以用下图4来表示。

病毒的遗传信息的传递

 

3、负链RNA病毒的遗传信息流动

流感病毒、副流感病毒、狂犬病毒和腮腺炎病毒等有囊膜病毒属于这一范畴。病毒体中含有RNA聚合酶,从侵入的-RNA转录出mRNA,翻译出病毒结构蛋白和酶,同时该mRNA又可做为模板,在RNA聚合酶作用下合成子代负链RNA 负链RNA病毒的遗传信息流动过程可以用下图5来表示。病毒的遗传信息的传递

 

4、逆转录病毒的遗传信息流动

逆转录病毒含有单股正链RNA、逆转录酶和tRNA。首先,病毒+RNA进入细胞质后,以+RNA为模板,在逆转录酶等的作用下,合成-DNA,形成+RNA-DNA复合体,+RNA被降解,进而以-DNA为模板形成±DNA,转入细胞核内,整合到宿主DNA中,成为前病毒。然后,以前病毒DNA转录出病毒mRNA,翻译出病毒蛋白质。同样从前病毒DNA转录出病毒RNA,在细胞质内装配,最后释放出宿主细胞。逆转录病毒的遗传信息流动过程可用下图6来表示。

病毒的遗传信息的传递






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