1、Chapter3 Structures &functions of genome Virus genome Prokaryote Genome Eukaryote GenomeVirus genome病毒基因組核酸的主要類型1、雙鏈DNA 多數動物病毒，如腺病毒、皰疹病毒、痘病毒，環形、線形。2、單鏈DNA 動物病毒中僅微小病毒為單鏈病毒；噬菌體中僅含單鏈DNA。 RNA病毒基因組所攜帶的遺傳信息普通在同一條鏈上，序列與mRNA一樣的為正股+，與mRNA互補的為負股3、雙鏈RNA 以負鏈RNA為模板轉錄出mRNA如呼腸孤病毒及噬真菌體。4、單鏈負股RNA 5、單鏈正股RNA： 如逆轉錄

2、病毒病毒基因組構造與功能1、不同病毒基因組大小相差較大2、不同病毒的基因組可以是不同構造的核酸3、病毒基因組有延續的也有不延續的4、病毒基因組的編碼序列大于90%5、單倍體基因組 除逆轉錄病毒外6、基因有延續的和延續的7、相關基因叢集 病毒基因組核酸序列中功能相關的蛋白質基因往往叢集在基因組的一個或幾個特定的部位，構成 一個功能單位或轉錄單元。8、基因重疊 同一段核酸序列可以編碼2 種或2種以上蛋白質。重疊基因雖然共用一段核酸序列，但轉錄成的mRNA鏈的讀框不同，產生的蛋白質分子大不一樣。1幾個構造基因的編碼區無間隔：幾個基因的編碼區是延續的、不延續的，即編碼一條多肽鏈，翻譯后切割成幾個蛋白質

3、。2mRNA沒有5 端帽子構造 5 端非編碼區的RNA構成特殊的空間構造稱翻譯加強子。3構造基因本身沒有翻譯起始序列，必需在轉錄后進展加工、剪接，與病毒RNA5 端的帽構造相連，或與其它基因的起始密碼子銜接，成為有翻譯功能的完好mRNA。SV40病毒基因組 動物病毒中以SV40研討較多，由sweet 和Hilleman從恒河猴細胞分別。無包膜，直徑45nm，雙鏈環狀DNA，DNA長5243bp。在自然界不引起疾病和腫瘤，當大量接種于免疫缺損動物或新生動物時，引起腫瘤 發生。SV40基因編碼兩種抗原。 VP2和VP3是一個基因經過mRNA剪接構成的不同編碼產物。其序列一樣，只是N 端的長度不同，

4、VP3的N端比VP2的N端短1/3，它們有一樣的C端，只是N端編碼區剪切掉的序列長短不同。 VP1是另外一個基因，晚期基因是一個重疊基因。VP1的起始密碼子位于VP2和VP3的編碼區的內部，閱讀框不同。 VP1需求經過轉錄后剪接獲得5端非編碼區即翻譯起始所需的5 帽子構造，因此又是一個構造不規那么的基因。乙型肝炎病毒HBV基因組 不同毒株的HBV以負股DNA為模板轉錄的RNA均有4 個開放閱讀框架open reading frame,ORF):S、C、P、X。P與其它三個ORF重疊。 S區段編碼病毒的外膜蛋白，由S基因、前S1區段、前S2區段三部分組成。主要蛋白即S蛋白HBsAg) 由S基因編

5、碼；中蛋白由pre-S2和S基因編碼；大蛋白由 pre-S1 、pre-S2和S基因編碼。 C區段編碼HBV中心抗原HBcAg),長約183214個氨基酸殘基。前Cpre-C)富含疏水性氨基酸的密碼子，其編碼產物可促進C抗原從細胞內排到細胞外，進入血液轉變成e抗原。假設pre-C缺失，將不會產生e抗原，而C抗原就積聚于肝細胞內。 P區段編碼DNA聚合酶，富含組氨酸為堿性蛋白，是依賴于RNA的DNA聚合酶逆轉錄酶。 X區段位于C區段上游。 逆轉錄病毒retroviruses)基因組的普通特征編碼區：3 個根本的構造基因 gap編碼病毒衣殼蛋白；pol編碼肽鏈內切酶、一個逆轉錄酶和一個與前病毒整合

6、有關的酶；env編碼包膜蛋白。有的含癌基因。5帽-R-U5-PB-DLS-gap-pol-env-(onc)-C-PB+-U3-R-poly(A)n非編碼區1R區:兩端都有,2080個核苷酸。2引物結合區primer binding site,PB):位于5端的PB區引導起始負鏈cDNA的合成，用PB-表示。3U區：位于R區與PB 區之間。U5與轉錄終止和加polyA有關，U3含強啟動子，起始轉錄RNA。4DLS、 和C區。DLS是兩條病毒+RNA鏈以氫鍵相結合的位點。 為包裝信號。可使RNA包入病毒顆粒；C區不編碼蛋白質，為調控區。前病毒基因組的轉錄和翻譯 逆轉錄病毒基因組的復制和轉錄都需求

7、經過DNA中間體，這種DNA中間體稱為前病毒provirus) 。 長末端反復序列long termial repeated,LTR): U3-R-U5-PB-DLS- -gap-pol-env-(onc)-C-PB+-U3-R-U5人類免疫缺陷病毒HIVGenome HIV(human immunodeficiency virus)俗稱艾滋病毒(AIDS)是逆轉錄病毒的一類，引起人類獲得性免疫缺損綜合癥，長約9.3kb，除了逆轉錄病毒普通的特征外，另外至少含有6 個調控基因如tat、rev、nef、vif、vpu及vpr。 已發現的HIV有兩種：HIV和HIV. HIV從歐洲和美洲分別的毒株

8、,致病力強,是引起全球艾滋病流行的主要病原;HIV 毒力較弱主要局限于西部非洲。tat(反式激活基因編碼一種反式激活蛋白transactivator,Tat),Tat 是HIV基因組復制和基因表達所必需的反式激活因子。存在于兩段分隔存在的基因部分。失去tat的功能那么成為完全無感染性的病毒。rev基因regulator of virion proteins)編碼產物對gag、pol、env 、vpu、vpr、vif的表達有正調控作用，對nef、tat、 rev的表達那么行使負調控作用。 nef(negative regulation factor,nef) 兼有正負調理效應。 vif編碼病毒感

9、染因子(viral infectivity factor,vif) vpr編碼病毒蛋白R(viral protein R)激活基因的表達。 vpu:HIV-1 vpx:HIV-2 Prokaryote Genome1、常僅由一條環狀雙鏈DNA分子組成2、只需一個復制起始點。3、具有支配子operon)構造。4、編碼順序普通不會重疊。5、基因是延續的，無內含子，轉錄后不需剪接。6、編碼區在基因組中所占比例遠遠大于真核基因組，小于病毒基因組。7、基因組中反復序列少。普通為單拷貝，但編碼rRNA的基因往往是多拷貝。8、具有編碼同工酶的基因isogene).9、細菌基因組中存在可挪動的DNA序列，包括

10、插入序列和轉座子。10、在DNA分子中具有多種功能的識別區域。質粒plasmid) 質粒是細菌細胞內攜帶的染色體外的DNA分子，是共價閉合的環狀DNA分子covalent closed circular DNA cccDNA),大小在1200 kb,能獨立進展復制。 質粒“友好地借居于宿主細胞內。靠宿主細胞才干完本錢人的復制，而質粒對宿主細胞的生存不是必需的。 質粒不是單純的寄生，所攜帶的遺傳信息能賦予細菌特定的遺傳性狀。質粒的分類 按功能： R質粒：抗藥性質粒 F質粒(fertility factor):性質粒sex plasmid)可決議細菌的性別 Col質粒：大腸桿菌素質粒,合成大腸桿菌

11、素，殺死不含大腸桿菌素質粒的親緣細菌。 根據質粒能否在細胞間進展傳送： 接合型質粒conjugative plasmid)：如F質粒，雌雄細胞經過性纖毛相互接觸而結合，質粒便從一個細胞傳送給另一個細胞。 非接合型質粒： 按復制機理： 嚴緊型質粒stringent plasmid):即低拷貝數質粒 松弛型質粒relaxed plasmid):高拷貝數質粒。質粒的特性 1、能自主復制。 2、質粒的不相容性incompatibility)兩種親緣關系親密的不同質粒不能共存于一個宿主菌。 3、質粒可以轉移。質粒質粒DNApBR322EcoR、Pst、Hind、BamH、Sal只需一個酶切位點，便于外源基因的插入。質粒DNA的提取 1、細菌的培育：可加少量抗生素如氯霉素抑制宿主蛋白質的合成，質