HIV生命周期2019版高中生物學(xué)選擇性必修一提到了HIV：那么，HIV如何侵入淋巴T細(xì)胞完成生命周期？HIV是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒，其基因組由大約9kb的RNA組成，包括九個(gè)不同的基因，可以編碼15種蛋白質(zhì)。其基因組中有三個(gè)主要基因：gag、pol和env。gag基因編碼病毒核衣殼的結(jié)構(gòu)蛋白，pol基因編碼參與病毒復(fù)制的酶，env基因編碼病毒包膜糖蛋白。gag和pol的mRNA在翻譯后由病毒蛋白酶（pol編碼）切割成不同功能的蛋白。pol單獨(dú)編碼了病毒復(fù)制所需的三個(gè)主要酶：逆轉(zhuǎn)錄酶、整合酶和病毒蛋白酶。env基因的產(chǎn)物是gp160，被宿主細(xì)胞蛋白酶切割成gp120和gp41，然后在病毒包膜中組裝成三聚體。A，HIV基因組結(jié)構(gòu)圖；B，HIV基因編碼蛋白對(duì)應(yīng)的病毒結(jié)構(gòu)。HIV還有其它六個(gè)較小的調(diào)節(jié)基因，編碼影響病毒復(fù)制和感染的功能蛋白。其中兩個(gè)基因Tat和Rev在病毒復(fù)制周期的早期起著調(diào)節(jié)功能。剩下的四個(gè)基因Nef、Vif、Vpr和Vpu對(duì)于病毒的高效率產(chǎn)生至關(guān)重要。1、病毒的生命周期：進(jìn)入病毒-細(xì)胞結(jié)合主要通過(guò)病毒表面裝飾的包膜棘突與目標(biāo)T細(xì)胞表面分子之間的非特異性相互作用來(lái)介導(dǎo)。包膜棘突是由非共價(jià)結(jié)合的表面糖蛋白（gp120）和跨膜糖蛋白（gp41）亞單位組成的異二聚體三聚體。HIV進(jìn)入細(xì)胞起重要作用的是的其包膜上的一個(gè)大“鉤子”，這是HIV設(shè)計(jì)的精巧開(kāi)關(guān)，一旦和T細(xì)胞相遇，它會(huì)牢牢地勾住T細(xì)胞。同時(shí)，“鉤子”里藏有一排“牙齒”，這排“牙齒”隨即咬開(kāi)T細(xì)胞的細(xì)胞膜，從而讓病毒進(jìn)入到T細(xì)胞中。2、病毒的生命周期：基因組的逆轉(zhuǎn)錄和整合逆轉(zhuǎn)錄酶（RT）將病毒RNA基因組逆轉(zhuǎn)錄為雙鏈cDNA。RT沒(méi)有校對(duì)機(jī)制，它具有三種活性：RNA依賴(lài)性DNA聚合酶、核酸酶H（RNaseH）和DNA依賴(lài)性DNA聚合酶活性。病毒cDNA的整合到宿主細(xì)胞基因組是由整合酶和幾種宿主蛋白的作用介導(dǎo)的。它需要病毒長(zhǎng)末端重復(fù)序列（LTRs），并優(yōu)先靶向于宿主基因組的活躍轉(zhuǎn)錄區(qū)域。整合可以導(dǎo)致產(chǎn)生潛伏的或轉(zhuǎn)錄活躍的病毒cDNA，稱(chēng)為原病毒（provirus）。活躍的原病毒是病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)部復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的模板。潛伏的原病毒是無(wú)法完全清除感染者體內(nèi)病毒的原因，也是完全治愈HIV的巨大挑戰(zhàn)，感染者體內(nèi)潛伏感染細(xì)胞的數(shù)量非常少，大約為10^6數(shù)量級(jí)。原病毒（Provirus）示意圖。3、病毒的生命周期：病毒基因組的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄病毒的復(fù)制在整合后開(kāi)始，通過(guò)宿主細(xì)胞RNA聚合酶產(chǎn)生新生的病毒RNA基因組。基因組的轉(zhuǎn)錄受到結(jié)合在病毒基因組兩側(cè)的LTR序列內(nèi)的蛋白質(zhì)調(diào)控，激活的T細(xì)胞誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子NFκB和NFAT蛋白的表達(dá)，它們結(jié)合到原病毒LTR并啟動(dòng)HIV基因組的轉(zhuǎn)錄。(A)在活化的T細(xì)胞中，轉(zhuǎn)錄因子（NFκB和NFAT）的水平升高，NFκB與HIVLTR相結(jié)合并招募P-TEFb，HAT和SWI/SNF重塑機(jī)制。這導(dǎo)致染色質(zhì)整體解壓縮并使其他轉(zhuǎn)錄因子可以結(jié)合。（B）進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài)后，轉(zhuǎn)錄因子NFκB，NFAT和共激活因子P-TEFb的水平降低，減少了HIV轉(zhuǎn)錄。它們還減少了Tat的水平。第一個(gè)病毒轉(zhuǎn)錄本(transcript)會(huì)被充分的剪切，產(chǎn)生編碼幾種調(diào)節(jié)蛋白的mRNA，包括Tat和Rev。Tat既可以增強(qiáng)原病毒的轉(zhuǎn)錄，又結(jié)合RNA轉(zhuǎn)錄本，使其穩(wěn)定成可翻譯的形式。Rev結(jié)合RNA轉(zhuǎn)錄本并將其運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞質(zhì)。隨著Rev水平的增加，未被充分剪切和未經(jīng)剪切的病毒轉(zhuǎn)錄本逐漸從細(xì)胞核中釋放到細(xì)胞質(zhì)。單剪切和未經(jīng)剪切的轉(zhuǎn)錄本會(huì)編碼病毒的結(jié)構(gòu)蛋白，未經(jīng)剪切的轉(zhuǎn)錄本也是新的病毒基因組，它們與這些蛋白一起包裝成許多新的病毒顆粒。病毒的轉(zhuǎn)錄和翻譯示意圖4、病毒的生命周期：病毒的組裝和出芽病毒的組裝和出芽發(fā)生在宿主細(xì)胞的細(xì)胞膜上。p55是Gag前體蛋白,p55轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞膜，并附著在磷脂雙分子層上，組裝成未成熟的病毒核心，Env糖蛋白通過(guò)gp41的跨膜錨附著在其中，其他結(jié)構(gòu)性病毒蛋白也會(huì)在細(xì)胞膜上共同組裝。特別是與兩個(gè)拷貝的病毒RNA基因組、Gag-Pol多蛋白、Vpr、Vif和Nef結(jié)合。其中一個(gè)關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)性蛋白是p6，它將病毒核心與細(xì)胞膜上的泡腺體分選復(fù)合物的組分連接在一起。HIV顆粒的組裝和出芽。（1）Gag在ψR(shí)NA區(qū)域結(jié)合病毒RNA。（2）Gag-vRNA復(fù)合物、游離的Gag和Gag-Pol蛋白質(zhì)向細(xì)胞質(zhì)移動(dòng)；（3）Gag的N末端MA結(jié)構(gòu)域結(jié)合到細(xì)胞膜而C末端NC結(jié)構(gòu)域伸向細(xì)胞質(zhì)并結(jié)合病毒RNA。通過(guò)MA-脂質(zhì)、Gag-Gag和NC/RNA相互作用，Gag和Gag-Pol單元聚集。其他組分被加載到Gag上。RNA結(jié)構(gòu)、Gag結(jié)構(gòu)的不斷增大、GagNC-actin的相互作用以及最后通過(guò)ESCRT招募（4和5）介導(dǎo)膜的塌陷和病毒顆粒的最終出芽（6）。在出芽之前，其他宿主因子，包括細(xì)胞質(zhì)病毒限制因子如APOBEC3G，可以被納入到病毒顆粒中。未成熟病毒顆粒從細(xì)胞膜上出芽同時(shí)，p55和Gag-Pol的蛋白酶解剪切發(fā)生，生成成熟的病毒顆粒。HIV的整個(gè)生命周期示意圖綜上，近年來(lái)，在抑制HIV復(fù)制和