病毒基因组的结构和功能.ppt

病毒基因组的结构和功能
病毒基因编码的糖蛋白。病毒不能独立地复制，必需进入宿主细胞中借助细胞内的一些酶类和细胞器才能使病毒得以复制。外壳蛋白病毒是最简单的原核生物，完整的病毒颗粒包
括外壳蛋白和内部的基因组DNA或RNA（子或其中的一部分
，对某一个基因来说是内含子，而对另一个基因却是外显子。如SV40和多瘤病毒（polyomavirus）的早期基因就是这样。SV40的早期基因即大T和小t抗原的基
因都是从5146开始反时针方向进行，大T抗原基因到2676位终止，而小t抗原到4624位即终止了，但是，从4900到4555之间一段346bp的片段是大T抗原基
因的内含子，而该内含子中从4900-4624之间的DNA序列则是小t抗原的编码基因。同样，在多瘤病毒中，大T抗原基因中的内含子则是中T和t抗原的编码基因。牛
乳头瘤病毒基因组结构和功能乳头瘤病毒（papillomavirus）是感染人和动物皮肤、粘膜并引起乳头状瘤病变的一种DNA病毒，属于乳多空泡病毒（papov
avirus）科。根据病毒感染的宿主不同可以分为牛乳头瘤病毒（BPV），人乳头瘤病毒（HPV）等。目前已发现的乳头瘤病毒基因组都具有相似的结构。下面以BPV为例
说明乳头瘤病毒的基因组结构及功能。BPVDNA全长7945bp，为闭环超螺旋结构，在宿主细胞中可以和组蛋白结合形成核小体。以BPVDNA中单一的HpaⅠ酶切位点
第一碱基G为１号位,按5'→3'的方向给碱基编号定位。DNA序列分析表明,所有的开放读框（ORF）都存在于一条DNA链上，基因之间有相
互重叠。整个BPV基因组分为编码区和非编码区（NCR），编码区又按其编码蛋白质的功能不同，分为早期转录功能区（E区）和晚期转录功能区（L区）。（NC
R）非编码区又称上游调控区（URR）或长控制区（LCR），位于晚期基因L1终止密码子与早期基因E6第一个起始密码子之间，长度在不同的乳头瘤病毒中不一样，在BPV
。在NCR转录的启动子序列，可以启动早期基因的转录和表达，另外，在该区还有增强子序列，可以被早期基因产物E2蛋白激活，进一步促进早期基因AAC的
表达，目前已搞清了BPVNCR区增强子的序列，该序列为TTGGCGGNNG和ATCGGTGCACCGAT回文结构。从NCR的结构特点上可以看出其主要功能是调节B
PV基因的表达。（或称早期基因区，E区）BPV的E区含有八个开放读框（ORF），分别为E6、E7、E8、E1、E2、E3、E4、E5，其中
E6、E7、E1基因有部份重叠，E8完全在E1中，E3、E4全部包含在E2中，E5与E2部份重叠。E2ORF编码的蛋白产物可以与NCR的增强子结合，而提高或降低
早期基因的表达水平。另外，E2ORF与E1ORF协同可以维持乳头瘤病毒DNA的游离状态而不整合到宿主细胞染色体上去。E6和E7ORFs编码的蛋白质可能是致癌蛋白
。E6和E7蛋白可以引起宿主向恶性转化成为肿瘤细胞。关于E6、E7蛋白引起细胞转化的机制，目前尚不清楚，但有两种解释。[1]在E6、E7蛋白的氨基酸序列中发现有
Cys-x-x-Cys重复序列，目前认为该结构是细胞内核酸结合蛋白所具备的特异性结构，因而认为E6、E7蛋白是DNA结合蛋白，可以调节基因的活性，进一步影响宿主
细胞的增殖和分化，使该过程失去控制而形成肿瘤；[2]最近，在正常细胞中发现有两种蛋白质分子量分别为53KD和106KD分别称为p53和p106蛋白质。这两种蛋白
质缺失或失活往往引起细胞的恶性化。研究发现，乳头瘤病毒的E7和E6蛋白分别可以和p53和p106蛋白质结合而使其失活，这也可能是E6和E7蛋白质导致细胞恶性化的
一种机制。（晚期基因区、L区）：L区ORFs有两个，即L1和L2ORF，编码乳头瘤病毒的外壳蛋白，其中L1蛋白是主要外壳蛋白，L2蛋白是次
要外壳蛋白。RNA噬菌体的基因组结构和功能目前研究最清楚的大肠杆菌RNA噬菌体是MS2，R17，f2和Qβ。它们的基因组小，只有3600到42
00个核苷酸，包含四个基因。。在四个基因中有两个基因编码噬菌体的结构蛋白：一个是A蛋白的基因，长1178个核苷酸。A
蛋白（称为成熟蛋白）的功能是使噬菌体能识别宿主，并使其RNA基因组能进入宿主菌，每个噬菌体一般只存在分子的A蛋白。另一个结构蛋白基因长399个核苷酸，编码外壳蛋
白以构成病毒颗粒，每个噬菌体有180个分子。基因组的