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1、关于病毒的遗传与变异(2)第一页，讲稿共四十一页哦一、病毒的突变一、病毒的突变指指生生物物体体的的表表型型所所发发生生的的突突然然性性的的可可遗遗传传的改变。的改变。（一）突变的类型（一）突变的类型1、按引起突变的原因分：、按引起突变的原因分：（1）自发突变）自发突变病病毒毒在在无无任任何何已已知知的的诱诱变变剂剂存存在在的的条条件件下下所发生的突变。所发生的突变。nRNA病毒的自发突变频率较病毒的自发突变频率较DNA病毒高。病毒高。第二页，讲稿共四十一页哦（2）诱发诱发突变突变 利利用用各各种种物物理理或或化化学学诱诱变变剂剂处处理理野野生生型型病病毒群体所引起的病毒突变。毒群体所引起的病毒
2、突变。第三页，讲稿共四十一页哦常用诱变剂常用诱变剂体外诱变剂体外诱变剂n亚亚硝硝酸酸：使使腺腺嘌嘌呤呤脱脱氨氨变变成成次次黄黄嘌嘌呤呤，复复制制时时次次黄黄嘌嘌呤呤与与胞胞嘧嘧啶啶配配对对（AT-GC）或或使使胞胞嘧嘧啶啶脱氨转变成尿嘧啶，导致脱氨转变成尿嘧啶，导致CG-TA。n烷烷化化剂剂：在在碱碱基基的的许许多多部部位位起起作作用用，特特别别是是烷烷化化嘌嘌呤呤的的N7部部位位。甲甲基基磺磺酸酸乙乙酯酯（EMS）、甲甲基磺酸酸甲酯（基磺酸酸甲酯（MMS）。）。第四页，讲稿共四十一页哦体内诱变剂体内诱变剂n碱碱基基类类似似物物：2-氨氨基基嘌嘌呤呤、5-溴溴脱脱氧氧尿尿苷苷、5-氮杂胞苷等，
3、导致碱基的转换或颠换。氮杂胞苷等，导致碱基的转换或颠换。n嵌入剂：嵌入剂：吖啶类染料吖啶类染料导致碱基增加或缺失，导致碱基增加或缺失，发生移框突变发生移框突变第五页，讲稿共四十一页哦2按按核核酸酸发发生生变变化化的的类类型型，即即核核苷苷酸酸的的置置换换，缺缺失失进进行行分类：分类：n（1）沉默突变）沉默突变A三联密码子的碱基发生改变，而所三联密码子的碱基发生改变，而所编码的编码的AA不变。不变。GGAGGCGGUGGG四四个个密密码码转转译译的的AA均均为为甘甘氨氨酸。酸。B碱碱基基改改变变，导导致致编编码码的的AA改改变变，但但不不影影响响蛋蛋白白质质的构型和稳定性，基因组的表型仍维持原状
4、的构型和稳定性，基因组的表型仍维持原状。第六页，讲稿共四十一页哦（2）误意突变）误意突变改改变变的的AA处处于于结结构构上上的的重重要要位位置置，多多肽的正常功能丧失。肽的正常功能丧失。（3）无意突变）无意突变多肽合成完成前终止，多肽功能丧失多肽合成完成前终止，多肽功能丧失。（4）移框突变）移框突变病毒基因组小的缺失。病毒基因组小的缺失。（5）缺失突变）缺失突变大的缺失。大的缺失。第七页，讲稿共四十一页哦n3按病毒表达的表型分类按病毒表达的表型分类毒力突变、毒力突变、蚀斑突变、蚀斑突变、宿主范围突变、宿主范围突变、抗原突变、抗原突变、对化学药物的感受性突变、对化学药物的感受性突变、对温度的感受
5、性突变对温度的感受性突变第八页，讲稿共四十一页哦（二）病毒突变株（二）病毒突变株v株：株：指同一病毒的不同野生型。指同一病毒的不同野生型。v型型：利利用用补补体体结结合合反反应应、沉沉淀淀反反应应、红红细细胞胞凝凝集集抑抑制制反反应以及中和试验等血清学方法所确定的病毒的血清型。应以及中和试验等血清学方法所确定的病毒的血清型。v突突变变体体：指指有有明明确确的的突突变变而而不不同同于于野野生生型型，并并且且通通常常是在实验室产生的病毒。是在实验室产生的病毒。v变变异异株株（变变种种）：指指表表型型不不同同于于野野生生型型，但但变变异异产产生生的的基因型依据还不清楚的病毒。基因型依据还不清楚的病毒
6、。第九页，讲稿共四十一页哦病毒突变株的类型病毒突变株的类型1.条件致死突变株条件致死突变株在在实实验验者者所所规规定定的的某某些些条条件件下下不不能能繁繁殖殖，但但在在允允许许条条件件下下能能够够繁繁殖殖，而而相相应应的的野野生生型型在在这这两两种种条条件件下下都都能能繁繁殖殖。其其中中比比较较有有用用的的是是温温敏突变体敏突变体，它较野生型毒株的毒力要低。，它较野生型毒株的毒力要低。第十页，讲稿共四十一页哦2宿主范围突变株宿主范围突变株与野生型相比，宿主范围有所改变。与野生型相比，宿主范围有所改变。比比较较有有用用的的是是适适应应新新宿宿主主的的突突变变体体，其其意意义是：义是：获得弱毒株获
7、得弱毒株利利用用细细胞胞代代替替原原宿宿主主实实验验动动物物进进行行病病毒培养的研究。毒培养的研究。特特点点：对对原原宿宿主主毒毒力力减减弱弱，对对新新宿宿主主的的毒毒力逐渐增强力逐渐增强第十一页，讲稿共四十一页哦病毒蚀斑（空病毒蚀斑（空斑）：指病毒斑）：指病毒在已长成的单在已长成的单层细胞上形成层细胞上形成的局限性病灶的局限性病灶。3蚀斑或痘斑突变株蚀斑或痘斑突变株第十二页，讲稿共四十一页哦4冷适应突变株（毒力较野生型弱）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。最适温度要低的温度下进行复制的突变体
8、。通过病毒长期低温传代培养获得。通过病毒长期低温传代培养获得。第十三页，讲稿共四十一页哦5毒力突变株毒力突变株6抗原突变株抗原突变株流感病毒、口蹄疫病毒易发生抗原变异流感病毒、口蹄疫病毒易发生抗原变异猪猪瘟瘟病病毒毒、牛牛瘟瘟病病毒毒还还未未发发现现有有明明显显的的抗原差异抗原差异第十四页，讲稿共四十一页哦7抗药性突变株抗药性突变株抗抗病病毒毒药药物物：金金刚刚烷烷胺胺、吗吗啉啉双双胍胍、碘碘苷苷、5-溴脱氧尿嘧啶核苷。溴脱氧尿嘧啶核苷。8同变体（共变体）同变体（共变体）多种表型同时改变的突变株多种表型同时改变的突变株第十五页，讲稿共四十一页哦二基因重组二基因重组由由于于两两个个或或两两个个以
9、以上上的的病病毒毒颗颗粒粒共共同同感感染同一细胞时所发生的遗传物质的交换。染同一细胞时所发生的遗传物质的交换。第十六页，讲稿共四十一页哦（一）基因重组的类型（一）基因重组的类型1活病毒间的基因重组活病毒间的基因重组2交交叉叉复复活活：指指活活病病毒毒与与灭灭活活病病毒毒之之间间的的基基因重组，子代病毒具备灭活病毒的某些性状。因重组，子代病毒具备灭活病毒的某些性状。3多多数数感感染染复复活活现现象象：以以同同株株灭灭活活病病毒毒大大量量感染敏感细胞时，产生活的感染性病毒的现象。感染敏感细胞时，产生活的感染性病毒的现象。4病毒与病毒与细胞之间的重组细胞之间的重组第十七页，讲稿共四十一页哦（二）病毒
10、的重组方式（二）病毒的重组方式1分子内重组分子内重组具具单单一一核核酸酸分分子子基基因因组组的的病病毒毒的的核核酸酸分分子子内内的的序序列列转转移移。这这一一过过程程的的完完成成需需要要核核酸酸分分子子的的断断裂裂及及与与其其它它核核酸酸分分子子的的再再连连接接，也也就是需要病毒的交配。就是需要病毒的交配。第十八页，讲稿共四十一页哦反转录病毒的两个基因重组模型反转录病毒的两个基因重组模型第十九页，讲稿共四十一页哦2基因重配基因重配n具具有有分分段段基基因因组组的的病病毒毒之之间间核核酸酸片片段段的的交交换。换。n重组易发生于同种病毒的不同毒株之间重组易发生于同种病毒的不同毒株之间n不不同同种种
11、的的病病毒毒之之间间或或不不同同科科的的病病毒毒之之间间较较少发生重组。少发生重组。第二十页，讲稿共四十一页哦两个病毒之间的核酸片段交换两个病毒之间的核酸片段交换第二十一页，讲稿共四十一页哦三病毒之间的非遗传性相互作用三病毒之间的非遗传性相互作用（一）表型混合（一）表型混合因因病病毒毒混混合合感感染染而而产产生生一一种种具具有有来来自自于于两两种种亲亲代代病病毒毒的的表表型型特特征征，但但只只具具有有其其中中一一种种病病毒毒基基因因组组的的子子代代病病毒毒的的现现象。象。eg.大肠杆菌噬菌体大肠杆菌噬菌体T2只感染大肠杆菌只感染大肠杆菌B/4株株T4只感染大肠杆菌只感染大肠杆菌B/2株株第二十
12、二页，讲稿共四十一页哦病毒的表型混合病毒的表型混合第二十三页，讲稿共四十一页哦1、混合壳体、混合壳体无无包包膜膜的的病病毒毒混混合合感感染染时时，产产生生的的子子代代病病毒毒体体的的壳壳体体由由两两种种亲亲代代病病毒毒所所产产生生的的壳壳粒粒组组成成，但但壳壳体体内内只只包包装装着着其其中中一一种种病病毒毒的的基基因组。因组。第二十四页，讲稿共四十一页哦2、转壳现象、转壳现象两两种种不不同同的的病病毒毒混混合合感感染染同同一一细细胞胞培培养养时时，产产生生的的子子代代病病毒毒为为其其中中一一种种病病毒毒的的基基因因组组包包装装在在另另一一种种病病毒毒所所编编码码的的壳壳体体中中的的现现象象。所
13、所产产生生的子代病毒称为假型病毒。的子代病毒称为假型病毒。第二十五页，讲稿共四十一页哦3、嵌合包膜、嵌合包膜两两种种不不同同的的病病毒毒混混合合感感染染同同一一细细胞胞培培养养时时，产产生生的的子子代代病病毒毒的的包包膜膜具具有有两两种种亲亲代代病病毒毒的的包包膜膜糖糖蛋蛋白白抗抗原原，但但包包膜膜内内只只含含有有一一个个亲亲代代病病毒毒的的基基因因组组。这这种种具具有有两两种种亲亲代代病病毒毒包膜特征的包膜称为嵌合包膜。包膜特征的包膜称为嵌合包膜。第二十六页，讲稿共四十一页哦（二）多倍体病毒（二）多倍体病毒n多多倍倍体体病病毒毒：在在一一个个病病毒毒包包膜膜内内包包装装有有几几个核衣壳的病毒
14、。只见于有包膜的病毒。个核衣壳的病毒。只见于有包膜的病毒。n异多倍体病毒：异多倍体病毒：两种不同的病毒混合感染两种不同的病毒混合感染时产生的多倍体病毒。时产生的多倍体病毒。第二十七页，讲稿共四十一页哦（三）互补作用（三）互补作用两种病毒混合感染时，由于一种病毒为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，使双方的增为提供对方所必需的基因产物，使双方的增殖有所促进。殖有所促进。第二十八页，讲稿共四十一页哦互补作用主要包括两种：互
15、补作用主要包括两种：1辅助病毒与缺损病毒之间的互补辅助病毒与缺损病毒之间的互补辅助病毒与卫星辅助病毒与卫星RNA辅助病毒与干扰缺损颗粒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有活力病毒与灭活病毒之间的互补痘痘病病毒毒科科中中的的纤纤维维瘤瘤病病毒毒（引引起起良良性性纤纤维瘤）与粘液瘤病毒（高度的致死性）维瘤）与粘液瘤病毒（高度的致死性）第二十九页，讲稿共四十一页哦（四）干扰作用（四）干扰作用n两两种种病病毒毒混混合合感感染染时时，一一种种病病毒毒的的繁繁殖殖被另一种病毒所抑制的现象。被另一种病毒所抑制的现象。n干干扰扰可可发发生生于于不不同同的的病病毒毒之之间间，也也可可发发生生
16、于于同同种种病病毒毒的的不不同同毒毒株株，甚甚至至同同一一病病毒毒的的不同颗粒之间。不同颗粒之间。第三十页，讲稿共四十一页哦1.干扰素诱导的干扰干扰素诱导的干扰（1）干扰素（干扰素（interferon,IF)n是一组具有多种生物学功能的糖蛋白，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，具有作用下产生的，具有抗病毒、抗肿瘤、免疫抗病毒、抗肿瘤、免疫调节、维持细胞自身稳定调节、维持细胞自身稳定等多种生物活性。等多种生物活性。第三十一页，讲稿共四十一页哦(2)干扰素抗病毒作用的特点干扰素抗病毒作用的特点干干扰扰素素不
17、不能能杀杀灭灭病病毒毒，其其抗抗病病毒毒作作用用不不是是直接的，而是一种间接的作用。直接的，而是一种间接的作用。机机制制：A、与与细细胞胞表表面面作作用用，激激活活编编码码抗抗病病毒毒蛋蛋白白质质的的细细胞胞基基因因，表表达达产产生生能能抑抑制制病病毒毒复复制制的的抗抗病病毒毒蛋蛋白白，使使细细胞胞建建立立起起抗抗病病毒毒状状态态。B、减减轻轻由由于于病病毒毒复复制制所所引引起起的的细细胞胞损损伤伤，从从而使机体或细胞受到保护。而使机体或细胞受到保护。第三十二页，讲稿共四十一页哦干扰素具有广谱的抗病毒活性。干扰素具有广谱的抗病毒活性。干扰素的抗病毒活性有相对的种属特异性。干扰素的抗病毒活性有相
18、对的种属特异性。不同病毒对干扰素作用的敏感性不同。不同病毒对干扰素作用的敏感性不同。第三十三页，讲稿共四十一页哦病病毒毒诱诱生生干干扰扰素素的的成成份份是是病病毒毒复复制制过过程程中中形形成成的的双双链链RNA。RNA病病毒毒诱诱生生干干扰扰素的能力较素的能力较DNA病毒强。病毒强。第三十四页，讲稿共四十一页哦2非干扰素诱导的干扰非干扰素诱导的干扰(1)同源干扰同源干扰n在同源的动物病毒感染时，一种病毒在感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。可发生于病毒所造成的干扰，称为同源干扰。可发生
19、于病毒的吸附、侵入和分子合成阶段，其中以后者最的吸附、侵入和分子合成阶段，其中以后者最为普遍。为普遍。第三十五页，讲稿共四十一页哦同源干扰的机制同源干扰的机制n在在宿宿主主细细胞胞表表面面具具有有相相同同病病毒毒受受体体的的病病毒，往往可在病毒吸附阶段互相干扰。毒，往往可在病毒吸附阶段互相干扰。nDI颗粒在病毒生物合成阶段形成干扰。颗粒在病毒生物合成阶段形成干扰。第三十六页，讲稿共四十一页哦（2）异源干扰异源干扰n当当不不同同种种属属，甚甚至至不不同同科科的的病病毒毒感感染染同同一一细细胞胞时时所所引引起起的的干干扰扰。异异源源干干扰扰可可发发生生于于病病毒毒感感染染的的不不同同阶阶段段，其其
20、干干扰扰的的机机制制在在不不同同的系统中有所不同。的系统中有所不同。第三十七页，讲稿共四十一页哦异源干扰的机制异源干扰的机制A.不同的病毒具有相同的细胞受体。不同的病毒具有相同的细胞受体。e.g腺病毒腺病毒2型与柯萨奇病毒型与柯萨奇病毒B3B.某些病毒能阻断宿主细胞和其它病毒某些病毒能阻断宿主细胞和其它病毒mRNA的翻译，的翻译，e.g.脊髓灰质炎病毒对水泡性口炎病毒繁脊髓灰质炎病毒对水泡性口炎病毒繁殖的抑制。殖的抑制。第三十八页，讲稿共四十一页哦C.某某些些病病毒毒的的核核酸酸能能与与先先感感染染的的病病毒毒所所合合成成的复制酶结合形成无活性的复合物。的复制酶结合形成无活性的复合物。e.g新
21、新城城疫疫（ND病病毒毒）在在其其它它的的RNA病病毒毒（如如辛辛德德华华毕毕斯斯病病毒毒）预预先先感感染染的的细细胞胞内内不能复制。不能复制。第三十九页，讲稿共四十一页哦思考题思考题1.什什么么叫叫突突变变体体？病病毒毒的的突突变变体体有有哪哪几几种种？其中哪些突变体比较有用？为什么？其中哪些突变体比较有用？为什么？2.什么是表型混合？包括哪几种？什么是表型混合？包括哪几种？3.病毒的基因重组有哪几种情况（类型）？病毒的基因重组有哪几种情况（类型）？4.为为什什么么RNA病病毒毒诱诱生生干干扰扰素素的的能能力力比比DNA病毒强？病毒强？第四十页，讲稿共四十一页哦感感谢谢大大家家观观看看第四十一页，讲稿共四十一页哦