《RNA指导的DNA复制逆转录及病毒的复制学习教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《RNA指导的DNA复制逆转录及病毒的复制学习教案（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、会计学1RNA指导的指导的DNA复制复制(fzh)逆转录及病毒的逆转录及病毒的复制复制(fzh)第一页，共44页。逆转录酶逆转录酶 （reverse transcription)n n19641964年，年，TeminTemin发现发现RousRous肉瘤病毒等肉瘤病毒等RNARNA病毒所造成的感染可被病毒所造成的感染可被DNADNA合合成抑制剂遏制成抑制剂遏制( zh)( zh)。n n 表明：表明：RNARNA肿瘤病毒的肿瘤病毒的RNARNA复制过程中要合成复制过程中要合成DNADNA。n nTeminTemin又发现放线菌素又发现放线菌素D D能抑制致癌能抑制致癌RNARNA病毒的复制，
2、但不能抑制一般病毒的复制，但不能抑制一般RNARNA病毒的复制。病毒的复制。n n 表明：转录对于表明：转录对于RNARNA病毒增殖是必需的。病毒增殖是必需的。第1页/共43页第二页，共44页。n nTemin提出前病毒(bngd)假说：原病毒(bngd)DNA是RNA肿瘤病毒(bngd)在复制和致癌中的中间物。n n1970年，Temin 在Rouse肉瘤病毒(bngd)、Baltimore在白血病病毒(bngd)中发现逆转录酶。第2页/共43页第三页，共44页。多功能酶：多功能酶：1 1、RNARNA指导指导(zhdo)(zhdo)的的DNADNA聚合酶活性聚合酶活性2 2、RNARNA酶
3、酶H H（RNaseHRNaseH）活性：水解）活性：水解RNA-RNA-DNADNA杂交体上的杂交体上的RNARNA3 3、DNADNA指导指导(zhdo)(zhdo)的的DNADNA聚合酶活性：合聚合酶活性：合成互补成互补DNADNA。4 4、没有、没有3535外切酶活性。外切酶活性。第3页/共43页第四页，共44页。特点特点(tdin)(tdin)： 含有Zn2+（是否有锌指结构、DNA结合功能？） DNA合成反应要求(yoqi)有模板和引物。 需适当浓度的二价阳离子（Mg2+、Mn2+） 53合成方向第4页/共43页第五页，共44页。逆转录病毒的基因逆转录病毒的基因(jyn)(jyn)
4、组复制过程组复制过程n n第一阶段：合成负股cDNA的大部分n n第二阶段：以负股DNA为模板合成一小部分正股DNA链。n n第三阶段：完成(wnchng)cDNA的全部复制。第5页/共43页第六页，共44页。第6页/共43页第七页，共44页。第7页/共43页第八页，共44页。第8页/共43页第九页，共44页。乙肝病毒基因组的复制乙肝病毒基因组的复制(fzh)(fzh)n n其复制需通过(tnggu)逆转录过程经RNA中间体实现，其DNA聚合酶也是一种逆转录酶。第9页/共43页第十页，共44页。第10页/共43页第十一页，共44页。n n逆转录病毒(bngd)：RNADNARNAn n乙肝病毒
5、(bngd)：DNARNADNA第11页/共43页第十二页，共44页。试管试管(shgun)(shgun)内内cDNAcDNA的合成的合成n n常用于获得或研究真核生物基因(jyn)的方法。提取某一种特定的mRNA，经逆转录生成的cDNA可代表某一特定基因(jyn)。n n常用的逆转录酶有两种：n n来自鸟类成髓细胞瘤逆转录病毒称为AMV-RT；n n来自鼠白血病毒称为MMLV-RT。第12页/共43页第十三页，共44页。第13页/共43页第十四页，共44页。病毒病毒RNARNA复制复制(fzh)(fzh)的主要方式的主要方式n n1 1、病毒含有、病毒含有(hn yu)(hn yu)正链正链
6、RNARNA，如灰质炎病毒。，如灰质炎病毒。RNARNA（+ +） 蛋白质蛋白质（酶）（酶） RNA RNA复制复制n n2 2、病毒含有、病毒含有(hn yu)(hn yu)负链负链RNARNA和复制酶如狂犬病毒。和复制酶如狂犬病毒。RNARNA（- -） RNARNA（+ +） 蛋白质、复制病毒蛋白质、复制病毒RNARNA（- -）。）。n n3 3、病毒含有、病毒含有(hn yu)(hn yu)双链双链RNARNA和复制酶。如呼肠孤病毒。双链和复制酶。如呼肠孤病毒。双链RNA RNA RNARNA（+ +） 蛋白质蛋白质 RNA RNA（- -） 双链双链RNARNAn n4 4、逆转录
7、病毒。、逆转录病毒。第14页/共43页第十五页，共44页。讨论题讨论题n n如何知道DNA复制中先要有RNA引物的合成？n n(原料/新合成DNA序列分析(fnx)/专一核酸酶水解)第15页/共43页第十六页，共44页。病毒病毒(bngd)(bngd)的复制的复制n n病病毒毒在在活活细细胞胞内内，以以其其基基因因为为模模板板，在在酶酶的的作作用用下下，分分别别合合成成(hchng)(hchng)病病毒毒基基因因及及蛋蛋白白质质，再再组组装装成成完完整整的病毒颗粒，这种方式称为复制（的病毒颗粒，这种方式称为复制（replication)replication)。n n从从病病毒毒进进入入宿宿主
8、主细细胞胞开开始始，经经过过基基因因组组复复制制和和病病毒毒蛋蛋白白合合成成(hchng)(hchng)，至至释释放放出出子子代代病病毒毒的的全全过过程程，称称为为一个复制周期。一个复制周期。n n病病毒毒的的复复制制周周期期主主要要包包括括吸吸附附和和穿穿入入、脱脱壳壳、生生物物合合成成(hchng)(hchng)、组装和释放四个连续步骤。、组装和释放四个连续步骤。第16页/共43页第十七页，共44页。复制复制(fzh)周期周期第17页/共43页第十八页，共44页。病毒的一步生长病毒的一步生长(shngzhng)曲线曲线病毒的一步生长曲线：以感染病毒的一步生长曲线：以感染(gnrn)时间为横
9、坐标，病毒效价为时间为横坐标，病毒效价为 纵坐标，绘制出的病毒特征曲线。纵坐标，绘制出的病毒特征曲线。第18页/共43页第十九页，共44页。一、吸附一、吸附(xf)(xf)和穿入和穿入（一）吸附（一）吸附(adsorption)(adsorption)分两个阶段：分两个阶段： 静静电电吸吸附附：病病毒毒体体与与细细胞胞接接触触，进进行行静静电电结结合合。非非特特异异性性、可逆。可逆。真真正正的的吸吸附附：病病毒毒体体表表面面位位点点（蛋蛋白白质质结结构构(jigu)(jigu)）与与宿宿主主细细胞胞膜膜上上相相应应的的受受体体结结合合。是是决决定定病病毒毒感感染染的的真真正正开始。开始。第19
10、页/共43页第二十页，共44页。裸露病毒裸露病毒裸露病毒裸露病毒(bngd)(bngd)的吸附的吸附的吸附的吸附 第20页/共43页第二十一页，共44页。囊膜病毒囊膜病毒(bngd)的吸附的吸附 第21页/共43页第二十二页，共44页。（二）穿入（二）穿入(penetration)(penetration) 病病毒毒体体吸吸附附(xf)(xf)在在宿宿主主细细胞胞膜膜上上后后，可可通通过过数数种种穿穿入入方方式式进进入入细细胞：胞：1.1.无囊膜的病毒无囊膜的病毒(bngd)(bngd) 一一 般般 经经 过过 细细 胞胞 膜膜 吞吞 入入 ， 称称 为为 病病 毒毒(bngd)(bngd)胞
11、胞饮饮, ,如如腺腺病病毒毒(bngd)(bngd)、小小RNARNA病病毒毒(bngd)(bngd)等等第22页/共43页第二十三页，共44页。病毒病毒病毒病毒(bngd)(bngd)(bngd)(bngd)胞饮胞饮胞饮胞饮第23页/共43页第二十四页，共44页。2. 2. 有囊膜的病毒有囊膜的病毒 囊膜与宿主细胞膜融合，病毒的核衣壳囊膜与宿主细胞膜融合，病毒的核衣壳直接直接 进入进入(jnr)(jnr)细胞浆内细胞浆内 病毒胞饮病毒胞饮: : 细胞膜吞入细胞膜吞入第24页/共43页第二十五页，共44页。(1) (1) 膜融合膜融合膜融合膜融合(rngh)(rngh)后进入后进入后进入后进入
12、第25页/共43页第二十六页，共44页。(2) (2) 病毒病毒病毒病毒(bngd)(bngd)胞饮胞饮胞饮胞饮第26页/共43页第二十七页，共44页。二、脱壳二、脱壳二、脱壳二、脱壳(uncoating) (uncoating) (uncoating) (uncoating) 不不不不 同同同同 病病病病 毒毒毒毒 脱脱脱脱 壳壳壳壳 方方方方 式式式式 不不不不 一一一一 ， 多多多多 数数数数(dush)(dush)(dush)(dush)在在在在宿宿宿宿主主主主细细细细胞胞胞胞溶溶溶溶酶酶酶酶体体体体酶酶酶酶作作作作用用用用下下下下脱脱脱脱壳，释放出基因组核酸。壳，释放出基因组核酸。壳
13、，释放出基因组核酸。壳，释放出基因组核酸。第27页/共43页第二十八页，共44页。三、生物三、生物三、生物三、生物(shngw)(shngw)(shngw)(shngw)合成合成合成合成(biosynthesis)(biosynthesis)(biosynthesis)(biosynthesis)n n病病病病毒毒毒毒基基基基因因因因组组组组一一一一旦旦旦旦从从从从衣衣衣衣壳壳壳壳中中中中释释释释放放放放后后后后，就就就就利利利利用用用用宿宿宿宿主主主主细细细细胞胞胞胞提提提提供供供供的的的的低分子物质低分子物质低分子物质低分子物质(wzh)(wzh)(wzh)(wzh)合成大量的病毒核酸和结
14、构蛋白。合成大量的病毒核酸和结构蛋白。合成大量的病毒核酸和结构蛋白。合成大量的病毒核酸和结构蛋白。n n早早早早期期期期，根根根根据据据据病病病病毒毒毒毒基基基基因因因因组组组组转转转转录录录录成成成成mRNAmRNAmRNAmRNA、指指指指令令令令合合合合成成成成转转转转录录录录合合合合成成成成所所所所必需的复制酶和一些抑制蛋白；必需的复制酶和一些抑制蛋白；必需的复制酶和一些抑制蛋白；必需的复制酶和一些抑制蛋白；n n生物合成阶段，病毒处于隐蔽期生物合成阶段，病毒处于隐蔽期生物合成阶段，病毒处于隐蔽期生物合成阶段，病毒处于隐蔽期n n病病病病毒毒毒毒的的的的生生生生物物物物合合合合成成成成
15、过过过过程程程程可可可可基基基基本本本本归归归归为为为为6 6 6 6大大大大类类类类：双双双双股股股股DNADNADNADNA病病病病毒毒毒毒、单单单单股股股股DNADNADNADNA病病病病毒毒毒毒、单单单单正正正正股股股股RNARNARNARNA病病病病毒毒毒毒、单单单单负负负负股股股股RNARNARNARNA病病病病毒毒毒毒、逆逆逆逆转转转转录录录录病病病病毒和双股毒和双股毒和双股毒和双股RNARNARNARNA病毒。病毒。病毒。病毒。 第28页/共43页第二十九页，共44页。第29页/共43页第三十页，共44页。病毒病毒(bngd)DNA早期早期(zoq)mRNA早期早期(zoq)蛋
16、白（酶等）蛋白（酶等）子代病毒子代病毒DNA晚期晚期mRNA病毒结构蛋白病毒结构蛋白子代病毒子子代病毒子双股双股DNA病毒病毒复制复制宿主细胞转宿主细胞转录酶录酶第30页/共43页第三十一页，共44页。单链正股单链正股RNARNA病毒病毒(bngd)(bngd)（-）ssRNA亲代亲代(qndi)病毒（病毒（+）ssRNA早期早期(zoq)蛋白蛋白（+）ssRNAdsRNA复制中间型复制中间型（-）ssRNA（+）ssRNA大量子代（大量子代（+）ssRNA晚期蛋白晚期蛋白装配子代病毒装配子代病毒第31页/共43页第三十二页，共44页。单股负股单股负股RNA病病毒毒(bngd)病毒病毒(bng
17、d)自身携带依赖自身携带依赖RNA的的RNA多聚酶。多聚酶。亲代亲代(qndi)（-ssRNA）（+）mRNA蛋白质蛋白质（+）ssRNA子代（子代（-）sRNA子代病毒子代病毒多聚酶多聚酶第32页/共43页第三十三页，共44页。逆转录病毒逆转录病毒(bngd)病毒病毒RNA逆转录酶逆转录酶双股双股DNA整合至宿主细胞（前病毒）整合至宿主细胞（前病毒）mRNA病毒病毒RNA结构蛋白结构蛋白装配子代病毒装配子代病毒RNA:DNA转录酶转录酶聚合酶聚合酶第33页/共43页第三十四页，共44页。四、组装四、组装(z zhun)病毒核酸与衣壳装配在一起，形成病毒核酸与衣壳装配在一起，形成(xngchn
18、g)(xngchng)病毒子。病毒子。绝大多数绝大多数DNADNA病毒均在细胞核内组装病毒均在细胞核内组装; ;RNARNA病毒和痘病毒在细胞浆内组装。病毒和痘病毒在细胞浆内组装。第34页/共43页第三十五页，共44页。绝大多数无囊膜病毒释放，一次同步，破坏宿主细胞膜，细胞裂解释放病毒颗粒，细胞迅速死亡。绝大多数无囊膜病毒释放，一次同步，破坏宿主细胞膜，细胞裂解释放病毒颗粒，细胞迅速死亡。绝大多数有囊膜病毒以出芽方式释出时包上细胞核膜或细胞膜而成为成熟绝大多数有囊膜病毒以出芽方式释出时包上细胞核膜或细胞膜而成为成熟(chngsh)病毒。逐个释出，非一次同步，细胞死亡缓慢。病毒。逐个释出，非一次
19、同步，细胞死亡缓慢。五、释放五、释放(shfng)第35页/共43页第三十六页，共44页。Virus Obtaining Its Envelope from Host Cell Virus Obtaining Its Envelope from Host Cell Membrane by BuddingMembrane by Budding 第36页/共43页第三十七页，共44页。复制复制(fzh)周期周期第37页/共43页第三十八页，共44页。思考题思考题1n n某种病毒DNA的碱基组成（摩尔(mr)百分比）如下：n nA=32；G=16；T=40；C=12n n该病毒DNA的特点如何？第3
20、8页/共43页第三十九页，共44页。思考题思考题2n n简要说明怎样(znyng)进行构建cDNA文库？第39页/共43页第四十页，共44页。思考题思考题3n n组织培养的哺乳动物细胞S期长达5小时，经放射自显影(xinyng)测定DNA复制的速度是微米/分，已知哺乳动物细胞DNA全长米，计算染色体复制时共有多少复制叉在复制？n n8103（如何分析？）第40页/共43页第四十一页，共44页。思考题思考题4n n已知抹香鲸和猪的胰岛素具有相同的氨基酸序列，然而某些抗血清却能将它们区别开来，这岂不与“蛋白质的一级结构决定其高级结构”的理论(lln)相矛盾吗？你如何解释？第41页/共43页第四十二
21、页，共44页。思考题思考题5n n将某种纯蛋白1mg进行(jnxng)氨基酸分析，得的异亮氨酸（分子量），那么该蛋白质的最小分子量是多少？第42页/共43页第四十三页，共44页。内容(nirng)总结会计学。1964年，Temin发现Rous肉瘤病毒等RNA病毒所造成的感染可被DNA合成抑制剂遏制。Temin提出前病毒假说：原病毒DNA是RNA肿瘤病毒在复制和致癌中的中间物。需适当浓度(nngd)的二价阳离子（Mg2+、Mn2+）。其复制需通过逆转录过程经RNA中间体实现 ，其DNA聚合酶也是一种逆转录酶。提取某一种特定的mRNA，经逆转录生成的cDNA可代表某一特定基因。思考题5。第42页/共43页第四十四页，共44页。
