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1、Chapter3 Structures &functions of genomeVirus genomeProkaryote GenomeEukaryote GenomeVirus genome病毒基因组核酸的主要类型1、双链DNA 多数动物病毒，如腺病毒、疱疹病毒、痘病毒，环形、线形。2、单链DNA 动物病毒中仅微小病毒为单链病毒；噬菌体中仅含单链DNA。 RNA病毒基因组所携带的遗传信息一般在同一条链上，序列与mRNA相同的为正股（+），与mRNA互补的为负股（）3、双链RNA 以负链RNA为模板转录出mRNA如呼肠孤病毒及噬真菌体。4、单链负股RNA 5、单链正股RNA： 如逆转录病毒病
2、毒基因组结构与功能1、不同病毒基因组大小相差较大2、不同病毒的基因组可以是不同结构的核酸3、病毒基因组有连续的也有不连续的4、病毒基因组的编码序列大于90%5、单倍体基因组 除逆转录病毒外6、基因有连续的和间断的7、相关基因丛集 病毒基因组核酸序列中功能相关的蛋白质基因往往丛集在基因组的一个或几个特定的部位，形成 一个功能单位或转录单元。8、基因重叠 同一段核酸序列能够编码2 种或2种以上蛋白质。重叠基因虽然共用一段核酸序列，但转录成的mRNA链的读框不同，产生的蛋白质分子大不相同。SV40病毒基因组动物病毒中以SV40研究较多，由sweet 和Hilleman从恒河猴细胞分离。无包膜，直径4
3、5nm，双链环状DNA，DNA长5243bp。在自然界不引起疾病和肿瘤，当大量接种于免疫缺损动物或新生动物时，引起肿瘤 发生。SV40基因编码两种抗原。VP2和VP3是一个基因通过mRNA剪接形成的不同编码产物。其序列相同，只是N 端的长度不同，VP3的N端比VP2的N端短1/3，它们有相同的C端，只是N端编码区剪切掉的序列长短不同。VP1是另外一个基因，晚期基因是一个重叠基因。VP1的起始密码子位于VP2和VP3的编码区的内部，阅读框不同。VP1需要通过转录后剪接获得5端非编码区即翻译起始所需的5 帽子结构，因此又是一个结构不规则的基因。乙型肝炎病毒（HBV）基因组不同毒株的HBV以负股DN
4、A为模板转录的RNA均有4 个开放阅读框架（open reading frame,ORF):S、C、P、X。P与其它三个ORF重叠。S区段编码病毒的外膜蛋白，由S基因、前S1区段、前S2区段三部分组成。主要蛋白即S蛋白（HBsAg) 由S基因编码；中蛋白由pre-S2和S基因编码；大蛋白由 pre-S1 、pre-S2和S基因编码。C区段编码HBV核心抗原（HBcAg),长约183214个氨基酸残基。前C（pre-C)富含疏水性氨基酸的密码子，其编码产物可促进C抗原从细胞内排到细胞外，进入血液转变成e抗原。若pre-C缺失，将不会产生e抗原，而C抗原就积聚于肝细胞内。P区段编码DNA聚合酶，富
5、含组氨酸为碱性蛋白，是依赖于RNA的DNA聚合酶（逆转录酶）。X区段位于C区段上游。 逆转录病毒（retroviruses)基因组的一般特征编码区：3 个基本的结构基因 gap编码病毒衣壳蛋白；pol编码肽链内切酶、一个逆转录酶和一个与前病毒整合有关的酶；env编码包膜蛋白。有的含癌基因。5帽-R-U5-PB-DLS-gap-pol-env-(onc)-C-PB+-U3-R-poly(A)n非编码区（1）R区:两端都有,2080个核苷酸。（2）引物结合区（primer binding site,PB):位于5端的PB区引导起始负链cDNA的合成，用PB-表示。（3）U区：位于R区与PB 区之间
6、。U5与转录终止和加polyA有关，U3含强启动子，起始转录RNA。（4）DLS、 和C区。DLS是两条病毒（+）RNA链以氢键相结合的位点。 为包装信号。可使RNA包入病毒颗粒；C区不编码蛋白质，为调控区。前病毒基因组的转录和翻译逆转录病毒基因组的复制和转录都需要经过DNA中间体，这种DNA中间体称为前病毒（provirus) 。长末端重复序列（long termial repeated,LTR):U3-R-U5-PB-DLS- -gap-pol-env-(onc)-C-PB+-U3-R-U5人类免疫缺陷病毒（HIV）GenomeHIV(human immunodeficiency viru
7、s)俗称艾滋病毒(AIDS)是逆转录病毒的一类，引起人类获得性免疫缺损综合症，长约9.3kb，除了逆转录病毒一般的特征外，另外至少含有6 个调控基因如tat、rev、nef、vif、vpu及vpr。已发现的HIV有两种：HIV和HIV. HIV从欧洲和美洲分离的毒株,致病力强,是引起全球艾滋病流行的主要病原;HIV 毒力较弱主要局限于西部非洲。 nef(negative regulation factor,nef) 兼有正负调节效应。vif编码病毒感染因子(viral infectivity factor,vif)vpr编码病毒蛋白R(viral protein R)激活基因的表达。vpu:H
8、IV-1vpx:HIV-2 Prokaryote Genome1、常仅由一条环状双链DNA分子组成2、只有一个复制起始点。3、具有操纵子（operon)结构。4、编码顺序一般不会重叠。5、基因是连续的，无内含子，转录后不需剪接。6、编码区在基因组中所占比例远远大于真核基因组，小于病毒基因组。7、基因组中重复序列少。一般为单拷贝，但编码rRNA的基因往往是多拷贝。8、具有编码同工酶的基因（isogene).9、细菌基因组中存在可移动的DNA序列，包括插入序列和转座子。10、在DNA分子中具有多种功能的识别区域。质粒（plasmid)质粒是细菌细胞内携带的染色体外的DNA分子，是共价闭合的环状DN
9、A分子（covalent closed circular DNA cccDNA),大小在1200 kb,能独立进行复制。质粒“友好”地借居于宿主细胞内。靠宿主细胞才能完成自己的复制，而质粒对宿主细胞的生存不是必需的。质粒不是单纯的寄生，所携带的遗传信息能赋予细菌特定的遗传性状。质粒的分类 按功能：R质粒：抗药性质粒F质粒(fertility factor):性质粒（sex plasmid)可决定细菌的性别Col质粒：大肠杆菌素质粒,合成大肠杆菌素，杀死不含大肠杆菌素质粒的亲缘细菌。根据质粒能否在细胞间进行传递：接合型质粒（conjugative plasmid)：如F质粒，雌雄细胞通过性纤毛相
10、互接触而结合，质粒便从一个细胞传递给另一个细胞。非接合型质粒：按复制机理：严紧型质粒（stringent plasmid):即低拷贝数质粒松弛型质粒（relaxed plasmid):高拷贝数质粒。质粒的特性1、能自主复制。2、质粒的不相容性（incompatibility)两种亲缘关系密切的不同质粒不能共存于一个宿主菌。3、质粒可以转移。质粒质粒DNApBR322EcoR、Pst、Hind、BamH、Sal只有一个酶切位点，便于外源基因的插入。质粒DNA的提取1、细菌的培养：可加少量抗生素（如氯霉素）抑制宿主蛋白质的合成，质粒大量扩增。2、细菌的收集和裂解：离心弃上清3、质粒DNA的分离纯化
