HIV基因的复制和逆转录-PPT.ppt
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1、HIV基因的复制和逆转录问题讨论?HIV基因组的复制过程?(参考章节:基因组的复制过程?(参考章节:DNA的生物合成、的生物合成、RNA的生物合成)的生物合成)逆转录如何导致逆转录如何导致HIV基因突变?基因突变?HIV基因突变基因突变的生物学意义?(参考章节:的生物学意义?(参考章节:DNA的生物的生物合成)合成)2首先了解下:HIV的基因组结构及功能的基因组结构及功能34 一、一、HIV的基因组结构及功能的基因组结构及功能 HIV基因组为单股正链RNA二倍体,每条RNA链长约9.8kb,两条链的5端借氢键形成二聚体。与其他逆转录病毒相同,HIV的基因结构从5端到3端依次为5LTR-gag-
2、pol-env-3LTR。5端有帽状结构m7G5ppp5GmpNp,3端有polyA序列。除三个编码结构蛋白的基因gag、pol、env外,HIV还有较其他逆转录病毒更多的调节基因(regulatory gene)和附加基因(accessory gene),其编码的的调节蛋白在病毒的整个感染及复制过程中具有非常重要的作用,目前已发现至少有7种:tat、rev、nef、vpr、vpu、vpx和vif。51长未端重复序列:长未端重复序列:HIV基因组两端的长未端重复序列(long terminal repeat,LTR)不编码病毒产物,对于病毒基因表达的起始和调节至关重要,其上有许多细胞转录因子的
3、结合位点,可分为调节单位、核心转录单位和反式激活效应元件单位(TAR)三个不同的调控功能区。62 Gag基因:基因:gag基因能编码约基因能编码约500个氨基个氨基酸组成的聚合前体蛋白,经蛋白酶水酸组成的聚合前体蛋白,经蛋白酶水解形成解形成P17,P24核蛋白,使核蛋白,使RNA不受外界核酸酶破坏。不受外界核酸酶破坏。gag基因编码几种病毒核心蛋基因编码几种病毒核心蛋白(衣壳蛋白)白(衣壳蛋白)7大家应该也有点累了,稍作休息大家有疑问的,可以询问和交流大家有疑问的,可以询问和交流大家有疑问的,可以询问和交流大家有疑问的,可以询问和交流83 Pol基因:基因:Pol基因编码聚合酶前体蛋白,经切割
4、形成蛋白酶、整合酶、逆转录酶、核糖核酸酶H,均为病毒增殖所必需。pol基因编码基因编码3种酶:反转录酶、蛋白酶种酶:反转录酶、蛋白酶和整合酶和整合酶94 Env基因基因 env基因编码约863个氨基酸的前体蛋白并糖基化成gp160,gp120和gp41。gp120含有中和抗原决定簇,已证明HIV中和抗原表位,在gp120 V3环上,V3环区是囊膜蛋白的重要功能区,在病毒与细胞融合中起重要作用。gp120与跨膜蛋白gp41以非共价键相连。gp41与靶细胞融合,促使病毒进入细胞内。实验表明gp41亦有较强抗原性,能诱导产生抗体反应。env基因编码插入病毒外膜磷脂双层中基因编码插入病毒外膜磷脂双层中
5、的糖蛋白。的糖蛋白。10其他调节基因和附加基因o5TaT 基因编码蛋白可与LTR结合,以增加病毒所有基因转录率,也能在转录后促进病毒mRNA的翻译。o6Rev基因产物是一种顺式激活因子,能对env和gag中顺式作用抑制序去抑制作用,增强gag和env基因的表达,以合成相应的病毒结构蛋白。o7Nef基因编码蛋白P27对HIV基因的表达有负调控作用,以推迟病毒复制。该蛋白作用于HIv cDNA的LTR,抑制整合的病毒转录。可能是HIV在体内维持持续感集体所必需。11其他调节基因和附加基因o8Vif基因对HIV并非必不可少,但可能影响游离HIV感染性、病毒体的产生和体内传播。o9VPU基因为HIV-
6、1所特有,对HIV的有效复制及病毒体的装配与成熟不可少。o10Vpr基因编码蛋白是一种弱的转录激活物,在体内繁殖周期中起一定作用。12二、二、DNA的反转录合成的反转录合成 (Reverse transcription)13中心法则:14 逆转录逆转录酶酶 逆转录病毒和逆转录酶逆转录病毒和逆转录酶 15逆转录病毒细胞内的逆转录现象逆转录病毒细胞内的逆转录现象RNA 模板模板逆转录酶逆转录酶DNA-RNA 杂化双链杂化双链RNA酶酶单链单链DNA逆转录酶逆转录酶双链双链DNA16o反转录病毒:反转录病毒:RNA病毒,含有反转病毒,含有反转录酶录酶o反转录:在反转录酶的作用下以反转录:在反转录酶的
7、作用下以RNA为模板合成为模板合成DNA的过程。的过程。o反转录酶:以反转录酶:以RNA为模板指导三磷为模板指导三磷酸脱氧核苷酸合成互补酸脱氧核苷酸合成互补DNA(cDNA)的酶)的酶171、反转录酶以、反转录酶以tRNA为引物合成双链为引物合成双链cDNAoRNA指导的指导的DNA聚合酶活性;聚合酶活性;oDNA指导的指导的DNA聚合酶活性;聚合酶活性;oRNAse H的活性(是指它能够从的活性(是指它能够从53 和和35 两个方向水解两个方向水解DNA-RNA杂合杂合分子中的分子中的RNA)。)。o然而:然而:反转录酶中不具有35外切酶活性,因此没有校正功能反转录酶有反转录酶有3种酶的活性
8、:种酶的活性:18反转录酶的结构反转录酶的结构192、反转录病毒在宿主细胞内的主要活动、反转录病毒在宿主细胞内的主要活动(一)(一)反转录合成双链反转录合成双链cDNA(二)(二)双链双链cDNA插入宿主染色体形成原病毒插入宿主染色体形成原病毒原病毒或前病毒:存在于真核染色体中和反转原病毒或前病毒:存在于真核染色体中和反转录病毒录病毒RNA基因组相对应的基因组相对应的双链双链DNA序列。序列。20反转录病毒反转录病毒RNA基因组和原病毒基因组和原病毒21反转录病毒反转录病毒RNA基因组转变为双链基因组转变为双链cDNA的途径的途径22问题问题4:HIV基因组的复制过程?基因组的复制过程?HIV
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