《病毒的遗传与变异》PPT课件.ppt

病毒的遗传与变异,遗传是生物的亲代与子代之间的相似性； 变异则是亲代与子代之间，子代各个体之间的差异性。,病毒的遗传与变异,一、病毒的遗传特点 二、病毒变异的类型 三、病毒基因图构建方法 四、病毒基因组研究的意义,1、遗传方式简单 2、受宿主细胞影响 3、易产生突变,各类病毒的基因组结构,二、病毒变异的类型,1、突变 2、基因重组 3、表型混合,1、突变,病毒遗传物质核酸的组成或结构发生改变称为突变。,野生型：在自然群体中往往有一种占多数的（因此常被视为正常的）等位基因 。 突变型：同一座位上的其他等位基因一般都直接或间接地由野生型基因通过突变产生，相对于野生型基因，称它们为突变型基因。,1.1、突变类型,基因组与表型变异 点突变：少数几对碱基的缺少、插入或置换。 遗传结构改变：大段染色体的缺失、重复、移位和倒位等。 自发突变与诱发突变,位点变异,1.1.2、基因组变异,缺损型干扰(defective interfering,DI)突变株,这是一种缺失突变的产物。自身不能复制,只有在亲本野生株作为辅助病毒存在时才能复制,但又干扰亲本病毒的复制,导致后者数量减少。,DI突变株特点,含正常的衣壳蛋白质 只含有正常基因组的一部分 只能在正常同源病毒同时存在时才能繁殖,这时同源病毒成为辅助病毒 特异性地干扰同源病毒的繁殖,经连续传代后，DI颗粒增多,1.1.2、表型变异,毒力变异 抗原性变异 空斑变异 条件致死性突变株 如：温度敏感性(ts)突变株,1.2、突变率,DNA病毒复制具有校正（proofreading）功能 ，RNA的复制缺少校正机制，病毒RNA复制的错误率远远高于病毒DNA。,1.3、诱变,物理诱变 化学诱变 定点诱变：将病毒基因组任何既定部位的核苷酸替换，或者使之缺失，或者插入另一段核苷酸。,2、基因重组,分子内重组 重配,将两个有亲缘关系但生物学性状不同的毒株感染同一个宿主细胞，从而可发生核酸水平上的互换，产生兼有两亲本特性的子代，称为重组。,2.1、分子内重组,Recombination by break-rejoin of incompletely linked genes,对于分节段的RNA病毒，通过交换RNA节段而进行的重组称为重配。,2.2、重配,Reassortment by independent assortment during dual infection.,adapted from Treanor JJ Infect. Med. 15:714,最近重配,此次甲型H1N1流感病毒包含北美和欧亚猪流感病毒、人流感病毒以及禽流感病毒的基因片段。正因为其基因片段不同于传统的H1N1病毒，因此属于新病毒。,一种蛋白是血细胞凝集素 （HA），至少有15种亚型，帮助病毒进入宿主细胞；另一种是神经氨酸酶（NA），有9种亚型，能够破坏细胞的受体，使病毒在宿主体内自由传播,3、病毒基因产物间的相互作用,补偿作用（complementation） 表型混合（phenotypic mixing） 基因型混合（Genotype mixing）,3.1、补偿作用,是指在感染的细胞中，病毒蛋白质之间由于相互作用的结果，拯救了一种或两种病毒或增加了病毒的产量。,Complementation,ts N wt M,ts M wt N,Progeny virus assembled using wt N and wt M proteins Genomes in progeny are either ts M or ts N,和（或）,3.2、表型混合,两种病毒混合感染后，一个病毒的基因组偶尔装入另一病毒的衣壳内，或装入两个病毒成分构成的衣壳内，发生表型混合。,PHENOTYPIC MIXING,PHENOTYPIC MIXING,no changes in genome possibly altered host range possibly resistant to antibody neutralization,表型混合特点：,两株病毒混合感染时，装配过程发生错误形成 主要表现为耐药性，抗原性等改变，基因并未改变，改变的生物学性状不能遗传,3.3、基因型混合,指两种病毒的核酸偶尔混合装在同一病毒衣壳内，或两种病毒的核衣壳偶尔包在一个囊膜内，但它们的核酸都未重组合，所以没有遗传性。,POLYPOIDY,三、病毒基因图构建方法,重组作图 重配组图 中间型杂交作图 物理图谱,1、重组作图,连锁交换。 最大重组率为50%，两突变体标记最远。,噬菌体突变的重组试验,T2突变型及特性 细 菌 1 2 1+2 快速溶菌突变型： r 大噬菌斑 野生型： r+ 小噬菌斑 T2宿主范围野生型: h + - 半透明 T2宿主范围突变型: h- + + 透明,T2突变型的两点试验,噬菌体杂交 h-r+ h+r- Ecoli 1 ,表现型 基因型 透明,小 h-r+ 亲组合 半透明,大 h+r- 亲组合 透明,大 h-r- 重组合 半透明,小 h+r+ 重组合,(二) 噬菌体重组值的计算 重组噬菌斑数 重组值 = 总噬菌斑数,Ecoli：1+2, 100%,三 T4突变型的三点试验,68.2%,10.0% ,1