反转录病毒 :RNA病毒之一

更新时间:2023-10-31 11:28

逆转录病毒(Retrovirus),别名反转录病毒,是一类RNA病毒,其基因组两端为长末端重复序列(LTR),病毒颗粒呈球形,直径大约100nm,具有包膜和表面刺突。该病毒的基因组包含三个主要基因:gag基因负责编码病毒的核心蛋白;pol基因编码逆转录酶;env基因则编码病毒的被膜糖蛋白。逆转录病毒的包装和纯化过程通常采用三质粒或四质粒系统,通过收集细胞培养上清并使用超速离心技术进行浓缩和纯化,以收集病毒颗粒。

逆转录病毒的滴度检测通常采用定量PCR方法,通过检测干扰后细胞基因组中外源脱氧核糖核酸的拷贝数来进行。实验原理基于逆转录病毒介导的外源基因通过逆转录方式整合进入目的细胞基因组。在基因表达过程中,逆转录病毒首先在逆转录酶的作用下将核糖核酸逆转录成DNA,形成DNA整合前复合体,然后进入细胞核并随机整合到宿主细胞DNA上,随后通过转录和翻译过程完成基因的表达。

逆转录病毒具有特异性感染分裂期细胞的特点,这是因为只有在细胞分裂期间,病毒DNA基因组才能接触到宿主细胞的遗传物质。基于这一特性,逆转录病毒在干细胞研究领域,如神经干细胞和造血干细胞研究中得到了广泛应用。此外,逆转录病毒也适用于成年新生神经元或胶质前体细胞的研究。在体内应用方面,逆转录病毒可用于研究卒中后早期治疗对白质和认知功能的影响,其中使用的病毒载体为pROV-EF1a-GFP,病毒滴度达到1E+8 cfu/mL,注射体积为1μL。

基本特征

逆转录病毒是指一大类含有反转录酶和整合酶的核糖核酸病毒。

逆转录病毒的最基本特征是在生命过程活动中,有一个遗传信息从RNA传递到脱氧核糖核酸的逆转录过程和一个逆转录出的DNA整合到宿主细胞染色体DNA上的整合过程。逆转录过程在病毒核衣壳内进行,以转运RNA引物,在病毒逆转录酶的作用下,以病毒正链RNA为模板,合成互补的负链DNA,形成RNA-DNA杂化双链。杂化双链中的RNA被逆转录酶中的RNA酶H活性水解,之后在逆转录酶的DNA聚合酶活性下,由负链DNA复制成双链DNA。双链DNA随后环化,病毒核衣壳到达核孔后,病毒DNA基因组由整合酶带入细胞核,被整合酶整合到宿主细胞染色体的DNA上形成前病毒。逆转录病毒的核糖核酸及其逆转录出的脱氧核糖核酸两端为长末端重复序列(LTR)。

除逆转录病毒外,DNA病毒中的嗜肝DNA病毒科和花椰菜花叶病病毒科的病毒的复制中也存在逆转录过程,但这两类病毒不是逆转录病毒(其遗传物质不是RNA,没有LTR,没有整合酶和独立的反转录酶,不会主动与宿主细胞发生整合,故不符合逆转录病毒的定义和基本特征)。

特点

1)病毒为球形,衣壳20面体立体对称,有包膜;

2)基因组为二倍体,两个相同+ssRNA;

3)含有逆转录酶和整合酶;

4)复制通过脱氧核糖核酸中间体,并与宿主细胞的染色体整合;

5)具有gag、pol、env编码基因;

6)成熟病毒以芽生方式释放。

LTR的分析

LTR对病毒DNA整合进宿主细胞基因组和控制病毒核糖核酸合成均有重要作用。同时,它具有真核生物基因表达时所需的基本功能,例如,启动作用、起始作用和转录物的多聚腺嘌呤加尾作用等。LTR的DNA序列已经测定,不同种的病毒的LTR长度不同,变动范围在250~1,400 bp之间,LTR的长度变化主要取决于U3的长度,它的变动范围在170—1,260bp之间。

在LTR的两端各有一个反向重复序列。所有LTR的两端都是以TG...CA和AC…GT为标志。在未整合进宿主细胞基因组中的LTR的两端还各有两个核苷酸碱基对,即AATG…CATT和TTAC…GTAA,这两个碱基对在LTR整合进宿主细胞基因组时会丢失。LTR在U3区内有同"TATAA"框十分相似的序列。TATAA框是真核生物中使用RNA多聚酶Ⅱ的转录单位所特有的序列。真核类基因转录时大部分用RNA多聚酶Ⅱ,TATAA框就是这类酶的接触位点。所以LTR很可能利用宿主细胞的RNA多聚酶Ⅱ来启动基因的转录。LTR的R—U5分界线上游20bp处还有AAG TAAA序列,这是真核生物都有的腺嘌呤核酸聚合作用的信号。

在U5区内,距离R区10~25 bp处有TTGT或类似序列,这是病毒核糖核酸合成的终止信号,这对终止病毒RNA的合成可能起重要作用。在U3—R分界线处还常有一个反向重复序列,这对终止病毒RNA的合成可能也有重要作用。除此之外,左边LTR的U3区启动子负责启动前病毒的转录,右边LTR的U3区启动子有时能启动位于前病毒插入位点下游的宿主脱氧核糖核酸序列的转录,不过这种情况很少发生。LTR中还有增强子序列,可以增强病毒RNA的转录能力,或对前病毒DNA两侧的宿主DNA的转录活性起调控作用。

LTR序列比较分析的结果表明,同种病毒株的LTR核苷酸序列相同或相似,不同种病毒的LTR序列可以各不相同。但各种病毒株的LTR都有同源的核苷酸序列。主要如上面提到的那些序列,这对完成病毒的生命周期是不可缺少的。当病毒DNA整合在配子基因组中时,就成为宿主的“内源前病毒”而传给子代。一般情况下,内源前病毒是不表达的,除非有其他因子的作用才会被激活而表达,如感染了另一种病毒等。

常见种类

亚科名 —— 代表病毒

(1)核糖核酸肿瘤病毒亚科

鸟纲)rous肉瘤病毒(RSV),rous 相关病毒(RAV),其他鸡肉瘤病毒,禽白血病病毒(ALV)

(哺乳类)鼠肉瘤病毒(MSV),鼠白血病毒(MLV),鼠内源性病毒,猪肉瘤病毒,牛白血病病毒,猪白血病病毒,鼠乳腺瘤病毒

灵长目)灵长类肉瘤病毒,猴白血病病毒,狒C型肿瘤病毒,mason-辉瑞公司猴病毒(MPMV),langur病毒

(人)人类嗜T细胞病毒Ⅰ型,Ⅱ型,Ⅴ型(HTLV-Ⅰ,Ⅱ,Ⅴ)

(2)慢病毒属亚科

人类免疫缺陷病毒(HIV),绵羊脱髓鞘性脑白质炎病毒(visnavirus),绵羊肺腺瘤病毒(maedi virus),马传染性贫血病毒(EIAV)

(3)泡沫反转录病毒亚科亚科

灵长类泡沫病毒,猫,牛,人泡沫病毒(human foamy 病毒

此外,注意:严重急性呼吸综合征正冠状病毒亚科不是逆转录病毒,是核糖核酸病毒。

PC游戏

游戏信息

游戏名称:逆转录病毒

溴化铒:Retrovirus

游戏类型:即时战略类(RTS)游戏

游戏制作:Cadenza Interactive

游戏发行:Cadenza Interactive

游戏平台:PC

发售时间:2013年2月1日

游戏介绍

Retrovirus是一款360度视觉的第 一人称射击游戏。游戏模拟了电脑系统中的环境,玩家扮演反病毒程序,去消灭各种各样的病毒。玩家可以自定义自己的程序,就跟定义其他游戏的人物角色一样,可以选择力量、速度和武器精通等等。除了单机战役,还可以双人合作玩同样的战役,另外也有对战模式。

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