反转录病毒(RNA病毒之一)
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更新时间:2023-05-22
反转录病毒
RNA病毒之一
逆转录病毒(Retrovirus),又称反转录病毒,属于RNA病毒中的一类,它们的遗传信息不是储存在脱氧核糖核酸(DNA),而是储存在核糖核酸(RNA)上,此类病毒是目前已知的唯一基因组不是单倍体的病毒。逆转录病毒基因组为二倍体,两条相同的单股正链RNA,其两端为长末端重复序列(LTR),具有启动子、增强子功能,对病毒DNA的转录调控具有重要作用。病毒核心包含逆转录酶和整合酶。与其他RNA病毒不同之处在于,逆转录病毒的RNA不进行自我复制,进入宿主细胞后,RNA经逆转录酶合成双链DNA,双链DNA被整合酶整合至宿主细胞染色体DNA上形成前病毒,建立终生感染并可随宿主细胞分裂传递给子代细胞。
反转录病毒的DNA基因组整合在宿主染色体上的位点是随机的。每个受感染的细胞一般有1~10份前病毒拷贝。反转录病毒DNA的整合是复制病毒RNA的必经阶段。反转录病毒的DNA插入宿主细胞染色体时,在5’LTR的U3左端和3’端LTR的U5右端各丢失2 bp,而在宿主染色体插入位点上生成4~6 bp的重复序列。只有当受感染细胞处于细胞分裂期间,反转录病毒DNA基因组才能接触到宿主细胞的遗传物质。因此,反转录病毒只能在分裂中的细胞内复制。未被成功整合的反转录病毒DNA会以共价闭合环状DNA的形式存在于细胞核或细胞质里,这样的反转录病毒DNA不具有转录和复制活性。
基本信息
中文名 | 反转录病毒 |
编码基因 | gag、pol、env |
释放方式 | 芽生方式释放 |
形态 | 球形 |
基本特征
逆转录病毒是指一大类含有逆转录酶和整合酶的RNA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DNA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tRNA为引物,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RNA及其逆转录出的DNA两端为长末端重复序列(LTR)。
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;
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RNA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苷酸聚合作用的信号。
在U5区内,距离R区10~25 bp处有TTGT或类似序列,这是病毒RNA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DNA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整合在生殖细胞的基因组中时,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)RNA肿瘤病毒亚科
(禽类)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
(灵长类)灵长类肉瘤病毒,猴白血病病毒,狒C型肿瘤病毒,mason-pfizer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)泡沫病毒亚科
灵长类泡沫病毒,猫,牛,人泡沫病毒(human foamy virus)
此外,注意:SARS冠状病毒不是逆转录病毒,是RNA病毒。