pw03第三章2亚病毒和病毒的应用.ppt

第二节亚病毒
亚病毒:凡在核酸和蛋白质两种成分种,只含有其中之一的分子病原体,称为亚病毒。该名词最早是由Lwoff提出(1981年)。

有三类:
类病毒、拟病毒、朊病毒
一、类病毒(Viroid)
类病毒:只含有RNA一种化学组分、专性细胞内寄生的分子病原体。
1、发现: 马铃薯纺锤形块茎病(potata spindle tuber disease, PSTD)是1922年在美国发现的,它可使马铃薯减产20~70%。我国于1960年时在黑龙江省发现,减产极其严重。
1967~1971年在美国工作的瑞士学者Dimer发现,患PSTD的块茎抽提物经超离心和凝胶电泳后,出现一条比一般病毒分子更小的10S的区带(TMV19S)。经一系列试验后,证明它是一个没有衣壳包裹的RNA分子,经过电镜观察,发现它是一条长50nm的棒状dsRNA分子,他称它为STV。
从此,一类新的病原体—类病毒就被广泛承认并进行了深入的研究。在1977~1988年间陆续发现的类病毒已有18种,例如番茄散顶病、柑橘裂皮病、菊花矮化病、菊花褪绿斑驳病、黄瓜白果病、椰子死亡病和酒花矮化病等的类病毒。
2、特点:可以认为,类病毒是当今所知道的最小、只含RNA一种成分、专性细胞内寄生的分子生物。现把类病毒的特点及其与病毒的比较列在表4-4中。
3、结构:大量实验证明,PSTV呈棒形结构,是一个裸露的闭合环状ssRNA分子。整个环由2个互补的半体所组成,其一含179个核苷酸,另一含180个核苷酸,两者间有70%的碱基以氢键方式结合,共形成122个碱基对。整个棒状结构中有27个内环,最大的螺旋分段含有8个碱基对,最大的内环含有12个核苷酸。
马铃薯纺锤形块茎类病毒(PSTV)的结构模型。
4、类病毒发现的意义:
对生物学家来说,类病毒的发现为他们探索生命起源提供了一个新的低层次上的好对象;
对分子生物学家来说,类病毒是研究最重要生物大分子的结构与功能的绝好材料;
对病理学家来说,类病毒的发现,为他们揭开人类和动、植物的各种传染性疑难杂症的病因带来了新的希望;
对哲学家来说,类病毒的发现,为他们长期以来有关生命本质的认识将带来革命性的影响。
二、拟病毒  (virusoids)
拟病毒又称类类病毒或病毒卫星,可认为是一类包裹在真病毒粒子中的有缺陷的类病毒。
:1981年Randles等在绒毛烟中分离到一种直径为30nm的二十面体病毒,称绒毛烟斑驳病毒(VTMoV)。
在鉴定该病毒时,发现其基因组除含一种大分子线状ssRNA(称RNA-1)外,还含有一种类似于类病毒的环状ssRNA分子(称RNA-2)及它的线状形式(称RNA-3)。进一步研究表明,对VTMoV的RNA-1和RNA-2进行单独接种时,都不能感染和复制,只有把两者合在一起时才可以感染和复制。因此,这种环状ssRNA分子是一种类似于类病毒的新型RNA分子,于是Haseloff等(1982)将这种包被于病毒衣壳内的环状RNA分子称为拟病毒。
至1986年,已发现的拟病毒除VTMoV外,还有苜蓿暂时性条斑病毒(LTSV)、莨菪斑驳病毒(SNMV)和地下三叶草斑驳病毒(SCMoV)。
现将它们的核酸和蛋白质组成列在表4-5中。
拟病毒极其微小,一般仅由裸露的RNA或DNA 组成。被拟病毒“寄生”的真病毒又称辅助病毒,拟病毒则成为它的“卫星”病毒。
拟病毒它是一些必须依赖辅助病毒才能复制的小分子核酸片段,它被包装在辅助病毒的壳体中,本身对于辅助病毒的复制不是必需的,而且它与辅助病毒的基因组无明显的同源性。拟病毒利用辅助病毒的复制酶进行复制,犹如病毒利用宿主细胞的能量、原料及酶进行复制一样。故可认为拟病毒是寄生于辅助病毒粒子中的分子寄生物。
2、关于拟病毒的复制机制
拟病毒的复制是以自身侵染性RNA分子为模板,借助寄主细胞内依赖于RNA的RNA聚合酶进复制。
具体过程是:先以滚环方式合成一条高分子量多拷贝的负链RNA,再以负链为模板合成一系列的正链RNA,于是形成了一个双链的复制中间体,然后在从复制中间体上产生线状的ssRNA-3分子,ssRNA-3再在RNA连接酶的作用下环化成RNA-2这种拟病毒分子。
3、拟病毒的研究至少有以下四个方面的意义:
①有助于探索核酸的结构与功能:拟病毒是一种低分子量的侵染性核酸分子,因而易于进行细致的化学组分和结构分析;通过拟病毒与类病毒的结构与功能的比较,对核酸的结构与功能的比较,对核酸的结构与功能可能会得到更深入的了解。
②有助于探索拟病毒与辅助病毒(RNA-1)间的相互关系:拟病毒必须依靠辅助病毒的存在才能复制,而辅助病毒的复制却不需要拟病毒的存在。拟病毒的存在可以影响辅助病毒的产量和改变辅助病毒在宿主上的症状及反应的程度。