备课素材：DNA病毒逆转录与RNA病毒逆转录-2023——2024学年度第一学期高中生物学选择性必修一

DNA病毒逆转录与RNA病毒逆转录 2019版高中生物学必修二简单提到了逆转录: 2019版高中生物学选择性必修一提到HIV: 但对于这种典型的RAN逆转录过程没有详细的介绍。自然界,除了RAN逆转录以外,还有DNA逆转录。 那么,二者的逆转录是怎样的? HIV的RAN逆转录过程: HIV病毒本身携带逆转录酶,两条相同的线状正链RNA构成其基因组,称为单正链双体RNA。此类病毒的主要增殖过程: 病毒进入宿主细胞,并脱去包膜,脱去蛋白质外壳; 以病毒RNA作为模板,在逆转录酶作用下形成RNA-DNA; RNA酶将RNA链水解,形成单链DNA; 以单链DNA链为模板,在DNA聚合酶作用下形成双链DNA; 双链DNA进入细胞核整合到宿主细胞的染色体DNA上,转录形成子代病毒的RNA; 一部分子代RNA经核孔进入细胞质中,与核糖体结合,作为模板翻译出子代病毒的结构蛋白和逆转录酶等蛋白; 另一部分直接参与装配成子代HIV病毒; 子代病毒包裹包膜后形成完整病毒,代病毒从宿主细胞中释放。 乙肝病毒是一种DNA病毒,病毒颗粒(也称Dane颗粒)直径约42nm,包括外壳和核心两部分;外壳由脂质双层和蛋白质组成的囊膜。脂质双层内含有S、前S1和前S2抗原,它们又共同构成了外壳上的大、中、小3种蛋白形式,统称为乙肝病毒表面抗原(HbsAg)。 乙肝病毒核心颗粒直径约为28nm,核心颗粒的表面是病毒的衣壳,由乙肝病毒的核心抗原(HBcAg)组成。 乙肝病毒在复制周期中也需要逆转录的步骤。乙肝病毒的基因组是一带缺口的环状DNA分子,由双链不完全环形结构的DNA组成,位于核心颗粒中心部位,约含3.2k个核苷酸。乙肝病毒-DNA两个链的长度不同,其中较长的为负链,长度恒定,5'端与DNA聚合酶相连;较短的链为正链,长度可变,5'端含有寡核糖核苷酸。 病毒首先利用其表面有关蛋白与肝细胞受体结合并进入细胞,脱去衣壳,病毒DNA进入肝细胞核;此过程中,前S1蛋白被认为是关键蛋白。 进入细胞核的正链DNA在DNA聚合酶的作用下,以负链为模版,延长修补成完整状态并形成共价闭环双股DNA(cccDNA,高度稳定/可长期存在于肝细胞内)。 在细胞RNA聚合酶的催化下,cccDNA以负链DNA为模板转录成3个短的信使RNA和1个长的前基因组RNA。除编码合成核心抗原、e抗原、DNA聚合酶和3种表面抗原外,前基因组RNA还具有一个重要功能,即作为病毒逆转录复制的模板。前基因组RNA和DNA聚合酶被核心抗原多肽二聚体包裹形成未成熟的核壳体,在DNA聚合酶的作用下,以前基因组RNA为模版,逆转录为负链DNA,然后再以负链DNA为模板合成正链DNA。最后含有双链DNA的核心颗粒在细胞浆中裹上外衣壳,成为成熟的病毒体,从肝细胞浆释放至肝细胞外 由此可见,乙肝病毒的复制过程与逆转录病毒很像,两者均有逆转录阶段。 二者的差别在于: (1)乙肝DNA病毒含DNA,其复制过程为DNA—RNA—DNA;逆转录病毒复制过程为RNA—DNA—RNA。 (2)乙肝病毒以蛋白质作为合成(-)链DNA的引物;逆转录病毒则以tRNA作为合成(-)链DNA的引物。 (3)在复制过程中,逆转录病毒的前病毒DNA形成长末端重复序列;乙肝病毒则否。 (4)逆转录病毒能有效地将其前病毒DNA整合到细胞DNA中去,乙肝病毒只能低频随机整合。这可能与乙肝DNA病毒缺乏长末端重复序列和整合酶有关。 学科网(北京)股份有限公司 $$