反转录病毒教案

医学微生物学课件第30章逆转录病毒(特殊条款版)医学微生物学课件第30章：逆转录病毒一、引言逆转录病毒（Retroviruses）是一种RNA病毒，具有逆转录酶（reversetranscriptase，RT）活性，能够将病毒RNA转录成DNA，并插入宿主细胞的基因组中。

这种独特的复制方式使得逆转录病毒在生物医学领域具有广泛的应用价值，如基因治疗、基因工程等。

本章将详细介绍逆转录病毒的生物学特性、分类、生命周期、致病机制以及防治策略。

二、逆转录病毒的生物学特性1.结构特征逆转录病毒颗粒呈球形，直径约为100-120纳米。

病毒颗粒由核心、衣壳和包膜三部分组成。

核心含有病毒RNA、逆转录酶、病毒蛋白等；衣壳呈二十面体对称，由病毒蛋白组成；包膜来源于宿主细胞，含有病毒糖蛋白。

2.基因组结构逆转录病毒的基因组为单链正链RNA，长度约为9-11千碱基对（kb）。

基因组包含5'和3'非翻译区（UTR）、Gag、Pol、Env和辅助蛋白基因。

其中，Gag编码衣壳蛋白，Pol编码逆转录酶和整合酶，Env编码病毒包膜糖蛋白，辅助蛋白基因参与病毒复制、装配和释放等过程。

3.逆转录酶活性逆转录酶是逆转录病毒复制的关键酶，具有DNA聚合酶、RNA 聚合酶和DNA内切酶活性。

在病毒复制过程中，逆转录酶将病毒RNA转录成单链DNA，然后合成双链DNA，将双链DNA整合入宿主细胞基因组。

三、逆转录病毒的分类逆转录病毒可分为两大类：简单逆转录病毒和复杂逆转录病毒。

1.简单逆转录病毒简单逆转录病毒包括HIV、SIV、FIV等，它们的基因组结构较为简单，仅含有Gag、Pol、Env和辅助蛋白基因。

这类病毒主要感染哺乳动物，如人类免疫缺陷病毒（HIV）感染人类，导致艾滋病。

2.复杂逆转录病毒复杂逆转录病毒的基因组结构较为复杂，含有多个基因家族，如长末端重复序列（LTR）、整合酶、病毒蛋白等。

这类病毒主要感染鸟类、哺乳动物和昆虫，如劳斯肉瘤病毒（RSV）感染鸟类，诱发肉瘤。

第三十六章逆转录病毒〔Ritroviridae〕知识要点：逆转录病毒种类特点人类免疫缺陷病毒HIV结构基因组及功能病毒复制 AIDS 传播途径致病机制微生物检查法疫苗鸡尾酒疗法人类嗜T细胞病毒成人T细胞白血病 HTLV 致病机制微生物学检查法逆转录病毒科〔Retroviridae〕是一大组含有逆转录酶〔reverse transcriptase〕的RNA 病毒，按其致病作用可分为3个亚科，即RNA肿瘤病毒亚科、慢病毒亚科及泡沫病毒亚科，其中对人致病的主要是人类免疫缺陷病毒〔human immunodeficiency virus，HIV〕和人类嗜T细胞病毒〔human T cell leukemia virus，HTLV〕。

逆转录病毒具有以下共同特性：1．病毒呈球形，有包膜，外表有刺突，其大小100nm左右。

2．病毒核心由两条相同单股RNA组成，在5’端通过局部碱基互补配对形成双体结构，它与内层衣壳构成电子密度强的中央类核。

类核呈圆形的病毒称C型病毒颗粒，如人类嗜T细胞病毒；类核呈圆柱型的病毒称D型病毒颗粒，如人类免疫缺陷病毒。

３．逆转录病毒基因组组成相似，均含有序列及功能相似的 gag、pol和env等3个结构基因及多个调节基因。

４．病毒体内含有逆转录酶、核酸内切酶及RNA酶H等酶类，它们与病毒核酸逆转录、病毒的整合作用有关。

５．病毒增殖的特点是在复制病毒RNA时，在逆转录酶的作用下首先合成cDNA，构成RNA:DNA 中间体。

第一节人类免疫缺陷病毒形态结构HIV为直径100nm～120nm大小的球形颗粒。

电镜下病毒内部有一致密的圆柱状核心，该核心是由两条相同单股RNA构成的双体结构及包裹其外的衣壳蛋白〔p24〕组成，构成病毒核衣壳。

病毒核衣壳外侧包有两层膜结构，内层是内膜蛋白〔p17〕，亦称跨膜蛋白，最外层是脂质双层包膜，包膜外表有刺突并含有gp120和gp41包膜糖蛋白。

<／span >病毒基因组及功能HIV基因组全长约9200bp，其5′端与3′端各有一段相同核苷酸序列，称为长末端重复序列〔long terminal repeat，LTR〕。

第1篇一、实验目的1. 学习反转录技术的原理和操作方法；2. 掌握从RNA模板合成cDNA的第一链的方法；3. 熟悉反转录试剂盒的使用。

二、实验原理反转录（Reverse Transcription）是指将RNA模板逆转录成cDNA的过程。

反转录酶是一种RNA指导的DNA聚合酶，可以在RNA模板的指导下合成cDNA。

反转录技术在分子生物学研究中具有重要作用，如基因克隆、基因表达分析等。

三、实验材料1. 实验试剂：反转录试剂盒、RNA提取试剂、DEPC水、引物、dNTPs、RNase抑制剂等；2. 实验仪器：离心机、PCR仪、恒温水浴锅、电泳仪、凝胶成像系统等；3. 实验样本：含有目的RNA的细胞或组织。

四、实验步骤1. RNA提取：按照RNA提取试剂说明书操作，提取细胞或组织中的RNA；2. RNA浓度测定：使用紫外分光光度计测定RNA的浓度和纯度；3. 反转录反应：按照反转录试剂盒说明书进行操作，将提取的RNA作为模板，在特定条件下合成cDNA第一链；4. cDNA纯化：使用柱式或磁珠纯化cDNA，去除未反应的RNA、dNTPs、RNase抑制剂等杂质；5. PCR扩增：将纯化的cDNA作为模板，进行PCR扩增，验证反转录结果；6. 电泳检测：将PCR产物进行琼脂糖凝胶电泳，观察扩增结果。

五、实验结果与分析1. RNA提取：成功提取出目的RNA，A260/A280比值在1.8-2.2之间，表明RNA纯度较高；2. cDNA合成：反转录反应完成后，在特定条件下进行PCR扩增，成功扩增出目标片段；3. 电泳检测：PCR产物在琼脂糖凝胶上呈现清晰的条带，表明反转录和PCR反应均顺利进行。

六、实验结论1. 成功从RNA模板合成cDNA的第一链，为后续的基因克隆、基因表达分析等研究提供了基础；2. 反转录技术操作简便，结果可靠，适用于分子生物学研究。

七、实验注意事项1. 实验操作过程中应避免RNA降解，使用DEPC水处理实验器材和试剂；2. 操作过程中应严格按照试剂说明书进行，避免人为误差；3. 实验结果可能受到RNA质量、反转录酶活性、引物设计等因素的影响，需进行多次实验验证。

第十三章反转录病毒反转录病毒科分为两个亚科、7个属正反转录病毒亚科甲型反转录病毒属：禽白血病/禽肉瘤病毒乙型反转录病毒属: 绵羊肺腺瘤病毒丙型反转录病毒属：网状内皮增生症病毒丁型反转录病毒属：牛白血病病毒戊型反转录病毒属：鱼类病毒慢病毒属：HIV、马传染性贫血病毒、SIV等泡沫反转录病毒亚科泡沫病毒属正反转录病毒亚科病毒的形态结构病毒粒子呈圆形，直径80-100nm，有囊膜，囊膜表面的糖蛋白突起直径约8nm。

核衣壳为二十面体对称。

独特的三层结构：内层：核衣壳蛋白复合物；中间层：20面体衣壳；外层：囊膜病毒的基因组特征单股、正链、线性RNA（ssRNA)的二聚体（二倍体基因组：即基因组由2条相同的RNA 组成）病毒粒子中的RNA不具备感染性，2分子的RNA在各自的5’端通过氢键相连。

基因组RNA单体的结构与真核细胞的mRNA相似，5’端为甲基化的帽子结构（m7GpppGmp），3’端为多聚A（polyA）病毒的蛋白质核心蛋白（Gag) 构成病毒粒子的内部骨架，其氨基酸序列在同属内的病毒间比较保守，具有相似的抗原性，为群抗原（group antigen, Gag）。

Gag蛋白由gag基因编码，其初始产物是一个大的蛋白前体，然后在病毒蛋白酶的作用下，加工成为3-6种成熟的蛋白质：基质蛋白（MA）：位于病毒囊膜之下衣壳蛋白（CA）：构成病毒粒子双层壳的内壳（衣壳）核衣壳蛋白（NC）：与病毒基因组RNA紧密结合，构成病毒的核心。

酶蛋白蛋白酶（PR）：水解前体蛋白形成成熟蛋白。

反转录酶（RT）：聚合酶活性、RNA酶H活性整合酶（IN）：将前病毒DNA基因组整合至宿主细胞的染色体DNA中。

反转录病毒科的共同特点是具有编码反转录酶的基因，编码的反转录酶同时作为RNA依赖的DNA聚合酶、DNA依赖的DNA聚合酶、RNA酶H囊膜蛋白（Env) 为糖基化蛋白。

蛋白质部分由二条肽链组成，较小的那条链贯穿病毒的囊膜，称为跨膜蛋白（TM），较大的那条链通过二硫键和氢键与TM相连，暴露于囊膜之外，称为表面蛋白（SU）。