第六章病毒的遗传与变异
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病毒的遗传与变异病毒的遗传与变异病毒的遗传能保持物种的相对稳定,维系生物界的平衡;而病毒的变异可导致新品种出现,孕育生物界的进化。
病毒是一类极为简单的分子生物,核酸是遗传的物质基础,核酸复制的忠实性使病毒具有稳定的遗传表现。
但由于病毒没有细胞结构,其遗传物质极易受外界环境及细胞内分子环境的影响而发生改变,病毒与其它生物相比,其遗传具有更大的变异性。
病毒的变异主要源于其基因组的突变和重组。
病毒突变一般分为自发突变和诱导突变。
自发突变是在没有任何已知诱变剂的条件下,病毒子代产生高比例的突变体,最后导致表型变异。
诱导突变则是利用不同的物理或化学诱变剂处理病毒,提高病毒群体突变率,诱导病毒子代出现特定的突变类型。
DNA病毒和RNA病毒在突变频率上有较大的差别。
病毒突变类型可从多层次、不同水平进行分类,但目前作为研究工具的突变体类型主要有无效突变体、温度敏感突变体、蚀斑突变体、宿主范围突变体、抗药性突变体、抗原突变体、回复突变体等。
病毒重组一般通过分子内重组、拷贝选择和基因重配三种机制完成。
分子内重组需要核酸分子的断裂及其它核酸分子的再连接,拷贝选择不涉及核酸分子的共价键断裂,基因重配则是具分段基因组病毒之间核酸片段交换,基因组各片段在子代病毒中随机分配。
病毒重组机制不同,其重组频率有很大差别,且RNA分段基因组病毒同型不同株病毒间的重组经重组重配机制进行,其重组率可高达50%。
通过病毒重组,可构建表达特定外源基因的重组病毒,可使灭活病毒经交叉感染或复感染得以复活,这在病毒的研究和利用上都具有重要意义。
病毒表型突变除了源于基因组的突变和重组外,还有一些非遗传因素影响病毒变异。
无囊膜病毒的转壳、表型混杂及具囊膜病毒的伪型病毒都可使病毒的表型发生改变。
病毒的同源干扰、缺陷干扰及缺陷病毒的存在也会对病毒表型变化产生影响。
如何利用病毒突变和重组建立病毒生物学研究的有效方法,如何利用重组病毒构建重要疾病基因治疗载体,是研究病毒遗传和变异的主要目的之一。