逆轉錄病毒(Retrovirus),別名反轉錄病毒,是一類RNA病毒,其基因組兩端為長末端重復序列(LTR),病毒顆粒呈球形,直徑大約100nm,具有包膜和表面刺突。該病毒的基因組包含三個主要基因:gag基因負責編碼病毒的核心蛋白;pol基因編碼逆轉錄酶;env基因則編碼病毒的被膜糖蛋白。逆轉錄病毒的包裝和純化過程通常采用三質粒或四質粒系統,通過收集細胞培養上清并使用超速離心技術進行濃縮和純化,以收集病毒顆粒。
逆轉錄病毒的滴度檢測通常采用定量PCR方法,通過檢測干擾后細胞基因組中外源脫氧核糖核酸的拷貝數來進行。實驗原理基于逆轉錄病毒介導的外源基因通過逆轉錄方式整合進入目的細胞基因組。在基因表達過程中,逆轉錄病毒首先在逆轉錄酶的作用下將核糖核酸逆轉錄成DNA,形成DNA整合前復合體,然后進入細胞核并隨機整合到宿主細胞DNA上,隨后通過轉錄和翻譯過程完成基因的表達。
逆轉錄病毒只能在分裂中的細胞內復制,這是因為只有在細胞分裂期間,病毒DNA基因組才能接觸到宿主細胞的遺傳物質。基于這一特性,逆轉錄病毒在干細胞研究領域,如神經干細胞和造血干細胞研究中得到了廣泛應用。此外,逆轉錄病毒也適用于成年新生神經元或膠質前體細胞的研究。在體內應用方面,逆轉錄病毒可用于研究卒中后早期治療對白質和認知功能的影響,其中使用的病毒載體為pROV-EF1a-GFP,病毒滴度達到1E+8 cfu/mL,注射體積為1μL。
基本特征
逆轉錄病毒的最基本特征是在生命過程活動中,有一個遺傳信息從RNA傳遞到脫氧核糖核酸的逆轉錄過程和一個逆轉錄出的DNA整合到宿主細胞染色體DNA上的整合過程。逆轉錄過程在病毒核衣殼內進行,以轉運RNA為引物,在病毒逆轉錄酶的作用下,以病毒正鏈RNA為模板,合成互補的負鏈DNA,形成RNA-DNA雜化雙鏈。雜化雙鏈中的RNA被逆轉錄酶中的RNA酶H活性水解,之后在逆轉錄酶的DNA聚合酶活性下,由負鏈DNA復制成雙鏈DNA。雙鏈DNA隨后環化,病毒核衣殼到達核孔后,病毒DNA基因組由整合酶帶入細胞核,被整合酶整合到宿主細胞染色體的DNA上形成前病毒。逆轉錄病毒的核糖核酸及其逆轉錄出的脫氧核糖核酸兩端為長末端重復序列(LTR)。
除逆轉錄病毒外,DNA病毒中的嗜肝DNA病毒科和花椰菜花葉病病毒科的病毒的復制中也存在逆轉錄過程,但這兩類病毒不是逆轉錄病毒(其遺傳物質不是RNA,沒有LTR,沒有整合酶和獨立的反轉錄酶,不會主動與宿主細胞發生整合,故不符合逆轉錄病毒的定義和基本特征)。
特點
1)病毒為球形,衣殼20面體立體對稱,有包膜;
2)基因組為二倍體,兩個相同+ssRNA;
3)含有逆轉錄酶和整合酶;
5)具有gag、pol、env編碼基因;
6)成熟病毒以芽生方式釋放。
LTR的分析
LTR對病毒DNA整合進宿主細胞基因組和控制病毒核糖核酸合成均有重要作用。同時,它具有真核生物基因表達時所需的基本功能,例如,啟動作用、起始作用和轉錄物的多聚腺嘌呤加尾作用等。LTR的DNA序列已經測定,不同種的病毒的LTR長度不同,變動范圍在250~1,400 bp之間,LTR的長度變化主要取決于U3的長度,它的變動范圍在170—1,260bp之間。
在LTR的兩端各有一個反向重復序列。所有LTR的兩端都是以TG...CA和AC…GT為標志。在未整合進宿主細胞基因組中的LTR的兩端還各有兩個核苷酸堿基對,即AATG…CATT和TTAC…GTAA,這兩個堿基對在LTR整合進宿主細胞基因組時會丟失。LTR在U3區內有同"TATAA"框十分相似的序列。TATAA框是真核生物中使用RNA多聚酶Ⅱ的轉錄單位所特有的序列。真核類基因轉錄時大部分用RNA多聚酶Ⅱ,TATAA框就是這類酶的接觸位點。所以LTR很可能利用宿主細胞的RNA多聚酶Ⅱ來啟動基因的轉錄。LTR的R—U5分界線上游20bp處還有AAG TAAA序列,這是真核生物都有的腺嘌呤核苷[gān]酸聚合作用的信號。
在U5區內,距離R區10~25 bp處有TTGT或類似序列,這是病毒核糖核酸合成的終止信號,這對終止病毒RNA的合成可能起重要作用。在U3—R分界線處還常有一個反向重復序列,這對終止病毒RNA的合成可能也有重要作用。除此之外,左邊LTR的U3區啟動子負責啟動前病毒的轉錄,右邊LTR的U3區啟動子有時能啟動位于前病毒插入位點下游的宿主脫氧核糖核酸序列的轉錄,不過這種情況很少發生。病毒與細胞結合時,LTR中還有增強子序列,能提高鄰近的病毒和細胞基因的活性,增強病毒RNA的轉錄能力,或對前病毒DNA兩側的宿主DNA的轉錄活性起調控作用。
LTR序列比較分析的結果表明,同種病毒株的LTR核苷酸序列相同或相似,不同種病毒的LTR序列可以各不相同。但各種病毒株的LTR都有同源的核苷酸序列。主要如上面提到的那些序列,這對完成病毒的生命周期是不可缺少的。當病毒DNA整合在配子的基因組中時,就成為宿主的“內源前病毒”而傳給子代。一般情況下,內源前病毒是不表達的,除非有其他因子的作用才會被激活而表達,如感染了另一種病毒等。
常見種類
亞科名 —— 代表病毒
(1)核糖核酸腫瘤病毒亞科
(鳥綱)rous肉瘤病毒(RSV),rous 相關病毒(RAV),其他雞肉瘤病毒,禽白血病病毒(ALV)
(哺乳類)鼠肉瘤病毒(MSV),鼠白血病毒(MLV),鼠內源性病毒,豬肉瘤病毒,牛白血病病毒,豬白血病病毒,鼠乳腺瘤病毒
(靈長目)靈長類肉瘤病毒,猴白血病病毒,狒C型腫瘤病毒,mason-輝瑞公司猴病毒(MPMV),langur病毒
(人)人類嗜T細胞病毒Ⅰ型,Ⅱ型,Ⅴ型(HTLV-Ⅰ,Ⅱ,Ⅴ)
人類免疫缺陷病毒(HIV),綿羊脫髓鞘性腦白質炎病毒(visnavirus),綿羊肺腺瘤病毒(maedi virus),馬傳染性貧血病毒(EIAV)
(3)泡沫反轉錄病毒亞科亞科
靈長類泡沫病毒,貓,牛,人泡沫病毒(human foamy 病毒)
此外,注意:嚴重急性呼吸綜合征正冠狀病毒亞科不是逆轉錄病毒,是核糖核酸病毒。
PC游戲
游戲信息
游戲名稱:逆轉錄病毒
溴化鉺:Retrovirus
游戲類型:即時戰略類(RTS)游戲
游戲制作:Cadenza Interactive
游戲發行:Cadenza Interactive
游戲平臺:PC
發售時間:2013年2月1日
游戲介紹
Retrovirus是一款360度視覺的第 一人稱射擊游戲。游戲模擬了電腦系統中的環境,玩家扮演反病毒程序,去消滅各種各樣的病毒。玩家可以自定義自己的程序,就跟定義其他游戲的人物角色一樣,可以選擇力量、速度和武器精通等等。除了單機戰役,還可以雙人合作玩同樣的戰役,另外也有對戰模式。
參考資料 >
逆轉錄病毒.www.obiosh.com.2024-03-26