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病毒遗传与变异简介


录入时间:2012-5-23 17:08:07 来源:医学教育网

    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。虽然有一些病毒现已可通过序列分析进行其基因组研究,但病毒重组作图、重配作图、中间型杂交、转录图和多肽图等仍是研究病毒遗传图的重要方法。在病毒基因功能研究中,经典的互补试验、克隆基因的互补试验及利用突变和重组进行的顺式因子分析、反式因子分析和基因瞬时表达,都有着不可替代的作用。由于一些病毒可以感染动物和人类的特异组织细胞,利用这些病毒构建表达外源基因载体,用于人类一些特殊疾病的基因治疗,这一方面具有诱人的前景。

  比如,为什么过去感染过流感的人,虽然体内已经产生了抗体,但对新型病毒变异株却可能没有免疫力呢?为什么流感大流行会经常反复的出现,而为了能够提供有效防御流感的疫苗,则必需频繁地制造出新的流感疫苗呢?这是因为:流感病毒的抗原性会因为核酸的复制、装配等各种因素而发生变化,有了这些变化,流感病毒就可以有效地逃避宿主的免疫清除。

 

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