四、生物合成
DNA病毒的RNA病毒在復制的生化方面有區(qū)別,但復制的結果都是合成核酸分子和蛋白質(zhì)衣殼,然后裝配成新的有感染性的病毒。一個復制周期大約需6~8小時。
。ㄒ)雙股DNA病毒的復制
多數(shù)DNA病毒為雙股DNA。
雙股DNA病毒,如單純疹病毒和腺病毒在宿主細胞核內(nèi)的RNA聚合酶作用下,從病毒DNA上轉(zhuǎn)錄病毒mRNA,然后轉(zhuǎn)移到胞漿核糖體上,指導合成蛋白質(zhì)。而痘苗病毒本身含有RNA聚合酶,它可在胞漿中轉(zhuǎn)錄mRNA。mRNA有二種:早期m RNA,主要合成復制病毒DNA所需的酶,如依賴DNA的DNA聚合酶,脫氧胸腺嘧啶激酶等,稱為早期蛋白;晚期mRNa ,在病毒DNA復制之后出現(xiàn),主要指導合成病毒的結構蛋白,稱為晚期蛋白。
子代病毒DNA的合成是以親代DNA為模板,按核酸半保留形式復制子代雙股DNA。DNA復制出現(xiàn)在結構蛋白合成之前。
。ǘ)單股RNA病毒的復制
RNA病毒核酸多為單股,病毒全部遺傳信息均含在RNA中。根據(jù)病毒核酸的極性,將RNA病毒分為二組:病毒RNA的鹼基序列與mRNA完全相同者,稱為正鏈RNA病毒。這種病毒RNA可直接起病毒mRNA的作用,附著到宿主細胞核糖體上,翻譯出病毒蛋白。從正鏈RNA病毒顆粒中提取出RNA,并注入適宜的細胞時證明有感染性;病毒RNA鹼基序列與mRNA互補者,稱為負鏈RNA病毒。負鏈RNA病毒的顆粒中含有依賴RNA的RNA多聚酶,可催化合成互補鏈,成為病毒mRNA,翻譯病毒蛋白。從負鏈RNA病毒顆粒中提取出的RNA,因提取過程損壞了這種酶,從而無感染性。
1.正鏈RNA病毒的復制以脊髓灰質(zhì)炎病毒為例,侵入的RNA直接附著于宿主細胞核糖體上,翻譯出大分子蛋白,并迅速被蛋白水解酶降解為結構蛋白和非結構蛋白,如依賴RNA的RNA聚合酶。在這種酶的作用下,以親代RNA為模板形成一雙鏈結構,稱“復制型(Replicative form)”。再從互補的負鏈復制出多股子代正鏈RNA,這種由一條完整的負鏈和正在生長中的多股正鏈組成的結構,秒“復制中間體(Replicative intermediate) ”。新的子代RNA分子在復制環(huán)中有三種功能:(1)為進一步合成復制型起模板作用;(2)繼續(xù)起mRNA作用;(3)構成感染性病毒RNA。
2.負鏈RNA病毒的復制流感病毒、副流感病毒、狂犬病毒和腮腺炎病毒等有囊膜病毒屬于這一范疇。病毒體中含有RNA的RNA聚合酶,從侵入鏈轉(zhuǎn)錄出mRNA,翻譯出病毒結構蛋白和酶,同時又可做為模板,在依賴RNA的RNA聚合酶作用下合成子代負鏈RNA。
圖21-4 DNA病毒復制的主要步驟
。ㄈ)逆轉(zhuǎn)錄病毒的復制
逆轉(zhuǎn)錄病毒(Retrovirus)又稱RNA腫瘤病毒(Oncornavirus) ,病毒體含有單股正鏈RNA、依賴RNA的DNA多聚酶(逆轉(zhuǎn)錄酶)和tRNA。其復制過程分二個階段:第一階段,病毒核時進入胞漿后,以RNA為模板,在依賴RNA的DNA多聚酶和tRNA引物的作用下,合成負鏈DNA(即RNA:DNA),正鏈RNA被降解,進而以負鏈DNA為模板形成雙股DNA(即DNA:DNA),轉(zhuǎn)入細胞核內(nèi),整合成宿主DNA中,成為前病毒。第二階段,前病毒DNA轉(zhuǎn)錄出病毒mRNA,翻譯出病毒蛋白質(zhì)。同樣從前病毒DNA轉(zhuǎn)錄出病毒RNA,在胞漿內(nèi)裝配,以出芽方式釋放。被感染的細胞仍持續(xù)分裂將前病毒傳遞至子代細胞。