一、病毒基因组的结构与功能
第一章 绪 论
二、病毒基因表达的调控原理
三、病毒感染的分子机制
四、病毒致癌的分子机理
五、抗病毒活性物质
六、病毒基因工程疫苗
第一节 分子病毒学的主要研究内容
第二节 分子病毒学的发展简史
一、病毒的发现时期
二、病毒的化学时期
1、病毒的结晶
2、电子显微镜的应用
三、病毒研究的细胞水平时期
四、分子病毒学的研究时期
第二章 病毒的分类
第一节 病毒的定义
第二节 病毒的分类和命名
一、病毒分类和命名的规则
（一）一般规则
（二）分类阶元的命名规则
（三）种的规则
（四）属的规则
（五）亚科的规则
（六）科的规则
（七）目的规则
（八）亚病毒感染因子的规则
（九）书写规则
二、病毒分类原理及其依据
（一）病毒分类原理
（二）病毒分类的依据
1、病毒粒子特性
2、病毒抗原性质
3、病毒生物学特性
（三）病毒种的概念及其分类依据
（ 1）基因组序列的相关性（ 2）天然的宿主范围
（ 3）细胞和组织的嗜亲性（ 4）致病和细胞病变特点
（ 5）传播方式 （ 6）生理生化性质 （ 7）抗原特性
三、病毒分类系统
第三章 病毒的结构极其基因组
第一节 病毒的结构组成
一、病毒的包膜
（一）病毒包膜的来源
（二）病毒包膜的化学组成
1、病毒包膜所含有的脂类
2、病毒包膜糖蛋白
（三）病毒包膜的功能
1、病毒吸附 2、细胞融合活性
3、血溶活性 4、抗原性
二、病毒的衣壳
（一）衣壳的组成
（二）衣壳蛋白的功能
1、保护病毒基因组 2、决定病毒的抗原性
3、吸附作用 4、血凝作用
三、病毒的内含物
第二节 病毒的形态结构类型
一、螺旋对称的病毒壳体
二、二十面体对称的病毒壳体
三、复合对称的病毒壳体
第三节 病毒的基因组
一、病毒的核酸类型
二、病毒核酸的大小及其碱基的组成
三、病毒基因组的结构特征
（一） DNA病毒基因组
1、双链 DNA病毒基因组
2、单链 DNA病毒基因组
（二） RNA病毒基因组
1、正链 RNA病毒基因组
2、负链 RNA病毒基因组
3、双链 RNA病毒基因组
（三）病毒基因组结构的复杂性
1、粘性末端 2、末端冗余 3循环排列
4、回文结构 5、末端反向重复序列
6、重叠基因 7、分段基因组
8、帽子和 poly（ A）结构
9、其他结构特征
第四章 病毒的吸附、侵入和脱壳
第一节 病毒的吸附
一、病毒的吸附蛋白
1、细胞受体结合区 2、融合区 3、跨膜区 4、膜内区
二、病毒的细胞受体
1、细胞受体单位 2、细胞受体位点
三、病毒吸附蛋白与细胞受体结合的机制
1、可逆性吸附 2、不可逆性吸附 3、影响病毒吸附的环境因素
第二节 病毒的侵入一、注射式侵入
二、细胞内吞
三、膜融合
四、直接侵入
第三节 病毒的脱壳
第五章 病毒基因组的复制
第一节 病毒基因组复制的基本特点
一、全保留复制和半保留复制
二、病毒基因组的复制起始
三、病毒基因组的复制方向
四、连续复制与不连续复制
第二节 病毒基因组复制所需的复制酶
一、依赖于宿主细胞的复制酶
二、病毒基因组自身编码的复制酶
1,DNA病毒自身编码的复制酶及其相关蛋白
2,RNA病毒自身编码的复制酶
三、病毒蛋白与宿主蛋白构成的病毒复制酶
第三节 病毒基因组的复制与调控
一、病毒基因组复制的主要方式
1、复制叉方式
2、滚环方式
3、链置换方式
二,ds DNA病毒基因组的复制
1,T4噬菌体基因组 DNA的复制
2、腺病毒基因组 DNA的复制
3、痘病毒基因组 DNA的复制4、乙型肝炎病毒（ HBV）基因组 DNA的复制
5,SV40病毒基因组 DNA的复制
三,ssDNA病毒基因组的复制
1、自主性细小病毒基因组 DNA的复制
2、依赖性细小病毒基因组 DNA的复制
四,dsRNA病毒基因组的复制
五,+ssRNA病毒基因组的复制
1、脊髓灰质炎病毒基因组的复制
2,+ssRNA噬菌体基因组的复制
六,-ssRNA病毒基因组的复制
七、病毒基因组 DNA复制的调控
1,174DNA复制的调控
2、噬菌体 DNA复制的调控
3,SV40DNA复制的调控
4、腺病毒 DNA复制的调控
病毒基因病毒包括 mRNA转录和蛋白质翻译两
个不同的过程。首先以病毒基因组核酸（ DNA或
RNA）为膜板，在病毒或宿主特异性 RNA聚合酶的
作用下，依照碱基配对互补的原则，转录生成病毒
mRNA，然后这些转录生成的 mRNA携带病毒的基
因信息，进入宿主细胞的核搪体上，再经过翻译，
合成病毒蛋白外，还有病毒基因组复制、转录所需
的酶如复制酶、转录酶，，以及一种或几种调节蛋
白，有包膜的病毒直至合成包膜糖蛋白。
第六章 病毒的基因表达
由于病毒缺少编码核糖体的遗传信息，因而其蛋白质
翻译完全依赖宿主的翻译体系，但病毒 RNA通过同宿主细
胞核糖体结合，可以改变宿主核糖体的合成路线，使之合
成病毒蛋白而不在合成细胞蛋白。
第一节 病毒基因转录和转录后加工
一、病毒基因转录的特点
（一）病毒的早期转录和晚期转录
病毒基因转录有先后之分，即按不同时序
进行转录的，这是病毒基因表达的重要特点之
一。病毒的早期转录一般发生在病毒感染初期，
其早期基因主要编码合成与病毒基因组复制以
及晚期基因表达相关的酶和蛋白质；而病毒的
晚期转录则出现在病毒基因组复制之后，其晚
期基因主要编码合成病毒结构蛋白如衣壳蛋白、
包膜糖蛋白等。
腺病毒基因组 DNA进入宿主细胞核后，首先启
动早期转录，然后进行中期和晚期转录。在腺病毒
的 dsDNA中,3’-5’链称为 γ链，转录方向从左到右；
5’-3’链称为 l，转录方向从右到左，早期转录除了出
现在 l链上外，也出现在 γ链上，如 早期基因区 E1A、
E1B和 E3在 γ 链上转录,E2A,E2B和 E4在 l链上转录；
晚期转录如 L1,L2,L3,L4,L5基因区的转录均发
生在 γ 链上。
1、腺病毒的早期转录
E3基因区在 76.6~86.2mu之间，其启动子在
76.6mu处，该区至少转录 6种 mRNAs，它们分别编
码 14KD,14.7KD,11KD,10KD,16KD和 19KD蛋
白。虽然 E3并非是病毒生长和复制所必须的，在缺
少大部分或全部 E3区的情况下,Ad仍能在组织培养
上繁殖，但一些证据表明,E3区编码的 19KD糖蛋白
能够结合位于内质网中的 MHC多肽的重链，并且阻
止 MHC进一步转移到细胞表面，从而降低细胞毒性
T淋巴细胞对 Ad感染靶细胞的识别。
2、腺病毒的晚期转录
所谓非对称性转录是指病毒基因的转录并不固
定在一条 DNA链上, 其中一些基因从一条链上转
录, 而另一些基因从另一条链上转录, 因而使转
录方向有左向和右向或者顺时针和逆时针的区别 。
（二）病毒的非对称性转录
（三） 病毒的多基因转录和单基因转录
所谓多基因转录是指多个基因联合转录在一
条 链 上, 这 样 的 mRNA 也 称 为 多 顺 反 子
（ polycistroic mRNA） ；单基因转录是指一个基
因单独转录在一条 mRNA链上, 这样的 mRNA也
称 为 单 顺 反 子 mRNA （ polycistroic
mRNA） 。
（四）病毒转录方式的差异
由于病毒基因组具有线状或环状，单链或双链，正链或
负链区分，因而 mRNA的转录方式也各有不同。对于 dsDNA病
毒来说，它们能以任意一条链为模板转录出 mRNA； ssDNA病
毒则必需以其单链为模板，首先复制形成另一条链子代 DNA
链，再由二者结合形成 dsDNA后，才能从其中任意一条链上
转录合成 mRNA；对于 +ssRNA病毒而言，其基因组 +ssRNA或
者直接作为 mRNA，或者先复制一条与亲本 +ssRNA互补的 -
ssRNA，再以 -ssRNA为模板转录产生 mRNA；然而 -ssRNA病
毒可以直接以 -ssRNA为模板合成 mRNA； dsRNA病毒则是以
其中的负链 RNA为模板进行全保留转录而合成 mRNA；逆转录
病毒比较特殊，其 +ssRNA基因组在逆转录酶的催化下合成一
条 cDNA链，再以 cDNA链为模板复制出另一条 DNA链，由两
条 DNA结合形成原病毒 dsDNA，然后原病毒 dsDNA整合到宿
主细胞染色体 DNA上，以整合的原病毒 dsDNA作为模板转录
合成 Mrna。
二、病毒基因转录所需要的转录酶
（ 一 ） 病毒利用宿主的 RNA聚合酶
（二）病毒粒子携带的转录酶
（三）病毒在复制循环中自身编码的转录酶
（四）病毒蛋白和宿主蛋白共同构成的转录酶
三、病毒基因的转录启动子与转录起始
一些 DNA病毒的基因转录除了需要 RNA聚合酶和
适宜的模板外，其基因组 DNA上也有类似于原核生物
和真核生物的转录启动子和转录起始位点，真核 DNA
病毒甚至还含有增强子序列，这些特定的调控元件直
接参与了病毒基因转录的起始和转录调控。真核 -
ssRNA病毒如副粘病毒、弹状病毒的基因组虽然没有
转录启动子，但其转录起始与先导序列区以及基因接
头区的特定核苷酸序列有关。
（一） DNA噬菌体基因转录的启动子
1,-10区 在距离转录起始位点第一个核甘酸的上
游 -13~-4位碱基处有一段序列叫做 Pribnow box，
即 -10区，典型的 Pribnow box 的保守序列为
TARAAT，其中第 6个碱基全是 T，故称为保守 T，
由于 -10区富含 AT 序列，因而易于变性和解链。
2,-35区 -35区位于 Pribnow box左侧，其共同序
列为 TTGACA。
（二）真核 DNA病毒基因转录的启动子与增强子
1,TATA box 真核 DNA病毒与真核生物一样, 在基
因转录起始位点的上游有一个保守的启动子序列,
它有 TATAA（ T） AA（ T） 组成, 称为 ~,又叫
Hogness box或 Goldberg-Hogness box,其位置不在 -
10区, 而在 -30区 ~-20区 。 TATA box靠近转录起始
位点, 主要参与病毒 mRNA转录起始点的选择, 与
转录起始的精确性有关 。 如果 TATA区出现碱基缺
失或突变, 都会对转录产生严重影响, 如在腺病毒
晚期启动子 TATA区, 出现含有 TATA序列的 -47~-21
区缺失, 其晚期基因完全不能转录, 而且即使 G或
A替代启动子 TATA box中的第三个碱基 T形成 TAGA
或 TAAA,也会引起基因转录下降 。
2,CAAT box和 GC box
真核 DNA病毒在转录起始位点上游 -110~-40区还有
另外两种启动子序列，一个启动子序列为 GGC（ T）
CAAT（ A），其中 CAAT序列相当保守，故称 CAAT
box；另一个启动子序列为 CCGCCC或 GGCGGG，
称为 GC box。 HSV tk基因在 TATA box 的上游有一
个 CAAT box和 2个 GC box,HSV a4基因没有 CAAT
box，但有 5个 GC box。
CAAT box和 GC box虽然不参与转录起始点的确
定，但一些细胞转录因子如 NF1与 CAAT box结合，
SP1与 GC box结合，可以促进 RNA聚合酶 II的转录，
提高病毒基因转录的效率。
3、增强子 是指能使与它连锁的上游或下游基因转
录频率明显增强的 DNA序列。在 SV40基因组中首
次发现了增强子，它位于 SV40早期基因上游 -250~-
107bp，含有两个正向重复序列，每个长度为 72bp，
其核心序列为 GGTGTGGAAAG。具有如下特点：
（ 1）转录增强效应明显，增强子一般能使基因转
录频率增加 10~200倍，有的可以增加上千倍。
（ 2）增强效应与位置和取向无关，不论增强子是
在基因的上游或下游，均表现出增强效应。
（ 3）增强子一般为重复序列，长度在 50bp以上，
通过特定的转录基因与其结合，可增进转录作用。
（ 4）增强效应有严格的组织和细胞特异性，但
对其所作用的基因无专一性。
（ 5）有的病毒增强子还受外部信号的调控，如
小鼠乳腺瘤病毒启动子的上游大约 -100bp处，有
一个增强子序列，它是固醇类激素与其受体蛋白
所形成的复合物结合到该增强子序列上之后，不
仅能促进下游基因的转录，而且还能促进上游基
因的转录。
4、帽子位点 存在于启动子的下游，它是真核 DNA
病毒 mRNA的转录起始位点，病毒基因转录模板链
上帽子位点的碱基一般为 T,这样 mRNA掺入的第
一核苷酸就是 ATP。
（三） 病毒的转录起始
宿主 RNA聚合酶或病毒编码的 RNA聚合酶对病
毒基因启动子的识别和特异性结合, 是转录起始的
关键步骤 。 就是 T4,T7噬菌体的早期转录而言, 细
菌 RNA聚合酶全酶中 的 亚基负责识别和寻找早期转
录启动子, 它与 RNA聚合酶全酶特异性地结合这些
基因的转录启动子, 以及进行精确的转录起始有
关 …… 显然核心酶催化的转录起始是随机的 。
四、病毒的转录终止
（一） 转录终止子
目前在噬菌体 DNA模板链上发现有转录终止位
点, 即终止子, 这些终止子具有共同的结构特征：
其终止子上游存在有反向重复序列, 该序列富含 GC
碱基对, 由此段 DNA转录产生的 RNA易于形成发夹
结构, 在终止点的下游有一段由 48个 A组成的序列,
因而转录产物的 3’端带有寡聚 U,这两种结构特征的
存在决定了转录终止, 当新生 RNA出现发夹结构时,
会导致 RNA聚合酶暂停, 破坏 RNA-DNA杂喝链的正
常结构；而寡聚 A的存在又能使杂合链中的 RNA3’端
产生不稳定的 A,U区域；结果二者共同作用导致
RNA从 DNA模板链上解离下来 。
转录终止子有两种类型：一类是不依赖于蛋白
辅助因子，即 ρ因子的终止子；另一类是依赖于 ρ因
子的终止子从图可知不依赖 ρ因子的终止子在结构上
除了茎的长度不同外，都有富含 GC区，而且茎 -环结
构之后都带有一个 ploy（ U）区；而依赖于 ρ因子的
终止子既缺少富含 GC区，也无 ploy（ U）尾。
1、不依赖 ρ因子的转录终止
2、依赖 ρ因子的转录终止
（二）抗转录终止作用
五、病毒的转录后加工和拼接
通常噬菌体 mRNA5’端缺少帽子, 3’端 也
无 poly（ A） 尾, 其合成的 mRNA大多不需要
加工, 一经转录就可以直接翻译合成病毒蛋白,
但某些 DNA噬菌体的基因转录产生的多顺反子
mRNA,需要经过核酸内切酶切割成较小的片
段, 才能进行翻译 。 真核 DNA病毒转录的
mRNA大都需要在 5’端戴帽和 3’端加尾, 除此
而外, 转录初产物还需要先切除内含子, 再进
行拼接, 最后才形成成熟的 Mrna。
（一） 病毒 mRNA 5’端的戴帽
大多数真核病毒 mRNA的 5’端都有以 5’-5’结合
的 7甲基化鸟苷酸残基封闭的结构, 称为帽子 0如果
在原 mRNA第一个核苷酸 2’-O位上继续产生甲基化,
则形成帽子 1,第二个核苷酸 2’-O位上甲基化, 构
成帽子 2。 真核病毒 mRNA5’帽子有以下功能 （ 1）
帽子结构作为核糖体识别 mRNA的信号；
（ 2） 帽子结构增加了病毒 mRNA的稳定性, 使之
棉遭宿主细胞核酸酶的攻击 。 （ 3） 帽子结构能被
蛋白质合成的起始因子所识别, 从而促进病毒蛋白
的合成 。
（二）病毒 mRNA3’端加 ploy（ A）尾
几乎所有研究过的动物病毒的 mRNA3’端都
有 ploy（ A） 尾, 长度一般短于真核细胞 mRNA3’
端的 ploy（ A） 尾 。 目前已经发现在 ploy（ A） 位
点上游的 10~25个核苷酸处都存在有加尾识别信
号序列 AAUAAA,其内切酶能够识别 AAUAAA
序列 。
病毒 mRNA的 ploy（ A） 尾主要与其在细胞
质中的稳定性有关, 一般而言, ploy（ A） 短的
mRNA半衰期也短, ploy（ A） 长的 mRNA则半
衰期也长 。
（三）病毒 mRNA前体的拼接
在病毒内含子两端也有类似于真核生物结构
基因的拼接供体和受体信号, 即 5’！ GU…… AG！
3’,通过宿主细胞的拼接体系识别该信号, 可以
促进病毒 mRNA前体的拼接 。 在这里 5’GU和 3’端
AG信号对 mRNA前体的拼接是十分重要的 。
一些研究还证实内含子的内部序列也可以影
响 mRNA前体的拼接效率 Khoury曾分离得到
SV40早期基因 T缺失的突变株, 这些缺失发生在
早期基因的内含子中, 虽然它们并未涉及到拼
接信号, 但其早期的初转录产物与野生型 SV40
相比, 经过切割和拼接产生的成熟 mRNA以及翻
译合成 T抗原的量都大为减少, 究其原因可能
是由于宿主拼接酶系的作用还要求 mRNA前体
有特定的二级或三级空间构型的缘故, 而维持
这种空间构型则需要有内含子序列的存在 。
在真核细胞中存在多种丰富的小分子叫做核内
小 RNA（ small nuclear RNA,snRNA）, 其中
参与 mRNA前体拼接的主要有 U1,U2,U4、
U5和 U6 snRNA,这些 snRNA经常与核内的几
种蛋白质结合形成核内小核糖核蛋白 （ small
nuclear ribonuleoprotein, snRNA）, 并与
mRNA前体共同组成一个拼接体 （ spliceosome）
从上述可以看出，病毒 mRNA前体的拼接
既受控于宿主细胞的拼接系统，也需要有病毒
自身编码的调节蛋白以及转录产生的“拼接
RNA”起作用。
第二节 病毒蛋白的翻译及其翻译后加工
病毒 mRNA翻译合成蛋白质的过程是在核糖体上
进行的，其核糖体完全由宿主细胞的组分构成，没有
任何病毒组分的参与，因此病毒类似于宿主细胞 mRNA
的翻译过程，而病毒蛋白产物的翻译后加工则不尽相
同。
一、核糖体对病毒 mRNA起始密码子的识别与翻译起始
真核生物核糖体 40S亚基上的 18SrRNA 3’端虽
然没有原核生物 16SrRNA那样的 CUCCA序列，而
且真核生物和真核病毒 mRNA5’也没有 SD序列，
但其 mRNA5’端的帽子结构可作为核糖体 40S亚基以
及起始因子 eIF3,eIF4B,eIF4F,eIF4A的识别和
结合信号。一些研究还发现，真核病毒 mRNA除了
5’端帽子结构与病毒蛋白合成起始有关外，在起始
密码子子 AUG附近可能亦存在与 18rRNA3’末端互
补的序列。
大多数噬菌体和真核病毒蛋白翻译是从 mRNA
上的起始密码子 AUG起始的，但副粘病毒 P ORF
mRNA上的 AUG,GUG和 ACG均可作为起始密码子，
翻译合成不同的蛋白质。
二、病毒蛋白的翻译后加工
（一）病毒蛋白前体的切割
（二）病毒蛋白的化学修饰
有些病毒蛋白在宿主细胞核糖体上合成后，需
要经过切割和共价修饰，即进行翻译后加工，才能
形成成熟而有功能的蛋白质，如一些病毒多蛋白前
体的切割，糖基化和磷酸化修饰等
其修饰作用包括磷酸化、甲基化和脂酰化等。
1、病毒蛋白的磷酸化
宿主或病毒编码的蛋白激酶能将 ATP末端的
磷酸基团转移到病毒蛋白的 Ser,Thr和 Tyr残基上,
使之形成磷酸化蛋白, 磷酸化是蛋白质翻译后广
泛存在的一种化学修饰, 是控制酶活性的重要步
骤 。
2、病毒蛋白的糖基化
一些动物病毒的包膜蛋白在翻译后产生糖基
化, 形成糖蛋白突起, 它与病毒粒子的吸附和侵
入有关 。 通常这些寡糖经过 N-或 O-糖基化连接于
Asn,Ser和 Thr残基上, 糖基化作用往往发生在内
质网和高尔基体中 。
第一章 绪 论
二、病毒基因表达的调控原理
三、病毒感染的分子机制
四、病毒致癌的分子机理
五、抗病毒活性物质
六、病毒基因工程疫苗
第一节 分子病毒学的主要研究内容
第二节 分子病毒学的发展简史
一、病毒的发现时期
二、病毒的化学时期
1、病毒的结晶
2、电子显微镜的应用
三、病毒研究的细胞水平时期
四、分子病毒学的研究时期
第二章 病毒的分类
第一节 病毒的定义
第二节 病毒的分类和命名
一、病毒分类和命名的规则
（一）一般规则
（二）分类阶元的命名规则
（三）种的规则
（四）属的规则
（五）亚科的规则
（六）科的规则
（七）目的规则
（八）亚病毒感染因子的规则
（九）书写规则
二、病毒分类原理及其依据
（一）病毒分类原理
（二）病毒分类的依据
1、病毒粒子特性
2、病毒抗原性质
3、病毒生物学特性
（三）病毒种的概念及其分类依据
（ 1）基因组序列的相关性（ 2）天然的宿主范围
（ 3）细胞和组织的嗜亲性（ 4）致病和细胞病变特点
（ 5）传播方式 （ 6）生理生化性质 （ 7）抗原特性
三、病毒分类系统
第三章 病毒的结构极其基因组
第一节 病毒的结构组成
一、病毒的包膜
（一）病毒包膜的来源
（二）病毒包膜的化学组成
1、病毒包膜所含有的脂类
2、病毒包膜糖蛋白
（三）病毒包膜的功能
1、病毒吸附 2、细胞融合活性
3、血溶活性 4、抗原性
二、病毒的衣壳
（一）衣壳的组成
（二）衣壳蛋白的功能
1、保护病毒基因组 2、决定病毒的抗原性
3、吸附作用 4、血凝作用
三、病毒的内含物
第二节 病毒的形态结构类型
一、螺旋对称的病毒壳体
二、二十面体对称的病毒壳体
三、复合对称的病毒壳体
第三节 病毒的基因组
一、病毒的核酸类型
二、病毒核酸的大小及其碱基的组成
三、病毒基因组的结构特征
（一） DNA病毒基因组
1、双链 DNA病毒基因组
2、单链 DNA病毒基因组
（二） RNA病毒基因组
1、正链 RNA病毒基因组
2、负链 RNA病毒基因组
3、双链 RNA病毒基因组
（三）病毒基因组结构的复杂性
1、粘性末端 2、末端冗余 3循环排列
4、回文结构 5、末端反向重复序列
6、重叠基因 7、分段基因组
8、帽子和 poly（ A）结构
9、其他结构特征
第四章 病毒的吸附、侵入和脱壳
第一节 病毒的吸附
一、病毒的吸附蛋白
1、细胞受体结合区 2、融合区 3、跨膜区 4、膜内区
二、病毒的细胞受体
1、细胞受体单位 2、细胞受体位点
三、病毒吸附蛋白与细胞受体结合的机制
1、可逆性吸附 2、不可逆性吸附 3、影响病毒吸附的环境因素
第二节 病毒的侵入一、注射式侵入
二、细胞内吞
三、膜融合
四、直接侵入
第三节 病毒的脱壳
第五章 病毒基因组的复制
第一节 病毒基因组复制的基本特点
一、全保留复制和半保留复制
二、病毒基因组的复制起始
三、病毒基因组的复制方向
四、连续复制与不连续复制
第二节 病毒基因组复制所需的复制酶
一、依赖于宿主细胞的复制酶
二、病毒基因组自身编码的复制酶
1,DNA病毒自身编码的复制酶及其相关蛋白
2,RNA病毒自身编码的复制酶
三、病毒蛋白与宿主蛋白构成的病毒复制酶
第三节 病毒基因组的复制与调控
一、病毒基因组复制的主要方式
1、复制叉方式
2、滚环方式
3、链置换方式
二,ds DNA病毒基因组的复制
1,T4噬菌体基因组 DNA的复制
2、腺病毒基因组 DNA的复制
3、痘病毒基因组 DNA的复制4、乙型肝炎病毒（ HBV）基因组 DNA的复制
5,SV40病毒基因组 DNA的复制
三,ssDNA病毒基因组的复制
1、自主性细小病毒基因组 DNA的复制
2、依赖性细小病毒基因组 DNA的复制
四,dsRNA病毒基因组的复制
五,+ssRNA病毒基因组的复制
1、脊髓灰质炎病毒基因组的复制
2,+ssRNA噬菌体基因组的复制
六,-ssRNA病毒基因组的复制
七、病毒基因组 DNA复制的调控
1,174DNA复制的调控
2、噬菌体 DNA复制的调控
3,SV40DNA复制的调控
4、腺病毒 DNA复制的调控
病毒基因病毒包括 mRNA转录和蛋白质翻译两
个不同的过程。首先以病毒基因组核酸（ DNA或
RNA）为膜板，在病毒或宿主特异性 RNA聚合酶的
作用下，依照碱基配对互补的原则，转录生成病毒
mRNA，然后这些转录生成的 mRNA携带病毒的基
因信息，进入宿主细胞的核搪体上，再经过翻译，
合成病毒蛋白外，还有病毒基因组复制、转录所需
的酶如复制酶、转录酶，，以及一种或几种调节蛋
白，有包膜的病毒直至合成包膜糖蛋白。
第六章 病毒的基因表达
由于病毒缺少编码核糖体的遗传信息，因而其蛋白质
翻译完全依赖宿主的翻译体系，但病毒 RNA通过同宿主细
胞核糖体结合，可以改变宿主核糖体的合成路线，使之合
成病毒蛋白而不在合成细胞蛋白。
第一节 病毒基因转录和转录后加工
一、病毒基因转录的特点
（一）病毒的早期转录和晚期转录
病毒基因转录有先后之分，即按不同时序
进行转录的，这是病毒基因表达的重要特点之
一。病毒的早期转录一般发生在病毒感染初期，
其早期基因主要编码合成与病毒基因组复制以
及晚期基因表达相关的酶和蛋白质；而病毒的
晚期转录则出现在病毒基因组复制之后，其晚
期基因主要编码合成病毒结构蛋白如衣壳蛋白、
包膜糖蛋白等。
腺病毒基因组 DNA进入宿主细胞核后，首先启
动早期转录，然后进行中期和晚期转录。在腺病毒
的 dsDNA中,3’-5’链称为 γ链，转录方向从左到右；
5’-3’链称为 l，转录方向从右到左，早期转录除了出
现在 l链上外，也出现在 γ链上，如 早期基因区 E1A、
E1B和 E3在 γ 链上转录,E2A,E2B和 E4在 l链上转录；
晚期转录如 L1,L2,L3,L4,L5基因区的转录均发
生在 γ 链上。
1、腺病毒的早期转录
E3基因区在 76.6~86.2mu之间，其启动子在
76.6mu处，该区至少转录 6种 mRNAs，它们分别编
码 14KD,14.7KD,11KD,10KD,16KD和 19KD蛋
白。虽然 E3并非是病毒生长和复制所必须的，在缺
少大部分或全部 E3区的情况下,Ad仍能在组织培养
上繁殖，但一些证据表明,E3区编码的 19KD糖蛋白
能够结合位于内质网中的 MHC多肽的重链，并且阻
止 MHC进一步转移到细胞表面，从而降低细胞毒性
T淋巴细胞对 Ad感染靶细胞的识别。
2、腺病毒的晚期转录
所谓非对称性转录是指病毒基因的转录并不固
定在一条 DNA链上, 其中一些基因从一条链上转
录, 而另一些基因从另一条链上转录, 因而使转
录方向有左向和右向或者顺时针和逆时针的区别 。
（二）病毒的非对称性转录
（三） 病毒的多基因转录和单基因转录
所谓多基因转录是指多个基因联合转录在一
条 链 上, 这 样 的 mRNA 也 称 为 多 顺 反 子
（ polycistroic mRNA） ；单基因转录是指一个基
因单独转录在一条 mRNA链上, 这样的 mRNA也
称 为 单 顺 反 子 mRNA （ polycistroic
mRNA） 。
（四）病毒转录方式的差异
由于病毒基因组具有线状或环状，单链或双链，正链或
负链区分，因而 mRNA的转录方式也各有不同。对于 dsDNA病
毒来说，它们能以任意一条链为模板转录出 mRNA； ssDNA病
毒则必需以其单链为模板，首先复制形成另一条链子代 DNA
链，再由二者结合形成 dsDNA后，才能从其中任意一条链上
转录合成 mRNA；对于 +ssRNA病毒而言，其基因组 +ssRNA或
者直接作为 mRNA，或者先复制一条与亲本 +ssRNA互补的 -
ssRNA，再以 -ssRNA为模板转录产生 mRNA；然而 -ssRNA病
毒可以直接以 -ssRNA为模板合成 mRNA； dsRNA病毒则是以
其中的负链 RNA为模板进行全保留转录而合成 mRNA；逆转录
病毒比较特殊，其 +ssRNA基因组在逆转录酶的催化下合成一
条 cDNA链，再以 cDNA链为模板复制出另一条 DNA链，由两
条 DNA结合形成原病毒 dsDNA，然后原病毒 dsDNA整合到宿
主细胞染色体 DNA上，以整合的原病毒 dsDNA作为模板转录
合成 Mrna。
二、病毒基因转录所需要的转录酶
（ 一 ） 病毒利用宿主的 RNA聚合酶
（二）病毒粒子携带的转录酶
（三）病毒在复制循环中自身编码的转录酶
（四）病毒蛋白和宿主蛋白共同构成的转录酶
三、病毒基因的转录启动子与转录起始
一些 DNA病毒的基因转录除了需要 RNA聚合酶和
适宜的模板外，其基因组 DNA上也有类似于原核生物
和真核生物的转录启动子和转录起始位点，真核 DNA
病毒甚至还含有增强子序列，这些特定的调控元件直
接参与了病毒基因转录的起始和转录调控。真核 -
ssRNA病毒如副粘病毒、弹状病毒的基因组虽然没有
转录启动子，但其转录起始与先导序列区以及基因接
头区的特定核苷酸序列有关。
（一） DNA噬菌体基因转录的启动子
1,-10区 在距离转录起始位点第一个核甘酸的上
游 -13~-4位碱基处有一段序列叫做 Pribnow box，
即 -10区，典型的 Pribnow box 的保守序列为
TARAAT，其中第 6个碱基全是 T，故称为保守 T，
由于 -10区富含 AT 序列，因而易于变性和解链。
2,-35区 -35区位于 Pribnow box左侧，其共同序
列为 TTGACA。
（二）真核 DNA病毒基因转录的启动子与增强子
1,TATA box 真核 DNA病毒与真核生物一样, 在基
因转录起始位点的上游有一个保守的启动子序列,
它有 TATAA（ T） AA（ T） 组成, 称为 ~,又叫
Hogness box或 Goldberg-Hogness box,其位置不在 -
10区, 而在 -30区 ~-20区 。 TATA box靠近转录起始
位点, 主要参与病毒 mRNA转录起始点的选择, 与
转录起始的精确性有关 。 如果 TATA区出现碱基缺
失或突变, 都会对转录产生严重影响, 如在腺病毒
晚期启动子 TATA区, 出现含有 TATA序列的 -47~-21
区缺失, 其晚期基因完全不能转录, 而且即使 G或
A替代启动子 TATA box中的第三个碱基 T形成 TAGA
或 TAAA,也会引起基因转录下降 。
2,CAAT box和 GC box
真核 DNA病毒在转录起始位点上游 -110~-40区还有
另外两种启动子序列，一个启动子序列为 GGC（ T）
CAAT（ A），其中 CAAT序列相当保守，故称 CAAT
box；另一个启动子序列为 CCGCCC或 GGCGGG，
称为 GC box。 HSV tk基因在 TATA box 的上游有一
个 CAAT box和 2个 GC box,HSV a4基因没有 CAAT
box，但有 5个 GC box。
CAAT box和 GC box虽然不参与转录起始点的确
定，但一些细胞转录因子如 NF1与 CAAT box结合，
SP1与 GC box结合，可以促进 RNA聚合酶 II的转录，
提高病毒基因转录的效率。
3、增强子 是指能使与它连锁的上游或下游基因转
录频率明显增强的 DNA序列。在 SV40基因组中首
次发现了增强子，它位于 SV40早期基因上游 -250~-
107bp，含有两个正向重复序列，每个长度为 72bp，
其核心序列为 GGTGTGGAAAG。具有如下特点：
（ 1）转录增强效应明显，增强子一般能使基因转
录频率增加 10~200倍，有的可以增加上千倍。
（ 2）增强效应与位置和取向无关，不论增强子是
在基因的上游或下游，均表现出增强效应。
（ 3）增强子一般为重复序列，长度在 50bp以上，
通过特定的转录基因与其结合，可增进转录作用。
（ 4）增强效应有严格的组织和细胞特异性，但
对其所作用的基因无专一性。
（ 5）有的病毒增强子还受外部信号的调控，如
小鼠乳腺瘤病毒启动子的上游大约 -100bp处，有
一个增强子序列，它是固醇类激素与其受体蛋白
所形成的复合物结合到该增强子序列上之后，不
仅能促进下游基因的转录，而且还能促进上游基
因的转录。
4、帽子位点 存在于启动子的下游，它是真核 DNA
病毒 mRNA的转录起始位点，病毒基因转录模板链
上帽子位点的碱基一般为 T,这样 mRNA掺入的第
一核苷酸就是 ATP。
（三） 病毒的转录起始
宿主 RNA聚合酶或病毒编码的 RNA聚合酶对病
毒基因启动子的识别和特异性结合, 是转录起始的
关键步骤 。 就是 T4,T7噬菌体的早期转录而言, 细
菌 RNA聚合酶全酶中 的 亚基负责识别和寻找早期转
录启动子, 它与 RNA聚合酶全酶特异性地结合这些
基因的转录启动子, 以及进行精确的转录起始有
关 …… 显然核心酶催化的转录起始是随机的 。
四、病毒的转录终止
（一） 转录终止子
目前在噬菌体 DNA模板链上发现有转录终止位
点, 即终止子, 这些终止子具有共同的结构特征：
其终止子上游存在有反向重复序列, 该序列富含 GC
碱基对, 由此段 DNA转录产生的 RNA易于形成发夹
结构, 在终止点的下游有一段由 48个 A组成的序列,
因而转录产物的 3’端带有寡聚 U,这两种结构特征的
存在决定了转录终止, 当新生 RNA出现发夹结构时,
会导致 RNA聚合酶暂停, 破坏 RNA-DNA杂喝链的正
常结构；而寡聚 A的存在又能使杂合链中的 RNA3’端
产生不稳定的 A,U区域；结果二者共同作用导致
RNA从 DNA模板链上解离下来 。
转录终止子有两种类型：一类是不依赖于蛋白
辅助因子，即 ρ因子的终止子；另一类是依赖于 ρ因
子的终止子从图可知不依赖 ρ因子的终止子在结构上
除了茎的长度不同外，都有富含 GC区，而且茎 -环结
构之后都带有一个 ploy（ U）区；而依赖于 ρ因子的
终止子既缺少富含 GC区，也无 ploy（ U）尾。
1、不依赖 ρ因子的转录终止
2、依赖 ρ因子的转录终止
（二）抗转录终止作用
五、病毒的转录后加工和拼接
通常噬菌体 mRNA5’端缺少帽子, 3’端 也
无 poly（ A） 尾, 其合成的 mRNA大多不需要
加工, 一经转录就可以直接翻译合成病毒蛋白,
但某些 DNA噬菌体的基因转录产生的多顺反子
mRNA,需要经过核酸内切酶切割成较小的片
段, 才能进行翻译 。 真核 DNA病毒转录的
mRNA大都需要在 5’端戴帽和 3’端加尾, 除此
而外, 转录初产物还需要先切除内含子, 再进
行拼接, 最后才形成成熟的 Mrna。
（一） 病毒 mRNA 5’端的戴帽
大多数真核病毒 mRNA的 5’端都有以 5’-5’结合
的 7甲基化鸟苷酸残基封闭的结构, 称为帽子 0如果
在原 mRNA第一个核苷酸 2’-O位上继续产生甲基化,
则形成帽子 1,第二个核苷酸 2’-O位上甲基化, 构
成帽子 2。 真核病毒 mRNA5’帽子有以下功能 （ 1）
帽子结构作为核糖体识别 mRNA的信号；
（ 2） 帽子结构增加了病毒 mRNA的稳定性, 使之
棉遭宿主细胞核酸酶的攻击 。 （ 3） 帽子结构能被
蛋白质合成的起始因子所识别, 从而促进病毒蛋白
的合成 。
（二）病毒 mRNA3’端加 ploy（ A）尾
几乎所有研究过的动物病毒的 mRNA3’端都
有 ploy（ A） 尾, 长度一般短于真核细胞 mRNA3’
端的 ploy（ A） 尾 。 目前已经发现在 ploy（ A） 位
点上游的 10~25个核苷酸处都存在有加尾识别信
号序列 AAUAAA,其内切酶能够识别 AAUAAA
序列 。
病毒 mRNA的 ploy（ A） 尾主要与其在细胞
质中的稳定性有关, 一般而言, ploy（ A） 短的
mRNA半衰期也短, ploy（ A） 长的 mRNA则半
衰期也长 。
（三）病毒 mRNA前体的拼接
在病毒内含子两端也有类似于真核生物结构
基因的拼接供体和受体信号, 即 5’！ GU…… AG！
3’,通过宿主细胞的拼接体系识别该信号, 可以
促进病毒 mRNA前体的拼接 。 在这里 5’GU和 3’端
AG信号对 mRNA前体的拼接是十分重要的 。
一些研究还证实内含子的内部序列也可以影
响 mRNA前体的拼接效率 Khoury曾分离得到
SV40早期基因 T缺失的突变株, 这些缺失发生在
早期基因的内含子中, 虽然它们并未涉及到拼
接信号, 但其早期的初转录产物与野生型 SV40
相比, 经过切割和拼接产生的成熟 mRNA以及翻
译合成 T抗原的量都大为减少, 究其原因可能
是由于宿主拼接酶系的作用还要求 mRNA前体
有特定的二级或三级空间构型的缘故, 而维持
这种空间构型则需要有内含子序列的存在 。
在真核细胞中存在多种丰富的小分子叫做核内
小 RNA（ small nuclear RNA,snRNA）, 其中
参与 mRNA前体拼接的主要有 U1,U2,U4、
U5和 U6 snRNA,这些 snRNA经常与核内的几
种蛋白质结合形成核内小核糖核蛋白 （ small
nuclear ribonuleoprotein, snRNA）, 并与
mRNA前体共同组成一个拼接体 （ spliceosome）
从上述可以看出，病毒 mRNA前体的拼接
既受控于宿主细胞的拼接系统，也需要有病毒
自身编码的调节蛋白以及转录产生的“拼接
RNA”起作用。
第二节 病毒蛋白的翻译及其翻译后加工
病毒 mRNA翻译合成蛋白质的过程是在核糖体上
进行的，其核糖体完全由宿主细胞的组分构成，没有
任何病毒组分的参与，因此病毒类似于宿主细胞 mRNA
的翻译过程，而病毒蛋白产物的翻译后加工则不尽相
同。
一、核糖体对病毒 mRNA起始密码子的识别与翻译起始
真核生物核糖体 40S亚基上的 18SrRNA 3’端虽
然没有原核生物 16SrRNA那样的 CUCCA序列，而
且真核生物和真核病毒 mRNA5’也没有 SD序列，
但其 mRNA5’端的帽子结构可作为核糖体 40S亚基以
及起始因子 eIF3,eIF4B,eIF4F,eIF4A的识别和
结合信号。一些研究还发现，真核病毒 mRNA除了
5’端帽子结构与病毒蛋白合成起始有关外，在起始
密码子子 AUG附近可能亦存在与 18rRNA3’末端互
补的序列。
大多数噬菌体和真核病毒蛋白翻译是从 mRNA
上的起始密码子 AUG起始的，但副粘病毒 P ORF
mRNA上的 AUG,GUG和 ACG均可作为起始密码子，
翻译合成不同的蛋白质。
二、病毒蛋白的翻译后加工
（一）病毒蛋白前体的切割
（二）病毒蛋白的化学修饰
有些病毒蛋白在宿主细胞核糖体上合成后，需
要经过切割和共价修饰，即进行翻译后加工，才能
形成成熟而有功能的蛋白质，如一些病毒多蛋白前
体的切割，糖基化和磷酸化修饰等
其修饰作用包括磷酸化、甲基化和脂酰化等。
1、病毒蛋白的磷酸化
宿主或病毒编码的蛋白激酶能将 ATP末端的
磷酸基团转移到病毒蛋白的 Ser,Thr和 Tyr残基上,
使之形成磷酸化蛋白, 磷酸化是蛋白质翻译后广
泛存在的一种化学修饰, 是控制酶活性的重要步
骤 。
2、病毒蛋白的糖基化
一些动物病毒的包膜蛋白在翻译后产生糖基
化, 形成糖蛋白突起, 它与病毒粒子的吸附和侵
入有关 。 通常这些寡糖经过 N-或 O-糖基化连接于
Asn,Ser和 Thr残基上, 糖基化作用往往发生在内
质网和高尔基体中 。
