病毒學原理I：分子生物學

1基礎知識
1.1　Luria的信條　/001
1.2　我們?yōu)槭裁匆芯坎《尽?001
1.2.1　病毒無處不在　/001
1.2.2　病毒引起人類疾病　/002
1.2.3　病毒感染一切生物　/002
1.2.4　病毒能突破種間屏障　/002
1.2.5　我們自身含有病毒　/003
1.2.6　病毒是研究生物學的獨特而寶貴的工具　/003
1.2.7　病毒可用于生物學操作　/003
1.3　病毒學的史前時期　/004
1.3.1　古代的病毒感染　/004
1.3.2　最早的疫苗　/006
1.3.3　病原微生物　/007
1.4　病毒的發(fā)現(xiàn)　/009
1.5　病毒的特性　/011
1.5.1　病毒結構的簡單性　/011
1.5.2　病毒的胞內寄生性　/013
1.6　病毒的界定　/016
1.7　動物病毒的分類　/017
1.7.1　經典系統(tǒng)　/018
1.7.2　根據(jù)基因組類型分類　/019
1.7.3　Baltimore分類系統(tǒng)　/020
1.8　病毒復制的一般策略　/020
1.9　展望　/021
2感染周期
2.1　引言　/023
2.2　感染周期　/023
2.3　細胞　/025
2.4　細胞表面的構造　/025
2.4.1　胞外基質： 組成成分和生物學重要性　/026
2.4.2　細胞膜的特性　/028
2.4.3　細胞膜蛋白　/030
2.5　進入細胞　/030
2.6　病毒RNA復制　/031
2.7　合成病毒蛋白質　/031
2.8　產生病毒基因組　/031
2.9　形成子代病毒粒子　/031
2.10　病毒致病機理　/032
2.11　克服宿主防御　/032
2.12　病毒的培養(yǎng)　/032
2.12.1　細胞培養(yǎng)　/032
2.12.2　雞胚　/035
2.12.3　實驗動物　/036
2.13　病毒的分析方法　/036
2.13.1　感染性單位的測定　/036
2.13.2　噬斑效率　/040
2.13.3　病毒顆粒及其成分的測定　/041
2.14　病毒的生長：裂解理論　/044
2.15　一步生長周期　/045
2.15.1　最初的概念　/045
2.15.2　一步生長分析： 研究動物病毒的一個有價值的工具　/046
2.16　展望　/048
3基因組和遺傳學
3.1　引言　/050
3.2　基因組原理及巴爾的摩
分類系統(tǒng)　/051
3.3　病毒基因組的結構及其復雜性　/051
3.3.1　DNA基因組　/052
3.3.2　RNA基因組　/056
3.4　病毒基因組是什么樣的？　/060
3.5　編碼策略　/062
3.6　病毒序列告訴我們什么？　/062
3.7　病毒基因組起源　/062
3.8　病毒基因組的“大與小”：尺寸真的重要嗎？　/064
3.9　病毒的遺傳分析　/065
3.9.1　經典遺傳學方法　/065
3.9.2　用基因工程將突變引入病毒基因組　/068
3.9.3　用雙鏈RNA進行遺傳干擾　/074
3.9.4　病毒基因組的工程改造：病毒載體　/074
3.10　展望　/079
4結構
4.1　引言　/081
4.1.1　病毒粒子的功能　/081
4.1.2　命名　/083
4.1.3　研究病毒結構的方法　/083
4.2　構建保護性衣殼　/088
4.2.1　螺旋形的結構　/088
4.2.2　二十面體對稱的衣殼或核衣殼　/091
4.3　包裝核酸基因組　/107
4.3.1　基因組和蛋白外殼的直接
接觸　/108
4.3.2　通過特化的病毒粒子蛋白包裝　/109
4.3.3　通過細胞蛋白包裝　/112
4.4　囊膜病毒　/112
4.4.1　病毒囊膜成分　/113
4.4.2　簡單的囊膜病毒： 與外部蛋白及衣殼或核衣殼直接接觸　/115
4.4.3　帶有附加蛋白層的囊膜病毒　/115
4.5　復雜的病毒　/117
4.5.1　T4噬菌體　/117
4.5.2　皰疹病毒　/118
4.5.3　痘病毒　/120
4.6　病毒粒子其他組分　/121
4.6.1　病毒粒子酶　/121
4.6.2　其他的病毒蛋白質　/122
4.6.3　非基因組病毒核酸　/122
4.6.4　細胞大分子　/122
4.7　展望　/123
5吸附與侵入
5.1　引言　/125
5.2　病毒吸附細胞　/126
5.2.1　一般原理　/126
5.2.2　鑒定病毒的細胞受體　/127
5.2.3　細胞受體舉例　/129
5.2.4　病毒粒子如何吸附受體　/134
5.3　細胞內吞病毒粒子　/138
5.4　膜融合　/139
5.5　病毒粒子及亞病毒顆粒在細胞內的運動　/143
5.6　病毒通過受體誘導的信號轉導　/144
5.7　脫衣殼機制　/145
5.7.1　病毒在細胞質膜上脫衣殼　/146
5.7.2　在內吞過程中脫衣殼　/148
5.7.3　在溶酶體內脫衣殼　/155
5.8　病毒基因組進入細胞核　/157
5.8.1　核定位信號　/157
5.8.2　核孔復合物　/158
5.8.3　入核途徑　/158
5.8.4　流感病毒RNP的入核　/160
5.8.5　DNA基因組的入核　/160
5.8.6　逆轉錄病毒基因組的入核　/161
5.9　展望　/161
6以RNA為模板合成RNA
6.1　引言　/164
6.2　RNA模板的性質　/166
6.2.1　病毒RNA的二級結構　/166
6.2.2　裸露RNA及核衣殼RNA　/167
6.3　RNA合成裝置　/167
6.3.1　RNA依賴的RNA聚合酶的
識別　/167
6.3.2　RNA聚合酶與序列的關系　/168
6.3.3　RNA依賴的RNA聚合酶的三級結構　/170
6.4　RNA合成機制　/172
6.4.1　起始　/172
6.4.2　延伸　/176
6.4.3　模板特異性　/176
6.4.4　RNA模板的解旋　/177
6.4.5　細胞蛋白的作用　/178
6.4.6　為什么有不等量的正鏈和負鏈RNA　/179
6.4.7?。?）鏈RNA上核糖體與病毒聚合酶相遇的問題　/179
6.4.8　poly(A)的合成　/180
6.5　從mRNA產物到基因組RNA合成的轉變　/181
6.5.1　mRNA合成和基因組復制由不同的聚合酶完成　/181
6.5.2　 核衣殼蛋白抑制基因內的終止-起始反應　/182
6.5.3　莖-環(huán)結構誘導的抑制終止　/185
6.5.4 　mRNA合成和基因組復制用的不同模板　/185
6.5.5　抑制多聚腺苷化　/187
6.5.6　mRNA合成和基因組復制所用的相同模板　/190
6.6　病毒RNA合成的細胞位點　/191
6.7　RNA病毒基因組多樣性的起源　/191
6.7.1　核苷酸的錯誤插入　/191
6.7.2　基因節(jié)段重配和RNA重組　/193
6.7.3　RNA編輯　/195
6.8　展望　/196
7逆轉錄與整合
7.1　逆轉錄病毒的逆轉錄　/199
7.1.1　發(fā)現(xiàn)　/199
7.1.2　影響　/201
7.1.3　逆轉錄途徑　/201
7.1.4　逆轉錄病毒逆轉錄酶的基本特征和結構　/208
7.1.5　其他逆轉錄例子　/212
7.2　逆轉錄病毒DNA整合是一個獨特的過程　/214
7.2.1　在整合過程中整合酶 （IN）催化的步驟　/215
7.2.2　整合酶結構和機制　/219
7.3　嗜肝DNA病毒逆轉錄　/224
7.3.1　一個具有逆轉錄酶的DNA病毒？　/224
7.3.2　逆轉錄途徑　/226
7.4　展望 　/231
8轉錄 策 略：D N A 模 板
8.1　引言　/235
8.1.1　轉錄病毒DNA的細胞RNA聚合酶特性　/236
8.1.2　一些病毒的基因組必須轉變成模板才能轉錄　/237
8.2　RNA聚合酶Ⅱ的轉錄　/238
8.2.1　RNA聚合酶Ⅱ轉錄的調節(jié)　/243
8.2.2　調節(jié)轉錄的蛋白共性　/248
8.3　只由細胞裝置轉錄的病毒DNA模板　/250
8.4　調節(jié)RNA聚合酶Ⅱ轉錄的病毒蛋白　/251
8.4.1　調節(jié)模式　/251
8.4.2　人免疫缺陷病毒1型Tat蛋白的自我調控轉錄　/252
8.4.3　DNA病毒的轉錄級聯(lián)反應　/259
8.4.4　進入兩種選擇性轉錄程序之一　/272
8.5　通過RNA聚合酶Ⅲ轉錄的病毒基因　/276
8.5.1　RNA聚合酶Ⅲ轉錄腺病毒VA-RNA
基因　/276
8.6　在病毒感染的細胞內抑制細胞轉錄裝置　/277
8.7　細胞轉錄成分的特殊功能　/278
8.8　一種病毒DNA依賴的RNA聚合酶　/278
8.9　展望　/279
9基因組復制策略：DNA病毒
9.1　引言　/282
9.2　通過細胞復制裝置合成
D N A ：S V 4 0 的 啟示　/284
9.2.1　真核復制子　/284
9.2.2　SV40 DNA合成期間細胞復制蛋白及其功能　/287
9.3　病毒DNA合成機制　/292
9.3.1　引發(fā)和延伸　/292
9.3.2　病毒復制起點特征　/296
9.3.3　病毒復制起點的識別　/297
9.3.4　病毒DNA合成裝置　/304
9.3.5　病毒復制產物的解離和加工　/305
9.4　指數(shù)增長病毒DNA復制機制　/308
9.4.1　病毒蛋白可以誘導細胞復制蛋白的合成　/308
9.4.2　病毒復制裝置以及輔助酶的合成　/311
9.4.3　不依賴細胞蛋白的病毒DNA復制　/312
9.4.4　病毒結構蛋白的延遲合成阻止DNA模板的未成熟組裝　/312
9.4.5　細胞DNA合成的抑制　/312
9.4.6　病毒DNA在特殊的細胞區(qū)室中合成　/312
9.5　病毒DNA的有限復制　/314
9.5.1　整合的細小病毒DNA作為細胞基因組的一部分進行復制　/314
9.5.2　通過不同起點調控病毒的復制:Epstein-Barr病毒 （EB病毒）　/315
9.5.3　從單一起點開始的可控的指數(shù)性復制： 乳頭瘤病毒　/317
9.6　DNA病毒遺傳多樣性的起源　/319
9.6.1　病毒DNA聚合酶復制保真性　/319
9.6.2　雙鏈DNA缺口修復的抑制　/320
9.6.3　病毒基因組的重組　/320
9.7　展望　/322
10病毒前體mRNA的加工
10.1　引言　/326
10.2　 病毒Pre-mRNA加工時的共價修飾　/328
10.2.1　病毒mRNA 5′端加帽　/328
10.2.2　 病毒mRNA 3′-poly(A)節(jié)段的合成　/332
10.2.3　病毒前體mRNA的剪接　/335
10.2.4　 病毒前體mRNA的選擇型剪接　/341
10.2.5　病毒mRNA的編輯　/344
10.3　RNA從細胞核中輸出　/348
10.3.1　細胞輸出裝置　/348
10.3.2　病毒mRNA的輸出　/348
10.4　 病毒蛋白對病毒或細胞基因表達的轉錄后調控　/354
10.4.1　病毒基因表達時序控制　/354
10.4.2　 病毒蛋白質可抑制細胞mRNA的產生　/356
10.5　 調控病毒和細胞mRNA在細胞質中的周轉（turnover）　/358
10.5.1　 病毒蛋白質調節(jié)mRNA的穩(wěn)定性　/359
10.5.2　 在轉化時對mRNA穩(wěn)定性的調控　/359
10.6　 抑制基因表達的小RNAs的產生及其功能　/360
10.6.1　 小干擾RNAs、 小RNA及其合成　/360
10.6.2　病毒miRNAs　/362
10.6.3　 阻斷RNA干擾的病毒基因產物　/363
10.7　展望　/363
11翻譯的控制
11.1　引言　/366
11.2　真核蛋白質合成機制　/367
11.2.1　真核mRNA的一般結構　/367
11.2.2　翻譯裝置　/368
11.2.3　起始　/370
11.2.4　延伸和終止　/381
11.3　病毒翻譯策略的多樣性　/384
11.3.1　多聚蛋白的合成　/385
11.3.2　遺漏掃描 （leaky scanning）　/386
11.3.3　再起始　/387
11.3.4　抑制終止　/387
11.3.5　核糖體移碼 （frameshifting）　/388
11.3.6　雙順反子mRNA　/389
11.4　病毒感染期間翻譯的調控　/389
11.4.1　病毒感染后翻譯起始的抑制　/390
11.4.2　eIF4F的調控　/394
11.4.3　poly(A)結合蛋白活性的調控　/396
11.4.4　eIF3的調控　/397
11.4.5　miRNA的調控　/397
11.5　展望　/398
12細胞內運輸
12.1　引言　/402
12.2　細胞核內組裝　/404
病毒蛋白入核組裝　/404
12.3　細胞質膜上的組裝　/406
12.3.1　轉運病毒膜蛋白到細胞質膜　/406
12.3.2　 在極性 （polarized） 細胞內分類運輸病毒蛋白　/424
12.3.3　 在病毒感染的細胞中分泌途徑被破壞　/428
12.3.4　 病毒蛋白以非依賴性信號序列的方式被轉運到質膜　/429
12.4　與內部細胞膜相互作用　/432
12.4.1　 病毒蛋白在分泌途徑細胞區(qū)室的定位　/434
12.4.2　病毒蛋白定位于核膜上　/434
12.5　病毒基因組轉運到組裝位點　/435
12.5.1　 從細胞核到細胞質轉運基因組和前基因組RNA　/435
12.5.2　 基因組從細胞質到質膜的轉運　/435
12.6　展望　/438
13組裝 、釋 放 和 成 熟13.1　引言　/441
13.2　研究病毒組裝和釋放的方法　/442
13.2.1　病毒粒子的結構研究　/442
13.2.2　 通過顯微鏡觀察組裝和 釋放　/442
13.2.3　 組裝中間體的生化和 遺傳分析　/443
13.2.4　基于重組DNA技術的方法　/443
13.3　蛋白衣殼的組裝　/445
13.3.1　結構單位的形成　/445
13.3.2　衣殼和核衣殼的組裝　/449
13.3.3　自我組裝和輔助組裝反應　/450
13.4　 病毒基因組和其他粒子成分的 選擇性包裝　/454
13.4.1　同時組裝或順序組裝　/454
13.4.2　核酸基因組的識別與包裝　/456
13.4.3　 病毒粒子酶類和其他非結構蛋白整合到病毒粒子中　/466
13.5　囊膜的獲得　/466
13.5.1　 內部成分的有序組裝以及從細胞膜上出芽　/466
13.5.2　 內部結構的組裝與囊膜的獲得協(xié)同進行　/467
13.6　病毒粒子的釋放　/468
13.6.1　無囊膜病毒的釋放　/468
13.6.2　 在細胞質膜的組裝： 病毒粒子的出芽　/469
13.6.3　 在內膜上的組裝： 胞吐的問題　/472
13.7　子代病毒粒子的成熟　/479
13.7.1　病毒粒子蛋白水解加工　/479
13.7.2　其他成熟反應　/482
13.8　細胞到細胞的傳播　/482
13.9　展望　/486
附錄　結構、基因組結構與感染周期
腺病毒　/489
嗜肝DNA病毒　/492
皰疹病毒　/494
正黏病毒　/498
細小病毒　/500
微RNA病毒　/504
多瘤病毒　/506
痘病毒　/508
呼腸孤病毒　/511
逆轉錄病毒　/513
彈狀病毒　/516
披膜病毒　/518
術語
索引