亚病毒Subvirus

第六章亚病毒（Subvirus） 亚病毒（Subvirus）又称亚病毒因子（ Subviiral agents） ，以往习惯上将亚病毒分为类病 毒（viroid） 、拟病毒（Virusoid）及朊病毒（Virino） ，在 1995 年的病毒分类与命名第六次 报告中则分为类病毒、卫星因子（Satellites）和朊病毒三类。 经典的病毒均是由一种类型的核酸（RNA 或 DNA）与至少一种结构蛋白组成有一定 形态的病毒子，为真病毒（ euvirus） 。亚病毒则是比真病毒更为简单的致病因子，是一小分 子量的 RNA 或 DNA 或一种蛋白质，为迄今发现的最小生命单位。如果现阶段病毒的概念 包括真病毒和亚病毒，那么病毒的定义要比原有的更为概括。病毒是一种具有生命特征的 遗传单位。 对于亚病毒的分类，最新的国际病毒分类系统，对朊病毒和卫星因子未做科、属的划 分，而将类病毒分为 2 个科、7 个属，即鳄梨白斑类病毒科包括鳄梨白斑类病毒属和桃潜 隐花叶类病毒属，马铃薯纺缍形块茎类病毒科包含马铃薯纺缍形块茎类病毒属、酒花矮化 类病毒属、锦紫苏类病毒属、椰子死亡类病毒属和苹果北美果疤类病毒属。 第一节类病毒（Viroid） 1971 年 Diener 发现了马铃薯纺缍形块茎病的病原，不同于传统的病毒：（1）该病原在 机体内是一种未核衣壳化的RNA； （2）在受染的组织中未发现病毒样的颗粒； （3）感染性 RNA 的分子量很小； （4）感染性 RNA 可在敏感细胞内自我复制，不需要辅助病毒； （5） 感染性 RNA 只由一种分子所组成。因而，该作者称其为类病毒（Viroid） 。 一、类病毒的特性 类病毒是使植物发病的感染因子。 系单股共价闭合的环状RNA 分子，没有蛋白质，分 子质量为 120KD，为小 RNA 病毒的感染性 RNA 的 1/10 或还要小，感染性极高，10 个分 子的马铃薯纺缍形块茎类病毒就足以使马铃薯感染。 自 1971 年以来，现已发现有几十种类 病毒，且对其中 20 多种进行了比较全面的鉴定，证明类病毒的全长均在246～375 nt （nucleotide）之间。 二、类病毒的结构 1．基因组：类病毒 RNA 基因组全序列为单链共价闭合的RNA 分子。至今已对40 多 个类病毒毒株进行序列测定，病毒不同组成RNA 的碱基数不同，在 246～375 nt 之间，无 mRNA 活性。 2．结构域：根据序列和结构的同源性，已知序列的类病毒可分为二类：第一类只有苹 果锈果类病毒（ASBV） ；第二类包括其他所有类病毒，与 PSTV（马铃薯纺缍形块茎类病 毒）相似。ASBV 虽然推测有杆状结构，这点与其它类病毒相似，但是，它的A﹕U (腺嘌 呤﹕尿嘧啶)比例很高，序列同源性也较低。PSTV 样类病毒任何两个成员间的同源性至少 1 是 35%，所有毒株有一中央保守的U 形凸出区。 （1）C 结构域在所有类病毒中是最保守的，有 95 个核苷酸。在 TASV（番茄顶矮 化类病毒）和CEV-A（柑桔裂皮类病毒-A）之间有99 %的同源性，整个同源性是73 %。C 结构域的 5＇端 5～9 位核苷酸和 3＇端 7～15 位核苷酸处在一个 9 个核苷酸的反向重复， 这一反向重复可以形成一杆状环圈，C 结构域可能是复制中间体RNA 加工的信号。 图PSTV 样类病毒的 5 个结构域（T1，P，C，V，T2）模式图 注：箭头所示为反向重序列，可以形成杆状结构 （2）P 结构域除 CCCV（椰子死亡类病毒）外，所有的PSTV 样类病毒中有一 P 结 构域，包括长约 15～17 个核苷酸的主要是A 的嘌呤区，在相反的链上在寡U 4～7 序列。 P 结构域与症状有关。 （3）V 结构域这一区段易于变异，最相近的毒株之间的同源性小于50 %。 （4）T 结构域在 PSTV 样类病毒的 T 结构域中同源性是最有意义的。在T1结构域 有 CCUC，在 T2结构域有 CCUUC 保守序列。这些序列有利于依赖于DNA 的 RNA 多聚 酶 II 的结合，后者可能是类病毒在机体内的复制酶。 3．ASBV 的结构：ASBV 在结构上不同于 PSTV 样类病毒，ASBV 中 A＋U 为 62%，而 PSTV 样类病毒则为 40%～44%；ASBV 中 A﹕V＋G﹕V 占 65%，而在 PSTV 样类病毒则 为 32%～48%。而且，ASBV 在整个序列与其它成员的同源性也较低，它没有中央保守的 凸出区和 9 个核苷酸反向重复的侧翼区。在ASBV，RNA 的加工是在特殊位点上。 三、类病毒的复制 类病毒 RNA 本身无 mRNA 活性，不编码任何蛋白。因此，类病毒复制所必需的酶类 必须事先就存在于宿主细胞内，所有的类病毒复制是RNA-RNA 直接转录，不涉及 DNA。 类病毒复制的最终产物是单体环状类病毒（+）RNA 分子，也就是成熟的感染性类病毒， 然而也伴有小的线状分子，这可能是由于尚未环化或已环化的成熟分子又被核酸酶切割所 造成。在类病毒感染的细胞中，采用分子杂交技术可以发现多体的类病毒（ +）和（－） RNA，以及含有两者的复合物，这说明至少有一条链的合成是通过滚环样机制。类病毒在 植物宿主细胞中，第一步是感染性单体类病毒（+）RNA 在依赖于 DNA 的 RNA 多聚酶 II 的作用下转录成多体的（－）RNA 拷贝，这一多体（－）RNA 又在依赖于 DNA 的 RNA 多聚酶 I 的催化下再转录成（+）RNA 多聚物，再从（+）RNA 多聚物前体，通过类似于 剪接的过程形成单体 RNA 分子。这一过程可由植物细胞内存在的依赖于RNA 的 RNA 聚 合酶催化，在试管内复制类病子RNA。 2 四、类病毒与内含子 众所周知，许多真核基因被一些内含子所间隔。在基因表达时，mRNA 前体中的内含 子必须被去除，外显子则依次连接，成为成熟的 mRNA，这一过程称为剪接（Splicing） 。 内含子被剪接后， 可以作为线状分子， 或者也可环化。 根据内含子的剪接机制和RNA 结构， 现已知至少有 4 种类型的内含子。 第一种， 核 mRNA 中的内含子， 在其剪接的连接处有一保守序列， 何酶参与剪接不清。 第二种，是核 tRNA 内含子，在剪接位点处无保守序列，在内含子内也无保守序列。 切割的酶有内核酸酶、磷酸酶和连接酶等。 第三种，是线粒体和叶绿体的某些 mRNA 内含子，Michel 和 Pujon（1982）称这种内 含子为 II 组，在其 3＇端的 100 个核苷酸中有一条保守序列。它所涉及的机制与第一种内 含子相似。 第四种，内含子有保守序列和结构上的特点，存在于线粒体的 mRNA、rRNA 基因、 叶绿体 RNA 基因中，也存在于核 RNA 基因中。这种内含子的特点是有一 16 个核苷酸的 保守序列，即 I 组保守序列。 在类病毒以及卫星因子也具有与 I 组内含子在序列上和结构上的同源性，究尽类病毒 由内含子进化而来，还是两者均由一个共同的祖先分子进化而来，尚不清楚。 第二节卫星因子（Satellites） 在 RNA 植物病毒中，有些病毒包含两种相关的、但在抗原上又完全不同的病毒颗粒， 一种是它本身的较大的颗粒，