反轉錄病毒

逆轉錄病毒（Retrovirus），又稱反轉錄病毒，屬於RNA病毒中的一類，它們的遺傳信息不是儲存在脫氧核糖核酸（DNA），而是儲存在核糖核酸（RNA）上，此類病毒是目前已知的唯一基因組不是單倍體的病毒。逆轉錄病毒基因組為二倍體，兩條相同的單股正鏈RNA，其兩端為長末端重複序列（LTR），內含有較強啟動子和增強子，對病毒DNA的轉錄調控具有重要作用。病毒核心包含逆轉錄酶和整合酶。與其他RNA病毒不同之處在於，逆轉錄病毒的RNA不進行自我複製，進入宿主細胞後，RNA經逆轉錄酶合成雙鏈DNA，雙鏈DNA被整合酶整合至宿主細胞染色體DNA上形成前病毒，建立終生感染並可隨宿主細胞分裂傳遞給子代細胞。

反轉錄病毒的DNA基因組整合在宿主染色體上的位點是隨機的。每個受感染的細胞一般有1～10份前病毒拷貝。反轉錄病毒DNA的整合是複製病毒RNA的必經階段。反轉錄病毒的DNA插入宿主細胞染色體時，在5’LTR的U3左端和3’端LTR的U5右端各丟失2 bp，而在宿主染色體插入位點上生成4～6 bp的重複序列。只有當受感染細胞處於細胞分裂期間，反轉錄病毒DNA基因組才能接觸到宿主細胞的遺傳物質。因此，反轉錄病毒只能在分裂中的細胞內複製。

目前已知的較為著名的逆轉錄病毒有：人類免疫缺陷病毒（HIV，可引發獲得性免疫缺陷綜合徵AIDS），人類嗜T細胞病毒（HTLV，可誘發T細胞白血病及淋巴瘤），rous肉瘤病毒（RSV）等。

基本介紹

• 中文名：反轉錄病毒
• 外文名：Retrovirus
• 定義：一大組含有逆轉錄酶的RNA病毒
• 形態：球形
• 基因組：兩個相同+ssRNA；
• 編碼基因：gag、pol、env
• 釋放方式：芽生方式釋放

基本特徵

逆轉錄病毒是指一大類含有逆轉錄酶和整合酶的RNA病毒，屬於RNA病毒中的逆轉錄病毒科，分為RNA腫瘤病毒、慢病毒、泡沫病毒三個亞科。廣義的逆轉錄病毒還包括能進行逆轉錄的DNA病毒。

逆轉錄病毒的最基本特徵是在生命過程活動中，有一個遺傳信息從RNA傳遞到DNA的逆轉錄過程和一個逆轉錄出的DNA整合到宿主細胞染色體DNA上的整合過程。逆轉錄過程在病毒核衣殼內進行，病毒進入細胞後，以tRNA為引物，在病毒逆轉錄酶的作用下，以作為病毒遺傳物質的正鏈RNA為模板，合成互補的負鏈DNA，形成RNA-DNA雜化雙鏈。雜化雙鏈中的RNA被逆轉錄酶中的RNA酶H活性水解，之後在逆轉錄酶的DNA聚合酶活性下，由負鏈DNA複製成雙鏈DNA。雙鏈DNA隨後環化，在病毒核衣殼的保護下在細胞質中穩定存在。當宿主細胞分裂時，核膜解體，染色體暴露出來。此時病毒核衣殼解體，病毒DNA被釋放出來與整合酶結合，接觸到染色體，被整合酶整合到宿主細胞染色體的DNA上形成前病毒，隨細胞分裂傳遞給子代細胞，建立終生感染。逆轉錄病毒的RNA及其逆轉錄出的DNA兩端為長末端重複序列（LTR），內含有較強啟動子和增強子，對於前病毒的轉錄起到重要調控作用。當細胞內條件滿足時，前病毒活化，轉錄出大量RNA，一些RNA作為mRNA合成病毒蛋白，另一些RNA經過加帽加尾後作為子代病毒的遺傳物質，最後合成的子代病毒以出芽的方式釋放到宿主細胞外。未被成功整合的反轉錄病毒DNA會以共價閉合環狀DNA的形式存在於細胞核或細胞質里，這樣的反轉錄病毒DNA不具有轉錄和複製活性。

除逆轉錄病毒外，DNA病毒中的嗜肝DNA病毒科和花椰菜花葉病病毒科的病毒的複製中也存在逆轉錄過程。這些DNA病毒的DNA不能自我複製，而是通過轉錄出前基因組RNA，再由前基因組RNA逆轉錄而產生子代DNA。但是，由於這些病毒的遺傳物質不是RNA，沒有LTR，其DNA不會主動整合到染色體上（沒有整合酶，但有一定幾率會被宿主細胞自身的轉座子機制整合到染色體上，不過一旦整合，該DNA就不能轉錄前基因組RNA，無法複製病毒），不符合逆轉錄病毒的一般定義與特徵，因此一般不認為它們屬於逆轉錄病毒。通常逆轉錄病毒指的都是RNA病毒。

特點

1）病毒為球形，直徑100~120納米，衣殼20面體立體對稱，有包膜；

2）基因組為二倍體（唯一基因組非單倍體的病毒），兩個相同+ssRNA；

3）含有逆轉錄酶和整合酶；

4）複製通過DNA中間體，並與宿主細胞的染色體整合（唯一會主動整合的病毒）；

5）具有gag、pol、env編碼基因，以及長末端重複序列LTR；

6）成熟病毒以芽生方式釋放；

7）具有極高的突變率，易產生耐藥性，一旦感染則終生攜帶病毒。暫時沒有可以預防的有效疫苗，也沒有可以徹底清除病毒的方法；

8）病毒潛伏期很長，一般可長達數年甚至是幾十年。

LTR的分析

LTR對逆轉錄病毒DNA整合進宿主細胞基因組和控制病毒RNA合成均有重要作用。同時，它具有真核生物基因表達時所需的基本功能，例如，啟動作用、起始作用和轉錄物的多聚腺嘌呤加尾作用等。LTR的DNA序列已經測定，不同種的逆轉錄病毒的LTR長度不同，變動範圍在250～1,400 bp之間，LTR的長度變化主要取決於U3的長度，它的變動範圍在170—1,260bp之間。

在LTR的兩端各有一個反向重複序列。所有LTR的兩端都是以TG...CA和AC…GT為標誌。在未整合進宿主細胞基因組中的LTR的兩端還各有兩個鹼基對，即AATG…CATT和TTAC…GTAA，這兩個鹼基對在LTR整合進宿主細胞基因組時會丟失。LTR在U3區內有同"TATAA"框十分相似的序列。TATAA框是真核生物中使用RNA多聚酶Ⅱ的轉錄單位所特有的序列。真核類基因轉錄時大部分用RNA多聚酶Ⅱ，TATAA框就是這類酶的接觸位點。所以LTR很可能利用宿主細胞的RNA多聚酶Ⅱ來啟動基因的轉錄。LTR的R—U5分界線上游20bp處還有AAG TAAA序列，這是真核生物都有的腺嘌呤核苷酸聚合作用的信號。

在U5區內，距離R區10~25 bp處有TTGT或類似序列，這是病毒RNA合成的終止信號，這對終止病毒RNA的合成可能起重要作用。在U3—R分界線處還常有一個反向重複序列，這對終止病毒RNA的合成可能也有重要作用。除此之外，左邊LTR的U3區啟動子負責啟動前病毒的轉錄，右邊LTR的U3區啟動子有時能啟動位於前病毒插入位點下游的宿主DNA序列的轉錄，不過這種情況很少發生。LTR中還有增強子序列，可以增強前病毒DNA的轉錄能力。LTR對於宿主細胞DNA也可起作用，它對前病毒DNA兩側的宿主DNA的轉錄活性起調控作用。這一效果可導致前病毒轉錄時，宿主細胞的某些基因會被加入到前病毒轉錄出的RNA里，使得逆轉錄病毒可以獲取宿主細胞的基因（逆轉錄病毒的癌基因被認為正是通過這一機制從癌細胞中獲取的）。若前病毒整合至細胞原癌基因的位置，原癌基因有幾率會被LTR激活而異常表達，導致細胞癌變，這是逆轉錄病毒的致癌原理之一。

LTR序列比較分析的結果表明，同種病毒株的LTR核苷酸序列相同或相似，不同種病毒的LTR序列可以各不相同。但各種病毒株的LTR都有同源的核苷酸序列。主要如上面提到的那些序列，這對完成病毒的生命周期是不可缺少的。當病毒DNA整合在生殖細胞的基因組中時，就成為宿主的“內源前病毒”而傳給子代。一般情況下，內源前病毒是不表達的，除非有其他因子的作用才會被激活而表達，如感染了另一種病毒等。

常見種類

亞科名 —— 代表病毒

（1）RNA腫瘤病毒亞科

（禽類）rous肉瘤病毒（RSV），rous 相關病毒（RAV），其他雞肉瘤病毒,禽白血病病毒（ALV）

（哺乳類）鼠肉瘤病毒（MSV），鼠白血病毒（MLV），鼠內源性病毒，豬肉瘤病毒，牛白血病病毒，豬白血病病毒，鼠乳腺瘤病毒

（靈長類）靈長類肉瘤病毒，猴白血病病毒，狒C型腫瘤病毒，mason-pfizer猴病毒（MPMV），langur病毒

（人）人類嗜T細胞病毒Ⅰ型，Ⅱ型，Ⅴ型（HTLV-Ⅰ，Ⅱ，Ⅴ）

（2）慢病毒亞科

人類免疫缺陷病毒（HIV），綿羊脫髓鞘性腦白質炎病毒（visnavirus），綿羊肺腺瘤病毒（maedi virus），馬傳染性貧血病毒（EIAV）

（3）泡沫病毒亞科

靈長類泡沫病毒，貓，牛，人泡沫病毒（human foamy virus）

此外，注意：SARS冠狀病毒不是逆轉錄病毒，是一般的正鏈RNA病毒。

PC遊戲

遊戲信息

遊戲名稱：逆轉錄病毒
英文名稱：Retrovirus
遊戲類型：即時戰略類(RTS)遊戲
遊戲製作：Cadenza Interactive
遊戲發行：Cadenza Interactive
遊戲平台：PC
發售時間：2013年2月1日

遊戲介紹

Retrovirus是一款360度視覺的第一人稱射擊遊戲。遊戲模擬了電腦系統中的環境，玩家扮演反病毒程式，去消滅各種各樣的病毒。玩家可以自定義自己的程式，就跟定義其他遊戲的人物角色一樣，可以選擇力量、速度和武器精通等等。除了單機戰役，還可以雙人合作玩同樣的戰役，另外也有對戰模式。