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简答题以烟草花叶病毒为例，说明病毒基因组结构与生物学功能的关系。
  • 随着分子生物学研究的进展，越来越多的植物病毒的基因组结构被揭示出来，它们的核酸序列、基因翻译产物的氨基酸序列及其生物学功能，已经有所了解。由于植物病毒基因组基因数目少，我们可以画出它们的基因图谱，标出各种基因产物的位置。下面以研究比较清楚、生产上比较重要的烟草花叶病毒（TMV）为例进行介绍。
    1.TMV的基因组结构及表达TMV为+ssRNA病毒，基因组核酸全长6395个核苷酸，共有5个开放阅读框架。核酸的5’端有帽子结构，3’端有类似tRNA的结构。
    2.TMV蛋白质的生物学功能病毒基因组核酸直接作为mRNA翻译的第一个产物就是126kD的复制酶亚基，在ORFl处通读翻译出183kD蛋白，126kD和183kD蛋白组成RNA聚合酶。病毒利用亚基因组核酸的翻译策略，产生三个亚基因组核酸，亚基因组RNA1虽然具有三个开放阅读框架，但只有开放阅读框架3可以翻译，在体外翻译系统中产生54kD的蛋白，这种蛋白目前还没有从病株中分离到。转基因试验证明54kD蛋白可能参与病毒的复制。亚基因组RNA2翻译产生30kD的蛋白，该蛋白为细胞间运动蛋白。免疫金标记试验显示，在病毒通过胞间联丝之前，30kD蛋白已在胞间联丝处存在。对比缺乏运动能力株系（Lsl）的30kD蛋白的氨基酸序列，发现只有一个氨基酸与正常株系不同。互补试验、缺失试验等大量证据表明，30kD蛋白是病毒在细胞间运输所必须的。亚基因组RNA3的翻译产物是17.6kD蛋白，即病毒的衣壳蛋白，它除了结构功能外，还参与症状表现和病毒的长距离运输。
    3.以正单链RNA病毒为例，简述植物病毒增殖的过程。植物病毒作为一种分子寄生物，没有细胞结构，不像真菌那样具有复杂的繁殖器官，也不像细菌那样进行裂殖，而是分别合成核酸和蛋白组分再组装成子代粒体。这种特殊的繁殖方式称为复制增殖（multiplication）。从病毒进入寄主细胞到新的子代病毒粒体合成的过程即为一个增殖过程。包括以下主要步骤及特点，下面以+ssRNA病毒的核酸复制为例，介绍病毒复制的一般过程。
    进入活细胞并脱壳：植物病毒以被动方式通过微伤（机械伤或介体造成伤口）直接进入活细胞，并释放核酸，释放核酸的过程也称为脱壳（uncoating）。
    核酸复制和基因表达：核酸复制是传递遗传信息的中心环节，包括产生子代病毒的核酸和产生翻译病毒蛋白质的mRNA。脱壳后的病毒核酸直接作为mRNA，利用寄主提供的核糖体、tRNA、氨基酸等物质和能量，翻译形成病毒专化的RNA依赖性RNA聚合酶（RNA—dependentRNApolymerase，RdRp）；在聚合酶作用下，以正链RNA为模板，复制出负链RNA；再以负链RNA为模板，复制出一些亚基因组核酸，同时大量复制出正链RNA；亚基因组核酸翻译出3种蛋白，包括衣壳蛋白。病毒合成的正链RNA与衣壳蛋白进行装配，成为完整的子代病毒粒体。子代病毒粒体可不断增殖并通过胞间联丝进行扩散转移。

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