病毒的变异理论 关于病毒的突变理论，存在着两种观点。一种认为，突变是随机自由发生的，病毒基因组上任何位置随时都在出现突变，因此就一种病毒的克隆来说，均存在一些具有突变的病毒粒子，RNA病毒比DNA病毒更为明显。在动物机体或细胞内环境的选择性作用下，占优势的病毒粒子得以存活并遗传下来，形成最初分离到所谓的野生型。当环境条件改变后，某些具有突变的更适合生存的克隆被选择出来，形成所谓的突变型，因此实际上野生型和突变型只是相对而言的。另一种观点认为，病毒的突变与细菌对不易感动物体适应相似，是病毒在新的生活条件下，借合成途径的某些改变而发生，正如前面所述的病毒对某些化学药物的抵抗或依赖那样。说明除突变和环境因素的选择性作用外，病毒可能还有真正的适应性变异。 现在从分子生物学水平上探讨病毒核酸的正常和异常配对情况。H与邻近N或O原子的氢键结合，是碱基配对的基础。据此，在DNA复制过程中，腺嘌呤与胸腺嘧啶配对，而在转录或RNA复制过程中，腺嘌呤与尿嘧啶配对；鸟嘌呤则与胞嘧啶配对。这些特异性配对通常是严格地执行的，如图6-2所示。但是核酸碱基的结构又允许H原子从一个原子向另一个邻近原子转移，从而可能发生不同的碱基配对，例如胸腺嘧啶中的N3上的一个H原子可能转移到C-4上，从而改变C-4的酮基为烯醇基，并改变碱基配对，以致胸腺嘧啶可能与鸟嘌呤而不是腺嘌呤配对。鸟嘌呤同样地也可发生酮式—烯醇式变化。N1氢转移至C-6氧上，从而使鸟嘌呤可与胸腺嘧啶配对，如图6-3所示。[HT5”SS][JZ]图6-2 病毒核酸中嘌呤和嘧啶的正常氢键结合[HT5SS][HT5”SS][JZ]图6-3 胸腺嘧啶的异常的碱基配对[HT5SS] 病毒核酸分子中一个嘌呤被另一个嘌呤替代或一个嘧啶被另一个嘧啶替代的过程，称为碱基转换(transition)。而一个嘌呤被一个嘧啶替代或一个嘧啶被一个嘌呤替代的过程，称为碱基颠换(transversion)。碱基转换和碱基颠换总称为碱基置换(substitution)。由于转换和颠换影响一个核苷酸，故其引起的突变称为点突变(point mutation)。 病毒基因组的突变还有缺失(deletion)和插入(insertion)，分别表示DNA或RNA分子中减少或增加一个或几个碱基乃至更长的序列。如果缺失或插入的碱基数目为3n±1，则影响到读码框架的改变，称为移码突变(frameshift mutation)。由于病毒是最小的生命单位，其基因组中和遗传信息已高度压缩，存在基因重迭现象，因此发生的突变多为碱基置换，而缺失、插入等较大的改变往往引起基因组结构的巨大变化，甚至导致病毒死亡，在实践中这样的病毒不常见到。研究病毒的突变主要是对碱基置换而言。但在下述的人工突变研究中，则可人为地造成大段的核苷酸序列缺失或插入等。 除了上述碱基置换、缺失和插入外，重组(recombination)是病毒变异的另一个主要原因。两个病毒株的病毒核酸发生重组的机理是，首先发生断裂，随后断裂部分相互交换，如图6-4所示；在基因组呈多片段的病毒，例如呼肠孤病毒，重组是某个或某些核酸片段的交换，结果是在一个衣壳内包含有来源自两个不同亲代的核酸片段，如图6-5所示。[HT5”SS][JZ]图6-4 重组：两个病毒之间的部分核酸交换[HT5SS][HT5”SS][JZ]图6-5 重组：两个病毒之间的核酸片段交换[HT5SS] 特别值得指出的是，基因组复制过程中经过反转录阶段的反转录病毒，重组发生的机理有其自己的特点。 反转录病毒基因组的重组需要一个病毒复制周期，其间两个不同的母源RNA基因组的RNA分子装配到同一个病毒粒子内，产生异质性颗粒，在感染新宿主细胞后，两个RNA(或至少部分)经反转录酶拷贝为DNA，重组即发生于这一阶段。关于反转录病毒基因组同源重组的机理有两个模型：(1) 强迫拷贝选择模型(forced copychoice model)：这一模型由Coffin提出，即在由RNA模板合成负链DNA的过程中，因模板转换而形成重组反转录病毒DNA分子(图6-
6A)。由于断裂部位是随机的，若在每一个裂隙处均发生模板链转换，则一个完整的DNA分子负链就由片段性模板复制而来。(2) 链置换同化模型(strand displacementassimilation model)：这一模型认为重组是由于病毒正链DNA交换。具有两个RNA基因组的异质性病毒粒子内的两条RNA均复制为负链DNA，然后以RNase H酶切基因组RNA正链产生的RNA引物，在多位点起始合成正链DNA。新形成的DNA正链开始时短而不完整，且有单链裂隙，随着正链DNA合成，裂隙被填平，但当遇到邻近正链的5'端时，DNA合成不能终止，而是5'端链被继续合成所取代，形成单链尾部。当这些尾部侵入病毒中第二条基因组上正在合成中的DNA时，形成“H”结构，最终导致形成含异质性区域的双链分子。
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