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潜伏在我们基因中的病毒：内源性逆转录病毒的惊人故事！
逆转录病毒是一种能通过将其RNA基因组的DNA拷贝插入宿主细胞DNA中从而改变该细胞基因组的病毒。这类病毒在占据宿主细胞的细胞质后，利用自身的反转录酶将RNA转换为DNA，这一过程是常规模式的反向，因此被称为“逆转录”（retro）。一旦新的DNA被整合到宿主细胞基因组中，这段逆转录病毒DNA便称为前病毒（provirus）。随后，宿主细胞就会将这段病毒DNA视为自身的基因组，进行转录和翻译，生产出组装新病毒所需的各种蛋白质。
许多逆转录病毒会导致人类及其他哺乳动物和鸟类严重疾病。
这些逆转录病毒可分为不同的亚科和类别，包括引起癌症的肿瘤病毒（如人类T淋巴细胞病毒HTLV），以及引起人类免疫缺陷病毒（HIV-1和HIV-2）的慢病毒等。虽然有些逆转录病毒对动物或人类没有明显的疾病关联，但仍然可以成为分子生物学研究的重要工具，尤其是在基因传递系统方面的应用。内源性逆转录病毒（我们的小动物基因组中所遗传的病毒DNA）则提供了逆转录病毒可能已经感染脊椎动物超过4.5亿年的证据。
逆转录病毒的结构
逆转录病毒颗粒的直径约100纳米，外层有一层脂质包膜，包膜中的糖蛋白是由病毒自身编码的。这些颗粒中含有两条相同的单链RNA分子，长度为7到10千碱基。这两条分子以二聚体的形式存在，通过互补序列配对形成。在不同逆转录病毒的颗粒中，结构和生物学上的差异是显著的，然而它们的主要组成部分却非常相似。
包膜作为保护屏障，确保逆转录病毒能够进入宿主细胞，并可直接通过与宿主细胞膜的融合来进入细胞。
逆转录病毒的RNA基因组的结构也是相对复杂的，通常以5’–gag–pro–pol–env–3’的排列方式组织。这些基因分别负责产生不同的多肽，从而管理病毒的包膜及其复制。更有趣的是，在一些病毒中，这些基因可能会重叠或融合成更大的多肽链，形成额外的基因。
逆转录病毒的繁殖
当逆转录病毒的基因组嵌入生殖系统后，该基因组将被传给下一代。这些内源性逆转录病毒（ERVs）的插入占据了人类基因组的5-8%。虽然大多数插入在功能上相对较少且有时被称为“垃圾DNA”，但是许多内源性逆转录病毒在宿主生物学中扮演着重要角色，例如在胚胎发育过程中控制基因的转录及细胞融合。
逆转录酶不仅能将RNA转录为DNA，且这一过程遵循分子生物学的中心法则。
翻译过程中，gag和pol基因所编码的蛋白质会以多肽的形式进行合成，包括主要的病毒衣壳蛋白及与病毒复制相关的酶。随着这些蛋白质的合成，病毒便能有效地完成其繁殖与扩散的过程。
逆转录病毒的遗传变异与适应
逆转录病毒的基因组在经过繁殖时会发生重组，这一过程中的模板链切换有助于在病毒反转录过程中进行基因重组，使得逆转录病毒能够有效地维持基因组的完整性，并作为一种修复损坏基因组的机制。
这种基因重组在每个繁殖周期中可能导致5到14次的重组事件，显示出逆转录病毒在演化过程中的灵活性。
此外，逆转录病毒快速变异的特性使其能够迅速适应和产生抗药性，这给开发有针对性的疗法和疫苗带来了挑战。同样的，由于缺乏正常的校对机制，这使得逆转录病毒的基因组出现较高的突变率。
逆转录病毒在疾病中的角色
许多逆转录病毒已知与癌症等疾病有直接关联，例如Rous癌病毒被认为与肿瘤形成有关，这些病毒能够通过将原癌基因整合到宿主DNA中来引发细胞转化。特定的逆转录病毒如HTLV-1则被认为与人类T细胞白血病密切相关。
逆转录病毒之所以能引发疾病，往往是因为它们与宿主的基因组存在相互作用，可能导致细胞的正常功能受损。
正是由于这些原因，对于逆转录病毒的研究不仅是发现病毒本身，更是理解这些病毒如何影响宿主生物的运作。这不禁引发了一个问题：我们的基因组中埋藏着的潜在威胁，究竟还有多少秘密待我们去揭开?
