冠狀病毒粒子呈不規(guī)則形狀,直徑約60-220nm。病毒粒子外包著脂肪膜,膜表面有三種糖蛋白:刺突糖蛋白(S,Spike
Protein,是受體結(jié)合位點、溶細(xì)胞作用和主要抗原位點);小包膜糖蛋白(E,Envelope
Protein,較小,與包膜結(jié)合的蛋白);膜糖蛋白(M,Membrane
Protein,負(fù)責(zé)營養(yǎng)物質(zhì)的跨膜運輸、新生病毒出芽釋放與病毒外包膜的形成)。少數(shù)種類還有血凝素糖蛋白(HE蛋白,Haemaglutinin-esterase)。冠狀病毒的核酸為非節(jié)段單鏈(+)RNA,長27-31kb,是RNA病毒中最長的RNA核酸鏈,具有正鏈RNA特有的重要結(jié)構(gòu)特征:即RNA鏈5’端有甲基化“帽子”,3’端有PolyA“尾巴”結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)與真核mRNA非常相似,也是其基因組RNA自身可以發(fā)揮翻譯模板作用的重要結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),而省去了RNA-DNA-RNA的轉(zhuǎn)錄過程。
冠狀病毒的RNA和RNA之間重組率非常高,病毒出現(xiàn)變異正是由于這種高重組率。重組后,RNA序列發(fā)生了變化,由此核酸編碼的氨基酸序列也變了,氨基酸構(gòu)成的蛋白質(zhì)隨之發(fā)生變化,使其抗原性發(fā)生了變化。而抗原性發(fā)生變化的結(jié)果是導(dǎo)致原有疫苗失效,免疫失敗。
冠狀病毒成熟粒子中,并不存在RNA病毒復(fù)制所需的RNA聚合酶(Viral RNA
polymerase),它進入宿主細(xì)胞后,直接以病毒基因組RNA為翻譯模板,表達出病毒RNA聚合酶。再利用這個酶完成負(fù)鏈亞基因組RNA(sub-genomic
RNA)的轉(zhuǎn)錄合成、各種結(jié)構(gòu)蛋白mRNA的合成,以及病毒基因組RNA的復(fù)制。冠狀病毒各個結(jié)構(gòu)蛋白成熟的mRNA合成,不存在轉(zhuǎn)錄后的修飾剪切過程,而是直接通過RNA聚合酶和一些轉(zhuǎn)錄因子,以一種“不連續(xù)轉(zhuǎn)錄”的機制,通過識別特定的,TRS),有選擇性的從負(fù)義鏈RNA上,一次性轉(zhuǎn)錄得到構(gòu)成一個成熟mRNA的全部組成部分。結(jié)構(gòu)蛋白和基因組RNA復(fù)制完成后,將在宿主細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)處裝配(assembly)生成新的冠狀病毒顆粒,并通過高爾基體分泌至細(xì)胞外,完成其生命周期。