一、HIV的結(jié)構(gòu)和基因組
HIV的結(jié)構(gòu)與其他逆轉(zhuǎn)錄病毒不同，其直徑約為120nm，呈球形。HIV基因組由兩條相同的單股正鏈RNA組成，編碼病毒的9個基因，病毒基因組由2000個拷貝的p24蛋白組成的橢圓形衣殼所包被。單鏈RNA緊緊結(jié)合于衣殼蛋白、P7以及毒粒繁殖所需的酶（如逆轉(zhuǎn)錄酶、蛋白酶、核糖核酸酶和整合酶）上。P17形成的基質(zhì)包裹在衣殼外面，對毒粒的完整性至關(guān)重要。其外面是病毒的外層囊膜，由雙層磷脂膜組成，此膜來源于人體細(xì)胞的細(xì)胞膜，在新病毒粒子出芽時生成。嵌入在HIV包膜中的是來源于宿主細(xì)胞的蛋白質(zhì)，大約70個拷貝的HIV蛋白質(zhì)突出在病毒包膜的表面，這種蛋白稱為Env。Env由三個gp120糖蛋白分子組成的帽子和一個gp41分子組成的莖構(gòu)成，gp41插入病毒包膜中。此外膜糖蛋白復(fù)合體可以使病毒與靶細(xì)胞粘附和融合，從而啟動病毒的感染周期。gp120 和gp41，特別是gp120 ，已經(jīng)被認(rèn)為是將來治療與疫苗研究的靶點。
病毒RNA基因組9個基因中的三個——gag、pol和env，編碼病毒顆粒的結(jié)構(gòu)蛋白，如Env所編碼的蛋白為gp160，在病毒酶的作用下gp160分解為gp120 和gp41。其余的6個基因tat、rev、nef、vif，vpr和vpu（在HIV-2中為vpx）為調(diào)節(jié)基因，這些基因?qū)刂艸IV感染細(xì)胞，復(fù)制或致疾過程中的蛋白起調(diào)節(jié)作用。例如，nef編碼的蛋白在病毒有效復(fù)制中是必需的；vpu編碼的蛋白影響感染細(xì)胞新病毒粒子的釋放。每個RNA包含長末端重復(fù)序列（LTR），此區(qū)域在控制新病毒產(chǎn)生的過程中起開關(guān)的作用，由HIV或宿主細(xì)胞的蛋白所啟動。
二、HIV的復(fù)制周期
•第一步：進(jìn)入細(xì)胞
HIV通過一系列連續(xù)的過程進(jìn)入到巨噬細(xì)胞和CD4+T細(xì)胞，包括其表面糖蛋白與靶細(xì)胞受體的粘附，病毒外膜與細(xì)胞膜的融合，HIV衣殼的釋放等。
外膜復(fù)合物三聚體（上述提到的gp160）、CD4和趨化因子受體（一般是CCR5或者CXCR4）之間進(jìn)行相互作用。gp120包含可供CD4和趨化因子結(jié)合的結(jié)合區(qū)。一旦gp120與CD4蛋白結(jié)合，外膜復(fù)合物就發(fā)生結(jié)構(gòu)改變，暴露出gp120的趨化因子結(jié)合區(qū)，使其能與趨化因子相互作用。這樣形成的更為穩(wěn)定的雙頭粘附，使融合蛋白gp41的N端穿入細(xì)胞膜。gp41的重復(fù)序列HR1和HR2發(fā)生相互作用，引起gp41的胞外區(qū)蛋白形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)。這種環(huán)狀結(jié)構(gòu)使病毒和細(xì)胞膜能夠緊密結(jié)合，繼而發(fā)生融合和病毒衣殼的進(jìn)入。一旦HIV與靶細(xì)胞結(jié)合在一起，HIV RNA和各種酶，包括逆轉(zhuǎn)錄酶、整合酶、核糖體酶和蛋白酶則進(jìn)入靶細(xì)胞。
HIV可以通過CD4-CCR5途徑感染樹突細(xì)胞（DC），但另一種借助甘露醇特異性C型凝集素受體的途徑，如DC-SIGN同樣可能是途徑之一。DC細(xì)胞是病毒在性傳播途徑中最先遇到的細(xì)胞之一，目前認(rèn)為，當(dāng)病毒在黏膜中被DC捕獲后，DC在把HIV傳播到T細(xì)胞中扮演了重要的作用。
•第二步：復(fù)制和轉(zhuǎn)錄
當(dāng)病毒核衣殼進(jìn)入細(xì)胞后，通過逆轉(zhuǎn)錄酶的作用，單鏈（+）RNA從附著蛋白上釋放出來，并以它為模板復(fù)制出一條9kb大小的互補DNA。這個逆轉(zhuǎn)錄過程容易發(fā)生錯配，因此會發(fā)生突變，而且有可能因此而導(dǎo)致耐藥性的出現(xiàn)。逆轉(zhuǎn)錄酶接著復(fù)制出這條DNA鏈的互補鏈形成了一個病毒DNA雙鏈中間體（vDNA）。這個vDNA被轉(zhuǎn)運到細(xì)胞核內(nèi)，通過整合酶的作用，病毒DNA被整合入宿主細(xì)胞基因組。
被整合的病毒DNA在HIV感染的潛伏期處于靜止?fàn)顟B(tài)。要想活化產(chǎn)生病毒，需要一些細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子的存在，其中最重要的就是NF-ΚB（NF kappa B），當(dāng)T細(xì)胞活化時NF-ΚB上調(diào)。這意味著那些最可能被HIV殺死的細(xì)胞實際上是那些在與病毒斗爭的細(xì)胞。
在這個復(fù)制過程中，整合的前病毒轉(zhuǎn)錄成mRNA，繼而被剪切成較小的片段，這些小片段產(chǎn)生調(diào)節(jié)蛋白Tat（促進(jìn)新病毒的產(chǎn)生）和Rev。Rev逐漸積累并逐漸開始抑制mRNA的剪切。在這個階段，結(jié)構(gòu)蛋白Gag 和 Env得以從全長mRNA中產(chǎn)生。全長mRNA實際上是病毒的基因組，它結(jié)合在Gag 蛋白上并被裝配成新的病毒顆粒。
HIV-1 和HIV-2似乎存在不同的包裝RNA機制：HIV-1會結(jié)合任何適合的RNA而HIV-2更傾向于結(jié)合能夠產(chǎn)生Gag蛋白本身的mRNA。也就是說HIV-1更容易變異（HIV-1感染進(jìn)展到AIDS的過程要比HIV-2快速，并是全球主要流行的HIV型）。
•第三步：裝配和釋放
裝配成為新的HIV-1毒粒，是病毒周期的最后一步。此過程從宿主細(xì)胞的胞漿膜開始，外膜蛋白（gp160）穿過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運至高爾基復(fù)合體，在那里被蛋白酶裂解加工成gp41和gp120。它們被轉(zhuǎn)運至宿主的胞漿膜后，gp41將gp120固定在感染細(xì)胞膜上。Gag（p55）和Gag-Pol（p160）多聚蛋白同樣在胞漿膜內(nèi)表面與HIV基因組RNA一起作為形成的毒粒開始從宿主細(xì)胞出芽。在成熟過程中，HIV蛋白酶將多聚蛋白裂解成具有獨立功能的HIV蛋白和酶。隨后，不同的結(jié)構(gòu)組分裝配產(chǎn)生成熟的HIV病毒體。裂解步驟能夠被蛋白酶抑制劑所抑制。最后，成熟的病毒可以繼續(xù)感染其它細(xì)胞。
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