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HTLV属反转录病毒,含有RNA和反转录酶,是致瘤性RNA病毒。在电镜下病毒颗粒呈球形,直径为100nm,其内部核心由结构蛋白组成、核壳与基质(亦称为P15、P24和P19GAG蛋白)围绕着病毒RNA及多聚酶,外层为病毒包膜糖蛋白(表面和跨膜糖蛋白,分别称为GP46和GP21)镶嵌在双层脂质膜中。病毒基因组为30S-35S正股单链RNA,长度约为10kb,具有反转录酶活性。基因组按照从5’→3’端次序排列为gag-pol- env三个结构基因和tax、rex两个调节基因,两端为LTR(长末端重复序列:RU5,U3)。HTLV-I和HTL-Ⅱ总序列中有65%核苷酸同源性,但在LTR序列中同源性最低(30%),而在3’tax/rex调节基因中是最高(75%~80%)。