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RNA肿瘤病毒与DNA肿瘤病毒不同，具有特殊的复制模式。RNA肿瘤病毒是以“前病毒RNA”（pro viral DNA）形式参与病毒复制周期整合到宿主细胞的基因组内，并传递它的遗传信息。这一过程是RNA肿瘤病毒分子生物学和病因学的基础。外源性RNA肿瘤病毒以水平传播方式感染相应的宿主细胞，并进行病毒的复制和产生病毒颗粒，但不会引起宿主细胞的死亡，这是其重要的特点之一。有些RNA肿瘤病毒在增殖的同时，也可使细胞发生转化。
RNA肿瘤病毒的复制是一个复杂过程。病毒必须通过特殊的受体吸附到细胞膜的表面，而后穿透细胞膜进入细胞内。关于后者的机理还不清楚，通过是镜对禽类肿瘤病毒的小鼠乳腺肿瘤病毒的研究表明，它可通过吞噬作用进入细胞；同时也有证明，病毒表面的被膜糖蛋白，如小鼠白血病病毒（MULV）的gp70，有利于病毒的吸附和对细胞的穿透。进入细胞内的病毒去掉被膜，暴露或释出病毒RNA（V－RNA），在逆转录酶的作用下，以V－RNA为模板转录为互补的DNA（C-DNA，为单链的前病毒DNA），再由依赖DNA的DNA多聚酶的作用形成双链前病毒DNA（ds-VDNA）。后者转运到细胞核内，通过尚不十分清楚的机理整合到宿主细胞的基因组内。目前认为这是所有的RNA肿瘤病毒复制过程中的共同特点。整合的前病毒DNA转录出病毒性mDNA，后者再转运到胞质的核糖体上，作为合成蛋白质的信息密码，进而翻译成为病毒性蛋白，然后经组装并向细胞膜移动，在细胞膜上芽生并获得被膜，形成完整的B型、C型或D型病毒颗粒。
RNA肿瘤病毒与宿主细胞之间的关系很复杂。感染的病毒能否增殖，这与细胞性质有关，同一类型的病毒对不同宿主的细胞感染的结果并不一样。小鼠白血病病毒感染可有三种情况：①只能在原来的小鼠宿主细胞内复制的称为嗜已性病毒（ecotropicvirus）；②不能在原小鼠的细胞内生长，却能在其它动物宿主细胞内增殖，称为嗜性病毒（xenotropic virus）；③既能在原来小鼠体内又能在其它动物细胞宿主细胞内复制的，称为双嗜性病毒（amphotropic virus）。进一步的研究还表明，小鼠嗜已性病毒在不同种系的小鼠细胞中感染和增殖的情况也不同，又可分为：①嗜N病毒：这种病毒只在NIH/3T3近交系小鼠细胞内增殖；②嗜B性病毒：有些小鼠病毒不能在NIH/3T3细胞内增殖，但能在BALB/c近交系小鼠细胞内增殖；③嗜NB性病毒：有些病毒既能在NIH/3T3近交系又能在BAL－B/c近交系小鼠细胞内生长。但这种分类不是绝对的，台Gross小鼠白血病病毒可为嗜N性也可成为嗜B性。上述的研究资料表明，宿主细胞对RNA肿瘤病病毒的感染和复制有影响，其机理尚未明了。根据有些学者的研究报道，细胞特性对肿瘤病毒感染的影响与遗传控制密切有关。另外，禽、小鼠、猫等肉瘤病毒基因组内有onc基因，在相应的宿主内有致瘤作用，但其本身的病毒基因组结构的复制基因常有缺失，转化的肉瘤细胞并不产生感染性子代病毒颗粒。这种有缺失的肉瘤病毒基因组，可用白血病病毒对细胞的再感染而得到“拯救“（rescue）。为种辅助性白血病病毒对缺失性肉瘤病毒提供形成完整病毒时必需的被膜蛋白质，由这样产生的子代可有两种病毒：①假型病毒（pseudotype virus）：即具有肉瘤病毒的基因组，但带有白血病病毒供给的外壳，也称表型混合型（phenotypic mixture）；②感染性辅助病毒。假型病毒表现辅助病毒的宿主范围，如小鼠缺失性肉瘤病毒是由嗜已性小鼠白血病病毒所辅助，那末其子代的复制只能在小鼠细胞内进行。