Charakteristiky vírusu tabakovej mozaiky, štruktúra, replikácia

On Vírus tabakovej mozaiky (TMV, angličtina Vírus tabakovej mozaiky) Je to RNA zeleninový vírus, ktorý spôsobuje výskyt hnedých škvŕn na listoch tabakových rastlín a iných plodín hospodárskeho záujmu, ako sú paradajky a iné Solanáceas.

Jeho názov je odvodený zo vzoru spotov spôsobených infikovanými rastlinami, ktorý je opísaný ako „mozaika“. Toto je prvý vírus, ktorý bol identifikovaný a opísaný v prírode, fakty, ktoré sa odohrali medzi koncom 20. a začiatkom 20. storočia, to znamená pred viac ako storočím.

Elektronická mikrografia vírusu mozaiky tabaku (zdroj: žiadny strojovo čitateľný autor. CHB predpokladala (na základe nárokov na autorské práva). / Verejná doména, cez Wikimedia Commons)

Odhaduje sa, že straty tabaku spôsobené vírusom tabakovej mozaiky sú okolo 1%, pretože rastú stále viac rezistentnejších rastlín. Avšak iné plodiny, ako napríklad paradajka.

Jeden z hlavných agronomických problémov súvisiacich s týmto vírusom súvisí s tým, že môže žiť, aj keď rastlina, ktorá hostila Skleník je dosť náročný.

Vírus tabakovej mozaiky sa však ukázal ako veľmi užitočný ako:

- Symbolický a didaktický model na odhalenie základných charakteristík, ktoré definujú vírusy

- Prototyp na skúmanie biológie hostiteľských rastlín parazitov, najmä tabaku

- Nástroj na štúdium interakcií s patogénom a prenosom buniek

- Biotechnologický nástroj na expresiu proteínu farmaceutického záujmu o tabak.

[TOC]

Objavenie

Od svojej identifikácie mal vírus tabakovej mozaiky transcendentálnu úlohu pri vytváraní oblasti virologie, ako to bol prvý identifikovaný a opísaný vírus v histórii.

Všetko sa začalo v roku 1879, keď sa nemecký poľnohospodársky chemik Adolf Meyer venoval štúdiu niektorých chorôb, ktoré ovplyvnili tabak.

Tento vedec ukázal, že choroba, ktorá spôsobila objavenie škvŕn na listoch tabaku.

Meyer to nazval „mozaikou tabakovou chorobou“ a spočiatku naznačil, že etiologické činidlo (ten, kto ho produkoval) In vitro.

Môže vám slúžiť: Colletotrichum gloeosporioidy: Charakteristiky, cyklus a kontrolaŠtruktúra vírusu tabakovej mozaiky. 1) monokatéria RNA, 2) kapsomér alebo protomér, podjednotka proteínu CPPSide CP a 3) kapse.Org/licencie/By-SA/3.0) Via Wikimedia Commons)

Objav prvého vírusu

Úver za objavenie vírusových častíc si zaslúži Ruský mikrobiológ Dmitry Ivanovsky, ktorý vyšetroval chorobu tabakovej mozaiky v rokoch 1887 až 1890, pričom zistil, že príčinná látka choroby bola taká malá porcelánového filtra, kde baktérie nemohli prejsť.

Pri tejto udalosti Ivanovsky zistil, že choroba bola spôsobená „vírusom filtra“, pričom sa výraz „vírus“ latinského slova bral na „jed“.

Ivanovského diela neskôr potvrdili v roku 1895 holandský Willem Beijerinck, ktorý preukázal sériový prenos vírusu (z rastlín na rastlinu) pomocou filtrovanej miazgy chorých rastlín.

Práca Beijerincka tiež slúžila, že to nebol iba chemický toxín, ale skôr to bol živý agent schopný sebaobrana.

V rokoch 1927 až 1931 dvaja vedci z inštitútu Boyce Thompson vo Philadelphii, Vinson a Petri, sústredili vírus zrážok pomocou metód používaných na čistenie proteínu.

Neskôr, v roku 1935, Stanley očistil vírus a podarilo sa mu kryštalizovať vysoko aktívne a infekčné častice v tvare ihly, čím sa označila bezprecedentná udalosť, v ktorej by sa „živá“ entita mohla vyskytnúť v kryštalickom stave.

O niekoľko rokov neskôr, s spoluprácou a prácou mnohých vedcov, sa zistilo, že vírus tabakovej mozaiky bol jednoduchým vírusom pásma s vláknitým vzhľadom alebo morfológiou.

Charakteristika

- Je to jednoduchý vírus RNA pásma, ktorého virióny alebo vírusové častice majú tvar tyče

- Jeho genóm, ako aj väčšina vírusov, sú chránené proteínovým krytom

- Patrí do rodiny Virgaviridae a pohlavie Tokamovírus

- Infikuje tabakové rastliny a tiež niektoré príbuzné rastliny, najmä Solanáceas (zemiaky, paradajka, baklažán atď.), pridanie viac ako 200 možných hostiteľov

- Je mimoriadne stabilný a môže zostať po dlhú dobu na rôznych povrchoch

- V infikovaných rastlinách sa tento vírus hromadí v značne vysokých tituloch

Môže vám slúžiť: Echeveria elegans: Charakteristiky, biotop, reprodukcia, starostlivosť

- Príznaky spôsobené chorými rastlinami sú notoricky známe a ľahko identifikovateľné

Štruktúra

Vírus tabakovej mozaiky, ako sa poznamenal, je jednoduchý vírus RNA (monokatéria), ktorého vírusové častice sú tyč.

Zovšeobecnená schéma štruktúry vírusu tabakovej mozaiky, TMV (zdroj: TMV_Structure.PNG: Graham Colm Talkthe Original Uploader bol Grahamcolm v angličtine Wikipedia.Derivát.Org/licencie/By-SA/3.0) Via Wikimedia Commons)

Proteínový kryt

Charakteristická štruktúra každej vírusovej častice je podaná proteínovým krytom vytvoreným dextrogyanovou vrstvou proteínu známeho ako „krycí proteín“.

Tento kryt má približne 2.130 proteínových podjednotiek, ktoré sa prekladajú do vírusovej častice priemernej veľkosti 300 nm, priemer 18 nm a duté stredisko polomeru 2 nm, kde genóm zaberá polomer blízko 4 nm.

Horný pohľad na kryt proteínu TMV (zdroj: Autori depozície: Stubbs, G., Pattanayak, r., Namba, K.; Autor vizualizácie: User: Astrojan/CC od (https: // creativeCommons.Org/licencie/o/4.0) Via Wikimedia Commons)

Genóm

Genomická RNA je rozptýlená medzi postupnými zákrutami vrtule, ktorá tvorí kryt, spája tri jeho nukleotidy ku každej proteínovej podjednotke, a preto je úplne pokrytá proteínom.

Uvedený genóm je 6.395 nukleotidov dĺžky a má obrátenú „kapucňu“ 7-metyl-guanozínov pripevnených k svojmu 5 'koncu cez trfosfátovú väzbu.

Informácie kódované v genóme TMV zodpovedajú 4 génom, ktoré kódujú 4 rôzne produkty:

- Dva proteíny spojené s replikáciou, jeden zo 126 kDa a ďalší z 183 kDa, priamo preložené z vírusovej RNA

- Pohybový proteín (MP, angličtina Pohybový proteín) a štrukturálny alebo krycí proteín (CP, angličtina Bielkovina), ktoré sú preložené z „subgenomických“ arns

Úspešná infekcia TMV zahŕňa spoluprácu týchto štyroch multifunkčných produktov s mnohými bunkovými zložkami hostiteľskej rastliny, najmä s bunkovou membránou a cytoskelet.

Replikácia

Na pochopenie mechanizmu replikácie TMV je potrebné porozumieť niektorým aspektom infekcie týmto vírusom.

Počiatočná infekcia

TMV vstupuje do rastliny iba prostredníctvom mechanických rán, ktoré dočasne otvárajú plazmatickú membránu alebo spôsobujú udalosti pinocytózy.

Infekcia sa môže vyskytnúť v dôsledku rán spôsobených manipuláciou s infikovanými rukami a prostredníctvom infikovaných prerezávajúcich nástrojov atď., Ale zriedka sa prenáša hmyzom.

Môže vám slúžiť: 11 rastlín v nebezpečenstve vyhynutia v Argentíne

Akonáhle je v cytosóle, sú vírusové častice desassumbované a uvoľňujú svoju genomickú RNA, ktorá je rozpoznávaná bunkou, akoby to bola ich vlastná RNA a na tento účel sa prekladá špecializovanými cytosolickými enzýmami.

„Kapuca“ metyl-guanozínov genomickej RNA TMV je pre tento proces nanajvýš dôležitá, pretože sa mu podarí „vyhnúť“ systému „sledovania“ buniek a podporovať interakciu s ostatnými bunkovými zložkami.

Počet zostavených vírusových častíc sa rýchlo zvyšuje a tieto môžu opustiť infikované bunky a infikovať ďalšie susedné bunky cez plazmodesmy, ktoré sú „kanály“, ktoré spájajú cytosol bunky s bunkou okolitých buniek.

Nakoniec sa vírusové častice dostávajú do systému translokácie rastlín, tj xylém a floem, ktorý sa rozptyľuje v celej rastline.

Aký je proces replikácie?

Vírus tabakovej mozaiky používa svoj genóm ako vzor na syntézu negatívnych doplnkových vlákien, ktoré slúžia ako forma pre syntézu veľkého počtu pozitívnych vlákien.

Tieto formy sa používajú aj na syntézu „subgenomických“ poslov obsahujúcich otvorené čítanie rámy pre proteíny MP a CP.

Dva proteíny spojené s replikáciou, ktoré sú kódované v genomickej RNA TMV, majú metyl-transferázu, helikaSA a RNA-polimerase domény závislé od ARN ARN.

Zdá sa, že replikácia sa vyskytuje v komplexe spojenom s endoplazmatickou membránou retikula, ktorá obsahuje tieto proteíny, pohybový proteín (MP), vírusovú RNA a ďalšie proteíny hostiteľskej rastliny.

Príznaky

Príznaky vírusu tabakovej mozaiky sa veľmi líšia od jedného druhu rastlín k druhému. Inými slovami, značne závisia od typu hostiteľskej rastliny a navyše od kmeňa vírusu, na genetickom „pozadí“ rastliny a na podmienkach prostredia, kde sa nachádza.

Fotografie plechu tabakovej rastliny infikovanej TMV (zdroj: r.J. Reynolds Tobacco Company Slide / Public Domain, Via Wikimedia Commons)

Príznaky sa zvyčajne objavujú približne 10 dní po počiatočnej infekcii a sú:

- Vzhľad hnedých alebo žltkastých škvŕn s mozaikou matrom v listových listoch

- Nekróza

- Zakrpatený rast

- Valcovanie listov

- Žltnutie

- Nízka výkonnosť pri výrobe ovocia a dokonca aj výskyt poškodených a deformovaných ovocia

- Oneskorenie v dozrievaní ovocia

- Farba uniformy ovocia (najmä v paradajke)

Odkazy

1. Butler, P. J. G. (1999). Samostatná zostavenie vírusu mozaiky tabaku: Úloha medziproduktu agregátu pri géne, ako je špecifickosť aj rýchlosť. Filozofické transakcie Kráľovskej spoločnosti v Londýne. Séria B: Biologické vedy, 354 (1383), 537-550.
2. Liu, C., & Nelson, R. Siež. (2013). Bunková biológia replikácie a pohybu vírusu tabakovej mozaiky. Frontiers in Plant Science, 4, 12.
3. Mphuthi, P. (2017). Vírus, prenos a manažment tabaku mozaiky. Farmársky týždenník, 2017 (17014), 60-61.
4. Rifkind, D., & Freeman, G. (2005). Nobelovu cenu za víťazné objavy pri infekčných chorobách. Elsevier.
5. Schoolthof, K. B. G. (2000). Lekcie v patológii rastlín: vírus tabakovej mozaiky. Rastlinné zdravie Instr.
6. Schoolthof, K. B. G. (2004). Vírus tabakovej mozaiky: modelový systém pre biológiu rastlín. Anu. Otáčať sa. Fytopatol., 42, 13-34.