Tobakksmosaikkvirusegenskaper, struktur, replikasjon

Han Tobakksmosaikkvirus (Tmv, av engelsk Tobakksmosaikkvirus) Det er et RNA -grønnsaksvirus som forårsaker utseendet til brune flekker på bladene til tobakksplanter og andre avlinger av økonomisk interesse som tomater og andre Solanáceas.

Hans navn stammer fra flekkmønsteret forårsaket av infiserte planter, som beskrives som en "mosaikk". Dette er det første viruset som ble identifisert og beskrevet i naturen, fakta som fant sted mellom slutten av 1800 -tallet og begynnelsen av 1900 -tallet, det vil si for mer enn et århundre siden.

Elektronisk mikrografi av tobakksmosaikkviruset (kilde: ingen maskinlesbar forfatter gitt. CHB antatt (basert på copyright -krav). / Offentlig domene, via Wikimedia Commons)

Det anslås at tobakkstap forårsaket av tobakksmosaikkviruset er rundt 1%, ettersom mer og mer motstandsdyktige planter vokser. Imidlertid andre avlinger som tomat.

Et av de viktigste agronomiske problemene relatert til dette viruset har å gjøre med det faktum at det kan leve selv når planten som er vert drivhus er ganske utfordrende.

Imidlertid har tobakksmosaikkvirus vist seg å være veldig nyttig som:

- Symbolsk og didaktisk modell for å avsløre de essensielle egenskapene som definerer virus

- Prototype for å undersøke biologien til parasittvertsplanter, spesielt tobakk

- Verktøy for studier av patogen-hostede interaksjoner og celletrafikk

- Bioteknologisk verktøy for uttrykk for protein av farmasøytisk interesse for tobakk.

[TOC]

Oppdagelse

Siden identifiseringen hadde tobakksmosaikkviruset en transcendental rolle i å etablere virologifeltet, ettersom det var den første identifiserte og beskrevne viruset i historien.

Det hele startet i 1879, da den tyske landbrukskjemikeren Adolf Meyer dedikerte seg til studiet av noen sykdommer som påvirket tobakk.

Denne forskeren viste at en sykdom som forårsaket utseendet på flekker på tobakksblader, kunne overføres fra en syk plante til en annen sunn, bare ved å gni de siste bladene med et ekstrakt av den første.

Meyer kalte dette "mosaikktobakkssykdom" og antydet opprinnelig at det etiologiske middelet (den som produserte det) var av bakteriell opprinnelse, selv om han ikke kunne isolere eller dyrke eksperimentelt In vitro.

Kan tjene deg: Colletotrichum gloeosporioides: Kjennetegn, syklus og kontrollTobakksmosaikkvirusstruktur. 1) Monocatenary RNA, 2) Capsomer eller Protomer, underenhet av CPPside CP-proteinet og 3) Capse Structure (Kilde: Y_TAMBE/CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/3.0) via Wikimedia Commons)

Oppdagelse av det første viruset

Kreditt for oppdagelsen av de virale partiklene er fortjent av Dmitry Ivanovsky, en russisk mikrobiolog som undersøkte sykdommen til tobakksmosaikken mellom 1887 og 1890, og fant at årsaksmiddelet for sykdommen var så liten at den kunne passere gjennom de små porene av et porselensfilter, der bakterier ikke kunne passere.

Med denne hendelsen bestemte Ivanovsky at sykdommen skyldtes et "filtervirus", og tok begrepet "virus" av det latinske ordet for "gift".

Ivanovskys verk ble senere bekreftet, i 1895 av den nederlandske Willem Beijerinck, som demonstrerte seriell overføring av viruset (fra plante til plante) ved bruk av den filtrerte sapen til syke planter.

Beijerincks arbeid tjente også at det ikke bare var et kjemisk toksin, men snarere var det et levende middel som var i stand til selvtillit.

Mellom 1927 og 1931 konsentrerte to forskere fra Boyce Thompson Institute i Philadelphia, Vinson og Petri nedbørsviruset ved bruk av metodene som ble brukt for proteinrensing.

Senere, i 1935, renset Stanley viruset og klarte å krystallisere høy -aktiv og smittsom nålformet partikler, og markerte en enestående hendelse der en "levende" enhet kan oppstå i en krystallinsk tilstand.

År senere, med samarbeid og arbeid fra mange forskere, ble det bestemt at tobakksmosaikkviruset var et enkelt båndvirus, med et filamentøst utseende eller morfologi.

Kjennetegn

- Det er et enkelt bånd -RNA -virus hvis virjoner eller viruspartikler er stavformet

- Genomet, så vel som de fleste virus, er beskyttet av et proteindeksel

- Det tilhører Virgaviridae -familien og kjønn Tobamovirus

- Infiserer tobakksplanter og også noen relaterte planter, spesielt solanáceas (potet, tomat, aubergine, etc.), og legger til mer enn 200 mulige verter

- Det er ekstremt stabilt og kan forbli på forskjellige overflater i lang tid

- I infiserte planter samler dette viruset seg i betydelig høye titler

Kan tjene deg: Echeveria elegans: Kjennetegn, habitat, reproduksjon, omsorg

- Symptomene forårsaket av syke planter er beryktede og enkle å identifisere

Struktur

Tobakksmosaikkviruset, som kommentert, er et enkelt bånd (monocatarnær) RNA -virus hvis virale partikler er stang.

Generalisert skjema for strukturen til tobakksmosaikkviruset, TMV (Kilde: TMV_Structure.PNG: Graham Colm Talk the Original Uploader var Grahamcolm på engelsk Wikipedia.Derivatarbeid: Arnaugir/CC BY-S (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/3.0) via Wikimedia Commons)

Proteindeksel

Den karakteristiske strukturen til hver virale partikkel er gitt av et proteindeksel dannet av en dextrogyansk propell av et protein kjent som "dekkprotein".

Dette omslaget har omtrent 2.130 proteinunderenheter, som oversettes til en viral partikkel med en gjennomsnittlig størrelse på 300 nm i lengde, en diameter på 18 nm og et hult senter på 2 nm radius, hvor genomet opptar en radius nær 4 nm.

Øvre visning av TMV -proteindeksel (kilde: Deposisjonsforfattere: Stubbs, G., Pattanayak, r., Namba, k.; Visualisering Forfatter: Bruker: Astrojan/CC av (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/av/4.0) via Wikimedia Commons)

Genom

Det genomiske RNA er ispedd mellom de påfølgende svingene i propellen som danner dekselet, sammen med tre av nukleotidene til hvert proteinunderenhet og dermed blir fullstendig dekket med protein.

Sa genom er 6.395 nukleotider av lengden og har en omvendt "hette" på 7-metyl-guanosiner festet til dens 5 'enden gjennom en trfosfatbinding.

Informasjonen som er kodet i TMV -genomet tilsvarer 4 gener som koder for 4 forskjellige produkter:

- To proteiner assosiert med replikasjon, en av 126 kDa og en annen på 183 kDa, direkte oversatt fra virus -RNA

- Et bevegelsesprotein (MP, engelsk Bevegelsesprotein) og et strukturelt eller dekkprotein (CP, engelsk Belegg protein), som er oversatt fra "subgenomiske" arns

En vellykket TMV -infeksjon innebærer samarbeid med disse fire multifunksjonelle produktene med mange av cellulære komponenter i vertsanlegget, spesielt med cellemembranen og cytoskjelettet.

Replikering

For å forstå TMV -replikasjonsmekanismen er det nødvendig å forstå noen aspekter ved infeksjon med dette viruset.

Innledende infeksjon

TMV kommer bare inn i en plante gjennom mekaniske sår som midlertidig åpner plasmamembranen eller forårsaker pinocytosehendelser.

Infeksjonen kan oppstå på grunn av sår forårsaket av manipulasjon med infiserte hender og gjennom infiserte beskjæringsinstrumenter, etc., Men det overføres sjelden av insekter.

Det kan tjene deg: 11 planter i fare for utryddelse i Argentina

En gang i cytosolen blir virupartikler desassembert og frigjør deres genomiske RNA, som blir gjenkjent av cellen som om den var deres eget RNA og blir oversatt av spesialiserte cytosoliske enzymer for dette formålet med dette formålet.

"Hetten" av metyl-guanosiner av det genomiske RNA av TMV er av største betydning for denne prosessen, siden det klarer å "unngå" "overvåkning" -systemet til cellen og fremme samspillet mellom dette med andre cellulære komponenter.

Antallet samlede virale partikler øker raskt, og disse kan forlate den infiserte cellen og infisere andre naboceller gjennom plasmodesmene, som er "kanaler" som forbinder cytosolen til en celle med den for de omkringliggende cellene.

Etter hvert når virale partikler plantetranslokasjonssystemet, det vil si xylem og floem, som sprer seg gjennom hele planten.

Hvordan er replikasjonsprosessen?

Tobakksmosaikkviruset bruker sitt genom som et mønster for å syntetisere negative komplementære tråder som fungerer som en form for syntese av et stort antall positive tråder.

Disse formene brukes også til syntese av "subgenomiske" budbringere som inneholder åpne leserammer for MP- og CP -proteiner.

De to proteiner assosiert med replikasjonen som er kodet i genomisk RNA fra TMV har metyl-transferase, helicasa og RNA-polimerasedomener ARN-avhengige.

Replikasjon ser ut til å forekomme i et kompleks assosiert med endoplasmatisk retikulummembran som inneholder disse proteinene, bevegelsesprotein (MP), viralt RNA og andre proteiner i vertsplanten.

Symptomer

Symptomene på tobakksmosaikkviruset varierer veldig fra en planteart til en annen. Med andre ord, de avhenger betydelig av hvilken type vertsplante, og i tillegg av virusets belastning, på den genetiske "bakgrunnen" av planten og miljøforholdene der den blir funnet.

Fotografering av arket til en tobakksanlegg infisert med TMV (kilde: r.J. Reynolds Tobacco Company Slide Set / Public Domain, via Wikimedia Commons)

Symptomene vises vanligvis rundt 10 dager etter den første infeksjonen, og disse er:

- Utseende av brune eller gulaktige flekker med en mosaikkmatron i bladarkene

- Nekrose

- Forbedret vekst

- Ruller bladene

- Vev gulning

- Lav ytelse i produksjonen av frukt og til og med utseende av skadede og deformerte frukt

- Forsinkelse i modningen av fruktene

- Farge på fruktuniformen (spesielt i tomat)

Referanser

1. Butler, s. J. G. (1999). Selvmontering av tobakksmosaikkvirus: rollen som et mellomliggende aggregat i geneving både spesifisitet og hastighet. Filosofiske transaksjoner fra Royal Society of London. Serie B: Biological Sciences, 354 (1383), 537-550.
2. Liu, c., & Nelson, r. S. (2013). Cellebiologien til tobakksmosaikkvirusreplikasjon og bevegelse. Frontiers in Plant Science, 4, 12.
3. Mphuthi, p. (2017). Tobakksmosaikksymptomer virus, overføring og behandling. Farmer's Weekly, 2017 (17014), 60-61.
4. Rifkind, d., & Freeman, G. (2005). Nobelprisvinnende funn ved smittsomme sykdommer. Elsevier.
5. Scholthof, k. B. G. (2000). Leksjoner i plantepatologi: tobakksmosaikkvirus. Plant Health Instr.
6. Scholthof, k. B. G. (2004). Tobakksmosaikkvirus: et modellsystem for plantebiologi. Annu. Rev. Fytopatol., 42, 13-34.