Tobaksmosaikvirusegenskaper, struktur, replikering

han Tobaksmosaikvirus (Tmv, av engelska Tobaksmosaikvirus) Det är ett RNA -vegetabiliskt virus som orsakar utseendet på bruna fläckar på bladen på tobaksanläggningar och andra grödor av ekonomiskt intresse som tomater och andra Solanáceas.

Hans namn härstammar från fläckmönstret orsakat av infekterade växter, som beskrivs som en "mosaik". Detta är det första viruset som identifierades och beskrivs i naturen, fakta som ägde rum mellan slutet av 1800 -talet och början av 1900 -talet, det vill säga för mer än ett sekel sedan.

Elektronisk mikrografi av tobaksmosaikviruset (källa: Ingen maskinläsbar författare tillhandahålls. CHB antas (baserat på upphovsrättsanspråk). / Public Domain, via Wikimedia Commons)

Det uppskattas att tobaksförluster orsakade av tobaksmosaikviruset är cirka 1%, eftersom fler och mer resistenta växter växer. Men andra grödor som tomat.

Ett av de viktigaste agronomiska problemen relaterade till detta virus har att göra med det faktum att det kan leva även när växten som är värdar dör och dessutom med vilka den stöder höga temperaturer, så att det elimineras av en gröda eller anläggningarna i en Växthus är ganska utmanande.

Tobaksmosaikvirus har emellertid visat sig vara mycket användbart som:

- Symbolisk och didaktisk modell för att avslöja de väsentliga egenskaperna som definierar virus

- Prototyp för att undersöka biologin hos parasitvärden, särskilt tobak

- Verktyg för studier av patogen-värdiga interaktioner och celltrafik

- Bioteknologiskt verktyg för uttryck av protein från farmaceutiskt intresse i tobak.

[TOC]

Upptäckt

Sedan dess identifiering hade tobaksmosaikviruset en transcendental roll för att upprätta området virologi, eftersom det var det första identifierade och beskrivna viruset i historien.

Det hela började 1879, då den tyska jordbrukskemisten Adolf Meyer ägnade sig åt studien av vissa sjukdomar som påverkade tobak.

Denna forskare visade att en sjukdom som orsakade utseendet på fläckar på tobaksblad kunde överföras från en sjuk växt till en annan frisk, bara genom att gnugga de sista bladen med ett extrakt av det första.

Meyer kallade detta för "mosaik tobaksjukdom" och föreslog initialt att det etiologiska medlet (den som producerade den) var av bakteriellt ursprung, även om han inte kunde isolera eller odla experimentellt In vitro.

Kan tjäna dig: Colletotrichum gloeosporioides: egenskaper, cykel och kontrollTobaksmosaikvirusstruktur. 1) Monocatenary RNA, 2) Kapsomer eller protomer, underenhet av CPP-CP-proteinet och 3) CAPSE-struktur (Källa: Y_TAMBE/CC BY-SA (https: // Creativecommons.Org/licenser/BY-SA/3.0) via Wikimedia Commons)

Upptäckt av det första viruset

Krediten för upptäckten av de virala partiklarna förtjänas av Dmitry Ivanovsky, en rysk mikrobiolog som undersökte sjukdomen i tobaksmosaiken mellan 1887 och 1890, och fann att sjukdomens kausalmedel var så liten att den kunde passera genom de små porerna av ett porslinfilter, där bakterier inte kunde passera.

Med denna händelse bestämde Ivanovsky att sjukdomen berodde på ett "filtervirus" och tog termen "virus" av det latinska ordet för "gift".

Ivanovskys verk bekräftades senare, 1895, av den nederländska Willem Beijerinck, som demonstrerade seriell överföring av viruset (från växt till växt) med hjälp av den filtrerade sapen av sjuka växter.

Beijerincks arbete tjänade också att det inte bara var ett kemiskt toxin, utan snarare var det ett levande medel som kunde självklara sig.

Mellan 1927 och 1931 koncentrerade två forskare från Boyce Thompson Institute i Philadelphia, Vinson och Petri utfällningsviruset med hjälp av metoderna som används för proteinrening.

Senare, 1935, renade Stanley viruset och lyckades kristallisera hög -aktiv och infektiös nålformade partiklar, vilket markerade en enastående händelse där en "levande" enhet kunde förekomma i ett kristallint tillstånd.

År senare, med samarbete och arbete för många forskare, fastställdes det att tobaksmosaikviruset var ett enkelt bandvirus, med ett filamentöst utseende eller morfologi.

Egenskaper

- Det är ett enkelt band -RNA -virus vars virioner eller virala partiklar är stavformade

- Dess genom, liksom de flesta virus, skyddas av ett proteinskydd

- Det tillhör Virgaviridae -familjen och könet Tobamovirus

- Infekterar tobaksanläggningar och även några relaterade växter, särskilt solanáceas (potatis, tomat, aubergine, etc.), lägga till mer än 200 möjliga värdar

- Det är extremt stabilt och kan förbli på olika ytor under lång tid

- I infekterade växter ackumuleras detta virus i betydligt höga titlar

Kan tjäna dig: Echeveria elegans: egenskaper, livsmiljö, reproduktion, vård

- Symtomen som orsakas av sjuka växter är ökända och lätta att identifiera

Strukturera

Tobaksmosaikviruset är, som kommenterat, ett enkelt band (monocatenary) RNA -virus vars virala partiklar är stav.

Generaliserat schema för strukturen för tobaksmosaikviruset, TMV (källa: TMV_Structure.PNG: Graham Colm Talk Den ursprungliga uppladdaren var Grahamcolm på engelska Wikipedia.Derivatarbete: arnaugir/cc by-s (https: // creativecommons.Org/licenser/BY-SA/3.0) via Wikimedia Commons)

Proteintäckning

Den karakteristiska strukturen för varje viral partikel ges av ett proteinskydd som bildas av en dextrogyan propell av ett protein som kallas "täckprotein".

Detta omslag har ungefär 2.130 proteinsubenheter, som översätter till en viral partikel med en medelstorlek av 300 nm i längd, en diameter på 18 nm och ett ihåligt centrum av 2 nm radie, där genomet upptar en radie nära 4 nm.

Övre vy av TMV -proteinskydd (källa: Deposition Authors: Stubbs, G., Pattanayak, r., Namba, k.; Visualisering Författare: Användare: Astrojan/CC av (https: // CreativeCommons.Org/licenser/av/4.0) via Wikimedia Commons)

Genom

Det genomiska RNA är isär mellan propellens på varandra följande svängar som bildar locket, förenar tre av dess nukleotider till varje proteinsubenhet och därmed är helt täckt med protein.

Sa genomet är 6.395 nukleotider av längd och har en inverterad "huva" av 7-metyl-guanosiner fästa vid dess 5'-slut genom en trphosfatbindning.

Informationen kodad i TMV -genomet motsvarar 4 gener som kodar för 4 olika produkter:

- Två proteiner associerade med replikering, en av 126 kDa och en annan av 183 kDa, direkt översatt från virus -RNA

- Ett rörelseprotein (MP, engelska Rörelseprotein) och ett strukturellt eller omslagsprotein (CP, engelska Beläggningsprotein), som översätts från "subgenomiska" arns

En framgångsrik TMV -infektion involverar samarbete mellan dessa fyra multifunktionella produkter med många av de cellulära komponenterna i värdanläggningen, särskilt med cellmembranet och cytoskelettet.

Replikation

För att förstå TMV -replikationsmekanismen är det nödvändigt att förstå vissa aspekter av infektion med detta virus.

Första infektion

TMV kommer bara in i en växt genom mekaniska sår som tillfälligt öppnar plasmamembranet eller orsakar pinocytoshändelser.

Infektionen kan uppstå på grund av sår orsakade av manipulation med infekterade händer och genom infekterade beskärningsinstrument etc., Men det överförs sällan av insekter.

Det kan tjäna dig: 11 växter i fara för utrotning i Argentina

En gång i cytosolen är virala partiklar sammansatt och släppt sitt genomiska RNA, som erkänns av cellen som om det var deras eget RNA och översätts av specialiserade cytosoliska enzymer för detta ändamål för detta ändamål.

"Huven" av metylguanosiner i det genomiska RNA från TMV är av största vikt för denna process, eftersom den lyckas "undvika" "övervakningssystemet" i cellen och främja interaktionen mellan detta med andra cellulära komponenter.

Antalet sammansatta virala partiklar ökar snabbt och dessa kan överge den infekterade cellen och infektera andra angränsande celler genom plasmodesmerna, som är "kanaler" som förbinder cytosolen i en cell med den för de omgivande cellerna.

Så småningom når virala partiklar växttranslokationssystemet, det vill säga xylem och floem, som sprider sig i hela växten.

Hur är replikationsprocessen?

Tobaksmosaikviruset använder sitt genom som ett mönster för att syntetisera negativa komplementära strängar som fungerar som en form för syntesen av ett stort antal positiva delar.

Dessa formar används också för syntesen av "subgenomiska" budbärare som innehåller öppna läsramar för MP- och CP -proteiner.

De två proteinerna associerade med replikationen som är kodade i det genomiska RNA för TMV har metyltransferas-, helicasa- och RNA-polimerasdomäner ARN-beroende.

Replikering verkar förekomma i ett komplex associerat med endoplasmatisk retikulummembran som innehåller dessa proteiner, rörelseprotein (MP), viralt RNA och andra proteiner i värdväxten.

Symtom

Symtomen på tobaksmosaikviruset varierar kraftigt från en växtart till en annan. Med andra ord, de beror avsevärt på typen av värdväxt och dessutom på virusets stam, på den genetiska "bakgrunden" av växten och de miljöförhållanden där den finns.

Fotografering av arket av en tobaksanläggning infekterad med TMV (källa: R.J. Reynolds Tobacco Company Slide Set / Public Domain, via Wikimedia Commons)

Symtomen visas vanligtvis cirka tio dagar efter den första infektionen och dessa är:

- Utseende av bruna eller gulaktiga fläckar med en mosaikmatron i bladarken

- Nekros

- Tillväxt

- Rulla bladen

- Gulning

- Låg prestanda i produktionen av frukt och till och med utseende av skadade och deformerade frukter

- Försening i mognad av frukterna

- Färg på fruktens uniform (särskilt i tomat)

Referenser

1. Butler, s. J. G. (1999). Självmontering av tobaksmosaikvirus: rollen för ett mellanliggande aggregat i geneving både specificitet och hastighet. Filosofiska transaktioner från Royal Society of London. Serie B: Biologiska vetenskaper, 354 (1383), 537-550.
2. Liu, c., & Nelson, r. S. (2013). Cellbiologin för tobaksmosaikvirusreplikation och rörelse. Frontiers in Plant Science, 4, 12.
3. Mphuthi, s. (2017). Tobaksmosaiska symtomvirus, överföring och hantering. Farmer's Weekly, 2017 (17014), 60-61.
4. Rifkind, D., & Freeman, g. (2005). Nobelprisvinnande upptäckter vid infektionssjukdomar. Annars.
5. Scholthof, k. B. G. (2000). Lektioner i växtpatologi: tobaksmosaikvirus. Växthälsa.
6. Scholthof, k. B. G. (2004). Tobaksmosaikvirus: Ett modellsystem för växtbiologi. Annu. Varv. Fytopatol., 42, 13-34.