Tabakmozaïekviruskenmerken, structuur, replicatie

Hij Tabaksmozaïekvirus ((TMV, van Engels Tabaksmozaïekvirus) Het is een RNA -groentevirus dat het uiterlijk van bruine vlekken op de bladeren van tabaksplanten en andere gewassen van economisch belang veroorzaakt, zoals tomaten en andere Solanáceas.

Zijn naam is afgeleid van het vlekkenpatroon veroorzaakt door geïnfecteerde planten, die worden beschreven als een "mozaïek". Dit is het eerste virus dat in de natuur werd geïdentificeerd en beschreven, feiten die plaatsvonden tussen de late jaren 1800 en vroege 1900, dat wil zeggen meer dan een eeuw geleden.

Elektronische micrografie van het tabaksmozaïekvirus (Bron: geen machinaalleesbare auteur verstrekt. CHB veronderstelde (op basis van auteursrechtclaims). / Public Domain, via Wikimedia Commons)

Naar schatting zijn tabaksverliezen veroorzaakt door het tabaksmozaïekvirus ongeveer 1%, omdat steeds meer resistente planten groeien. Andere gewassen zoals tomaat.

Een van de belangrijkste agronomische problemen met betrekking tot dit virus heeft te maken met het feit dat het kan leven, zelfs wanneer de plant die gastheer is, en bovendien hoge temperaturen ondersteunt, dus de eliminatie van een gewas of de faciliteiten van een Greenhouse is behoorlijk uitdagend.

Het tabaksmozaïekvirus is echter zeer nuttig gebleken als:

- Symbolisch en didactisch model om de essentiële kenmerken bloot te leggen die virussen definiëren

- Prototype om de biologie van parasiet gastheerplanten te onderzoeken, met name tabak

- Hulpmiddel voor de studie van door pathogeen gehost interacties en celverkeer

- Biotechnologisch hulpmiddel voor de expressie van eiwit van farmaceutisch belang in tabak.

[TOC]

Ontdekking

Sinds de identificatie had het tabaksmozaïekvirus een transcendentale rol bij het vestigen van het veld van virologie, omdat het het eerste geïdentificeerde en beschreven virus in de geschiedenis was.

Het begon allemaal in 1879, toen de Duitse agrarische chemicus Adolf Meyer zich wijdde aan de studie van enkele ziekten die tabak beïnvloedden.

Deze wetenschapper toonde aan dat een ziekte die het uiterlijk van vlekken op tabaksbladeren veroorzaakte, van een zieke plant naar een andere gezonde kon worden overgedragen, gewoon door de laatste bladeren te wrijven met een extract van de eerste.

Meyer noemde dit de "mozaïek tabaksziekte" en suggereerde aanvankelijk dat het etiologische middel (degene die het produceerde) van bacteriële oorsprong was, hoewel hij niet experimenteel kon isoleren of cultiveren In vitro.

Kan u dienen: Colletotrichum Gloeosporioides: kenmerken, cyclus en controleTabaksmozaïekvirusstructuur. 1) Monocatenarium RNA, 2) Capsomer of protomeer, subeenheid van het CPPSide CP-eiwit en 3) Capse-structuur (Bron: Y_TAMBE/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0) Via Wikimedia Commons)

Ontdekking van het eerste virus

Het krediet voor de ontdekking van de virale deeltjes wordt verdiend door Dmitry Ivanovsky, een Russische microbioloog die tussen 1887 en 1890 de ziekte van het tabaksmozaïek heeft onderzocht, en constateerde dat het oorzakelijk middel van de ziekte zo klein was dat het door de kleine poriën kon gaan van een porseleinfilter, waar bacteriën niet konden passeren.

Met deze gebeurtenis stelde Ivanovsky vast dat de ziekte te wijten was aan een "filtervirus", waarbij het term "virus" van het Latijnse woord voor "gif" werd genomen.

De werken van Ivanovsky werden later in 1895 bevestigd door de Nederlandse Willem Beijerinck, die de seriële overdracht van het virus (van plant naar plant) demonstreerde met behulp van het gefilterde sap van zieke planten.

Het werk van Beijerinck diende ook dat het niet alleen een chemisch toxine was, maar het was een levende agent die in staat was om zelf te doen.

Tussen 1927 en 1931 concentreerden twee wetenschappers van het Boyce Thompson Institute in Philadelphia, Vinson en Petri het neerslagvirus met behulp van de methoden die worden gebruikt voor eiwitzuivering.

Later, in 1935, zuiverde Stanley het virus en slaagde erin om hoog -actieve en besmettelijke naaldvormige deeltjes te kristalliseren, wat een ongekende gebeurtenis markeerde waarin een 'levende' entiteit kon optreden in een kristallijne toestand.

Jaren later, met de samenwerking en het werk van talloze wetenschappers, werd vastgesteld dat het tabaksmozaïekvirus een eenvoudig bandvirus was, met een filamenteuze uitstraling of morfologie.

Kenmerken

- Het is een eenvoudig band -RNA -virus waarvan de virions of virale deeltjes staafvormig zijn

- Het genoom, evenals de meeste virussen, wordt beschermd door een eiwitbedekking

- Het is van de familie en geslacht van Virgaviridae Tobamovirus

- Infecteert tabaksplanten en ook enkele gerelateerde planten, met name Solanáceas (aardappel, tomaat, aubergine, etc.), het toevoegen van meer dan 200 mogelijke hosts

- Het is extreem stabiel en kan lange tijd op verschillende oppervlakken blijven

- In geïnfecteerde planten accumuleert dit virus zich in aanzienlijk hoge titels

Kan u van dienst zijn: Echeveria elegans: kenmerken, habitat, reproductie, zorg

- De symptomen veroorzaakt door zieke planten zijn berucht en gemakkelijk te identificeren

Structuur

Het tabaksmozaïekvirus is, zoals opgemerkt, een eenvoudig band (monocatenarium) RNA -virus waarvan de virale deeltjes staaf zijn.

Gegeneraliseerd schema van de structuur van het tabaksmozaïekvirus, TMV (Bron: TMV_structure.PNG: Graham Colm Talk De originele uploader was Grahamcolm bij Engelse Wikipedia.Derivatief werk: arnaugir/cc by-s (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0) Via Wikimedia Commons)

Eiwitbedekking

De karakteristieke structuur van elk viraal deeltje wordt gegeven door een eiwitdeksel gevormd door een dextrogyan -propeller van een eiwit dat bekend staat als "covereiwit".

Deze hoes heeft ongeveer 2.130 eiwitsubeenheden, dat zich vertaalt in een viraal deeltje van een gemiddelde grootte van 300 nm lang, een diameter van 18 nm en een hol centrum van 2 nm straal, waar het genoom een ​​straal in beslag neemt, bijna 4 nm.

Bovenaanzicht van TMV -eiwitbedekking (Bron: Depositie Auteurs: Stubbs, G., Pattanayak, r., Namba, k.; Visualisatie Auteur: Gebruiker: Astrojan/CC door (https: // CreativeCommons.Org/licenties/door/4.0) Via Wikimedia Commons)

Genoom

Het genomische RNA wordt afgewisseld tussen de opeenvolgende wendingen van de propeller die de dekking vormt, die drie van zijn nucleotiden verbindt aan elke eiwitsubeenheid en dus volledig bedekt is met eiwit.

Zei genoom is 6.395 Nucleotiden van lengte en heeft een omgekeerde "kap" van 7-methyl-guanosines bevestigd aan zijn 5 'uiteinde door een trfosfaatbinding.

De in het TMV -genoom gecodeerde informatie komt overeen met 4 genen die coderen voor 4 verschillende producten:

- Twee eiwitten geassocieerd met replicatie, een van 126 kDa en een andere van 183 kDa, direct vertaald uit het virus RNA

- Een bewegingseiwit (MP, Engels Bewegingseiwit) en een structureel of covereiwit (CP, Engels Eiwit), die worden vertaald uit "subgenomische" ARN's

Een succesvolle TMV -infectie omvat de samenwerking van deze vier multifunctionele producten met veel van de cellulaire componenten van de gastheerplant, vooral met het celmembraan en het cytoskelet.

Replicatie

Om het TMV -replicatiemechanisme te begrijpen, is het noodzakelijk om enkele aspecten van infectie met dit virus te begrijpen.

Eerste infectie

De TMV komt alleen een plant binnen via mechanische wonden die het plasmamembraan tijdelijk openen of pinocytose -gebeurtenissen veroorzaken.

De infectie kan optreden als gevolg van wonden veroorzaakt door manipulatie met geïnfecteerde handen en door geïnfecteerde snoeiende instrumenten, enz., Maar het wordt zelden overgedragen door insecten.

Het kan u van dienst zijn: 11 planten die in het gevaar van uitsterven in Argentinië worden uitsterven

Eenmaal in het cytosol zijn virale deeltjes ongeschonden en vrijgelaten hun genomische RNA, dat door de cel wordt herkend alsof het hun eigen RNA is en voor dit doel wordt vertaald door gespecialiseerde cytosolische enzymen.

De "kap" van methyl-guanosines van het genomische RNA van de TMV is van het grootste belang voor dit proces, omdat het erin slaagt het "surveillance" -systeem van de cel te "ontwijken" en de interactie hiervan te bevorderen met andere cellulaire componenten.

Het aantal geassembleerde virale deeltjes neemt snel toe en deze kunnen de geïnfecteerde cel verlaten en andere aangrenzende cellen infecteren door de plasmodesma's, die "kanalen" zijn die de cytosol van een cel verbinden met die van de omliggende cellen.

Uiteindelijk bereiken virale deeltjes het plantentranslocatiesysteem, dat wil zeggen het xyleem en het floëem, dat zich door de plant verspreidt.

Hoe is het replicatieproces?

Het tabaksmozaïekvirus gebruikt zijn genoom als een patroon om negatieve complementaire strengen te synthetiseren die dienen als een schimmel voor de synthese van een groot aantal positieve strengen.

Deze schimmels worden ook gebruikt voor de synthese van "subgenomische" boodschappers die open leesframes bevatten voor MP- en CP -eiwitten.

De twee eiwitten geassocieerd met de replicatie die zijn gecodeerd in het genomische RNA van de TMV hebben methyltransferase, helicasa en RNA-polimerasedomeinen ARN-afhankelijk.

Replicatie lijkt op te treden in een complex geassocieerd met het endoplasmatische reticulummembraan dat deze eiwitten, bewegingseiwit (MP), virale RNA en andere eiwitten van de gastheerplant bevat.

Symptomen

De symptomen van het tabaksmozaïekvirus variëren sterk van de ene plantensoort tot de andere. Met andere woorden, ze zijn aanzienlijk afhankelijk van het type gastheerplant en, bovendien, van de spanning van het virus, van de genetische "achtergrond" van de plant en de omgevingscondities waar het wordt gevonden.

Fotografie van het vel van een tabaksplant die is geïnfecteerd met de TMV (bron: r.J. Reynolds Tobacco Company Set / Public Domain, via Wikimedia Commons)

De symptomen verschijnen meestal ongeveer 10 dagen na de eerste infectie en deze zijn:

- Uiterlijk van bruine of geelachtige vlekken met een mozaïekmatron in de bladbladen

- Necrose

- Achtergebleven groei

- De bladeren rollen

- Weefsel geelwatering

- Lage prestaties bij de productie van fruit en zelfs het uiterlijk van beschadigde en vervormde vruchten

- Vertraging in de rijping van de vruchten

- Kleur van het fruituniform (vooral in tomaat)

Referenties

1. Butler, p. J. G. (1999). Zelfassemblage van tabaksmozaïekvirus: de rol van een tussenliggend aggregaat bij het geren van zowel specificiteit als snelheid. Filosofische transacties van de Royal Society of London. Serie B: Biological Sciences, 354 (1383), 537-550.
2. Liu, c., & Nelson, r. S. (2013). De celbiologie van de replicatie en beweging van tabaksmozaïekvirus. Frontiers in Plant Science, 4, 12.
3. Mphuthi, p. (2017). Tabak mozaïek symptomen virus, transmissie en management. Farmer's Weekly, 2017 (17014), 60-61.
4. Rifkind, D., & Freeman, g. (2005). De Nobelprijswinnende ontdekkingen bij besmettelijke ziekten. Elsevier.
5. Scholthof, K. B. G. (2000). Lessen in plantenpathologie: tabaksmozaïekvirus. Plant Health Inst.
6. Scholthof, K. B. G. (2004). Tabakmozaïekvirus: een modelsysteem voor plantenbiologie. Annu. Revisie. Phytopathol., 42, 13-34.