ВИРУС ДУВАНСКОГ МОЗАИКА: КАРАКТЕРИСТИКЕ, СТРУКТУРА, РЕПЛИКАЦИЈА - БИОЛОГИЈА - 2025

Вирус мозаика бурмут ( ТМВ , енглеског мозаика дувана Вирус) је биљка РНК вирус који узрокује појаву браон тачкама на листовима биљака снуфф и других усева од економског интереса, као што су и парадајз другим Соланацеае.

Његово име потиче од узорка флека које изазива код заражених биљака, што је описано као "мозаик". То је први вирус који је у природи идентификован и описан, догађаји који су се догодили између касних 1800-тих и почетка 1900-их, дакле пре више од једног века.

Електронска микрографија вируса дуванског мозаика (Извор: Није достављен аутор читљив аутор. Претпоставка Цхб (заснована на тврдњама о ауторским правима). / Јавна домена, путем Викимедиа Цоммонс)

Процјењује се да су губици дувана узроковани вирусом духанског мозаика око 1%, како се гаје све више и отпорније биљке. Међутим, друге културе, као што је парадајз, на пример, трпе губитке веће од 20% због болести коју изазива ТМВ.

Један од главних агрономских проблема који се односи на овај вирус има чињеницу да он може живети и када биљка која га домаћин умире, а осим тога, подноси високе температуре, због чега је елиминација из усева или из објеката стакленик је прилично изазован.

Ипак, показало се да је вирус дуванског мозаика врло користан као:

- Симболички и дидактички модел откривања суштинских карактеристика које дефинишу вирусе

- Прототип за истраживање биологије биљака домаћина паразита, посебно дувана

- Алат за проучавање интеракција патоген-домаћин и трговина ћелијама

- Биотехнолошко средство за експресију протеина од фармацеутског интереса за дуван.

Откриће

Вирус дуванског мозаика је од своје идентификације имао трансценденталну улогу у успостављању поља вирологије, јер је био први вирус идентификован и описан у историји.

Све је почело 1879. године, када се немачки хемичар пољопривреде Адолф Мејер посветио проучавању неких болести које су погодиле дуван.

Овај научник је показао да се болест која је проузроковала појаву флека на лишћу дувана може пренијети са болесне биљке на здраву, само трљањем листова последње са екстрактом прве.

Меиер је то назвао "мозаичном болешћу дувана" и у почетку је сугерирао да је етиолошки агенс (онај који га је произвео) бактеријског поријекла, иако га није могао изоловати нити га експериментално култивисати ин витро.

Структура вируса дуванског мозаика. 1) Једноланчана РНА, 2) капсомер или протомер, подјединица капсидног ЦП протеина и 3) капсидна структура (извор: И_тамбе / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/ 3.0) путем Викимедиа Цоммонса)

Откривање првог вируса

Заслуга за откриће вирусних честица припада Дмитриј Ивановском, руском микробиологу који је истраживао болест дуванског мозаика између 1887. и 1890., откривши да је узрочник болести био толико мали да може да прође кроз ситне поре порцеланског филтера, где бактерије нису могле да прођу.

Овим догађајем Ивановски је утврдио да је болест последица "филтрабилног вируса", узевши термин "вирус" од латинске речи за "отров".

Радови Ивановског су касније 1895. године потврдили Холанђанина Виллема Беијеринка, који је демонстрирао серијски пренос вируса (са биљке у биљку) користећи филтрирани сок оболелих биљака.

Беијеринцков рад је такође послужио да докаже да није реч само о хемијском токсину, већ о живом средству које је способно да се сама размножава.

Између 1927. и 1931. године, два научника са Института Боице Тхомпсон из Филаделфије, Винсон и Петри, концентрисали су вирус таложењем користећи методе пречишћавања протеина.

Касније, 1935. године, Станлеи је прочистио вирус и успео да кристализује високо активне и заразне честице у облику игле, обележавајући невиђени догађај у којем би се "живи" ентитет могао појавити у кристалном стању.

Годинама касније, сарадњом и радом бројних научника, утврђено је да је вирус дуванског мозаика једноструки РНА вирус, са влакнастим изгледом или морфологијом.

карактеристике

- То је једнопојасни РНА вирус чији су вириони или вирусне честице у облику штапа

- Његов геном, као и већина вируса, заштићен је протеинским слојем

- Припада породици Виргавиридае и роду Тобамовирус

- Заразује биљке дувана, али и неке сродне биљке, посебно кошуље (кромпир, парадајз, патлиџан, итд.), Додајући више од 200 могућих домаћина

- Изузетно је стабилан и може дуго остати на различитим површинама

- У зараженим биљкама овај се вирус накупља у знатно високим титрима

- Симптоми које изазива код оболелих биљака су уочљиви и лако их је препознати

Структура

Вирус дуванског мозаика, као што је већ поменуто, је једноланчани (једноланчани) РНА вирус, чије су вирусне честице у облику штапа.

Генерализована шема структуре вируса дуванског мозаика, ТМВ (Извор: ТМВ_Струцтуре.пнг: Грахам Цолм Талк. Оригинални учитавач био је ГрахамЦолм на енглеском Википедији. Прелиминарни рад: Арнаугир / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес /би-са/3.0) преко Викимедиа Цоммонс)

Протеински прекривач

Карактеристичну структуру сваке вирусне честице даје протеински омотач формиран десним хеликсом подјединица протеина познатих као "протеин протеина".

Ова овојница има приближно 2.130 протеинских подјединица, што значи вирусну честицу просечне величине 300 нм, пречника 18 нм и шупљег центра у радијусу од 2 нм, где геном заузима полумјер близу 4 нм.

Поглед одозго на ТМВ протеински омотач (Извор: Аутори депозиције: Стуббс, Г., Паттанаиек, Р., Намба, К .; аутор визуализације: Корисник: Астројан / ЦЦ БИ (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би /4.0) преко Викимедиа Цоммонс)

Геном

Геномска РНК се засипа између сукцесивних окретаја спирале који чине овојницу, спајајући три њена нуклеотида у сваку подјединицу протеина и тако остаје потпуно покривена протеинима.

Овај геном је дугачак 6 395 нуклеотида и има обрнут 7-метил-гванозин „капуљач“ везан на свом 5 'крају преко трифосфатне везе.

Информације кодиране у ТМВ геному одговарају 4 гена који кодирају 4 различита производа:

- Два протеина повезана са репликацијом, један од 126 кДа и други од 183 кДа, директно преведен из РНА вируса

- протеин кретања (МП, од енглеског покрета покрета) и структурални или слој протеина (ЦП, из енглеског цоат протеина), који су преведени из „субгеномских“ РНА

Успешна ТМВ инфекција укључује сарадњу ова четири мултифункционална производа са многим ћелијским компонентама биљке домаћина, посебно ћелијском мембраном и цитоскелетом.

Репликација

За разумевање механизма репликације ТМВ потребно је разумети неке аспекте инфекције овим вирусом.

Иницијална инфекција

ТМВ у биљку улази само кроз механичке ране које привремено "отварају" плазма мембрану или изазивају догађаје пиноцитозе.

Зараза се може јавити ранама узрокованим руковањем са зараженим рукама и инфицираним инструментима за обрезивање итд., Али ретко их преносе инсекти.

Једном када се нађу у цитосолу, вирусне честице растављају и ослобађају њихову геномску РНК, која ћелија препознаје као сопствену РНК, а за то се преводе специјализовани цитосолни ензими.

Метил-гванозин „капуљача“ ТМВ геномске РНК је од највеће важности за овај процес, јер успева да „заобиђе“ систем „надзора“ ћелије и промовише интеракцију са другим ћелијским компонентама.

Број окупљених вирусних честица се брзо повећава и оне могу напустити инфицирану ћелију и инфицирати остале суседне ћелије путем плазмодесмата, који су "канали" који повезују цитосол ћелије са оним ћелија које га окружују.

На крају, вирусне честице доспијевају у биљни систем транслокације, односно ксилема и пхлоема и тако се распршују по биљци.

Како се одвија процес репликације?

Вирус дуванског мозаика користи свој геном као предложак за синтетизацију негативних комплементарних ланаца који служе као предложак за синтезу великог броја позитивних нити.

Ови предлошци се такође користе за синтезу "субгеномских" мессенгер РНА који садрже отворене оквире за читање МП и ЦП протеина.

Два протеина повезана са репликацијом која су кодирана у ТМВ геномској РНА имају домене метил-трансферазе, хеликазе и РНА-зависне РНА полимеразе.

Чини се да се репликација дешава у комплексу који је повезан са мембраном ендоплазматског ретикулума који садржи ове протеине, покретни протеин (МП), вирусну РНК и остале протеине биљке домаћина.

Симптоми

Симптоми вируса дуванског мозаика знатно се разликују од једне до друге биљне врсте. Другим речима, они знатно зависе од врсте биљке домаћина и, даље, од соја вируса, генетске "позадине" биљке и услова животне средине у којима се налази.

Фотографија листа биљке дувана заражене ТМВ-ом (Извор: РЈ Реинолдс Тобаццо Цомпани Слиде Сет / Публиц домаин, виа Викимедиа Цоммонс)

Симптоми се обично појаве око 10 дана након почетне инфекције, а то су:

- изглед смеђих или жућкастих мрља са мозаичким матроном на листовима

- Некроза

- Успорен раст

- Листови коврче

- Жутило ткива

- Низак принос у производњи воћа, па чак и изглед оштећених и деформисаних плодова

- Одгађање сазревања плодова

- Боја плодова није једнолика (посебно код парадајза)

Референце

1. Бутлер, ПЈГ (1999). Само-склапање вируса дуванског мозаика: улога посредног агрегата у генерисању специфичности и брзине. Филозофске трансакције Лондонског краљевског друштва. Серија Б: Биолошке науке, 354 (1383), 537-550.
2. Лиу, Ц., Нелсон, РС (2013). Ћелијска биологија умножавања и кретања вируса дуванских мозаика. Границе у биљној науци, 4, 12.
3. Мпхутхи, П. (2017). Симптоми, преношење и управљање дуванским мозаичним вирусом. Фармер'с Веекли, 2017 (17014), 60-61.
4. Рифкинд, Д., и Фрееман, Г. (2005). Открића заразних болести добила су Нобелову награду. Елсевиер.
5. Сцхолтхоф, КБГ (2000). Лекције из патологије биљака: вирус дуванског мозаика. Плант Хеалтх Инстр.
6. Сцхолтхоф, КБГ (2004). Вирус дуванског мозаика: моделни систем за биологију биљака. Анну. Рев. Пхитопатхол., 42, 13-34.