Det tobaksmosaikvirus (TMV, på engelsk Tobaksmosaikvirus) er en plante-RNA-virus, der forårsager brune pletter på bladene af tobaksplanter og andre afgrøder af økonomisk interesse såsom tomater og andre natskygger.
Navnet stammer fra det mønster af pletter, det forårsager på inficerede planter, hvilket er beskrevet som en ”mosaik”. Det er den første virus, der blev identificeret og beskrevet i naturen, begivenheder, der fandt sted mellem slutningen af 1800'erne og begyndelsen af 1900'erne, det vil sige for mere end et århundrede siden.
Det anslås, at tabet af tobak forårsaget af tobaksmosaikvirussen er omkring 1%, da flere og flere resistente planter dyrkes. Imidlertid lider andre afgrøder som tomater for eksempel på mere end 20% tab på grund af sygdommen forårsaget af TMV.
Et af de største agronomiske problemer relateret til denne virus har at gøre med, at den kan leve, selv når planten, der er vært for den, dør, og at den desuden understøtter høje temperaturer, så dens eliminering fra en afgrøde eller fra faciliteterne i et drivhus er ret udfordrende.
Imidlertid har tobaksmosaikvirus vist sig at være meget nyttig som:
- Symbolsk og didaktisk model for at afsløre de væsentlige egenskaber, der definerer vira
- Prototype til at undersøge biologien af parasitværtsplanter, især tobak
- Værktøj til undersøgelse af patogen-vært-interaktioner og cellehandel
- Bioteknologisk værktøj til ekspression af proteiner af farmaceutisk interesse i tobak.
Artikelindeks
Siden identifikationen havde tobaksmosaikvirussen en transcendental rolle i etableringen af virologifeltet, da det var den første virus identificeret og beskrevet i historien.
Det hele startede i 1879, da den tyske landbrugskemiker Adolf Meyer viet sig til undersøgelsen af nogle sygdomme, der ramte tobak..
Denne videnskabsmand demonstrerede, at en sygdom, der forårsagede pletter på tobaksblade, kunne overføres fra en syg plante til en sund, bare ved at gnide bladene på sidstnævnte med et ekstrakt af den tidligere.
Meyer kaldte dette ”mosaiktobaks sygdom” og foreslog oprindeligt, at det etiologiske middel (det, der producerede det) var af bakteriel oprindelse, selvom han ikke var i stand til at isolere eller dyrke det eksperimentelt. in vitro.
Kredit for opdagelsen af viruspartiklerne går til Dmitry Ivanovsky, en russisk mikrobiolog, der undersøgte tobaksmosaiksygdom mellem 1887 og 1890 og fandt ud af, at sygdomsårsagsmidlet var så lille, at det kunne passere gennem de små porer i et porcelænsfilter, hvor bakterier ikke kunne passere.
Med denne begivenhed fastslog Ivanovsky, at sygdommen skyldtes en "filtrerbar virus", idet udtrykket "virus" blev taget fra det latinske ord for "gift"..
Ivanovskys værker blev senere bekræftet i 1895 af den hollandske Willem Beijerinck, der demonstrerede den serielle transmission af virussen (fra plante til plante) ved hjælp af den filtrerede saft af syge planter..
Beijerincks arbejde tjente også til at bevise, at det ikke blot var et kemisk toksin, men snarere et levende middel, der var i stand til selvreplikation..
Mellem 1927 og 1931 koncentrerede to forskere fra Boyce Thompson Institute i Philadelphia, Vinson og Petri, virussen ved udfældning ved hjælp af de metoder, der blev anvendt til proteinoprensning..
Senere, i 1935, rensede Stanley virussen og formåede at krystallisere meget aktive og infektiøse nåleformede partikler, hvilket markerede en hidtil uset begivenhed, hvor en "levende" enhed kunne forekomme i en krystallinsk tilstand..
År senere blev det med samarbejde og arbejde fra adskillige forskere bestemt, at tobaksmosaikvirussen var et enkeltbånds-RNA-virus med et filamentøst udseende eller morfologi..
- Det er et enkeltbånds-RNA-virus, hvis virioner eller virale partikler er stavformede
- Dets genom er, ligesom de fleste vira, beskyttet af en proteincoat
- Det tilhører familien Virgaviridae og til slægten Tobamovirus
- Det inficerer tobaksplanter og også nogle beslægtede planter, især nattskygge (kartoffel, tomat, aubergine osv.), Og tilføjer mere end 200 mulige værter
- Det er ekstremt stabilt og kan forblive på forskellige overflader i lang tid
- I inficerede planter akkumuleres denne virus i betydeligt høje titere.
- De symptomer, det forårsager i syge planter, er mærkbare og lette at identificere
Tobaksmosaikvirussen er som nævnt et enkeltstrenget (enkeltstrenget) RNA-virus, hvis virale partikler er stavformede..
Den karakteristiske struktur af hver viruspartikel er givet af et proteincoat dannet af en højrehåndet helix af underenheder af et protein kendt som "coatprotein".
Denne kuvert har cirka 2.130 protein-underenheder, som oversættes til en viral partikel med en gennemsnitlig størrelse på 300 nm i længden, en diameter på 18 nm og et hult centrum af radius 2 nm, hvor genomet indtager en radius tæt på 4 nm.
Genomisk RNA er klemt mellem de successive drejninger af helixen, der udgør kuvert, forbinder tre af dets nukleotider til hver proteinunderenhed og forbliver således fuldstændig dækket af protein..
Dette genom er 6.395 nukleotider langt og har en omvendt 7-methyl-guanosin "hætte" bundet til sin 5'-ende gennem en triphosphatbinding..
Oplysningerne kodet i TMV genomet svarer til 4 gener, der koder for 4 forskellige produkter:
- To proteiner associeret med replikation, det ene på 126 kDa og det andet på 183 kDa, direkte oversat fra virus-RNA'et
- Et bevægelsesprotein (MP) Bevægelsesprotein) og et strukturelt protein eller kappeprotein (CP) Frakkeprotein), som er oversat fra "subgenomiske" RNA'er
En vellykket TMV-infektion involverer samarbejde mellem disse fire multifunktionelle produkter med mange af værtsplantens cellulære komponenter, især med cellemembranen og cytoskelettet..
For at forstå TMV's replikeringsmekanisme er det nødvendigt at forstå nogle aspekter af infektion med denne virus..
TMV kommer kun ind i en plante gennem mekaniske sår, der midlertidigt "åbner" plasmamembranen eller forårsager pinocytosehændelser.
Infektion kan forekomme fra sår forårsaget af håndtering med inficerede hænder og gennem inficerede beskæringsinstrumenter osv., Men overføres sjældent af insekter.
En gang i cytosolen adskilles og frigør viruspartiklerne og frigiver deres genomiske RNA, som genkendes af cellen som sit eget RNA og oversættes af specialiserede cytosoliske enzymer til dette formål..
Methylguanosin “hætten” af TMV genomisk RNA er af yderste vigtighed for denne proces, da det formår at “omgå” cellens “overvågningssystem” og fremme dets interaktion med andre cellulære komponenter..
Antallet af samlede virale partikler stiger hurtigt, og disse kan forlade den inficerede celle og inficere andre naboceller gennem plasmodesmata, som er "kanaler", der forbinder cytosolen i en celle med cellerne, der omgiver den..
Til sidst når viruspartiklerne plantens translokationssystem, det vil sige xylem og floem, og spredes derved gennem planten..
Tobaksmosaikvirussen bruger sit genom som en skabelon til at syntetisere negative komplementære tråde, der tjener som en skabelon til syntesen af et stort antal positive tråde.
Disse skabeloner anvendes også til syntese af "subgenomiske" messenger-RNA'er, der indeholder de åbne læserammer for MP- og CP-proteinerne..
De to replikationsassocierede proteiner, der er kodet i TMV genomisk RNA, har methyltransferase-, helicase- og RNA-afhængig RNA-polymerasedomæner..
Replikation ser ud til at forekomme i et kompleks associeret med den endoplasmatiske reticulummembran, der indeholder disse proteiner, bevægelsesproteinet (MP), viralt RNA og andre værtsplanteproteiner..
Symptomer på tobaksmosaikvirus varierer meget fra en planteart til en anden. Med andre ord afhænger de betydeligt af typen af værtsplante og derudover af virusstammen, den genetiske "baggrund" af planten og de miljømæssige forhold, hvor den findes..
Symptomer vises normalt omkring 10 dage efter den første infektion, og disse er:
- Udseende af brune eller gule pletter med en mosaiklignende matrone på bladbladene
- Nekrose
- Forkæmpet vækst
- Blad krølle
- Gulfarvning af væv
- Lavt udbytte i frugtproduktion og endda udseende af beskadigede og deformerede frugter
- Forsinket modning af frugt
- Ujævn frugtfarve (især tomat)
Endnu ingen kommentarer