ANG VIRUS NG MOSAIC NA TABAKO: MGA KATANGIAN, ISTRAKTURA, PAGTITIKLOP - BIOLOGY - 2025

Ang virus ng mosaic ng meryenda ( TMV , ng English Tobacco Mosaic Virus) ay isang halaman na RNA virus na nagdudulot ng paglitaw ng mga brown spot sa mga dahon ng mga halaman snuff at iba pang mga pananim ng interes sa ekonomiya tulad ng mga kamatis at iba pang Solanaceae.

Ang pangalan nito ay nagmula sa pattern ng mga spot na sanhi nito sa mga nahawaang halaman, na inilarawan bilang isang "mosaic". Ito ang unang virus na nakilala at inilarawan sa likas na katangian, mga kaganapan na naganap sa pagitan ng mga huling bahagi ng 1800 at unang bahagi ng 1900, iyon ay, higit sa isang siglo na ang nakalilipas.

Ang mikropono ng elektronika ng virus na mosaic ng tabako (Pinagmulan: Walang ibinigay na akda na mababasa ng makina. Ipinapalagay ni Chb (batay sa mga pag-aangkin sa copyright). / Public domain, sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Tinatayang ang mga pagkalugi ng tabako na sanhi ng virus ng mosaic ng tabako ay nasa paligid ng 1%, dahil mas maraming lumalaban ang mga halaman ay nilinang. Gayunpaman, ang iba pang mga pananim tulad ng mga kamatis, halimbawa, ay nagdurusa ng mga pagkawala ng higit sa 20% dahil sa sakit na dulot ng TMV.

Ang isa sa mga pangunahing problema sa agronomic na may kaugnayan sa virus na ito ay may kaugnayan sa katotohanan na maaari itong mabuhay kahit na ang halaman na nagho-host ay namatay at, bilang karagdagan, na sinusuportahan nito ang mataas na temperatura, sa gayon ang pag-aalis mula sa isang ani o mula sa mga pasilidad ng ang isang greenhouse ay medyo mahirap.

Gayunpaman, ang virus ng tabako mosaic ay napatunayan na maging kapaki-pakinabang bilang:

- Simbolo at didactic na modelo upang ilantad ang mga mahahalagang katangian na tumutukoy sa mga virus

- Prototype upang siyasatin ang biology ng mga halaman ng host ng parasito, lalo na ang tabako

- Mga tool para sa pag-aaral ng mga pakikipag-ugnayan sa pathogen-host at pag-trade sa cell

- tool na Biotechnological para sa pagpapahayag ng mga protina ng interes sa parmasyutiko sa tabako.

Pagtuklas

Mula sa pagkakakilanlan nito, ang virus ng mosaic na tabako ay may isang mahalagang papel sa pagtatatag ng larangan ng virology, dahil ito ang unang virus na nakilala at inilarawan sa kasaysayan.

Nagsimula ang lahat noong 1879, nang ang Alistang agrikultura ng Aleman na si Adolf Meyer ay nakatuon sa kanyang pag-aaral ng ilang mga sakit na nakakaapekto sa tabako.

Ipinakita ng siyentipikong ito na ang isang sakit na sanhi ng paglitaw ng mga spot sa mga dahon ng tabako ay maaaring maipadala mula sa isang may sakit na halaman sa isang malusog, sa pamamagitan lamang ng pag-rub ng mga dahon ng huli na may isang katas ng dating.

Tinawag ito ni Meyer na "mosaic disease ng tabako" at sa una ay iminungkahi na ang etiological agent (ang gumawa nito) ay mula sa bakterya, bagaman hindi niya maihiwalay ito o linangin ito sa eksperimento sa vitro.

Istraktura ng virus ng mosaic na tabako. 1) Ang single-stranded RNA, 2) Capsomer o protomer, subunit ng protina ng capsid CP, at 3) Capsid istraktura (Pinagmulan: Y_tambe / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/ 3.0) sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Pagtuklas ng unang virus

Ang kredito para sa pagtuklas ng mga virus na partikulo ay napunta kay Dmitry Ivanovsky, isang mikrobyongologist ng Russia na sinisiyasat ang sakit na mosaic ng tabako sa pagitan ng 1887 at 1890, na natuklasan na ang dahilan ng ahente ng sakit ay napakaliit na maaari itong dumaan sa mga maliliit na pores ng isang filter na porselana, kung saan ang mga bakterya ay hindi maaaring pumasa.

Sa kaganapang ito, tinukoy ni Ivanovsky na ang sakit ay dahil sa isang "filter na virus", na kinukuha ang salitang "virus" mula sa salitang Latin para sa "lason."

Ang mga gawa ni Ivanovsky ay kalaunan ay nakumpirma, noong 1895, ng Dutchman na si Willem Beijerinck, na nagpakita ng serye na paghahatid ng virus (mula sa halaman hanggang halaman) gamit ang sinala na sap ng mga may sakit na halaman.

Ang gawain ni Beijerinck ay nagsilbi upang patunayan na hindi lamang ito isang lason na kemikal, ngunit sa halip isang buhay na ahente na may kakayahang mag-replication ng sarili.

Sa pagitan ng 1927 at 1931 dalawang siyentipiko mula sa Boyce Thompson Institute sa Philadelphia, Vinson at Petri, na-concentrate ang virus sa pamamagitan ng pag-ulan gamit ang mga pamamaraan na ginamit para sa paglilinis ng protina.

Nang maglaon, noong 1935, nilinis ng Stanley ang virus at pinamunuan ang crystallize na lubos na aktibo at nakakahawang mga particle na may hugis ng karayom, na minarkahan ang isang hindi pa naganap na kaganapan kung saan ang isang "nabubuhay" na nilalang ay maaaring mangyari sa isang mala-kristal na estado.

Makalipas ang ilang taon, kasama ang pakikipagtulungan at gawain ng maraming mga siyentipiko, napagpasyahan na ang virus ng mosaic ng tabako ay isang solong banda na RNA virus, na may isang filamentous na hitsura o morpolohiya.

katangian

- Ito ay isang solong banda na RNA virus na ang mga birhen o mga virus na partikulo ay hugis-baras

- Ang genome nito, pati na rin ang karamihan sa mga virus, ay protektado ng isang coat coat

- Ito ay kabilang sa pamilyang Virgaviridae at sa uri ng Tobamovirus

- Nakakahawa ito ng mga halaman ng tabako at mayroon ding ilang mga kaugnay na halaman, lalo na ang mga nighthades (patatas, kamatis, talong, atbp.), Pagdaragdag ng higit sa 200 posibleng mga host

- Ito ay lubos na matatag at maaaring manatili sa iba't ibang mga ibabaw sa loob ng mahabang panahon

- Sa mga nahawaang halaman, ang virus na ito ay nag-iipon sa malaking mataas na titers

- Ang mga sintomas na sanhi nito sa mga may sakit na halaman ay kapansin-pansin at madaling matukoy

Istraktura

Ang virus na mosaic ng tabako, tulad ng tinalakay, ay isang solong-stranded (single-stranded) RNA virus na ang mga virus na partikulo ay hugis-baras.

Pangkalahatang pamamaraan ng istraktura ng virus na mosaic ng tabako, TMV (Pinagmulan: TMV_Structure.png: Graham Colm TalkAng orihinal na uploader ay GrahamColm sa English Wikipedia.derivative work: Arnaugir / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses /by-sa/3.0) sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Takip ng protina

Ang katangian na istraktura ng bawat virus na butil ay ibinibigay ng isang coat na protina na nabuo ng isang kanang kamay na helix ng mga subunits ng isang protina na kilala bilang "coat protein".

Ang sobre na ito ay may humigit-kumulang na 2,130 subunits ng protina, na isinasalin sa isang virus na partikulo na may average na sukat na 300 nm ang haba, isang diameter ng 18 nm, at isang guwang na sentro ng 2 nm sa radius, kung saan ang genome ay sumasakop sa isang radius na malapit sa 4 nm.

Nangungunang view ng coat na protina ng TMV (Pinagmulan: Mga may-akda ng Deposisyon: Stubbs, G., Pattanayek, R., Namba, K.; Akda ng paggunita: Gumagamit: Astrojan / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by /4.0) sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Genome

Ang Genomic RNA ay sandwiched sa pagitan ng sunud-sunod na mga liko ng helix na bumubuo sa sobre, na sumali sa tatlo sa mga nucleotide nito sa bawat subunit ng protina at sa gayon ay natitirang ganap na sakop sa protina.

Ang genome na ito ay 6,395 nucleotides mahaba at may isang baligtad na 7-methyl-guanosine "hood" na nakakabit sa dulo nitong 5 'sa pamamagitan ng isang bono na triphosphate.

Ang impormasyong nai-encode sa genomite ng TMV ay tumutugma sa 4 na gen na naka-encode ng 4 iba't ibang mga produkto:

- Dalawang protina na nauugnay sa pagtitiklop, isa sa 126 kDa at ang iba pang mga 183 kDa, na direktang isinalin mula sa RNA ng virus

- Isang protina ng kilusan (MP, mula sa English Movement Protein) at isang istruktura o coat protein (CP, mula sa English Coat Protein), na isinalin mula sa "subgenomic" RNAs

Ang isang matagumpay na impeksyon sa TMV ay nagsasangkot sa pakikipagtulungan ng apat na mga multifunctional na produkto na may maraming mga cellular na bahagi ng planta ng host, lalo na ang cell membrane at ang cytoskeleton.

Pagtitiklop

Upang maunawaan ang mekanismo ng pagtitiklop ng TMV kinakailangan upang maunawaan ang ilang mga aspeto ng impeksyon sa virus na ito.

Paunang impeksyon

Ang TMV ay pumapasok lamang sa isang halaman sa pamamagitan ng mga mekanikal na sugat na pansamantalang "buksan" ang lamad ng plasma o sanhi ng mga kaganapan sa pinocytosis.

Ang impeksyon ay maaaring mangyari mula sa mga sugat na sanhi ng paghawak sa mga nahawaang kamay at sa pamamagitan ng mga nahawaang mga instrumento ng pruning, atbp, ngunit bihirang maihatid ng mga insekto.

Kapag sa cytosol, ang mga particle ng virus ay nag-disassemble at naglabas ng kanilang genomic RNA, na kinikilala ng cell bilang sariling RNA at isinalin ng dalubhasang mga cytosolic enzymes para sa hangaring ito.

Ang methyl guanosine "hood" ng TMV genomic RNA ay pinakamahalaga sa prosesong ito, dahil pinamamahalaan nito ang "bypass" na sistema ng "pagsubaybay" ng cell at itaguyod ang pakikipag-ugnayan sa iba pang mga bahagi ng cellular.

Ang bilang ng mga natirang mga partikulo ng viral na mabilis ay nagdaragdag nang mabilis at maaari nitong iwanan ang nahawaang cell at makahawa sa iba pang mga kalapit na mga cell sa pamamagitan ng plasmodesmata, na "mga channel" na kumokonekta sa cytosol ng isang cell na kasama ng mga cell na nakapaligid dito.

Sa kalaunan, ang mga virus na partikulo ay umaabot sa sistema ng translocation ng halaman, iyon ay, ang xylem at phloem, sa gayon ay nagkakalat sa buong halaman.

Paano ang proseso ng pagtitiklop?

Ang virus ng mosaic na tabako ay gumagamit ng genome nito bilang isang template upang synthesize ang mga negatibong komplimentaryong strands na nagsisilbing isang template para sa synthesis ng isang malaking bilang ng mga positibong strand.

Ang mga template na ito ay ginagamit din para sa synthesis ng "subgenomic" messenger RNAs na naglalaman ng bukas na mga frame ng pagbabasa para sa mga protina ng MP at CP.

Ang dalawang protina na nauugnay sa pagtitiklop na naka-encode sa TMV genomic RNA ay may methyl transferase, helicase, at mga RNA polymerase na nakasalalay sa RNA.

Ang paglalagay ay lilitaw na nangyayari sa isang kumplikadong nauugnay sa endoplasmic reticulum membrane na naglalaman ng mga protina, protina ng paggalaw (MP), viral RNA, at iba pang mga protina ng host ng halaman.

Sintomas

Ang mga simtomas ng virus ng mosaic ng tabako ay nag-iiba-iba mula sa isang species ng halaman patungo sa isa pa. Sa madaling salita, umaasa sila nang malaki sa uri ng halaman ng host at, bukod pa, sa virus strain, ang genetic "background" ng halaman at ang mga kondisyon sa kapaligiran kung saan ito matatagpuan.

Larawan ng dahon ng isang halaman ng tabako na nahawahan sa TMV (Pinagmulan: RJ Reynolds Tobacco Company Slide Set / Public domain, sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang mga sintomas ay karaniwang lilitaw sa paligid ng 10 araw pagkatapos ng paunang impeksyon at ito ay:

- Hitsura ng mga kayumanggi o madilaw-dilaw na mga spot na may mosaic-tulad ng matron sa mga blades ng dahon

- Necrosis

- Stunted paglago

- Mga kulot ng dahon

- Pag-yellowing ng mga tisyu

- Mababang ani sa paggawa ng prutas at kahit na ang hitsura ng mga nasira at deformed na prutas

- Pag-antala sa ripening ng mga prutas

- Kulay ng mga prutas na hindi pantay (lalo na sa kamatis)

Mga Sanggunian

1. Butler, PJG (1999). Pagpupulong ng sarili ng virus ng mosaic na tabako: ang papel na ginagampanan ng isang pansamantalang pinagsama sa pagbuo ng parehong pagtitiyak at bilis. Mga Transaksyon ng Pilosopikal ng Royal Society ng London. Serye B: Pang-agham na Agham, 354 (1383), 537-550.
2. Liu, C., & Nelson, RS (2013). Ang cell biology ng Tobacco mosaic virus pagtitiklop at paggalaw. Ang mga hangganan sa agham ng halaman, 4, 12.
3. Mphuthi, P. (2017). Mga sintomas ng Tobacco Mosaic Virus, paghahatid at pamamahala. Linggo ng Magsasaka, 2017 (17014), 60-61.
4. Rifkind, D., & Freeman, G. (2005). Ang nanalong Nobel Prize na natuklasan sa nakakahawang sakit. Elsevier.
5. Scholthof, KBG (2000). Mga aralin sa patolohiya ng halaman: tabako mosaic virus. Instrumento ng Kalusugan ng Plant.
6. Scholthof, KBG (2004). Ang virus ng tabako mosaic: isang sistema ng modelo para sa biology ng halaman. Annu. Pahayag Phytopathol., 42, 13-34.