TÜTÜN MOZAIK VIRÜSÜ: ÖZELLIKLERI, YAPISI, REPLIKASYONU - BIYOLOJI - 2025

Enfiye mozaik virüs ( TMV İngilizce Tütün Mozaik Virüsü) bitkiler enfiye yapraklarından ve bu tür domates ve diğer Solanaceae olarak ekonomik çıkar diğer ürünler üzerinde kahverengi lekelerin görünümünü neden olan bir bitki RNA virüsüdür.

Adı, "mozaik" olarak tanımlanan enfekte bitkilerde neden olduğu lekelerin modelinden türemiştir. Doğada tanımlanan ve tanımlanan ilk virüstür, 1800'lerin sonları ile 1900'lerin başları arasında, yani bir asırdan daha önce meydana gelen olaylar.

Tütün mozaik virüsünün elektron mikrografı (Kaynak: Makine tarafından okunabilen bir yazar sağlanmadı. Chb varsayıldı (telif hakkı iddialarına göre). / Kamu malı, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Tütün mozaik virüsünün neden olduğu tütün kayıplarının, dirençli bitkiler yetiştirildikçe yaklaşık% 1 olduğu tahmin edilmektedir. Bununla birlikte, örneğin domates gibi diğer mahsuller, TMV'nin neden olduğu hastalık nedeniyle% 20'den fazla kayıp yaşarlar.

Bu virüsle ilgili başlıca agronomik sorunlardan biri, barındırdığı bitki öldüğünde bile yaşayabilmesi ve ayrıca yüksek sıcaklıkları desteklemesi, böylece bir mahsulden veya tesislerden atılmasıyla ilgilidir. bir sera oldukça zordur.

Bununla birlikte, tütün mozaik virüsünün çok yararlı olduğu kanıtlanmıştır:

- Virüsleri tanımlayan temel özellikleri ortaya çıkarmak için sembolik ve didaktik model

- Parazit konukçu bitkilerin, özellikle tütünün biyolojisini araştırmak için prototip

- Patojen-konakçı etkileşimleri ve hücre trafiğinin incelenmesi için bir araç

- Tütünde farmasötik açıdan ilgi çekici proteinlerin ekspresyonu için biyoteknolojik araç.

keşif

Tütün mozaik virüsü, tanımlanmasından bu yana, tarihte tanımlanan ve tanımlanan ilk virüs olduğu için viroloji alanının kurulmasında aşkın bir role sahip olmuştur.

Her şey 1879'da Alman tarım kimyacısı Adolf Meyer kendini tütünü etkileyen bazı hastalıkların araştırılmasına adadığında başladı.

Bu bilim adamı, tütün yapraklarında lekelerin ortaya çıkmasına neden olan bir hastalığın, hastalıklı bir bitkiden sağlıklı bir bitkiye, sadece ikincisinin yapraklarını birincisinin özü ile ovalayarak bulaşabileceğini gösterdi.

Meyer, bunu "tütünün mozaik hastalığı" olarak adlandırdı ve başlangıçta etiyolojik ajanın (onu üreten) bakteriyel kökenli olduğunu öne sürdü, ancak onu izole edemedi veya deneysel olarak in vitro olarak yetiştiremedi.

Tütün mozaik virüsünün yapısı. 1) Tek iplikli RNA, 2) Kapsomer veya protomer, kapsid CP proteininin alt birimi ve 3) Kapsid yapısı (Kaynak: Y_tambe / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/ 3.0) Wikimedia Commons aracılığıyla)

İlk virüsün keşfi

Viral partiküllerin keşfi için kredi, 1887 ile 1890 yılları arasında tütün mozaik hastalığını araştıran ve hastalığa neden olan ajanın küçük gözeneklerden geçebilecek kadar küçük olduğunu tespit eden Rus mikrobiyolog Dmitry Ivanovsky'ye gitti. Bakterilerin geçemediği porselen filtrenin.

Ivanovsky bu olayla, hastalığın "filtrelenebilir bir virüse" bağlı olduğunu belirledi ve Latince "zehir" kelimesinden "virüs" terimini aldı.

Ivanovsky'nin çalışmaları daha sonra 1895'te, hastalıklı bitkilerin filtrelenmiş özünü kullanarak virüsün (bitkiden bitkiye) seri geçişini gösteren Hollandalı Willem Beijerinck tarafından doğrulandı.

Beijerinck'in çalışması ayrıca bunun basit bir kimyasal toksin olmadığını, kendi kendini kopyalayabilen canlı bir ajan olduğunu kanıtlamaya hizmet etti.

1927 ve 1931 yılları arasında Philadelphia'daki Boyce Thompson Enstitüsü'nden iki bilim adamı, Vinson ve Petri, virüsü protein saflaştırma için kullanılan yöntemleri kullanarak çökeltme yoluyla yoğunlaştırdı.

Daha sonra, 1935'te Stanley virüsü saflaştırdı ve oldukça aktif ve bulaşıcı iğne şeklindeki parçacıkları kristalleştirmeyi başardı, bu da kristal bir durumda "canlı" bir varlığın meydana gelebileceği eşi görülmemiş bir olayı işaret etti.

Yıllar sonra, çok sayıda bilim adamının işbirliği ve çalışmasıyla, tütün mozaik virüsünün ipliksi bir görünüme veya morfolojiye sahip tek bantlı bir RNA virüsü olduğu belirlendi.

karakteristikleri

- Viryonları veya viral partikülleri çubuk şeklinde olan tek bantlı bir RNA virüsüdür.

- Genomu ve çoğu virüs, bir protein kaplamasıyla korunur

- Virgaviridae ailesine ve Tobamovirus cinsine aittir.

- Tütün bitkilerini ve ayrıca bazı ilgili bitkileri, özellikle patlıcangilleri (patates, domates, patlıcan vb.), 200'den fazla olası konakçı ekleyerek enfekte eder.

- Son derece stabildir ve farklı yüzeylerde uzun süre kalabilir

- Enfekte bitkilerde, bu virüs oldukça yüksek titrelerde birikir

- Hastalıklı bitkilerde neden olduğu belirtiler belirgindir ve tanımlanması kolaydır

yapı

Tütün mozaik virüsü, belirtildiği gibi, viral partikülleri çubuk şeklinde olan tek sarmallı (tek sarmallı) bir RNA virüsüdür.

Tütün mozaik virüsünün yapısının genelleştirilmiş şeması, TMV (Kaynak: TMV_Structure.png: Graham Colm Talk Orijinal yükleyici, İngilizce Wikipedia.derivative çalışmasında GrahamColm'du: Arnaugir / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses /by-sa/3.0) Wikimedia Commons aracılığıyla)

Protein örtüsü

Her bir viral partikülün karakteristik yapısı, "kılıf proteini" olarak bilinen bir proteinin alt birimlerinin sağ-elli sarmalından oluşan bir protein kılıfı ile verilir.

Bu zarf, yaklaşık olarak 2,130 protein alt birimine sahiptir; bu, ortalama boyutu 300 nm uzunluğunda, 18 nm çapında ve yarıçapı 2 nm olan içi boş bir merkeze sahip bir viral partiküle dönüşür, burada genom, 4 nm.

TMV protein kaplamasının üstten görünümü (Kaynak: Biriktirme yazarları: Stubbs, G., Pattanayek, R., Namba, K.; görselleştirme yazarı: Kullanıcı: Astrojan / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by /4.0) Wikimedia Commons aracılığıyla)

Genetik şifre

Genomik RNA, zarfı oluşturan sarmalın birbirini izleyen dönüşleri arasına sıkıştırılır, üç nükleotidini her bir protein alt birimine birleştirir ve böylece tamamen proteinle kaplı kalır.

Bu genom 6,395 nükleotid uzunluğundadır ve 5 'ucuna bir trifosfat bağı ile bağlanmış ters bir 7-metil-guanozin "başlığına" sahiptir.

TMV genomunda kodlanan bilgiler, 4 farklı ürünü kodlayan 4 gene karşılık gelir:

- Biri 126 kDa ve diğeri 183 kDa olan replikasyonla ilişkili iki protein, doğrudan virüsün RNA'sından çevrilmiştir.

- "subgenomik" RNA'lardan çevrilen bir hareket proteini (MP, İngiliz Hareket Proteini'nden) ve yapısal veya kaplama proteini (İngiliz Kaplama Proteini'nden CP)

Başarılı bir TMV enfeksiyonu, bu dört çok işlevli ürünün, konakçı bitkinin birçok hücresel bileşeniyle, özellikle hücre zarı ve hücre iskeleti ile işbirliğini içerir.

Çoğaltma

TMV'nin replikasyon mekanizmasını anlamak için bu virüsle enfeksiyonun bazı yönlerini anlamak gerekir.

İlk enfeksiyon

TMV bir bitkiye yalnızca plazma membranını geçici olarak "açan" veya pinositoz olaylarına neden olan mekanik yaralar yoluyla girer.

Enfeksiyon, enfekte olmuş ellerle ve enfekte budama aletleri vb. Yoluyla tutulmanın neden olduğu yaralardan kaynaklanabilir, ancak nadiren böcekler tarafından bulaşır.

Viral partiküller, sitozole girdikten sonra, hücre tarafından kendi RNA'sı olarak tanınan ve bu amaç için özel sitozolik enzimler tarafından çevrilen genomik RNA'larını parçalara ayırır ve salgılar.

TMV genomik RNA'sının metil guanozin “başlığı”, hücrenin “gözetim” sistemini “atlamayı” başardığı ve diğer hücresel bileşenler ile etkileşimini desteklediği için bu süreç için son derece önemlidir.

Bir araya getirilen viral partiküllerin sayısı hızla artar ve bunlar, enfekte olmuş hücreyi terk edebilir ve bir hücrenin sitozolünü onu çevreleyen hücrelerinki ile bağlayan "kanallar" olan plasmodesmata yoluyla diğer komşu hücreleri enfekte edebilir.

Sonunda, viral partiküller bitkinin translokasyon sistemine, yani ksilem ve floeme ulaşır ve böylece bitki boyunca dağılır.

Çoğaltma süreci nasıl?

Tütün mozaik virüsü, genomunu, çok sayıda pozitif ipliğin sentezi için bir şablon görevi gören negatif tamamlayıcı iplikleri sentezlemek için bir şablon olarak kullanır.

Bu şablonlar ayrıca MP ve CP proteinleri için açık okuma çerçevelerini içeren "alt genomik" haberci RNA'ların sentezi için kullanılır.

TMV genomik RNA'da kodlanan replikasyonla ilişkili iki protein, metil transferaz, helikaz ve RNA'ya bağımlı RNA polimeraz alanlarına sahiptir.

Replikasyon, bu proteinleri, hareket proteinini (MP), viral RNA'yı ve diğer bitki konakçı proteinlerini içeren endoplazmik retikulum membranı ile ilişkili bir komplekste meydana geliyor gibi görünmektedir.

belirtiler

Tütün mozaik virüsünün semptomları, bir bitki türünden diğerine büyük ölçüde değişir. Başka bir deyişle, önemli ölçüde konakçı bitkinin türüne ve ayrıca virüs suşuna, bitkinin genetik "arka planına" ve bulunduğu çevre koşullarına bağlıdırlar.

TMV ile enfekte olmuş bir tütün bitkisinin yaprağının fotoğrafı (Kaynak: RJ Reynolds Tobacco Company Slide Set / Public domain, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Belirtiler genellikle ilk enfeksiyondan yaklaşık 10 gün sonra ortaya çıkar ve bunlar şunlardır:

- Yaprak kanatlarında kahverengi veya sarımsı lekelerin mozaik benzeri bir matron ile görünmesi

- Nekroz

- Yetersiz büyüme

- Yaprak kıvrılması

- Dokuların sararması

- Meyve üretiminde düşük verim ve hatta zarar görmüş ve deforme olmuş meyvelerin görünümü

- Meyvelerin olgunlaşmasında gecikme

- Meyvelerin rengi üniform değildir (özellikle domateslerde)

Referanslar

1. Butler, PJG (1999). Tütün mozaik virüsünün kendiliğinden birleşmesi: hem özgüllük hem de hız üretmede bir ara agregatın rolü. Londra Kraliyet Cemiyeti'nin Felsefi İşlemleri. Seri B: Biyolojik Bilimler, 354 (1383), 537-550.
2. Liu, C. ve Nelson, RS (2013). Tütün mozaik virüsü replikasyonu ve hareketinin hücre biyolojisi. Bitki biliminde sınırlar, 4, 12.
3. Mphuthi, P. (2017). Tütün Mozaik Virüsü semptomları, bulaşması ve yönetimi. Çiftçi Haftası, 2017 (17014), 60-61.
4. Rifkind, D. ve Freeman, G. (2005). Bulaşıcı hastalıklarda Nobel ödüllü keşifler. Elsevier.
5. Scholthof, KBG (2000). Bitki patolojisinde dersler: tütün mozaik virüsü. Bitki Sağlığı Enst.
6. Scholthof KBG (2004). Tütün mozaik virüsü: bitki biyolojisi için bir model sistem. Annu. Rev. Phytopathol., 42, 13-34.