Caratteristiche del virus del mosaico del tabacco, struttura, replica

Lui Virus del mosaico del tabacco (Tmv, di Inglese Virus del mosaico del tabacco) È un virus vegetale dell'RNA che provoca la comparsa di macchie marroni sulle foglie di piante di tabacco e altre colture di interesse economico come i pomodori e altre solanácee.

Il suo nome deriva dal modello di punti causato da piante infette, che è descritto come un "mosaico". Questo è il primo virus che è stato identificato e descritto in natura, fatti che hanno avuto luogo tra la fine del 1800 e l'inizio del 1900, cioè più di un secolo fa.

Micrografia elettronica del virus del mosaico del tabacco (fonte: nessun autore leggibile da macchina fornita. CHB assunto (in base alle richieste di copyright). / Dominio pubblico, via Wikimedia Commons)

Si stima che le perdite di tabacco causate dal virus del mosaico del tabacco siano circa l'1%, poiché le piante sempre più resistenti stanno crescendo. Tuttavia, altre colture come il pomodoro.

Uno dei principali problemi agronomi relativi a questo virus ha a che fare con il fatto che può vivere anche quando la pianta che ospita muore e, inoltre, con cui supporta le alte temperature, quindi la sua eliminazione di un raccolto o le strutture di A la serra è piuttosto impegnativa.

Tuttavia, il virus del mosaico del tabacco ha dimostrato di essere molto utile come:

- Modello simbolico e didattico per esporre le caratteristiche essenziali che definiscono i virus

- Prototipo per studiare la biologia delle piante ospiti di parassiti, in particolare il tabacco

- Strumento per lo studio delle interazioni ospitate da patogeni e del traffico cellulare

- Strumento biotecnologico per l'espressione della proteina di interesse farmaceutico nel tabacco.

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Scoperta

Dalla sua identificazione, il virus del mosaico del tabacco ha avuto un ruolo trascendentale nello stabilire il campo della virologia, in quanto è stato il primo virus identificato e descritto nella storia.

Tutto è iniziato nel 1879, quando il chimico agricolo tedesco Adolf Meyer si è dedicato allo studio di alcune malattie che hanno colpito il tabacco.

Questo scienziato ha dimostrato che una malattia che ha causato la comparsa di punti sulle foglie di tabacco potrebbe essere trasmessa da una pianta malata a un'altra sana, semplicemente sfregando le ultime foglie con un estratto del primo.

Meyer lo ha definito la "malattia del tabacco a mosaico" e inizialmente ha suggerito che l'agente eziologico (quello che l'ha prodotto) era di origine batterica, sebbene non potesse isolare o coltivare sperimentalmente In vitro.

Può servirti: Colletotrichum Gloeosporioides: caratteristiche, ciclo e controlloStruttura del virus del mosaico del tabacco. 1) RNA monocatenario, 2) capsomero o protomero, subunità della proteina CP CPPSide e 3) Struttura del capsità (Fonte: Y_TAMBE/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons)

Scoperta del primo virus

Il merito della scoperta delle particelle virali è meritato da Dmitry Ivanovsky, un microbiologo russo che ha studiato la malattia del mosaico del tabacco tra il 1887 e il 1890, scoprendo che l'agente causale della malattia era così piccolo che poteva passare attraverso i piccoli pori di un filtro in porcellana, dove i batteri non potevano passare.

Con questo evento, Ivanovsky ha stabilito che la malattia era dovuta a un "virus del filtro", prendendo il termine "virus" della parola latina per "veleno".

Le opere di Ivanovsky furono successivamente confermate, nel 1895, dal Willem Beijerinck olandese, che dimostrarono la trasmissione seriale del virus (da pianta all'altra) usando la linfa filtrata delle piante.

Il lavoro di Beijerinck serviva anche che non era semplicemente una tossina chimica, ma piuttosto era un agente vivente capace di autodemando.

Tra il 1927 e il 1931 due scienziati del Boyce Thompson Institute di Filadelfia, Vinson e Petri, concentrarono il virus delle precipitazioni usando i metodi utilizzati per la purificazione delle proteine.

Successivamente, nel 1935, Stanley purizzò il virus e riuscì a cristallizzare particelle di forma ad attivo e infettivo, segnando un evento senza precedenti in cui un'entità "vivente" poteva verificarsi in uno stato cristallino.

Anni dopo, con la collaborazione e il lavoro di numerosi scienziati, è stato stabilito che il virus del mosaico del tabacco era un semplice virus della banda, con un aspetto filamentoso o morfologia.

Caratteristiche

- È un semplice virus dell'RNA a banda i cui virioni o particelle virali sono a forma di asta

- Il suo genoma, così come la maggior parte dei virus, è protetto da una copertura proteica

- Appartiene alla famiglia e al genere Virgaviridae Tobamovirus

- Infetta le piante di tabacco e anche alcune piante correlate, in particolare solanáceas (patate, pomodoro, melanzane, ecc.), aggiungendo oltre 200 possibili host

- È estremamente stabile e può rimanere su superfici diverse per molto tempo

- Nelle piante infette, questo virus si accumula in titoli considerevolmente alti

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- I sintomi causati dalle piante malate sono noti e facili da identificare

Struttura

Il virus del mosaico del tabacco, come commentato, è una semplice banda (monocatenaria) virus dell'RNA le cui particelle virali sono asta.

Schema generalizzato della struttura del virus del mosaico del tabacco, TMV (fonte: TMV_Structure.PNG: Graham Colm Talk Il caricatore originale era Grahamcolm in inglese Wikipedia.Lavoro derivato: Arnaugir/CC BY-S (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons)

Copertura proteica

La struttura caratteristica di ciascuna particella virale è data da una copertura proteica formata da un'elica di destrogyan di una proteina nota come "proteina di copertura".

Questa copertina ha circa 2.130 subunità proteiche, che si traducono in una particella virale di una dimensione media di 300 nm di lunghezza, un diametro di 18 nm e un centro vuoto di raggio di 2 nm, dove il genoma occupa un raggio vicino a 4 nm.

Vista superiore della copertura della proteina TMV (fonte: autori di deposizione: Stubbs, G., Pattanayak, r., Namba, k.; Autore di visualizzazione: Utente: Astrojan/CC di (https: // creativeCommons.Org/licenze/by/4.0) via Wikimedia Commons)

Genoma

L'RNA genomico è intervallato tra le svolte successive dell'elica che forma la copertura, unendo tre dei suoi nucleotidi a ciascuna subunità proteica e quindi completamente coperta da proteine.

Detto il genoma è 6.395 nucleotidi di lunghezza e ha un "cappuccio" invertito di 7-metil-guanosine attaccata alla sua estremità 5 'attraverso un legame trfosfato.

Le informazioni codificate nel genoma TMV corrispondono a 4 geni che codificano 4 prodotti diversi:

- Due proteine ​​associate alla replicazione, una di 126 kDa e un'altra di 183 kDa, tradotte direttamente dall'RNA virus

- Una proteina di movimento (MP, inglese Proteina del movimento) e una proteina strutturale o di copertura (CP, inglese Proteine ​​del rivestimento), che sono tradotti da arne "subgenomici"

Un'infezione da TMV di successo prevede la cooperazione di questi quattro prodotti multifunzionali con molti componenti cellulari della pianta ospite, in particolare con la membrana cellulare e il citoscheletro.

Replica

Per comprendere il meccanismo di replicazione TMV è necessario comprendere alcuni aspetti dell'infezione con questo virus.

Infezione iniziale

Il TMV entra in un impianto solo attraverso ferite meccaniche che aprono temporaneamente la membrana plasmatica o causano eventi di pinocitosi.

L'infezione può verificarsi a causa di ferite causate dalla manipolazione con mani infette e attraverso strumenti di potatura infetti, ecc., Ma raramente viene trasmesso dagli insetti.

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Una volta nel citosol, le particelle virali vengono desolate e rilasciate il loro RNA genomico, che è riconosciuto dalla cellula come se fosse il proprio RNA ed è tradotto da enzimi citosolici specializzati a questo scopo.

Il "cofano" delle guanosine metil-guanosine dell'RNA genomico del TMV è della massima importanza per questo processo, poiché riesce a "schivare" il sistema "sorveglianza" della cellula e promuoverne l'interazione con altri componenti cellulari.

Il numero di particelle virali assemblate aumenta rapidamente e queste possono abbandonare la cellula infetta e infettare altre cellule vicine attraverso i plasmodesm, che sono "canali" che collegano il citosol di una cellula circostante.

Alla fine, le particelle virali raggiungono il sistema di traslocazione delle piante, cioè lo xilema e il floema, che si disperdono in tutta la pianta.

Com'è il processo di replica?

Il virus del mosaico del tabacco usa il suo genoma come modello per sintetizzare i fili complementari negativi che fungono da stampo per la sintesi di un gran numero di fili positivi.

Questi stampi sono anche usati per la sintesi di messaggeri "subgenomici" contenenti frame di lettura aperti per proteine ​​MP e CP.

Le due proteine ​​associate alla replicazione che sono codificate nell'RNA genomico del TMV hanno domini di metil-transferasi, elicasa e RNA-polimerasi.

La replicazione sembra verificarsi in un complesso associato alla membrana del reticolo endoplasmatico che contiene queste proteine, proteina di movimento (MP), RNA virale e altre proteine ​​della pianta ospite.

Sintomi

I sintomi del virus del mosaico del tabacco variano notevolmente da una specie vegetale all'altra. In altre parole, dipendono considerevolmente dal tipo di pianta ospite e, inoltre, dal ceppo del virus, dallo "sfondo" genetico della pianta e dalle condizioni ambientali in cui si trova.

Fotografia del foglio di un impianto di tabacco infetto dal TMV (fonte: R.J. Set di diapositive di Reynolds Tobacco Company / Dominio pubblico, via Wikimedia Commons)

I sintomi di solito appaiono circa 10 giorni dopo l'infezione iniziale e questi sono:

- Aspetto di macchie marroni o giallastre con una matrona a mosaico nei fogli fogliari

- Necrosi

- Crescita stentata

- Rotolando le foglie

- Ingiallimento dei tessuti

- Basse prestazioni nella produzione di frutta e persino apparizione di frutti danneggiati e deformati

- Ritardare la maturazione dei frutti

- Colore della uniforme della frutta (specialmente nel pomodoro)

Riferimenti

1. Butler, p. J. G. (1999). Autoassemblaggio del virus del mosaico del tabacco: il ruolo di un aggregato intermedio nel Geneving sia la specificità che la velocità. Transazioni filosofiche della Royal Society di Londra. Serie B: Biological Sciences, 354 (1383), 537-550.
2. Liu, c., & Nelson, R. S. (2013). La biologia cellulare della replicazione e del movimento del virus del mosaico del tabacco. Frontiers in Plant Science, 4, 12.
3. Mphuthi, p. (2017). Virus, trasmissione e gestione dei sintomi del mosaico del tabacco. Farmer's Weekly, 2017 (17014), 60-61.
4. Rifkind, d., & Freeman, G. (2005). Le scoperte vincitrici del premio Nobel nelle malattie infettive. Elsevier.
5. Scholthof, k. B. G. (2000). Lezioni in patologia vegetale: virus del mosaico del tabacco. Plant Health Instr.
6. Scholthof, k. B. G. (2004). Virus a mosaico del tabacco: un sistema modello per la biologia delle piante. Annu. Rev. Fitopatolo., 42, 13-34.