Karakteristik virus mosaik tembakau, struktur, replikasi

Dia Virus mosaik tembakau (Tmv, bahasa Inggris Virus mosaik tembakau) Ini adalah virus sayuran RNA yang menyebabkan penampilan bintik -bintik cokelat pada daun tanaman tembakau dan tanaman lain yang menarik minat ekonomi seperti tomat dan solanáceas lainnya.

Namanya berasal dari pola bintik -bintik yang disebabkan oleh tanaman yang terinfeksi, yang digambarkan sebagai "mosaik". Ini adalah virus pertama yang diidentifikasi dan dijelaskan di alam, fakta -fakta yang terjadi antara akhir 1800 -an dan awal 1900 -an, yaitu lebih dari seabad yang lalu.

Mikrografi elektronik virus mosaik tembakau (Sumber: tidak ada penulis yang dapat dibaca mesin yang disediakan. CHB diasumsikan (berdasarkan klaim hak cipta). / Domain publik, melalui Wikimedia Commons)

Diperkirakan bahwa kerugian tembakau yang disebabkan oleh virus mosaik tembakau sekitar 1%, karena semakin banyak tanaman yang resisten tumbuh. Namun, tanaman lain seperti tomat.

Salah satu masalah agronomi utama yang terkait dengan virus ini berkaitan dengan fakta bahwa ia dapat hidup bahkan ketika tanaman yang menjadi tuan rumah mati dan, di samping itu, yang mendukung suhu tinggi, sehingga penghapusan tanaman atau fasilitas a rumah kaca cukup menantang.

Namun, virus mosaik tembakau terbukti sangat berguna sebagai:

- Model simbolik dan didaktik untuk mengekspos karakteristik esensial yang mendefinisikan virus

- Prototipe untuk menyelidiki biologi tanaman inang parasit, terutama tembakau

- Alat untuk studi interaksi yang di-host patogen dan lalu lintas sel

- Alat bioteknologi untuk ekspresi protein minat farmasi dalam tembakau.

[TOC]

Penemuan

Sejak identifikasi, virus mosaik tembakau memiliki peran transendental dalam membangun bidang virologi, karena itu adalah virus pertama yang diidentifikasi dan dijelaskan dalam sejarah.

Semuanya dimulai pada tahun 1879, ketika ahli kimia pertanian Jerman Adolf Meyer mendedikasikan dirinya untuk studi tentang beberapa penyakit yang mempengaruhi tembakau.

Ilmuwan ini menunjukkan bahwa penyakit yang menyebabkan penampilan bintik -bintik pada daun tembakau dapat ditularkan dari tanaman yang sakit ke yang sehat lainnya, hanya dengan menggosok daun terakhir dengan ekstrak yang pertama.

Meyer menyebut ini "penyakit tembakau mosaik" dan awalnya menyarankan bahwa agen etiologis (orang yang memproduksinya) berasal dari bakteri, meskipun ia tidak dapat mengisolasi atau mengolah secara eksperimental In vitro.

Dapat melayani Anda: colletotrichum gloeosporioides: karakteristik, siklus dan kontrolStruktur virus mosaik tembakau. 1) RNA monocatenary, 2) kapsomer atau protomer, subunit protein CPSide CP dan 3) struktur capse (sumber: y_tambe/cc by-sa (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0) Via Wikimedia Commons)

Penemuan virus pertama

Penghargaan untuk penemuan partikel virus layak diterima oleh Dmitry Ivanovsky, seorang ahli mikrobiologi Rusia yang menyelidiki penyakit mosaik tembakau antara tahun 1887 dan 1890, menemukan bahwa agen penyebab penyakit itu sangat kecil sehingga bisa melewati pori -pori kecil itu kecil itu kecil dari filter porselen, di mana bakteri tidak bisa lewat.

Dengan peristiwa ini, Ivanovsky menentukan bahwa penyakit itu disebabkan oleh "virus filter", mengambil istilah "virus" dari kata Latin untuk "racun".

Karya -karya Ivanovsky kemudian dikonfirmasi, pada tahun 1895, oleh Willem Beijerinck Belanda, yang menunjukkan penularan serial virus (dari tanaman ke tanaman) menggunakan getah yang disaring dari tanaman yang sakit.

Pekerjaan Beijerinck juga melayani bahwa itu bukan sekadar racun kimia, tetapi lebih adalah agen hidup yang mampu memandangi diri sendiri.

Antara 1927 dan 1931 dua ilmuwan dari Boyce Thompson Institute di Philadelphia, Vinson dan Petri, memusatkan virus presipitasi menggunakan metode yang digunakan untuk pemurnian protein.

Belakangan, pada tahun 1935, Stanley memurnikan virus dan berhasil mengkristal partikel berbentuk jarum yang aktif dan menular, menandai peristiwa yang belum pernah terjadi sebelumnya di mana entitas "hidup" dapat terjadi dalam keadaan kristalin.

Bertahun -tahun kemudian, dengan kolaborasi dan karya banyak ilmuwan, ditentukan bahwa virus mosaik tembakau adalah virus band sederhana, dengan penampilan atau morfologi yang berserabut.

Karakteristik

- Ini adalah virus RNA pita sederhana yang virion atau partikel virus berbentuk batang

- Genomnya, serta sebagian besar virus, dilindungi oleh tutupan protein

- Itu milik keluarga dan jenis kelamin Virgaviridae Tobamovirus

- Meninjau tanaman tembakau dan juga beberapa tanaman terkait, terutama solanáceas (kentang, tomat, terong, dll.), menambahkan lebih dari 200 kemungkinan host

- Ini sangat stabil dan dapat tetap di permukaan yang berbeda untuk waktu yang lama

- Pada tanaman yang terinfeksi, virus ini menumpuk dalam judul yang sangat tinggi

Dapat melayani Anda: Echeveria elegans: karakteristik, habitat, reproduksi, perawatan

- Gejala yang disebabkan oleh tanaman yang sakit terkenal dan mudah diidentifikasi

Struktur

Virus mosaik tembakau, seperti yang dikomentari, adalah virus RNA band (monocatenary) yang sederhana yang partikel virusnya adalah batang.

Skema Umum Struktur Virus Mosaik Tembakau, TMV (Sumber: TMV_Structure.PNG: Graham Colm Talk. Pengunggah asli adalah Grahamcolm di Wikipedia Inggris.Pekerjaan Derivatif: Arnaugir/CC BYS-S (https: // CreativeCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0) Via Wikimedia Commons)

Tutupan protein

Struktur karakteristik masing -masing partikel virus diberikan oleh tutupan protein yang dibentuk oleh baling -baling dekstrogyan dari protein yang dikenal sebagai "protein tutupan".

Penutup ini memiliki sekitar 2.130 Subunit Protein, yang diterjemahkan menjadi partikel virus dengan ukuran rata -rata panjang 300 nm, diameter 18 nm dan pusat berongga radius 2 nm, di mana genom menempati jari -jari mendekati 4 nm.

Tampilan atas tutupan protein TMV (Sumber: Deposisi Penulis: Stubbs, G., Pattanayak, r., Namba, k.; Visualisasi Penulis: Pengguna: Astrojan/CC oleh (https: // CreateVecommons.Org/lisensi/oleh/4.0) Via Wikimedia Commons)

Genom

RNA genomik diselingi antara belokan berturut -turut dari baling -baling yang membentuk penutup, bergabung dengan tiga nukleotida untuk masing -masing subunit protein dan dengan demikian sepenuhnya ditutupi dengan protein.

Kata genom 6.395 Nukleotida panjang dan memiliki "kap" terbalik dari 7-metil-guanosin yang melekat pada ujungnya 5 'melalui ikatan trphosphate.

Informasi yang dikodekan dalam genom TMV sesuai dengan 4 gen yang mengkode 4 produk berbeda:

- Dua protein yang terkait dengan replikasi, satu dari 126 kDa dan lainnya dari 183 kDa, secara langsung diterjemahkan dari virus RNA

- Protein gerakan (MP, bahasa Inggris Protein gerakan) dan protein struktural atau penutup (CP, bahasa Inggris Protein mantel), yang diterjemahkan dari arns "subgenomik"

Infeksi TMV yang berhasil melibatkan kerja sama dari empat produk multifungsi ini dengan banyak komponen seluler tanaman inang, terutama dengan membran sel dan sitoskeleton.

Replikasi

Untuk memahami mekanisme replikasi TMV, perlu untuk memahami beberapa aspek infeksi dengan virus ini.

Infeksi awal

TMV hanya memasuki tanaman melalui luka mekanis yang sementara membuka membran plasma atau menyebabkan peristiwa pinositosis.

Infeksi dapat terjadi karena luka yang disebabkan oleh manipulasi dengan tangan yang terinfeksi dan melalui instrumen pemangkasan yang terinfeksi, dll., Tetapi jarang ditransmisikan oleh serangga.

Itu dapat melayani Anda: 11 tanaman dalam bahaya kepunahan di Argentina

Begitu dalam sitosol, partikel virus desassembled dan melepaskan RNA genomik mereka, yang diakui oleh sel seolah -olah itu adalah RNA mereka sendiri dan diterjemahkan oleh enzim sitosolik khusus untuk tujuan ini untuk tujuan ini.

"Tudung" metil-guanosin RNA genom TMV adalah yang paling penting untuk proses ini, karena berhasil "menghindari" sistem "pengawasan" sel dan mempromosikan interaksi ini dengan komponen seluler lainnya.

Jumlah partikel virus yang dirakit meningkat dengan cepat dan ini dapat meninggalkan sel yang terinfeksi dan menginfeksi sel -sel tetangga lainnya melalui plasmodesma, yang merupakan "saluran" yang menghubungkan sitosol sel dengan sel -sel di sekitarnya.

Akhirnya, partikel virus mencapai sistem translokasi tanaman, yaitu xilem dan floem, yang menyebar ke seluruh tanaman.

Bagaimana proses replikasi?

Virus mosaik tembakau menggunakan genomnya sebagai pola untuk mensintesis untaian komplementer negatif yang berfungsi sebagai cetakan untuk sintesis sejumlah besar untaian positif.

Cetakan ini juga digunakan untuk sintesis utusan "subgenomik" yang mengandung bingkai pembacaan terbuka untuk protein MP dan CP.

Dua protein yang terkait dengan replikasi yang dikodekan dalam RNA genomik TMV memiliki metil-transferase, helikasa dan domain RNA-polimerase yang bergantung pada ARN.

Replikasi tampaknya terjadi dalam kompleks yang terkait dengan membran retikulum endoplasma yang mengandung protein ini, protein gerakan (MP), RNA virus dan protein lain dari tanaman inang.

Gejala

Gejala virus mosaik tembakau sangat bervariasi dari satu spesies tanaman ke spesies tanaman lainnya. Dengan kata lain, mereka sangat bergantung pada jenis tanaman inang dan, selain itu, pada strain virus, pada "latar belakang" genetik tanaman dan kondisi lingkungan tempat ia ditemukan.

Fotografi lembar tanaman tembakau yang terinfeksi TMV (Sumber: R.J. Reynolds Tobacco Company Slide Set / Public Domain, via Wikimedia Commons)

Gejala biasanya muncul sekitar 10 hari setelah infeksi awal dan ini adalah:

- Penampilan bintik -bintik coklat atau kekuningan dengan sipir mosaik di lembaran daun

- Nekrosis

- Pertumbuhan terhambat

- Menggulung daun

- Jaringan menguning

- Kinerja rendah dalam produksi buah -buahan dan bahkan penampilan buah -buahan yang rusak dan cacat

- Keterlambatan dalam pematangan buah -buahan

- Warna seragam buah -buahan (terutama dalam tomat)

Referensi

1. Butler, hlm. J. G. (1999). Perakitan mandiri virus mosaik tembakau: peran agregat menengah dalam geneving spesifisitas dan kecepatan. Transaksi filosofis dari Royal Society of London. Seri B: Ilmu Biologi, 354 (1383), 537-550.
2. Liu, c., & Nelson, R. S. (2013). Biologi sel replikasi dan pergerakan virus mosaik tembakau. Perbatasan dalam Ilmu Tanaman, 4, 12.
3. Mphuthi, hlm. (2017). Gejala Tembakau Mosaik Virus, Penularan dan Manajemen. Farmer's Weekly, 2017 (17014), 60-61.
4. Rifkind, d., & Freeman, G. (2005). Penemuan pemenang Hadiah Nobel pada Penyakit Menular. Elsevier.
5. Scholthof, k. B. G. (2000). Pelajaran dalam Patologi Tanaman: Virus Mosaik Tembakau. Instr.
6. Scholthof, k. B. G. (2004). Virus Mosaik Tembakau: Sistem Model untuk Biologi Tanaman. Annu. Putaran. Fitopatol., 42, 13-34.