- תַגלִית
- גילוי הנגיף הראשון
- מאפיינים
- מִבְנֶה
- כיסוי חלבון
- גנום
- שכפול
- זיהום ראשוני
- כיצד תהליך שכפול?
- תסמינים
- הפניות
הווירוס של הפסיפס של טבק ההרחה ( TMV , של וירוס פסיפס טבק אנגלית) הוא וירוס RNA צמח שגורם להופעת כתמים חומים על העלים של צמחי טבק יבולים אחרים בעלי עניין כלכלי כגון עגבניות סולניים אחרים.
שמו נובע מתבנית הכתמים שהוא גורם בצמחים נגועים, המתואר כ"פסיפס ". זהו הנגיף הראשון שזוהה ותואר בטבעו, אירועים שהתרחשו בשלהי המאה ה -19 לתחילת המאה העשרים, כלומר לפני יותר ממאה שנה.
מיקרוגרף אלקטרונים של נגיף פסיפס טבק (מקור: לא נמסר מחבר קריא במכונה. Chb הניח (מבוסס על טענות בזכויות יוצרים). / רשות הרבים, באמצעות ויקימדיה Commons)
ההערכה היא כי הפסדי הטבק הנגרמים על ידי נגיף הפסיפס של הטבק הם בערך 1% מכיוון שיותר ויותר צמחים עמידים יותר. עם זאת, גידולים אחרים כמו עגבניות למשל, סובלים מאובדן של יותר מ 20% כתוצאה מהמחלה הנגרמת על ידי TMV.
אחת הבעיות האגרונומיות העיקריות הקשורות לנגיף זה קשורה לעובדה שהוא יכול לחיות גם כאשר הצמח המארח אותו מת, ובנוסף לכך שהוא תומך בטמפרטורות גבוהות, כך שחיסולו מיבול או מ חממה די מאתגרת.
עם זאת, נגיף פסיפס הטבק הוכיח את עצמו כיעיל מאוד כ:
- מודל סמלי ודידקטי לחשיפת המאפיינים המהותיים המגדירים וירוסים
- אב-טיפוס לחקר הביולוגיה של צמחים מארחים טפילים, בעיקר טבק
- כלי לחקר אינטראקציות בין מחוללי פתוגן וסחר בתאים
- כלי ביוטכנולוגי לביטוי חלבונים בעלי עניין פרמצבטי בטבק.
תַגלִית
מאז זיהויו, לנגיף פסיפס הטבק היה תפקיד טרנסצנדנטי בהקמת תחום הוויראולוגיה, שכן הוא היה הנגיף הראשון שזוהה ותואר בהיסטוריה.
הכל התחיל בשנת 1879, אז הכימאי החקלאי הגרמני אדולף מאייר התמסר לחקר כמה מחלות שהשפיעו על הטבק.
מדען זה הדגים כי מחלה שגרמה להופעת כתמים על עלי טבק יכולה להיות מועברת מצמח חולה לגורם בריא, רק על ידי שפשוף עלים של האחרונים בתמצית של הראשונה.
מאייר כינה זאת "מחלת הפסיפס של טבק" והציע בתחילה כי החומר האטיולוגי (זה שייצר אותו) היה ממוצא חיידקי, למרות שהוא לא יכול היה לבודד אותו או לטפח אותו בניסוי במבחנה.
מבנה נגיף הפסיפס של הטבק. 1) RNA חד-גדילי, 2) קפסומר או פרוטומר, תת יחידה של חלבון CP הקפסיד, ו 3) מבנה הקפסיד (מקור: Y_tambe / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/ 3.0) באמצעות Wikimedia Commons)
גילוי הנגיף הראשון
קרדיט לגילוי החלקיקים הנגיפים עובר לדמיטרי איבנובסקי, מיקרוביולוג רוסי שחקר את מחלת פסיפס הטבק בין 1887 ל- 1890, וגילה כי הסוכן הגורם למחלה היה כה קטן עד שיוכל לעבור דרך הנקבוביות הזעירות. של פילטר חרסינה, שם חיידקים לא יכלו לעבור.
עם אירוע זה, קבע איבנובסקי כי המחלה נובעת מ"וירוס הניתן לסינון ", ולקח את המונח" וירוס "מהמילה הלטינית" רעל ".
עבודותיו של איבנובסקי אושרו מאוחר יותר, בשנת 1895, על ידי ההולנדי וילם ביירינק, שהדגים את ההעברה הסדרתית של הנגיף (מצמח לצמח) תוך שימוש במוהל המסונן של צמחים חולים.
עבודתו של Beijerinck שימשה גם כדי להוכיח שזה לא סתם רעל כימי, אלא סוכן חי המסוגל לשכפול עצמי.
בין 1927 ל -1931 שני מדענים ממכון בויס תומפסון בפילדלפיה, וינסון ופטרי, ריכזו את הנגיף על ידי משקעים בשיטות המשמשות לטיהור חלבונים.
מאוחר יותר, בשנת 1935, סטנלי טיהר את הנגיף והצליח להתגבש חלקיקים פעילים מאוד זיהומית המחט, וסימן אירוע חסר תקדים בו ישות "חיה" יכולה להתרחש במצב גבישי.
כעבור שנים, בשיתוף פעולה ועבודתם של מדענים רבים, נקבע כי נגיף הפסיפס של הטבק היה נגיף RNA יחיד, בעל מראה נימה או מורפולוגיה.
מאפיינים
- זהו נגיף RNA בעל רצועה יחידה שהוויראציות או החלקיקים הנגיפים שלהם הם בצורת מוט
- הגנום שלו, כמו גם מרבית הנגיפים, מוגן על ידי מעיל חלבון
- זה שייך למשפחת Virgaviridae ולסוג הווירוס Tobamovirus
- זה מדביק צמחי טבק וגם כמה צמחים קשורים, במיוחד אפודות לילה (תפוח אדמה, עגבנייה, חציל וכו '), ומוסיף למעלה מ- 200 מארחים אפשריים
- הוא יציב ביותר ויכול להישאר על משטחים שונים לאורך זמן
- בצמחים נגועים, נגיף זה מצטבר בכותרות גבוהות במידה ניכרת
- ניתן להבחין בתסמינים שהיא גורמת בצמחים חולים וקל לזיהוי
מִבְנֶה
נגיף פסיפס הטבק, כאמור, הוא נגיף RNA חד-גדילי (חד-גדילי) שחלקיקיו הנגיפים הם בצורת מוט.
תכנית כללית של מבנה נגיף הפסיפס של הטבק, TMV (מקור: TMV_Structure.png: Graham Colm Talk המעלה המקורי היה GrahamColm בוויקיפדיה האנגלית. עבודה יצירה: Arnaugir / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses /by-sa/3.0) באמצעות Wikimedia Commons)
כיסוי חלבון
המבנה האופייני לכל חלקיק ויראלי ניתן על ידי מעיל חלבון שנוצר על ידי סליל ימני של יחידות משנה של חלבון המכונה "חלבון מעיל".
למעטפה זו יש כ -2,130 יחידות תת חלבון, המתורגמת לחלקיק נגיפי בגודל ממוצע של 300 ננומטר, קוטר של 18 ננומטר, ומרכז חלול של 2 ננומטר ברדיוס, שם הגנום תופס רדיוס קרוב ל 4 ננומטר.
המבט העליון של מעיל החלבון TMV (מקור: מחברי התצהיר: Stubbs, G., Pattanayek, R., Namba, K.; מחבר הדמיה: משתמש: Astrojan / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by /4.0) באמצעות Wikimedia Commons)
גנום
ה- RNA הגנומי מכובל בין הסיבובים ההולכים ונמשכים של הסליל המרכיבים את המעטפה, ומשלב בין שלוש מהנוקלאוטידים שלה לכל יחידת חלבון ובכך נותר מכוסה לחלוטין בחלבון.
הגנום הזה הוא 6,395 נוקליאוטידים ואורך "מכסה המנוע" 7-מתיל-גואנוזין הפוך לקצה ה- 5 'דרך קשר טריפוספט.
המידע המקודד בגנום TMV תואם 4 גנים המקודדים 4 מוצרים שונים:
- שני חלבונים הקשורים לשכפול, אחד של 126 kDa והשני של 183 kDa, שתורגמו ישירות מהנגיף RNA
- חלבון תנועה (MP, מחלבון התנועה האנגלי) וחלבון מבני או מעיל (CP, מחלבון המעיל האנגלי), שתורגמו מ- RNAs "תת-תת-עור".
זיהום TMV מוצלח כרוך בשיתוף פעולה של ארבעה מוצרים רב-פונקציונליים אלה עם רבים מהמרכיבים התאיים של הצמח המארח, ובמיוחד קרום התא וציטוט שלד.
שכפול
כדי להבין את מנגנון השכפול של TMV יש להבין כמה היבטים של זיהום בנגיף זה.
זיהום ראשוני
TMV נכנס רק לצמח דרך פצעים מכניים ש"פותחים "באופן זמני את קרום הפלזמה או גורמים לאירועי פינוקוזיס.
זיהום יכול להופיע מפצעים הנגרמים על ידי טיפול בידיים נגועות ובאמצעות מכשירי גיזום נגועים וכו ', אך לעיתים נדירות מועברים על ידי חרקים.
לאחר הציטוזול, החלקיקים הנגיפים מפרקים ומשחררים את ה- RNA הגנומי שלהם, המוכר על ידי התא כ- RNA משלו ומתורגם על ידי אנזימים ציטוזוליים ייעודיים למטרה זו.
חשיבות עליונה ל"מכסה המנוע "המתיל גואנוזין של ה- RNA הגנומי של TMV לתהליך זה, מכיוון שהוא מצליח" לעקוף "את מערכת" המעקב "של התא ולקדם את האינטראקציה שלו עם רכיבים סלולריים אחרים.
מספר החלקיקים הנגיפים המורכבים גדל במהירות ואלו יכולים לעזוב את התא הנגוע ולהדביק תאים שכנים אחרים באמצעות פלסמודסמטה, שהם "ערוצים" המחברים בין ציטוזול של תא לבין התאים הסובבים אותו.
בסופו של דבר החלקיקים הנגיפים מגיעים למערכת הטרנסלוקציה של הצמח, כלומר הקסילם והפלואם, ובכך מתפזרים ברחבי הצמח.
כיצד תהליך שכפול?
נגיף פסיפס הטבק משתמש בגנום שלו כתבנית לסינתזה של גדילים משלימים שליליים המשמשים תבנית לסינתזה של מספר גדול של גדילים חיוביים.
תבניות אלה משמשות גם לסינתזה של RNA מסרים "תת-גנטיים" המכילים את מסגרות הקריאה הפתוחות עבור חלבוני MP ו- CP.
שני החלבונים הקשורים לשכפול המקודדים ב- RNA גנומי של TMV הם בעלי תחומי מתיל-טראנסאז, הליקאז ותלות RNA-פולימראז.
נראה כי שכפול מתרחש במתחם הקשור לקרום הרטיפלום האנדופלמזי המכיל חלבונים אלה, חלבון תנועה (MP), RNA נגיפי וחלבונים מארחים צמחיים אחרים.
תסמינים
התסמינים של נגיף פסיפס הטבק משתנים מאוד ממין צמח אחד למשנהו. במילים אחרות, הם תלויים במידה רבה בסוג הצמח המארח, ויתרה מכך, בזן הנגיף, "הרקע" הגנטי של הצמח ובתנאים הסביבתיים שבהם הוא נמצא.
תצלום העלה של צמח טבק נגוע ב- TMV (מקור: RJ Reynolds Tobacco Company Slide Set / Public Public, באמצעות Wikimedia Commons)
התסמינים מופיעים בדרך כלל כעשרה ימים לאחר ההדבקה הראשונית ואלו הם:
- הופעת כתמים חומים או צהבהבים עם מטרונית כמו פסיפס על להבי העלה
- נמק
- צמיחה נדהמת
- תלתל עלים
- הצהבה של רקמות
- תשואה נמוכה בייצור הפירות ואפילו הופעתם של פירות פגומים ומעוותים
- עיכוב בהבשלה של הפירות
- צבע הפירות לא אחיד (במיוחד בעגבנייה)
הפניות
- באטלר, PJG (1999). הרכבה עצמית של נגיף פסיפס הטבק: תפקיד מצרף ביניים בייצור הן ספציפיות והן מהירות. עסקאות פילוסופיות של החברה המלכותית של לונדון. סדרה ב: מדעים ביולוגיים, 354 (1383), 537-550.
- Liu, C., & Nelson, RS (2013). הביולוגיה התאית של שכפול ותנועה של נגיף פסיפס טבק. גבולות במדעי הצומח, 4, 12.
- מפותי, פ (2017). תסמיני נגיף פסיפס טבק, העברת וניהול. Farmer's Weekly, 2017 (17014), 60-61.
- Rifkind, D., & Freeman, G. (2005). פרס נובל זוכה בתגליות במחלות זיהומיות. אלזביאר.
- Scholthof, KBG (2000). שיעורים בפתולוגיה של צמחים: נגיף פסיפס טבק. כלי בריאות לצמח.
- Scholthof, KBG (2004). נגיף פסיפס טבק: מערכת מודלים לביולוגיה צמחית. Annu. הכמרית פיטופתול. 42, 13-34.