Репродукция фитопатогенных вирусов

Репродукция фитопатогенных вирусов – процесс размножения вирусов растений в чувствительных к ним клетках[2].


Вирусы растений накапливаются в зараженных клетках в огромном количестве. В частности в одной клетке волоска табака содержится 6*107 частиц вируса табачной мозаики. При этом на долю этих частиц приходится 10% сухого веса инфицированного растения[1].

Основные этапы репродукции фитопатогенных вирусов

По способу размножения фитовирусы, как и вирусы вообще, отличаются от клеточных микроорганизмов. Последние, размножаются бинарным делением взрослых клеток. При этом клетка сохраняет целостность на всех стадиях размножения. Вирус, попадая в клетку, частично или полностью распадается на макромолекулы и высвобождает нуклеиновую кислоту – носителя генетической информации. Позднее, вследствие трансляции вирусного генома или информационной РНК происходит репликация нуклеиновой кислоты вируса и формирование вирус-специфических белков. Трансляция, как и при репродукция вируса, использует аппарат клеток растения-хозяина. В результате наблюдается репликация генома, возникают специфические белки вируса. На заключительном этапе, из вновь синтезированной нуклеиновой кислоты и вирусных белков собирают новые вирусные частицы[2][1].

По способу трансляции генетической информации вирусы растений делят на две группы:

  1. Вирионные – РНК содержит прямую информацию для синтеза структурного белка и используется в качестве матричного РНК (одноцепочечный вирус табачной мозаики)[1].
  2. Содержащие в вирионе особый фермент – вирус-специфическую РНК-транскрипазу. С помощью последней на геномной РНК синтезируется комплементарная ей молекула «минус»-РНК (двухцепоченые вирусы семейства Rabdoviridae)[1].

Размножение одноцепочных вирусов, у которых РНК содержит прямую информацию для синтеза структурных белков во многом повторяет процесс, описанный в статье «Репродукция вирусов» и состоит из следующих этапов:

  1. Адсорбция – проникновение вируса в клетку. Наблюдается в местах мельчайших ранений клеточной стенки. Происходит путем взаимодействия рецепторов клетки и вируса[3][1].
  2. Протеолиз – процесс освобождения РНК от белковой оболочки (капсида). Происходит внутри клетки вблизи от поверхности. Длится от трех до шести часов[3][1].
  3. Эклипс-стадия (темновая стадия) – перестройка органоидов клетки для работы на репродукцию вируса[3][1].
  4. Репликация – размножение освобожденной РНК вируса. Синтез осуществляется при помощи фермента РНК-репликазы, выступающего катализатором образования РНК из нуклеотидов. Информационной РНК для образования данного фермента, в данном случае, служит сама вирусная РНК. С помощью РНК-репликазы на вирусной РНК идет построение комплиментарной ей спирали. Таки образом образуется двухспиральная репликатичная форма РНК. По типу матричного синтеза на минус-спиралях идет построение плюс-спиралей, то есть новых вирусных РНК. Одновременно идет синтез структурного белка вируса на цитоплазменных рибосомах с одновременным разрушением старых клеточных транспортных РНК. Рибосомы под влиянием вирусных составляющих соединяются в полисомы и более активно синтезируют вирусный белок[3][1].
  5. Образование вирионов и их выход из пораженной клетки. Отмечается, что агрегация вирусных частиц – явление спонтанное и происходит в результате случайных встреч молекул вирусной РНК и белка[3][1].

Считается, что репликация и сборка вирионов происходит в различных местах клетки. Месторасположение этого процесса зависит от вида вируса. Это может происходить в хлоропластах, митохондриях, ядре, ядрышке, цитоплазме. Сложные вирусысуперкапсидом) приобретают липидосодержащие оболочки при прохождении нуклеокапсида (агрегата капсида и РНК) через мембрану хозяина. Зрелые частицы вируса могут выходить из клеток по плазмодесмам (ближний транспорт фитовирусов). При этом оболочка клетки не повреждается[1].

Особенности репродукции некоторых вирусов

Вирусы с двухцепочечной РНК

В основной массе геномы многих фитовирусов представлены одной молекулой однонитевой РНК. Параллельно установлены вирусы растений с двухцепочечной РНК (вирусы раневых опухолей). Для таких вирусов матрицей синтеза мРНК служит двухцепочечная структура. Обе цепи сохраняют ее целостность, а их основания остаются спаренными. С помощью РНК-транскрипазы из синтезирующихся мРНК формируются новые молекулы двухцепочечного генома[1][3].

ДНК-содержащие вирусы

Геном в виде ДНК имеют два семейства фитовирусов: Caulimoviridae (днДНК) и Geminiviridae (онДНК). Генетическая информация вирусной ДНК всех типов, вероятнее всего реализуется через мРНК[1].

Вирусы с многокомпонентным геномом

Некоторые вирусы растений обладают многокомпонентным геномом. К таким относятся представители семейства Bromoviridae, род Alfamovirus, род Bromovirus, род Cucumovirus[1].

Данные вирусы имеют трехкомпонентный геном и способны инфицировать растения, только при наличии его полного состава, то есть всех трех компонентов. При этом необязательно, что информация в составляющих частях генома распределена равномерно. В частности, у вируса погремковости табака большой компонент генома содержит информацию о его трасляции[1].

Отмечается, что на образование вирионов расходуется 10–20% синтезированного вирусного материала. Большая часть исходного материала (РНК и белка) является вспомогательным и облегчает формирование зрелых частиц[1].

 

Оставьте свой отзыв:

Отзывы:

Комментарии для сайта Cackle

Составитель:

 

Страница внесена:

Последнее обновление: 31.03.21 22:58

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Литературные источники:
1.

Карташева И.А. Сельскохозяйственная фитовирусология, Учебное пособие. — М.: Колос; Ставрополь: АГРУС, 2007. — 168 с.

2.

Шевцова Л.В. Вирусология. Практическое пособие для студентов 3 курса специальности 1 – 31010102 «Биология» В 2 частях. Часть 1Министерство образования республики Беларусь, Учреждение образования «Гомельский государставенный университет имени Франциска Скорины», Гомель, 2010 – 58 с.

Источники из сети интернет:
3.

Дьяков Ю.Т., редактор, Фундаментальная фитопатология. – М.: КРАСАНДР, 2012 – 512 с.

Свернуть Список всех источников