Tabakmosaikvirus (TMV) ist ein positiver Sinn einzelnes gestrandetes RNS-Virus, das Werke, besonders Tabak und andere Mitglieder der Familie Solanaceae ansteckt. Die Infektion verursacht charakteristische Muster (das Sprenkeln und die Verfärbung) auf den Blättern (folglich der Name). TMV war das erste zu entdeckende Virus. Obwohl es vom Ende des 19. Jahrhunderts bekannt war, dass eine ansteckende Krankheit Tabakgetreide erst als 1930 beschädigte, dass das ansteckende Reagenz beschlossen wurde, ein Virus zu sein.

Geschichte

1886 hat Adolf Mayer zuerst die Tabakmosaikkrankheit beschrieben, die zwischen Werken übertragen, Bakterieninfektionen ähnlich werden konnte. 1892 hat Dmitri Ivanovsky die ersten konkreten Beweise für die Existenz eines ansteckenden Nichtbakterienagenten gegeben, zeigend, dass angesteckter Saft ansteckend sogar nach dem Durchsickern durch feinste Filterkerzen von Chamberland geblieben ist. Später, 1903, hat Ivanovsky eine Zeitung veröffentlicht, die anomale intrazelluläre Kristalleinschließungen in die Gastgeber-Zellen der betroffenen Tabakwerke beschreibt, und hat die Verbindung zwischen diesen Einschließungen und dem ansteckenden Agenten diskutiert. Jedoch ist Ivanovsky eher überzeugt trotz wiederholter Misserfolge geblieben, Beweise zu erzeugen, dass der kausale Agent eine unculturable Bakterie, zu klein war, um auf den verwendeten Filtern von Chamberland behalten zu werden und im leichten Mikroskop entdeckt zu werden. 1898 hat Martinus Beijerinck unabhängig die Filtrieren-Experimente von Ivanovsky wiederholt und hat dann gezeigt, dass der ansteckende Agent im Stande gewesen ist, sich zu vermehren und in den Gastgeber-Zellen des Tabakwerks zu multiplizieren. Beijerinck hat den Begriff "des Virus" ins Leben gerufen, um anzuzeigen, dass der kausale Agent der Tabakmosaikkrankheit der Nichtbakteriennatur war. Tabakmosaikvirus war das erste zu kristallisierende Virus. Es wurde von Wendell Meredith Stanley 1935 erreicht, der auch gezeigt hat, dass TMV aktiv sogar nach der Kristallisierung bleibt. Für seine Arbeit wurde er 1/4 des Nobelpreises in der Chemie 1946 zuerkannt, wenn auch ihm später einige seiner Beschlüsse gezeigt wurden (insbesondere dass die Kristalle reines Protein waren, und sich durch die Autokatalyse versammelt haben), waren falsch. Die ersten mikroskopischen Elektronimages von TMV wurden 1939 von Gustav Kausche, Edgar Pfankuch und Helmut Ruska - der Bruder des Nobelpreisträgers Ernst Ruska gemacht. 1955 haben Heinz Fraenkel-Conrat und Robley Williams gezeigt, dass TMV RNS und seinen capsid (Mantel) gereinigt hat, versammelt sich Protein durch sich zu funktionellen Viren, anzeigend, dass das die stabilste Struktur (diejenige mit der niedrigsten freien Energie) ist.

Die crystallographer Rosalind Franklin hat für Stanley seit ungefähr einem Monat an Berkeley gearbeitet, und hat später entworfen und hat ein Modell von TMV für 1958 Messe In der Welt an Brüssel gebaut. 1958 hat sie nachgesonnen, dass das Virus hohl, nicht fest war, und Hypothese aufgestellt hat, dass die RNS von TMV einzeln gestrandet wird. Wie man bewies, war diese Vermutung nach ihrem Tod richtig und ist jetzt bekannt, + Ufer zu sein. Die Untersuchungen der Tabakmosaikkrankheit und nachfolgende Entdeckung seiner Virennatur waren in der Errichtung der Gesamtkonzepte der Virologie instrumental.

Struktur

Tabakmosaikvirus hat ein einer Stange ähnliches Äußeres. Sein capsid wird von 2130 Molekülen des Mantel-Proteins gemacht (sieh Image nach links), und ein Molekül der genomic einzelnen Ufer-RNS 6400 Basen lange. Das Mantel-Protein selbstversammelt sich in die Stange wie spiralenförmige Struktur (16.3 Proteine pro Spirale-Umdrehung) um die RNS, die eine Haarnadel-Schleife-Struktur bildet (sieh den Elektronmikrographen oben). Das Protein monomer besteht aus 158 Aminosäuren, die in vier wichtiges Alpha-helices gesammelt werden, die durch eine prominente zur Achse des virion proximale Schleife angeschlossen werden. Virions sind ~300 nm in der Länge und ~18 nm im Durchmesser. Negativ befleckte Elektronmikrofotographien zeigen einen verschiedenen inneren Kanal von ~4 nm. Die RNS wird an einem Radius von ~6 nm gelegen und wird vor der Handlung von Zellenzymen durch das Mantel-Protein geschützt. Es gibt drei RNS nucleotides pro Protein monomer. Die Röntgenstrahl-Faser-Beugungsstruktur des intakten Virus wurde gestützt auf einer Elektrondichte-Karte an 3.6 Å Entschlossenheit studiert.

Physikochemische Eigenschaften

TMV ist ein thermostable Virus. Auf einem ausgetrockneten Blatt kann es bis zu 120 Grad Fahrenhei (50 °C) seit 30 Minuten widerstehen.

TMV hat einen Index der Brechung von ungefähr 1.57.

Krankheitszyklus

TMV hat keine verschiedene überüberwinternde Struktur. Eher wird es Überwinter in angesteckten Tabakstielen und Blätter im Boden, auf der Oberfläche des verseuchten Samens (kann TMV sogar in verseuchten Tabakprodukten viele Jahre lang überleben). Mit dem direkten Kontakt mit Gastgeber-Werken durch seine Vektoren (normalerweise Kerbtiere wie Blattläuse und Blatt-Fülltrichter) wird TMV den Infektionsprozess und dann den Erwiderungsprozess durchgehen.

Infektion

Nach seiner Multiplikation geht es in die benachbarten Zellen durch plasmodesmata ein. Für seinen glatten Zugang erzeugt TMV ein 30 kDa Bewegungsprotein genannt P30, die den plasmodesmata vergrößern. TMV bewegt sich am wahrscheinlichsten von Zelle-zu-Zelle als ein Komplex der RNS, des P30 und der replicase Proteine.

Es kann sich auch durch phloem für die längere Entfernungsbewegung innerhalb des Werks ausbreiten. Außerdem kann TMV von einem Werk bis einen anderen durch den direkten Kontakt übersandt werden. Obwohl TMV definierte Übertragungsvektoren nicht hat, kann das Virus von den angesteckten Gastgebern zu den gesunden Werken durch das menschliche Berühren leicht übersandt werden.

Erwiderung

Folgender Zugang in seinen Gastgeber über die mechanische Impfung, TMV streicht sich unan, um sein Viren-RNS-Ufer zu veröffentlichen. Dann wird das Virengenom weiter wiederholen, um vielfachen mRNAs zu erzeugen. Die resultierenden mRNAs verschlüsseln mehrere Proteine, einschließlich des Mantel-Proteins und einer von der RNS abhängigen RNS polymerase (RdRp), sowie des Bewegungsproteins. So kann TMV sein eigenes Genom wiederholen. Nachdem das Mantel-Protein und RNS-Genom von TMV synthetisiert worden sind, versammeln sie sich spontan in ganzen TMV virions in einem hoch organisierten Prozess. Die protomers kommen zusammen, um Platten zu bilden, die aus zwei Schichten von in einer spiralenförmigen Spirale eingeordnetem protomers zusammengesetzt sind. Der spiralenförmige capsid wächst um die Hinzufügung von protomers zum Ende der Stange. Als sich die Stange verlängert, führt die RNS einen Kanal in seinem Zentrum durch und bildet eine Schleife am wachsenden Ende. Auf diese Weise kann die RNS als eine Spirale ins Interieur des spiralenförmigen capsid leicht passen.

Gastgeber und Symptome

Wie anderes Werk pathogene Viren hat TMV eine sehr breite Gastgeber-Reihe und hat verschiedene Effekten abhängig vom Gastgeber, der wird ansteckt. Wie man bekannt hat, hat das Tabakmosaikvirus einen Produktionsverlust für geheilten Tabak von Flusen von bis zu zwei Prozent in North Carolina verursacht. Wie man bekannt, steckt es Mitglieder von neun Pflanzenfamilien und mindestens 125 individuellen Arten, einschließlich Tabaks, Tomate, Pfeffers (alle Mitglieder nützlichen Solanaceae), Gurken und mehrere dekorative Blumen an. Es gibt viele verschiedene Beanspruchungen. Das erste Symptom von dieser Virus-Krankheit ist eine hellgrüne Färbung zwischen den Adern von jungen Blättern. Dem wird schnell durch die Entwicklung eines gesprenkelten oder "Mosaik"-Musters von hellgrünen und dunkelgrünen Gebieten in den Blättern gefolgt. Rugosity kann auch gesehen werden, wo die angesteckten Pflanzenblätter kleine lokalisierte zufällige Runzeln zeigen. Diese Symptome entwickeln sich schnell und sind auf jüngeren Blättern ausgesprochener. Mosaik läuft auf Pflanzentod nicht hinaus, aber wenn Infektion früh in der Jahreszeit vorkommt, sind Werke verkümmert. Niedrigere Blätter werden "Mosaikbrandwunde" besonders während Perioden des heißen und trockenen Wetters unterworfen. In diesen Fällen entwickeln sich große tote Gebiete in den Blättern. Das setzt eine der zerstörendsten Phasen der Tabakmosaikvirus-Infektion ein. Angesteckte Blätter können gekräuselt, gerunzelt oder verlängert werden. Jedoch, wenn TMV Getreide wie Traube und Apfel ansteckt, ist es fast symptomlos.

Übertragung Menschen

gefunden hat, hat der Verbrauch von mit dem Tabakmosaikvirus angesteckten Tabakprodukten keine Wirkung auf Menschen gehabt.

Umgebung

TMV ist als eines der stabilsten Viren bekannt. Es hat eine sehr breite Überleben-Reihe. So lange die Umgebungstemperatur unter etwa 40 Grad Celsius bleibt, kann TMV seine stabile Form stützen. Alles, was man braucht, ist ein Gastgeber, um anzustecken. Nötigenfalls würden Gewächshäuser und botanische Gärten die günstigste Bedingung für TMV zur Verfügung stellen, um sich, wegen der hohen Bevölkerungsdichte von möglichen Gastgebern und der unveränderlichen Temperatur im Laufe des Jahres auszubreiten.

Behandlung und Management

Eine der allgemeinen Kontrollmethoden für TMV ist sanitäre Einrichtungen, die angesteckte Werke des Entfernens und Wäsche von Händen zwischen jedem Pflanzen einschließen. Fruchtfolge sollte auch verwendet werden, um angesteckte Betten des Bodens/Samens seit mindestens 2 Jahren zu vermeiden. Bezüglich jeder Pflanzenkrankheit, nach widerstandsfähigen Beanspruchungen gegen TMV suchend, kann auch empfohlen werden. Außerdem kann die böse Schutzmethode verwaltet werden, wo die stärkere Beanspruchung der TMV Infektion durch das Anstecken des Gastgeber-Werks mit der milden Beanspruchung von TMV gehemmt wird, der zur Wirkung eines Impfstoffs ähnlich ist.

In den letzten 10 Jahren ist die Anwendung der Gentechnologie auf einem Gastgeber-Pflanzengenom entwickelt worden, um dem Gastgeber-Werk zu erlauben, das TMV-Mantel-Protein innerhalb ihrer Zellen zu erzeugen. Es wurde Hypothese aufgestellt, dass das TMV Genom schnell nach dem Eingehen in die Gastgeber-Zelle wiederangestrichen wird, so verhindert es die Einleitung der TMV Erwiderung. Später wurde es gefunden, dass der Mechanismus, der den Gastgeber vor der Virengenom-Einfügung schützt, durch das zum Schweigen bringende Gen ist.

In einigen Fällen, wie man bekannt, hemmt das Sprühen von Milch auf dem Gastgeber-Werk die TMV Infektion.

Wissenschaftliche und Umweltauswirkung

Der große Betrag der Literatur über TMV und seine Wahl für viele Pionieruntersuchungen in der Strukturbiologie (einschließlich der Röntgenstrahl-Beugung), Virus-Zusammenbau und Zerlegung ist und so weiter im Wesentlichen wegen der großen Mengen, die plus die Tatsache erhalten werden können, dass es Tiere nicht ansteckt. Nach dem Wachsen einiger angesteckter Tabakwerke in einem Gewächshaus und einigen einfachen Laborverfahren kann ein Wissenschaftler mehrere Gramme des Virus leicht erzeugen. Infolge dessen kann TMV fast als eine organische Chemikalie, aber nicht ein infective Agent behandelt werden.

Gebrauch von Investigational

Wegen seines zylindrischen hohen Aspekt-Verhältnisses, Natur und Fähigkeit selbstsammelnd, Metallüberzüge (Nickel und Kobalt) in seine Schale zu vereinigen, ist TMV ein idealer Kandidat, um in Batterieelektroden vereinigt zu werden. Die Hinzufügung von TMV zu einer Batterieelektrode vergrößert die reaktive Fläche durch eine Größenordnung, auf eine Zunahme in der Kapazität der Batterie vor bis zu 6mal im Vergleich zu einer planaren Elektrode-Geometrie hinauslaufend.

Weiterführende Literatur

• Flusen-geheiltes Tabakfeldhandbuch hat R.J.Reynolds Tobacco Company, Winston-Salem, North Carolina, 1995 veröffentlicht

Links

• Tabakmosaikvirus-Details
• Die Beschreibung von Pflanzenviren - TMV - enthält Information über Symptome, Gastgeber-Arten, Reinigung usw.
• Weitere Information
• Elektronmikroskop-Image von TM