Wirus mozaiki tytoniu (TMV) — charakterystyka, historia i znaczenie
Wirus mozaiki tytoniu (TMV) to historycznie pierwszy poznany wirus roślinny. Artykuł przedstawia budowę, objawy, historię odkrycia, znaczenie w nauce i metody zapobiegania.
Wirus mozaiki tytoniu (ang. Tobacco mosaic virus, TMV) to jeden z najlepiej poznanych wirusów roślinnych i pierwszy zidentyfikowany jako odrębny czynnik zakaźny. Infekuje głównie rośliny z rodziny psiankowatych, takie jak tytoń, pomidory i ziemniaki, ale występuje także w innych gatunkach. Charakterystycznym objawem są mozaikowate przebarwienia liści oraz zahamowanie wzrostu, co wpływa na plony i jakość roślin.
Galeria obrazów
6 Obrazy
Charakterystyka wirusa
TMV to wirus zbudowany z jednoniciowego, dodatnio zorientowanego RNA otoczonego wieloma kopiami białka kapsydu, uformowanego w długi, helicalny walec. Cząsteczki są niezwykle odporne na wysychanie i działanie czynników środowiskowych, przez co wirus może długo przetrwać w resztkach roślinnych i na narzędziach. W efekcie zakażenie jest trudne do wyeliminowania w warunkach polowych.
Historia odkrycia
Początki badań nad TMV sięgają końca XIX wieku, gdy badacze obserwowali zakaźne choroby tytoniu, ale nie rozumieli ich przyczyny. Przełomowe były eksperymenty pokazujące, że czynnik sprawczy przechodzi przez filtry zatrzymujące bakterie — pierwsze opisy tej sytuacji wykonał m.in. Dmitrij Iwanowski, a później Martinus Beijerinck nazwał to „contagium vivum fluidum”. W XX wieku TMV stał się obiektem badań strukturalnych i molekularnych; odkrycia te utorowały drogę do nowoczesnej wirusologii.
Objawy i sposób przenoszenia
- Typowe objawy: mozaikowate plamy, chlorotyczne i ciemniejsze pola na liściach, skręcanie i deformacje liści oraz zahamowanie wzrostu.
- Przenoszenie: głównie mechaniczne — przez sok roślinny na narzędziach, dłoniach, odzieży, a także przez kontakt roślina–roślina. Zanieczyszczone nasiona lub części roślinne mogą również stanowić źródło infekcji.
Znaczenie praktyczne i zastosowania
TMV odegrał kluczową rolę jako model w biologii molekularnej: badania nad nim przyczyniły się do poznania zasad składania kapsydu, replikacji RNA i interakcji wirus–gospodarz. Izolowane białko kapsydu i wirusowy RNA były jednymi z pierwszych biomolekuł krystalizowanych i analizowanych strukturalnie. Współcześnie TMV jest też wykorzystywany w biotechnologii jako wektor do ekspresji białek oraz w nanotechnologii jako szablon do budowy nanostruktur.
Zapobieganie opiera się na higienie upraw (dezynfekcja narzędzi, usuwanie porażonych roślin), stosowaniu odmian odpornych oraz ograniczaniu rozprzestrzeniania materiału roślinnego z objawami. Dalsze informacje i źródła można znaleźć w literaturze specjalistycznej i przeglądach dostępnych online: przegląd, informacje o gospodarzu.
Historia
W 1886 r. Adolf Mayer po raz pierwszy opisał chorobę mozaikową tytoniu, która mogła być przenoszona między roślinami, podobnie jak infekcje bakteryjne.
W 1892 roku Dmitri Ivanovsky przedstawił pierwszy konkretny dowód na istnienie niebakteryjnego czynnika zakaźnego. Twierdził on, że zakażona posoka pozostaje zakaźna nawet po przefiltrowaniu przez najdrobniejsze filtry.
W 1898 roku Martinus Beijerinck niezależnie powtórzył eksperymenty filtracyjne Ivanovsky'ego, a następnie wykazał, że czynnik zakaźny był w stanie rozmnażać się w komórkach gospodarza - rośliny tytoniu. Beijerinck ukuł termin "wirus", aby wskazać, że czynnik sprawczy choroby mozaikowej tytoniu miał charakter niebakteryjny.
Wirus mozaiki tytoniu był pierwszym wirusem, który został skrystalizowany. Dokonał tego Wendell Meredith Stanley w 1935 roku, który wykazał również, że TMV pozostaje aktywny nawet po krystalizacji. Za swoją pracę otrzymał 1/3 Nagrody Nobla w dziedzinie chemii w 1946 r. Pierwsze obrazy mikroskopowe TMV wykonano w 1939 r.
W 1955 r. Heinz Fraenkel-Conrat i Robley Williams wykazali, że oczyszczone RNA TMV i jego białko kapsydu (płaszcza) same składają się w funkcjonalne wirusy, co wskazuje, że jest to najbardziej stabilna struktura (ta o najniższej energii swobodnej). Krystalograf Rosalind Franklin pracowała dla Stanleya przez około miesiąc w Berkeley, a później zaprojektowała i zbudowała model TMV na Światowe Targi w Brukseli w 1958 roku. W 1958 r. spekulowała, że wirus jest pusty, a nie stały, i wysunęła hipotezę, że RNA wirusa TMV jest jednoniciowe. Przypuszczenie to zostało potwierdzone po jej śmierci.
Badania nad chorobą mozaikową tytoniu i późniejsze odkrycie jej wirusowego charakteru przyczyniły się do powstania ogólnych koncepcji wirusologii.
Powiązane artykuły
Autor
AlegsaOnline.com Wirus mozaiki tytoniu (TMV) — charakterystyka, historia i znaczenie Leandro Alegsa
URL: https://pl.alegsaonline.com/art/100204
Źródła
- apsnet.org : "The discovery of the causal agent of the tobacco mosaic disease"
- nobelprize.org : "The Nobel Prize in Chemistry 1946"
- springerlink.com : "Die Sichtbarmachung von pflanzlichem Virus im Übermikroskop"
- doi.org : 10.1007/BF01493353
- agls.uidaho.edu : agls.uidaho.edu