Virus del mosaico del tabaco
Virus del mosaico del tabaco Varillas de TMVTipo | Virus |
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Reino | Riboviria |
Reinado | Orthornavirae |
Rama | Kitrinoviricota |
Clase | Alsuviricetes |
Pedido | Martellivirales |
Familia | Virgaviridae |
Amable | Tobamovirus |
El virus del mosaico del tabaco (TMV Tobacco Mosaic Virus ) es una especie de virus del género Tobamovirus ( familia de virgaviridae ) del que es la especie tipo . Este es el primer virus para ser descubierto a finales del XIX ° siglo . Esta planta virus de distribución cosmopolita , infecta muchas especies de plantas , especialmente el tabaco común ( Nicotiana tabacum ) y otros miembros de la familia Solanaceae en los que provoca, entre otros síntomas de blanqueamiento de las hojas en forma de mosaicos o moteados. Es un virus de ARN monocatenario de sentido positivo que se clasifica en el grupo IV de la clasificación de Baltimore .
El estudio del virus del mosaico del tabaco es de gran interés en biología fundamental, en la comprensión de la biología de los virus, el estudio de las interacciones huésped-patógeno, biología celular . También es de interés en biotecnología , más precisamente en aumentar la capacidad de las baterías. Se puede observar en tinción negativa con microscopía electrónica.
El virión TMV es una partícula cilíndrica, rígida en forma de varilla con simetría helicoidal, de 300 nm de longitud y 18 nm de diámetro. La cápside está formada por 2300 proteínas de la cápside ( capsómeros ), cada capsómero está formado por un solo tipo de proteína, que consta de 158 aminoácidos. El ARN monocatenario se enrolla en una hélice dentro de esta cápside, dejando un canal central vacío de 4 nm de diámetro, visible bajo microscopía electrónica. Este virus tiene un punto de inactivación térmica de 90 ° C, lo que le permite soportar esta temperatura durante 10 minutos.
El genoma de TMV es una molécula de ARN monocatenaria lineal, monocatenaria , con polaridad positiva, que tiene 6.395 nucleótidos . Este ARN codifica un número limitado de proteínas.
Tiene cuatro marcos de lectura abiertos (ORF), dos de los cuales, ubicados en la región proximal 5 'del ARN genómico, codifican dos proteínas coiniciadas de 126 kDa y 183 kDa respectivamente, consideradas componentes de la replicasa . La proteína de 183 kDa se genera leyendo el codón de terminación UAG de la proteína de 126 kDa.
Las otras proteínas se producen a partir de dos ARN subgenómicos, que codifican respectivamente la proteína de movimiento (MP, 30 kDa), la proteína de la cápside (CP) y una tercera proteína llamada 54 kDa.
El genoma está flanqueado por secuencias no codificantes, con en el extremo 5 '(5'NC) una tapa de nucleótido metilado (m7G5'pppG), y en el extremo 3' (3'NC) una estructura similar a la del ' Transferir ARN (ARNt) que tiene cinco pseudo-nodos.
El TMV tiene una amplia gama de hospedadores , ya que puede infectar a más de 150 especies de plantas, la mayoría de las cuales son gramíneas dicotiledóneas, incluidos muchos cultivos de gran importancia económica, incluidas plantas vegetales y ornamentales , así como malezas . Las principales plantas hospedadoras de TMV pertenecen a las familias de las solanáceas : tabaco , tomate ), pimiento , berenjena , papa , Fabaceae : frijol , caupí , soja , pero también a otras familias: cebolleta , ajo , apio , remolacha , crucíferas .
Los síntomas inducidos por el virus del mosaico del tabaco (TMV) varían según la planta huésped. Las hojas se aclaran y aparece un mosaico de verde en su superficie. Las hojuelas en relieve se vuelven filiformes con un aspecto quemado y una tendencia a rizarse. También se pueden observar síntomas de moteado, necrosis, atrofia, enrollamiento de las hojas, coloración amarillenta del tejido. Los síntomas dependen en gran medida de la edad de la planta infectada, las condiciones ambientales, la cepa viral y la composición genética de la planta huésped. Algunas cepas de TMV también infectan los tomates , provocando diversos síntomas, especialmente en los frutos: deformaciones, maduración retrasada, color desigual, así como rendimiento reducido.
El virus se encuentra en el suelo, restos de plantas, semillas y aguas subterráneas.
En 1892, Adolf Mayer , virólogo alemán, describió la enfermedad, que ha afectado a las plantaciones de tabaco en los alrededores de Wageningen (Surinam) durante varios años , y muestra que es transmisible entre plantas, al igual que las infecciones bacterianas y que el agente contaminante pierde su infectividad en una temperatura de 70 ° C . Dmitri Ivanovski , botánico ruso, demostró el mismo año que la savia de las plantas de tabaco enfermas contenía un agente infeccioso que no fue retenido por los filtros de la vela de Chamberland ; pensó en ese momento que era una toxina o una bacteria muy pequeña. Fue el químico holandés Martinus Beijerinck quien profundizó este trabajo en 1898. Rechazó la hipótesis de una toxina al demostrar que la dilución no afectaba la contagiosidad de las plantas infectadas, y llamó al fenómeno Contagium vivum fluidum o virus; sin embargo, la ineficacia de la dilución para prevenir la contaminación no fue finalmente aceptada hasta 1915 después del trabajo de Harry Allard. Ivanovski también muestra que el virus no puede multiplicarse sin infectar la planta. La transmisión de VMT por pulgones se propuso ya en 1914. Las primeras mutaciones de VMT, también las primeras mutaciones observadas en un organismo o virus, fueron descritas a finales de la década de 1920-1930 por Harold McKinney y James Jensen. En 1936, Wendell Meredith Stanley lo convirtió en el primer virus en cristalizar en forma de cristales de proteínas y fue estudiado por difracción de rayos X , lo que demuestra que está compuesto tanto de proteínas como de ARN . El fenómeno de inmunidad cruzada se observa al mismo tiempo por primera vez en plantas que enfrentan infecciones con diferentes variantes de VMT; en paralelo, Helen Purdy Beale ( fr ) logra producir anticuerpos específicos contra VMT inyectando savia infectada en conejos . En 1939, fue uno de los primeros virus que se observaron con un microscopio electrónico . Fue Rosalind Elsie Franklin quien en 1953 demostró que este virus tiene una sola hebra, también determinó su ubicación. El primer OMG resistente a virus también fue una planta de tabaco resistente a TMV.
Según NCBI (1 de enero de 2021) :
El TMV puede causar pérdidas de rendimiento significativas en los cultivos de tabaco, tomate y pimiento y pimiento en todo el mundo. En el caso de la guindilla y el pimiento morrón ( capsicum annuum ), se han estimado reducciones de rendimiento de hasta el 90%, atribuibles a TMV en asociación con otros virus. En tomate se han producido de forma experimental pérdidas de hasta el 34%. Los cultivos de berenjena parecen menos afectados.
En caso de infección temprana por TMV, las plantas de tabaco jóvenes en viveros o en campo abierto pueden verse afectadas. Si un alto porcentaje de plantas está infectado en el momento del trasplante o poco después, esto puede conducir a una caída en el rendimiento de hasta un 50%. Los ataques tardíos en el campo no son infrecuentes y pueden dañar las hojas media y superior.
Sin embargo, en los países industrializados, gracias al uso de variedades resistentes, la importancia de TMV es solo esporádica.
Los virus vegetales se pueden usar para diseñar vectores virales , herramientas comúnmente usadas en biología molecular para introducir material genético en una célula vegetal ; también son fuentes de biomateriales y dispositivos de nanotecnología. Los vectores virales basados en TMV incluyen los de las tecnologías de expresión de plantas TRBO y magnICON. Debido a su forma cilíndrica, alta relación de aspecto, capacidad para autoensamblar e incorporar recubrimientos metálicos ( níquel y cobalto ) en la cápside, TMV es un candidato ideal para su incorporación en electrodos de batería. Agregar TMV a un electrodo de batería aumenta significativamente el área de superficie reactiva, lo que puede permitir que la capacidad de la batería aumente hasta seis veces la que se logra con la geometría del electrodo plano.
El nombre de la proteína ( Acetylseryltyrosylseryliso ... serine ) del virus del mosaico del tabaco, cepa dahlemense , se cita generalmente como la palabra más larga publicada en lengua inglesa, con 1.185 letras: está presente en publicaciones americanas desde 1964 y 1966.