20. Как вирусы инфицируют растения? Каким образом они перемещаются с одной клетки растений до другой?

Клеточная стенка, окружающая плазмалемму растительной клетки, предотвращает прикрепление и вход вирусов в клетку способами, аналогичными клеткам животных. Вирусы способны попасть в цитоплазму растительной клетки, только если ткани повреждены. По этой причине растения заражаются либо с помощью переносчиков, или векторов (от лат. vector - несущий), или через механические повреждения, вызванные ветром или другими причинами. Переносчиками вирусов растений могут быть питающиеся на растениях тли, трипсы, цикадки, клещи, нематоды, фитопатогенные грибы. Круг поражаемых вирусом растений обычно определяется видами растений, на которых может питаться переносчик.

Попав в клетку растения, вирусная частица в цитоплазме раздевается, благодаря связыванию белков капсида с белками цитоплазмы растительной клетки; на этот процесс влияют также двухвалентные катионы типа ионов кальция. Высвобожденный геном вируса либо целые вирионы перемещаются в растении из клетки в клетку через плазмодесмы, обеспечивая распространение инфекции по растению. Важной особенностью фитопатогенных вирусов является кодирование вирусами так называемых транспортных белков, которые способствуют перемещению вирусных геномов в прилегающие клетки. На значительные расстояния в растении вирусы распространяются по флоэме.

21. Почему синтез днк нуждается праймера и каким образом во время репликации линейных молекул днк возникает проблема синтеза концов?

Праймеры РНК и проблема репликации концов

Необходимость в праймере для синтеза ДНК создает трудности в обеспечении репликации линейных молекул. Когда синтез в направлении 5´→3´ инициируется РНК-праймером, который далее удаляется, то нет механизма для заполнения промежутка на 5´-конце лидирующей цепи. В конце цикла репликации такая же проблема возникает у запаздывающей цепи (слайд). Без решения этой проблемы, результатом репликации будут две дочерние цепи, каждая из которых будет иметь на 3´ концах одноцепочечные хвосты. В конечном итоге, при каждом цикле репликации ДНК будет укорачиваться.

Проблема «репликации концов» является общей в биологии. У эукариотов она решается посредством использования теломер на концах каждой линейной хромосомы. Теломеры состоят из многочисленных повторов нуклеотидов, связанных со специальными белками. Существует специальный фермент — теломераза, который при помощи собственной РНК-матрицы достраивает теломерные повторы и удлиняет теломеры в каждом цикле деления. Таким образом длина хромосом сохраняется от одного деления к другому. У человека в большинстве дифференцированных клеток теломераза ингибирована, однако активна в стволовых и половых клетках.

Прокариоты, в отличие от эукариот, решают данную проблему путем использования геномов, замкнутых в кольцо. Ряд вирусов также использует подобный подход, однако другие используют уникальные механизмы решения проблемы репликации концов.

24. Что такое віроїди и как происходит их репликация?

Геном вироидов представлен ковалентно замкнутой в кольцо одноцепочечной РНК. Эта РНК, в отличие от вирусов, не кодирует никаких белков, поэтому для вироидов нельзя отнести геномную или комплементарную ей РНК к (+) или (–) типу. Однако та РНК, которая присутствует в клетке в наибольшем количестве, по соглашению условно названа (+)-смысловая РНК, хотя такая терминология в случае вироидов является условной и не имеет общепринятого значения.

РНК вироидов не входит в состав вирионов какого-либо типа и всегда является обнаженной. Когда эта РНК попадает в клетку, она реплицируется белками клетки-хозяина. Ферментом, который осуществляет репликацию вироидов, наиболее вероятно является ДНК-зависимая РНК-полимераза. Остается неизвестным, каким образом этот фермент функционирует на РНК-матрице, но это может по крайней мере отчасти быть связано со структурой генома вироидов, значительная часть которого имеет спаренные нуклеотиды (слайд).

Репликация генома вироидов, как полагают, протекает по механизму катящегося кольца, аналогично репликации замкнутых в кольцо ДНК . РНК-полимераза II начинает репликацию в точно определенной точке генома, хотя природа событий инициации репликации остается неизвестной. Процесс репликации приводит к синтезу линейной конкатемерной РНК, комплементарных геномной РНК. Далее эта РНК разрезается на молекулы, имеющие длину геномной РНК. Разрезание выполняется при участии необычной последовательности вновь синтезированной РНК, которая называется рибозимом. Рибозим автокаталитически разрезает РНК в специфических участках, образуя линейные одноцепочечные РНК, имеющие размер генома вироида. Далее эти молекулы замыкаются в кольцо. Остается неизвестным, каким образом происходит образование этого кольца. Далее, благодаря спариванию оснований, формируется палочковидная структура, подобная структуре исходной РНК. На матрице этой «минус»-цепи с помощью механизма котящегося колеса синтезируется «плюс»-геномная РНК в виде конкатемера, которая затем разрезается рибозимом и замыкается в кольцо.