45. Будова та взаємодія з клітиною втм.

Ві́рус тютюно́вої моза́їки (ВТМ) — РНК-вірус, що інфікує рослини роду Nicotiana, а також інших представників родини Solanacea e. На відміну від багатьох вірусів рослин ВТМ успішно розможується у культурах протопластів, що полегшує роботу із цим об'єктом. Серед папоротей описано дев’ять видів, у тому числі Polipodium aureum, чутливих до ВТМ.

Будова віріона. Вірус тютюнової мозаїки є одним із типових представників великого класу вірусів зі спіральною симетрією. Його частинки мають форму жорстких порожнистих паличок розміром 15—18 × 300 нм і складаються із 2130 білків-протомерів і РНК. Основна функція капсиду — захист генетичного матеріалу вірусу — одноланцюгової (+)молекули РНК, яка занурена у білок ближче до внутрішньої поверхні «палички» і повторює кроки білкової спіралі.

Геном. Як і в більшості вірусів рослин геном ВТМ представлений однією одноланцюговою (+) РНК (тобто кодуючою, такою із якої може йти трансляція) довжиною 6,4 тисяч нуклеотидів, що кодує чотири гени (два гени полімераз, ген білків-протомерів, і ген білка, необхідного для переміщення через плазмодесми). 5'-кінець цієї РНК містить 7-метилгуанозин, 3'-кінець має виражену вторинну структуру, проте без полі(А) послідовностей

Коли інтактні частки вірусу потрапляють у клітину, їхня нуклеїнова кислота звільняється від капсидного білка - віруси „роздягаються”. Відносно способу звільнення РНК відомо, що після інокуляції ВТМ у клітини калуса томатів вірусні частки зберігали довжину, але ставали тоншими (білок гідролізується і видаляється з усієї поверхні частки одночасно).

В чутливих рослинах деякі молекули РНК інокулюма повністю звільняються від білка. Число молекул вільної РНК корелює з інфекційністю. При інокуляції рослин вільною РНК ВТМ утворюються полісоми, які не зв’язані з мембранами. Отже, в інокульованих листках РНК вірусу звільняється і може транслюватися, незалежно від того, чи є вірус інфекційним для цієї рослини. Звільнення РНК проходить у ділянках клітини, захищених від УФ.

Реплікація РНК вірусу і трансляція є незалежними один від одного процесами. Очевидно, вони протікають у різних ділянках клітини-господаря Розділення можна досягти, використовуючи інгібітори одного з процесів.

У депротеїнізованих екстрактах клітин, заражених ВТМ, знаходять геномну РНК, одноланцюгову РНК більшого розміру, ніж геном, дволанцюгову. Короткі одноланцюгові РНК, знайдені в клітинах, інфікованих ВТМ, є фрагментами генома ВТМ. В інфікованих клітинах вони знайдені в полісомах, тобто це мРНК, які містять ген білка оболонки. Заражені ВТМ рослини містять зв’язану з мембранами репліказу, яку можна перевести в солюбілізований стан за допомогою детергентів. Зв’язаний фермент, на відміну від вільного, прикріплений до мРНК. При додаванні РНК вільний фермент активується, але не має матричної специфічності щодо РНК ВТМ.

ВТМ є типовим представником РНК-вмісних вірусів з (+)геномом. У них віріонна РНК виконує функцію мРНК і передавання генетичної інформації йде:

РНК-----► Рибосоми-----► Білок

Реплікація проходить у цитоплазмі інфікованої клітини. РНК геном кодує РНК-залежну РНК-репліказу, що каталізує синтез комплементарного (–) ланцюга РНК, який використовується як матриця для синтезу (+) ланцюга РНК. Комплементарний (–)ланцюг слугує матрицею для синтезу мРНК, які транслюються на клітинних рибосомах. Після синтезу РНК і білкових субодиниць йде збирання білків навколо РНК.

Ініціація збирання починається приєднанням вірусної РНК до протеїнових дисків з утворенням кору. РНК зв’язується з амінокислотами, ініціюючи збирання вірусної частки. Молекула РНК формує петлю, на кінці якої є білкові диски. РНК має певний заряд, що дає білковим субодиницям зв’язуватися. Всередині інфікованих клітин утворення вірусних часток призводить до утворення цитоплазматичних включень. Ці включення прозорі. Хлоропласти інфікованих клітин втрачають хлорофіл, який зумовлює пожовтіння листків. Нове потомство виходить з клітини після її смерті. Крім зрілих вірусних часток, з клітин вивільняються і вільні РНК, не оточені білковими субодиницями.