45. Внутрішньоклітинний розвиток фітопатогенних вірусів.

Раніше розмноження вірусів рослин вивчали в механічно інокульованих листках інтактних рослин, використовували і інші тканини або системи. При вивченні розмноження вірусу ми досліджуєм вторинну інфекцію – зараження клітин проходить асинхронно. Інфекційність вірусу в соці листків зростає з часом. Вірус проникає в клітини, заражає їх і розмножується. Це займає деякий час, який називають латентним періодом, або екліпсом: залишковий інокулюм інактивується й інфекційність соку знижується. Потім у заражених клітинах нагромаджується нове потомство вірусу та інфекційність соку знову підвищується. Інфекційність зростає експоненціально. Якщо заражені клітини не гинуть, то протягом двох—трьох тижнів спостерігається ріст інфекційності, а потім концентрація вірусу залишається постійною до загибелі листка або зменшується. На швидкість впливають умови зовнішнього середовища.

Загальна послідовність процесів. Коли інтактні частки вірусу потрапля-ють у клітину, їхня нуклеїнова кислота звільняється від капсидного білка - віруси „роздягаються”, і це роздягання може визначати коло їхніх господарів.

Інфекція в заражених листках стає стійкою до інактивації ультрафіолетом на більш пізніх стадіях реплікації вірусу. При зараженні рослин вільною нуклеїновою кислотою стійкість до УФ-опромінення починає зростати так само як і при зараженні інтактним вірусом – лише через 3 год.

В чутливих рослинах деякі молекули РНК інокулюма повністю звільняються від білка. „Голі” молекули знайдені у фракції, яка складається з ядер клітин господаря. Число молекул вільної РНК корелює з інфекційністю.

Частки простих вірусів під час біохімічно найбільш активної фази їхнього клітинного циклу, ймовірно, повністю дисоціюють на складові компоненти. Більш складні віруси в активний період свого реплікативного циклу, очевидно, „роздягаються” частково. Інфекційні частки втрачають зовнішні оболонки, а геном залишається в комплексі з частиною білка, утворюючи нуклеокапсид, який стає центром реплікації вірусу. Наприклад, реовіруси, потрапляючи в клі-тину, піддаються дії лізосомальних гідролаз і перетворюються в „субвірусну” частку, яка бере участь у реплікації. Субвірусні частки містять вірусспецифіч- ну транскриптазу і можуть синтезувати РНК in vitro.

Біохімія реплікації вірусів рослин. Реплікація нуклеїнової кислоти вірусу і трансляція є різними і незалежними процесами. Очевидно, вони протікають у різних ділянках клітини-господаря і їх можна розділити експериментально. Розділення досягається, використовуючи інгібітори одного чи іншого процесів.

Синтез вірусної нуклеїнової кислоти. Реплікація вірусів з однаковим типом генома протікає незалежно від організмів, які вони заражають. Генетична інформація вірусної ДНК усіх типів реалізується через мРНК, що утворюється в транскрипції. У багатьох вірусів геном репрезентований РНК. РНК деяких вірусів одноланцюгові, а у інших – дволанцюгові. У одних вірусів РНК містить генетичну інформацію, яка безпосередньо транслюється в білки; в інших – спочатку на геномній РНК синтезується комплементарна мРНК.

Геном багатьох вірусів – це одноланцюгова РНК, яка зберігає інфекційність після її виділення із вірусних часток. Деякі з цих РНК слугують матрицями в білоксинтезуючих системах.

Віруси з багатокомпонентним геномом поділяють на два основні типи. Прикладом першого типу може бути рател-вірус тютюну, в якого один із двох компонентів геномної РНК може зумовлювати інфекцію, хоча б абортативну. Для зараження вірусами другого типу необхідні всі компоненти генома.

ВТМ є представником РНК-вмісних вірусів з (+) геномом, в яких віріонна РНК виконує функцію мРНК і передавання генетичної інформації йде просто:

РНК-----►Рибосоми-----►Білок

Так реалізують генетичну інформацію багато РНК-фагів, а також РНК-вірусів людини і тварин. У них фактично не відбувається транскрипція як самостійна фаза розмноження.

Реплікація ВТМ проходить у цитоплазмі інфікованої клітини. РНК-геном кодує РНК-залежну РНК-репліказу, що каталізує синтез комплементарного (–) ланцюга РНК. Останній 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.

Віруси з одноланцюговою неінфекційною РНК. Цей тип генома характерний для рабдовірусів (вірус некротичного пожовтіння салату-латука). Вони бацилоподібної форми і містять одну нитку одноланцюгової РНК з молекулярною масою 4x10⁶Да. Депротеїнізований геном вірусу не інфекційний. Геномна РНК не містить ділянки для прикріплення рибосом і при трансляції синтезуються нефункціональні продукти.

Передавання генетичної інформації в них відбувається за такою схемою:

вРНК-----►мРНК-----►Рибосоми-----►Білок

Віруси з дволанцюговою РНК. Найбільш відомими представниками цієї групи є вірус карликовості рису. Синтез мРНК реовірусів відбувається по-іншому, ніж траскрипція одноланцюгових геномних вірусних РНК; він відповідає транскрипції геномної ДНК. Матрицею для синтезу мРНК є дволанцюгова структура РНК; два ланцюги зберігають цілісність, а основи ланцюгів залишаються спареними. Очевидно, з частини синтезованих мРНК за допомогою гранскриптази утворюються нові молекули дволанцюгового генома.