तंबाकू मोज़ेक वायरस: विशेषताओं, संरचना, प्रतिकृति - जीवविज्ञान - 2025

नसवार की पच्चीकारी के वायरस (TMV, अंग्रेजी तम्बाकू मोज़ेक वायरस की) एक संयंत्र आरएनए वायरस है कि पौधों नसवार की पत्तियों और जैसे टमाटर और अन्य Solanaceae के रूप में आर्थिक हित के अन्य फसलों पर भूरे रंग के धब्बे की उपस्थिति का कारण बनता है।

इसका नाम धब्बों के पैटर्न से निकला है जो संक्रमित पौधों का कारण बनता है, जिसे "मोज़ेक" के रूप में वर्णित किया गया है। यह पहला वायरस है जिसकी पहचान और वर्णन प्रकृति में किया गया था, जो कि 1800 के दशक के अंत और 1900 के दशक के प्रारंभ में हुए, यानी एक सदी से भी अधिक समय पहले हुए थे।

तम्बाकू मोज़ेक वायरस का इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ (स्रोत: कोई मशीन-पठनीय लेखक उपलब्ध नहीं कराया गया। Chb मान लिया गया (कॉपीराइट दावों के आधार पर)। / सार्वजनिक डोमेन, विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से।

यह अनुमान लगाया जाता है कि तंबाकू मोज़ेक वायरस से होने वाले तम्बाकू के नुकसान लगभग 1% हैं, क्योंकि अधिक से अधिक प्रतिरोधी पौधों की खेती की जाती है। हालांकि, टमाटर जैसी अन्य फसलों, उदाहरण के लिए, टीएमवी के कारण होने वाली बीमारी के कारण 20% से अधिक का नुकसान होता है।

इस वायरस से संबंधित मुख्य कृषि संबंधी समस्याओं में से एक यह है कि यह तब भी जीवित रह सकता है जब यह पौधे मर जाता है और इसके अलावा, यह उच्च तापमान का समर्थन करता है, ताकि यह एक फसल से या अन्य सुविधाओं से समाप्त हो जाए। एक ग्रीनहाउस काफी चुनौतीपूर्ण है।

फिर भी, तंबाकू मोज़ेक वायरस बहुत उपयोगी साबित हुआ है:

- वायरस को परिभाषित करने वाली आवश्यक विशेषताओं को उजागर करने के लिए प्रतीकात्मक और उपचारात्मक मॉडल

- परजीवी मेजबान पौधों, विशेष रूप से तंबाकू के जीव विज्ञान की जांच करने के लिए प्रोटोटाइप

- रोगज़नक़-मेजबान इंटरैक्शन और सेल ट्रैफ़िकिंग के अध्ययन के लिए उपकरण

- तंबाकू में फार्मास्युटिकल रुचि के प्रोटीन की अभिव्यक्ति के लिए बायोटेक्नोलॉजिकल टूल।

खोज

इसकी पहचान के बाद से, वायरोलॉजी के क्षेत्र की स्थापना में तम्बाकू मोज़ेक वायरस की एक पारलौकिक भूमिका थी, क्योंकि यह इतिहास में पहचाना और वर्णित पहला वायरस था।

यह सब 1879 में शुरू हुआ, जब जर्मन कृषि रसायनज्ञ एडोल्फ मेयर ने तंबाकू से प्रभावित कुछ बीमारियों के अध्ययन के लिए खुद को समर्पित किया।

इस वैज्ञानिक ने प्रदर्शित किया कि एक बीमारी जिसके कारण तंबाकू के पत्तों पर धब्बे दिखाई देते हैं, को रोगग्रस्त पौधे से स्वस्थ एक में स्थानांतरित किया जा सकता है, बस पूर्व के अर्क के साथ बाद के पत्तों को रगड़कर।

मेयर ने इसे "तंबाकू का मोज़ेक रोग" कहा और शुरू में सुझाव दिया कि एटियलॉजिकल एजेंट (इसका उत्पादन करने वाला) बैक्टीरिया की उत्पत्ति का था, हालांकि वह इसे अलग नहीं कर सकता था और न ही इन विट्रो में प्रयोगात्मक रूप से खेती कर सकता था।

तंबाकू मोज़ेक वायरस की संरचना। 1) सिंगल-फंसे हुए आरएनए, 2) कैप्सॉमर या प्रोटोमर, कैप्सिड सीपी प्रोटीन के सबयूनिट, और 3) कैप्सिड संरचना (स्रोत: Y_tambe / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/) 3.0) विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)

पहले वायरस की खोज

वायरल कणों की खोज का श्रेय 1887 और 1890 के बीच तंबाकू के मोज़ेक रोग की जांच करने वाले एक रूसी माइक्रोबायोलॉजिस्ट दिमित्री इवानोव्स्की को जाता है, जिसमें पाया गया कि रोग का प्रेरक एजेंट इतना छोटा था कि यह छोटे छिद्रों से गुजर सकता था। एक चीनी मिट्टी के बरतन फिल्टर, जहां बैक्टीरिया पारित नहीं कर सका।

इस घटना के साथ, इवानोव्स्की ने निर्धारित किया कि बीमारी एक "फ़िल्टर करने योग्य वायरस" के कारण थी, "विष" के लिए लैटिन शब्द से "वायरस" शब्द लिया गया था।

इवानोव्स्की के कार्यों की बाद में पुष्टि की गई, 1895 में, डचमैन विलेम बेइज़ेरिनक द्वारा, जिन्होंने रोगग्रस्त पौधों के फ़िल्टर्ड सैप का उपयोग करके वायरस के सीरियल ट्रांसमिशन (पौधे से पौधे तक) का प्रदर्शन किया।

Beijerinck के काम ने यह साबित करने के लिए भी काम किया कि यह केवल एक रासायनिक विष नहीं था, बल्कि एक जीवित एजेंट था जो आत्म-प्रतिकृति के लिए सक्षम था।

1927 और 1931 के बीच फिलाडेल्फिया में बॉयस थॉम्पसन इंस्टीट्यूट के दो वैज्ञानिक, विंसन और पेट्री ने प्रोटीन शुद्धि के लिए इस्तेमाल किए गए तरीकों का उपयोग करके वर्षा को केंद्रित करके वायरस को केंद्रित किया।

बाद में, 1935 में, स्टेनली ने वायरस को शुद्ध किया और अत्यधिक सक्रिय और संक्रामक सुई के आकार के कणों को क्रिस्टलीकृत करने में कामयाब रहे, जिससे एक अभूतपूर्व घटना हुई जिसमें एक "जीवित" इकाई क्रिस्टलीय अवस्था में हो सकती है।

वर्षों बाद, कई वैज्ञानिकों के सहयोग और काम के साथ, यह निर्धारित किया गया कि तंबाकू मोज़ेक वायरस एक एकल बैंड आरएनए वायरस था, जिसमें एक फिलामेंटस उपस्थिति या आकृति विज्ञान था।

विशेषताएँ

- यह एक सिंगल बैंड आरएनए वायरस है जिसके वायरल या वायरल कण रॉड के आकार के होते हैं

- इसका जीनोम, साथ ही अधिकांश वायरस, एक प्रोटीन कोट द्वारा संरक्षित है

- यह विर्गविरिदे परिवार और टोबामोवायरस जीनस से संबंधित है

- यह तंबाकू के पौधों और कुछ संबंधित पौधों, विशेष रूप से नाइटशेड (आलू, टमाटर, बैंगन, आदि) को संक्रमित करता है, 200 से अधिक संभावित मेजबानों को जोड़ता है

- यह बेहद स्थिर है और लंबे समय तक विभिन्न सतहों पर रह सकता है

- संक्रमित पौधों में, यह वायरस काफी अधिक टाइटर्स में जमा हो जाता है

- रोगग्रस्त पौधों में इसके लक्षण ध्यान देने योग्य और पहचानने में आसान होते हैं

संरचना

तंबाकू मोज़ेक वायरस, जैसा कि उल्लेख किया गया है, एकल-फंसे (एकल-फंसे हुए) आरएनए वायरस है जिसका वायरल कण रॉड के आकार का है।

तंबाकू मोज़ेक वायरस की संरचना की सामान्यीकृत योजना, TMV (स्रोत: TMV_Structure.png: ग्राहम कोलम टॉक) मूल अपलोडर अंग्रेजी विकिपीडिया पर ग्राहमकोल्म था। /by-sa/3.0) विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)

प्रोटीन कवर

प्रत्येक वायरल कण की विशेषता संरचना एक प्रोटीन कोट द्वारा बनाई गई है जिसे "कोट प्रोटीन" के रूप में जाना जाता है एक प्रोटीन के सबयूनिट के दाहिने हाथ के हेलिक्स द्वारा बनाया गया है।

इस लिफाफे में लगभग 2,130 प्रोटीन सबयूनिट्स हैं, जो वायरल कण में औसतन 300 एनएम की लंबाई, 18 एनएम के एक व्यास और त्रिज्या में 2 एनएम के एक खोखले केंद्र के साथ अनुवाद करते हैं, जहां जीनोम एक त्रिज्या के करीब रहता है 4 एनएम।

TMV प्रोटीन कोट का शीर्ष दृश्य (स्रोत: जमाव लेखक: Stubbs, G., Pattanayek, R., Namba; K; विज़ुअलाइज़ेशन लेखक: उपयोगकर्ता: Astrojan / CC BY (https://creativecommons.org/licenses) / 4.0) विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)

जीनोम

जीनोमिक आरएनए को हेलिक्स के क्रमिक घुमावों के बीच सैंडविच किया जाता है, जो लिफाफे को बनाते हैं, इसके तीन न्यूक्लियोटाइड्स को प्रत्येक प्रोटीन सबयूनिट में मिलाते हैं और इस प्रकार प्रोटीन में पूरी तरह से शेष रहते हैं।

यह जीनोम ६,३ ९ ५ न्यूक्लियोटाइड्स लंबा है और इसमें ४-मिथाइल-गुआनोसिन "हूड" है जो ट्राइफॉस्फेट बॉन्ड के माध्यम से इसके ५ 'छोर से जुड़ा हुआ है।

TMV जीनोम में एन्कोड की गई जानकारी 4 जीनों से मेल खाती है जो 4 अलग-अलग उत्पादों को एन्कोड करते हैं:

- प्रतिकृति से जुड़े दो प्रोटीन, 126 kDa में से एक और 183 kDa का दूसरा, वायरस RNA से सीधे अनुवादित

- एक आंदोलन प्रोटीन (एमपी, इंग्लिश मूवमेंट प्रोटीन से) और एक संरचनात्मक या कोट प्रोटीन (CP, अंग्रेजी कोट प्रोटीन से), जो "सबजेनोमिक" RNA से अनुवादित हैं

एक सफल टीएमवी संक्रमण में होस्ट प्लांट के कई सेलुलर घटकों, विशेष रूप से सेल झिल्ली और साइटोस्केलेटन के साथ इन चार बहुक्रियाशील उत्पादों का सहयोग शामिल है।

प्रतिकृति

टीएमवी के प्रतिकृति तंत्र को समझने के लिए इस वायरस से संक्रमण के कुछ पहलुओं को समझना आवश्यक है।

प्रारंभिक संक्रमण

टीएमवी केवल यांत्रिक घावों के माध्यम से एक पौधे में प्रवेश करता है जो प्लाज्मा झिल्ली को अस्थायी रूप से "खोल" या पिनोसाइटोसिस घटनाओं का कारण बनता है।

संक्रमण संक्रमित हाथों से और संक्रमित छंटाई के उपकरण आदि के माध्यम से होने वाले घावों से हो सकता है, लेकिन शायद ही कभी कीड़े द्वारा फैलता है।

साइटोसोल में एक बार, वायरल कण अपने जीनोम आरएनए को अलग कर देते हैं और छोड़ देते हैं, जिसे सेल द्वारा अपने आरएनए के रूप में मान्यता दी जाती है और इस उद्देश्य के लिए विशेष साइटोसोलिक एंजाइम द्वारा अनुवादित किया जाता है।

TMV जीनोमिक आरएनए का मिथाइल गानोसिन "हूड" इस प्रक्रिया के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह सेल की "निगरानी" प्रणाली को "बायपास" करता है और अन्य सेलुलर घटकों के साथ अपनी बातचीत को बढ़ावा देता है।

इकट्ठे वायरल कणों की संख्या तेजी से बढ़ जाती है और ये संक्रमित कोशिका को छोड़ सकते हैं और अन्य पड़ोसी कोशिकाओं को प्लास्मोडेस्माटा के माध्यम से संक्रमित कर सकते हैं, जो "चैनल" हैं जो किसी कोशिका के साइटोसोल को उन कोशिकाओं से जोड़ते हैं जो इसे घेरते हैं।

आखिरकार, वायरल कण पौधे के ट्रांसलोकेशन सिस्टम, यानी जाइलम और फ्लोएम तक पहुंच जाते हैं, जिससे पूरे प्लांट में फैलाव हो जाता है।

प्रतिकृति प्रक्रिया कैसी है?

तंबाकू मोज़ेक वायरस नकारात्मक पूरक किस्में को संश्लेषित करने के लिए एक टेम्पलेट के रूप में अपने जीनोम का उपयोग करता है जो बड़ी संख्या में सकारात्मक किस्में के संश्लेषण के लिए टेम्पलेट के रूप में काम करते हैं।

इन टेम्प्लेट का उपयोग "सबजेनोमिक" मैसेंजर आरएनए के संश्लेषण के लिए भी किया जाता है जिसमें एमपी और सीपी प्रोटीन के लिए खुले पठन फ्रेम होते हैं।

टीएमवी जीनोमिक आरएनए में एन्कोड किए गए दो प्रतिकृति-जुड़े प्रोटीन में मिथाइल ट्रांसफरेज़, हेलिकेज़ और आरएनए-निर्भर आरएनए पोलीमरेज़ डोमेन हैं।

प्रतिकृति एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम झिल्ली से जुड़े एक कॉम्प्लेक्स में दिखाई देती है जिसमें ये प्रोटीन, आंदोलन प्रोटीन (एमपी), वायरल आरएनए, और अन्य पौधे मेजबान प्रोटीन होते हैं।

लक्षण

तंबाकू मोज़ेक वायरस के लक्षण एक पौधे की प्रजाति से दूसरे में बहुत भिन्न होते हैं। दूसरे शब्दों में, वे मेजबान संयंत्र के प्रकार पर निर्भर करते हैं और, इसके अलावा, वायरस के तनाव पर, पौधे की आनुवंशिक "पृष्ठभूमि" पर और पर्यावरणीय परिस्थितियों पर जहां यह पाया जाता है।

TMV से संक्रमित एक तंबाकू के पौधे की पत्ती की तस्वीर (स्रोत: RJ रेनॉल्ड्स तंबाकू कंपनी स्लाइड सेट / सार्वजनिक डोमेन, विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)

प्रारंभिक संक्रमण के लगभग 10 दिन बाद लक्षण दिखाई देते हैं और ये हैं:

- पत्ती के ब्लेड पर मोजाइक जैसे मैट्रन के साथ भूरे या पीले धब्बों का दिखना

- परिगलन

- अवरुद्ध विकास

- पत्ता कर्ल

- ऊतकों का पीला पड़ना

- फल उत्पादन में कम उपज और यहां तक ​​कि क्षतिग्रस्त और विकृत फलों की उपस्थिति

- फलों के पकने में देरी

- फलों का रंग एक समान नहीं (विशेष रूप से टमाटर में)

संदर्भ

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