Geminiviridae -Geminiviridae
| Geminiviridae | |
|---|---|
|
|
| Oczyszczone cząstki wirusa pasemek kukurydzy (MSV) wybarwione octanem uranylu. Pasek wielkości wskazuje 50 nm. | |
Klasyfikacja wirusów 
|
|
| (bez rankingu): | Wirus |
| Królestwo : | Monodnaviria |
| Królestwo: | Shotokuvirae |
| Gromada: | Cressdnaviricota |
| Klasa: | Repensiviricetes |
| Zamówienie: | Geplafuvirales |
| Rodzina: | Geminiviridae |
| Generał | |
Geminiviridae to rodzina wirusów roślinnych, które kodują swoją informację genetyczną w kolistym genomie jednoniciowego (ss) DNA . W tej rodzinie jest 520 gatunków, zaliczonych do 14 rodzajów. Choroby związane z tą rodziną to: jasnożółta mozaika, żółta mozaika, żółta plamistość, zwijanie liści, karłowatość, smugi, zmniejszone plony. Mają jednoniciowe kolistegenomy DNA kodujące geny, które odbiegają w obu kierunkach od początku replikacji nici wirionu (tj. genomy geminiwirusów są ambisensowne ). Według klasyfikacji Baltimore są one wirusami klasy II. Jest to największa znana rodzina jednoniciowych wirusów DNA.
Mastrevirus i curtovirus transmisja odbywa się za pomocą różnych leafhopper gatunku (na przykład kukurydzy, wirus smug i innych wirusów smuga Afryki są przesyłane Cicadulina mbila ), jedynym znanym gatunkiem topocuvirus, pomidor góry wirusa rzekomej kręcone jest przenoszona przez zgarbowate Micrutalis malleifera i begomoviruses są przenoszone przez gatunek mączlika , Bemisia tabaci .
Wirusy te są odpowiedzialne za znaczne szkody w uprawach na całym świecie. Epidemie chorób geminiwirusowych pojawiły się z powodu wielu czynników, w tym rekombinacji różnych geminiwirusów koinfekujących roślinę, co umożliwia rozwój nowych, prawdopodobnie zjadliwych wirusów. Inne czynniki, które przyczyniają się do tego, obejmują transport zainfekowanego materiału roślinnego do nowych lokalizacji, ekspansję rolnictwa na nowe obszary upraw oraz ekspansję i migrację wektorów, które mogą przenosić wirusa z jednej rośliny na drugą.
Wirusologia
Genom ssDNA może być pojedynczym składnikiem o długości 2500–3100 nukleotydów lub, w przypadku niektórych begomowirusów , dwoma składnikami o podobnej wielkości, o długości od 2600 do 2800 nukleotydów. Mają wydłużony, podwójny kapsydy z dwóch niepełnych T = 1 icosahedra połączone przy brakującego wierzchołka. W kapsydy w zakresie wielkości od 18-20 nm średnicy , o długości około 30 nm. Begomowirusy z genomami dwuskładnikowymi (tj. dwuczęściowymi) mają te składniki rozdzielone na dwie różne cząstki, z których obie muszą być zwykle przenoszone razem, aby zapoczątkować nową infekcję w odpowiedniej komórce gospodarza .
| Rodzaj | Rodzaj Gatunek | Struktura | Symetria | Kapsyd | Układ genomowy | Segmentacja genomowa |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Bekurtowirus | Burak kędzierzawy górny wirus Iranu | Icosahedral bliźniaczy | Niepełny T = 1 | Bez koperty | Okólnik | Jednostronny |
| Begomowirus | Wirus złotej żółtej mozaiki fasoli | Icosahedral bliźniaczy | Niepełny T = 1 | Bez koperty | Okólnik | Segmentowane |
| Kapulawirus | Utajony wirus Euphorbia caput-medusae | Icosahedral bliźniaczy | Niepełny T = 1 | Bez koperty | Okólnik | Jednostronny |
| Kurtowirus | Wirus kędzierzawych buraków | Icosahedral bliźniaczy | Niepełny T = 1 | Bez koperty | Okólnik | Jednostronny |
| Eragrowirus | Wirus smugi Eragrostis curvula | Icosahedral bliźniaczy | Niepełny T = 1 | Bez koperty | Okólnik | Jednostronny |
| Grablowirus | Wirus czerwonej plamistości winorośli | Icosahedral bliźniaczy | Niepełny T = 1 | Bez koperty | Okólnik | Jednostronny |
| Mastrewirus | Wirus kukurydziany | Icosahedral bliźniaczy | Niepełny T = 1 | Bez koperty | Okólnik | Jednostronny |
| Topokuwirus | Wirus pseudo-kręconego pomidora | Icosahedral bliźniaczy | Niepełny T = 1 | Bez koperty | Okólnik | Jednostronny |
| Turncurtowirus | Wirus kędzierzawego wierzchołka rzepy | Icosahedral bliźniaczy | Niepełny T = 1 | Bez koperty | Okólnik | Jednostronny |
Taksonomia
Rozpoznawane są następujące rodzaje:
- Bekurtowirus
- Begomowirus
- Kapulawirus
- Cytlodawirus
- Kurtowirus
- Eragrowirus
- Grablowirus
- Maldowirus
- Mastrewirus
- Mulcrilewirus
- Opunwirus
- Topilewirus
- Topokuwirus
- Turncurtowirus
Zaproponowano kilka dodatkowych rodzajów: Baminivirus, Nimivirus i Niminivirus.
Replikacja
Genomy Geminivirus kodują tylko kilka białek; w związku z tym ich replikacja jest zależna od czynników komórki gospodarza: obejmują one takie czynniki, jak polimeraza DNA — i prawdopodobnie polimerazy naprawcze — w celu amplifikacji ich genomów, a także czynniki transkrypcyjne. Geminiwirusy replikują się poprzez mechanizm toczącego się koła , jak bakteriofagi, takie jak M13, i wiele plazmidów. Replikacja zachodzi w jądrze zakażonej komórki roślinnej. Najpierw jednoniciowy kolisty DNA jest przekształcany w dwuniciowy kolisty produkt pośredni. Ten etap obejmuje użycie enzymów naprawczych DNA komórkowego do wytworzenia komplementarnej nici sensownej ujemnej, przy użyciu wirusowej nici genomowego lub dodatniej nici DNA jako matrycy. Następnym etapem jest faza toczącego się koła, w której nić wirusowa jest odcinana w określonym miejscu znajdującym się w miejscu początku replikacji przez wirusowe białko Rep w celu zainicjowania replikacji. Ten proces w jądrze eukariotycznym może prowadzić do powstania konkatemerycznych dwuniciowych form replikacyjnych genomów pośrednich, chociaż dwuniciowe okręgi jednostek można wyizolować z zakażonych roślin i komórek. Nowe formy jednoniciowego DNA genomu wirusa (plus-sense) są prawdopodobnie tworzone przez interakcję białka płaszcza z replikującymi pośrednikami DNA, ponieważ genomy pozbawione genu CP nie tworzą ssDNA. ssDNA jest pakowany w kiełkujące cząstki w jądrze. Nie jest jasne, czy cząstki te mogą następnie opuścić jądro i zostać przeniesione do otaczających komórek jako wiriony, czy też ssDNA związane z białkiem płaszcza i białkiem ruchu jest formą genomu, który jest przemieszczany z komórki do komórki przez plazmodesmatę .
Wirusy te mają tendencję do wprowadzania i początkowo infekowania zróżnicowanych komórek roślinnych poprzez nakłuwające narządy gębowe owada będącego wektorem: jednak w tych komórkach na ogół brakuje enzymów gospodarza niezbędnych do replikacji DNA, co utrudnia replikację wirusowi. Aby przezwyciężyć tę blokadę, geminiwirusy mogą indukować komórki roślinne do ponownego wejścia w cykl komórkowy ze stanu spoczynku, tak że może nastąpić replikacja wirusa.
| Rodzaj | Dane gospodarza | Tropizm tkankowy | Szczegóły wejścia | Szczegóły wydania | Witryna replikacji | Miejsce montażu | Przenoszenie |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Bekurtowirus | szpinak | Łyko; sito; floem ograniczony | Ruch wirusowy; inokulacja mechaniczna | Początkujący | Jądro | Jądro | Ruch wirusowy; kontakt |
| Begomowirus | Rośliny dwuliścienne | Łyko; sito; floem ograniczony | Ruch wirusowy; inokulacja mechaniczna | Początkujący | Jądro | Jądro | Mączliki Bemisia tabaci |
| Kapulawirus | Rośliny dwuliścienne | Nic | Ruch wirusowy; inokulacja mechaniczna | Początkujący | Jądro | Jądro | Mszyca |
| Kurtowirus | Rośliny dwuliścienne | Z floemem | Ruch wirusowy; inokulacja mechaniczna | Początkujący | Jądro | Jądro | Konik buraczany |
| Eragrowirus | Rośliny | Nic | Ruch wirusowy; inokulacja mechaniczna | Początkujący | Jądro | Jądro | skoczek drzewiasty; skoczek do liści |
| Grablowirus | Vitis vinifera (winorośl) | Nic | Ruch wirusowy; inokulacja mechaniczna | Początkujący | Jądro | Jądro | Koziołek |
| Mastrewirus | Jednoliścienne | Nic | Ruch wirusowy; inokulacja mechaniczna | Początkujący | Jądro | Jądro | Skoczek do liści |
| Topokuwirus | Rośliny dwuliścienne | Nic | Endocytoza receptora komórkowego | Początkujący | Jądro | Jądro | Skoczek do liści |
| Turncurtowirus | Rzepa | Nic | Endocytoza receptora komórkowego | Początkujący | Jądro | Jądro | Skoczek do liści |
Ewolucja
Wirusy te mogły wyewoluować z plazmidu fitoplazmy . Geminiwirusy są zdolne do horyzontalnego transferu genów informacji genetycznej do rośliny żywiciela.