Репродукция фитопатогенных вирусов

Вирусы растений накапливаются в зараженных клетках в огромном количестве. В частности в одной клетке волоска табака содержится 6*10⁷ частиц вируса табачной мозаики. При этом на долю этих частиц приходится 10% сухого веса инфицированного растения^[1].

Основные этапы репродукции фитопатогенных вирусов

По способу размножения фитовирусы, как и вирусы вообще, отличаются от клеточных микроорганизмов. Последние, размножаются бинарным делением взрослых клеток. При этом клетка сохраняет целостность на всех стадиях размножения. Вирус, попадая в клетку, частично или полностью распадается на макромолекулы и высвобождает нуклеиновую кислоту – носителя генетической информации. Позднее, вследствие трансляции вирусного генома или информационной РНК происходит репликация нуклеиновой кислоты вируса и формирование вирус-специфических белков. Трансляция, как и при репродукция вируса, использует аппарат клеток растения-хозяина. В результате наблюдается репликация генома, возникают специфические белки вируса. На заключительном этапе, из вновь синтезированной нуклеиновой кислоты и вирусных белков собирают новые вирусные частицы^[2][1].

По способу трансляции генетической информации вирусы растений делят на две группы:

1. Вирионные – РНК содержит прямую информацию для синтеза структурного белка и используется в качестве матричного РНК (одноцепочечный вирус табачной мозаики)^[1].
2. Содержащие в вирионе особый фермент – вирус-специфическую РНК-транскрипазу. С помощью последней на геномной РНК синтезируется комплементарная ей молекула «минус»-РНК (двухцепоченые вирусы семейства Rabdoviridae)^[1].

Размножение одноцепочных вирусов, у которых РНК содержит прямую информацию для синтеза структурных белков во многом повторяет процесс, описанный в статье «Репродукция вирусов» и состоит из следующих этапов:

1. Адсорбция – проникновение вируса в клетку. Наблюдается в местах мельчайших ранений клеточной стенки. Происходит путем взаимодействия рецепторов клетки и вируса^[3][1].
2. Протеолиз – процесс освобождения РНК от белковой оболочки (капсида). Происходит внутри клетки вблизи от поверхности. Длится от трех до шести часов^[3][1].
3. Эклипс-стадия (темновая стадия) – перестройка органоидов клетки для работы на репродукцию вируса^[3][1].
4. Репликация – размножение освобожденной РНК вируса. Синтез осуществляется при помощи фермента РНК-репликазы, выступающего катализатором образования РНК из нуклеотидов. Информационной РНК для образования данного фермента, в данном случае, служит сама вирусная РНК. С помощью РНК-репликазы на вирусной РНК идет построение комплиментарной ей спирали. Таки образом образуется двухспиральная репликатичная форма РНК. По типу матричного синтеза на минус-спиралях идет построение плюс-спиралей, то есть новых вирусных РНК. Одновременно идет синтез структурного белка вируса на цитоплазменных рибосомах с одновременным разрушением старых клеточных транспортных РНК. Рибосомы под влиянием вирусных составляющих соединяются в полисомы и более активно синтезируют вирусный белок^[3][1].
5. Образование вирионов и их выход из пораженной клетки. Отмечается, что агрегация вирусных частиц – явление спонтанное и происходит в результате случайных встреч молекул вирусной РНК и белка^[3][1].

Считается, что репликация и сборка вирионов происходит в различных местах клетки. Месторасположение этого процесса зависит от вида вируса. Это может происходить в хлоропластах, митохондриях, ядре, ядрышке, цитоплазме. Сложные вирусы (с суперкапсидом) приобретают липидосодержащие оболочки при прохождении нуклеокапсида (агрегата капсида и РНК) через мембрану хозяина. Зрелые частицы вируса могут выходить из клеток по плазмодесмам (ближний транспорт фитовирусов). При этом оболочка клетки не повреждается^[1].