植物病毒的组分

cao1976

原贴由randomqd 发表于 2007-7-28 20:35
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植物病毒主要成分是核酸和蛋白质，核酸在内部，外部由蛋白质包被，称为外壳。合称为核蛋白或核衣壳。有的病毒粒体中还含有少量的糖蛋白或脂类。而类病毒则没有蛋白质外壳，仅为RNA的分子。
(一)蛋白质 病毒的基因组很小，编码的蛋白种类也很少。
病毒的核酸决定了衣壳蛋白的氨基酸组成，绝大多数植物病毒的衣壳只有一种蛋白，个别的有两种以上。蛋白多肽链经过三维折迭形成衣壳的基本结构单位，称作蛋白亚基(subunit，也称结构亚基)。多个蛋白亚基聚集起来形成壳基，因聚集的蛋白亚基数目不同而分别称为二聚体、三聚体和五邻体、六邻体。壳基是一种形态单位，主要表现在球状病毒上，多数壳基构成衣壳，起到保护核酸链的作用。
病毒粒——核衣壳——衣壳——壳基(形态单位)——蛋白亚基(结构单位)——核酸(RNA改DNA)
病毒蛋白的抗原决定簇：植物病毒作为核蛋白大分子，一般具有良好的抗原特性，能刺激动物产生抗体，并和抗体发生反应，是血清学方法鉴定病毒的依据。抗原特性来自分布在蛋白衣壳表面或囊膜蛋白表面的一些持殊的化学基团，称为抗原决定簇(antigenic determinants)，其特异性取决于氨基酸组成及其三维结构上的差异。
植物病毒的蛋白可分为结构蛋白及非结构蛋白两种。结构蛋白是构成一个完整的病毒粒体所需要的蛋白，主要是衣壳蛋白(coat protein，缩写为CP)和囊膜蛋白，由于大多数植物病毒没有囊膜，其结构蛋白就是衣壳蛋白。
非结构蛋白是指病毒核酸编码的非结构必需的蛋白，包括病毒复制需要的酶。传播、运动需要的功能蛋白等。植物病毒中负链病毒由于先需要将负链复制成正链，才能翻译出蛋白(包括复制酶)。故需要将原来翻译的复制酶包在病毒粒体中。这些病毒是弹状病毒、呼肠孤病毒、花椰菜花叶病毒。
(二)核酸 核酸是病毒的核心，组成了病毒的遗传信息组——基因组(genome)，不同形态粒体的病毒中核酸的比例不同，一般说，球形粒体病毒的核酸含量高，占粒体重量的15％一45％，长条形粒体病毒中核酸含量占5%一6％；而在弹状病毒中只占1％左右，这些核酸决定病毒的增殖、遗传、变异和致病性。在植物病毒基因组中的基因数目从一个基因的卫星病毒(如卫星烟草坏死病毒，satellite tobacco necrosis virus，STNV)到十二个基因的植物呼肠孤病毒。大部分病毒的基因组能编码4—7种蛋白。
植物病毒的核酸类型 植物病毒的核酸只有RNA或DNA两种，按复制过程中功能的不同．可分为5种类型，其中3种为RNA，2种为DNA。
(1)正单链RNA(positive single strand RNA，＋ssRNA)病毒 其单链RNA可以直接翻译蛋白，起mRNA的作用，故称为＋ssRNA病毒。这是最主要的病毒类型，70％以上的引起重要病害常见的植物病毒均为此种核酸类型，如烟草花叶病毒属(Tobamovirus)的TMV、黄瓜花叶病毒属(Cucumovirus)的CMV、马铃薯X病毒属(Potexvirus)的PVY和马铃薯Y病毒属(Potyvirus)的PVY等。可有各种球形或长条形粒体形态。
(2)负单链RNA(negtive single strand RNA，－ssRNA)病毒 其单链RNA不能起mRNA的作用，必需先转录成互补链，才能翻译蛋白，故称为－ssRNA病毒。只有植物弹状病毒两个属，也引起重要的植物病害，如小麦丛矮病毒(WRDV)。粒体形态为短粗的子弹状或杆菌状，外面有囊膜。
(3)双链RNA(double strand RNA，dsRNA)病毒 因其核酸为互补的双链RNA而得名。其中的负链RNA转录出正链RNA，才能作为mRNA翻译蛋白。呼肠孤病毒科(Reoviridae)和分体病毒科(Pativiridae)四个属的病毒为此种核酸类型，呼肠孤病毒常引起呼吸道和肠道感染．广泛侵染脊椎动物、非脊椎动物和植物。重要的植物呼肠孤病毒(Plant reovirus)为水稻矮缩病毒(RDV)和玉米粗缩病毒(MRDV)。该科病毒粒体为直径50nm的多面体，双链核酸分成10一12段包在同一粒体中。
(4)单链DNA(ssDNA)病毒 由于DNA不能直接作为RNA而起作用，所以DNA病毒无＋、－之分。单锈链DNA病毒仅有双联病毒(Geminiviridae)一科,为最小的球形粒体，由直径l 7nm的两个不完全等面体结合而成，复制时单链DNA先合成双链DNA，以常规途径转录mRNA。
(5)双链DNA(dsDNA)病毒 核酸类型与高等动、植物的相同，为互补的双链DNA。花椰菜花叶病毒属(Caulimovirus)和杆状DNA病毒属(Badnavirus)为此种类型。花椰菜叶病毒(CaMv)为直径50nm的球形粒体，合有双链、环状DNA分子。
(三)其它组分 除蛋白和核酸外，植物病毒含有的最大量的其它组分是水分，例如在西红柿束矮病毒和芜菁黄花叶病毒的结晶体中，水分的含量分别为47％和58％。
碳水化合物主要发现在植物弹状病毒科病毒中，以糖蛋白或脂类的形式存在于病毒的囊膜中。如西红柿斑萎病毒含有7％的碳水化合物。另外在其它病毒科或属中，如大麦病毒属中大麦条纹花叶病毒(Barley stripe mosaic virus)也含有糖蛋白。
某些病毒粒体含多胺，主要是精胺和亚精胺，它们与核酸上的磷酸基团相互作用，为稳定折迭的核酸分子。金属离子也是许多病毒必须的，主要有钙离子、钠离子和镁离子。这些金属离子与衣壳蛋白亚基上的离子结合位点作用，稳定衣壳蛋白与核酸的结合利用离子整合剂去掉这些金属离子，往往导致病毒粒体膨胀，易受核酸酶的分解。