Geminiviridae

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche
Geminiviridae
Good msv 3.jpg

Gereinigtes Maize streak virus (MSV), der Maßstab entspricht 50 nm.

Systematik
Reich: Viren
Familie: Geminiviridae
Gattung: * Becurtovirus
Taxonomische Merkmale
Genom: ssDNA
Baltimore: Gruppe 2
Symmetrie: dimer
Hülle: keine
Wissenschaftlicher Name
Geminiviridae (engl.)
Links

Die Geminiviridae sind eine Familie von DNA-Viren, die verschiedene Pflanzenarten infizieren. Sie werden durch verschiedene Insekten übertragen.[1] Sie sind Pathogene mit agrarwirtschaftlicher Bedeutung.

Aufbau[Bearbeiten]

Virion[Bearbeiten]

Schematische Zeichnung der Geminiviren.

Die Virionen der Geminiviren besitzen ein unbehülltes Kapsid, das eine Länge von etwa 38 nm und ein Durchmesser von etwa 22 nm aufweist. Das Kapsid besitzt entlang der Hälfte der Längsseite eine Einschnürung. Durch die Einschnürung wird das Kapsid in zwei ungefähr gleiche Hälften von ikosaedrischerer Struktur mit einer Triangulationszahl von eins unterteilt, woher der Name Geminiviridae (lat. gemini ‚Zwillinge‘) stammt. Im Zellkern der Wirtszelle wird die virale einzelsträngige (+)-Strang-DNA ins Kapsid verpackt.

Genom[Bearbeiten]

Geminiviren besitzen – wie auch Circoviren und Nanoviren – ein vergleichsweise kleines Genom aus einem einzelsträngigen zirkulären DNA-Molekül mit ambisense-Polarität von etwa 2,5–3,1 Kilobasen Länge mit zwei gegenläufigen offenen Leserastern. Bei manchen Begomoviren (z. B. AbMV) ist das Genom zweiteilig (engl. bipartite) mit zwei DNA-Strängen von je 2,6–2,8 Kilobasen, weshalb eine Infektion erst durch zwei Begomoviren mit unterschiedlichen Genomhälften erfolgen kann. Geminiviren sind möglicherweise aus einem Plasmid der Phytoplasma spp. entstanden.[2] Die Genome der Geminiviren können bei einer Koinfektion zweier oder mehrerer Geminiviren rekombinieren. Das Genom wird durch die DNA-Polymerase der Wirtszelle im Zellkern einer Pflanzenzelle per rolling circle replication repliziert. Das virale Protein Rep schneidet die virale DNA im Replikationsursprung und leitet damit die Replikation ein.[3] Die Replikation beginnt an inverted repeats bei der konservierten Sequenz TAATATTAC, die möglicherweise eine stem loop-Sekundärstruktur ausbildet.

Proteine[Bearbeiten]

Das Genom codiert für die Proteine Rep und CP (von englisch coat protein ‚Hüllprotein‘). Rep ist eine Endonuklease und leitet die Replikation des viralen Genoms ein. CP ist das Kapsidprotein und ist ein essentieller Bestandteil bei der Replikation des Genoms.

Replikationszyklus[Bearbeiten]

Geminiviren werden nach der Aufnahme in die Zelle aus dem Zytosol durch einen Zellkernimport in den Zellkern geschleust. Dort initiiert Rep die Replikation der viralen DNA durch die DNA-Polymerase der Wirtszelle unter Beteiligung des CP und die Transkription. Die virale mRNA wird ins Zytosol geschleust, wo am Ribosom die viralen Proteine erzeugt werden. Die viralen Proteine werden in den Zellkern geschleust, lagern sich zusammen und binden virale DNA, wodurch die Virionen gebildet werden.[4] Die Viren verlassen die Zelle unter anderem durch Knospung. Es ist bisher unklar, zu welchen Anteilen die Transmission durch Virionen oder über Desmosomen durch virale DNA mit gebundenem CP erfolgt.

Systematik[Bearbeiten]

Die Geminiviridae ist die größte Familie einzelsträngiger DNA-Viren. Das Mastrevirus wird durch verschiedene Zikaden übertragen, z. B. Maize streak virus und andere African streak viruses durch Cicadulina mbila. Curtoviren und das Tomato pseudo-curly top virus werden durch Buckelzirpen übertragen, z. B. Tomato pseudo-curly top virus durch Micrutalis malleifera. Begomoviren werden durch die Weiße Fliege Bemisia tabaci übertragen.

Geminiviridae umfasst folgende Genera:

Verschiedene Genera wurden vorgeschlagen: Baminivirus, Nimivirus and Niminivirus.[5] Manche Geminiviren wurden noch keinem Genus zugeordnet, z. B. das Grapevine Cabernet Franc-associated virus/Grapevine red blotch-associated virus/Grapevine redleaf-associated virus.[6]

Literatur[Bearbeiten]

  • G. P. Martelli et al: Family Geminiviridae. In: A. M. Q. King, M. J. Adams, E. B. Carstens, E. J. Lefkowitz (eds.): Virus Taxonomy. Ninth Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. Amsterdam 2012. ISBN 978-0-12-384684-6.
  • D. M. Knipe, Peter M. Howley, D. E. Griffin, (Hrsg.): Fields Virology. 5. Auflage, Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia 2007, ISBN 978-0-7817-6060-7.

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Geminiviridae – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Gray and Banerjee, N Banerjee: Mechanisms of Arthropod Transmission of Plant and Animal Viruses. In: Microbiol Mol Biol Rev.. 63, Nr. 1, 1999, S. 128–148. PMID 10066833. PMC: 98959 (freier Volltext).
  2. Krupovic M, Ravantti JJ, Bamford DH: Geminiviruses: a tale of a plasmid becoming a virus. In: BMC Evol Biol. 9, 2009, S. 112. doi:10.1186/1471-2148-9-112. PMID 19460138. PMC: 2702318 (freier Volltext).
  3. Chasan R: Geminiviruses: A Twin Approach to Replication. In: Plant Cell. 7, Nr. 6, 1995, S. 659–661. doi:10.1105/tpc.7.6.659.
  4. Gutierrez C: NEW EMBO MEMBERS' REVIEW: DNA replication and cell cycle in plants: learning from geminiviruses. In: EMBO. 19, Nr. 5, 2000, S. 792–799. doi:10.1093/emboj/19.5.792. PMID 10698921. PMC: 305619 (freier Volltext).
  5. Ng TF, Marine R, Wang C, Simmonds P, Kapusinszky B, Bodhidatta L, Oderinde BS, Wommack KE, Delwart E (2012): High variety of known and new RNA and DNA viruses of diverse origins in untreated sewage. J Virol
  6. Poojari S, Alabi OJ, Fofanov VY, Naidu RA (2013): A leafhopper-transmissible DNA virus with novel evolutionary lineage in the family geminiviridae implicated in grapevine redleaf disease by next-generation sequencing" PLoS One 8(6) e64194. doi:10.1371/journal.pone.0064194