Кіріспе
Вирустар туысы Geminiviridae – өсімдік вирустарының туысы. Олар генетикалық ақпаратты бір тізбекті (ss) ДНК-ның дөңгелек геномдарына кодтайды. Бұл туыста 14 туысқа бөлінген 520 түрі бар. Олардың бір тізбекті дөңгелек ДНК геномдары бар, олар вириондық тізбектің көбею ошағынан екі бағытта да өзгешеліктерді көрсетеді (яғни geminivirus геномдары амбисенсті). Балтимор классификациясы бойынша олар II класс вирустар саналады. Бұл – бір тізбекті ДНК вирустарының ең ірі туысы. Мастревирустар мен куртовирустар түрлі жапырақ біте түрлері арқылы таралады (мысалы, жүгері жолақты вирусы және басқа да африкалық жолақты вирустар Cicadulina mbila арқылы таратылады), топокувирустардың жалғыз белгілі түрі – помидордың псевдо-қисайған жолақты вирусы, ағаш бітесі Micrutalis malleifera арқылы таратылады, ал бегомовирустар ақ біте түрі Bemisia tabaci арқылы жұқтырылады. Бұл вирустар дүние жүзіндегі егінге елеулі зиян келтіреді. Геминивирустық аурулардың эпидемиясы бірнеше факторларға байланысты туындады, соның ішінде бір өсімдікті бір мезгілде жұқтырған әр түрлі геминивирустардың рекомбинациясы, бұл жаңа, мүмкін қауіпті вирустардың пайда болуына жағдай жасайды. Басқа да себептерге: жұққан өсімдік материалдарын жаңа жерлерге тасымалдау, ауыл шаруашылығын жаңа өсіру аймақтарына кеңейту, және вирусты бір өсімдіктен екіншісіне таратуға қабілетті векторлардың таралуы мен қоныс аударуы жатады.
Geminiviridae is a family of plant viruses that encode their genetic information on a circular genome of single stranded (ss) DNA. There are 520 species in this family, assigned to 14 genera. They have single stranded circular DNA genomes encoding genes that diverge in both directions from a virion strand origin of replication (i. e. geminivirus genomes are ambisense). According to the Baltimore classification they are considered class II viruses. It is the largest known family of single stranded DNA viruses. Mastrevirus and curtovirus transmission is via various leafhopper species (e. g. maize streak virus and other African streak viruses are transmitted by Cicadulina mbila), the only known topocuvirus species, Tomato pseudo curly top virus, is transmitted by the treehopper Micrutalis malleifera, and begomoviruses are transmitted by the whitefly species, Bemisia tabaci. These viruses are responsible for a significant amount of crop damage worldwide. Epidemics of geminivirus diseases have arisen due to a number of factors, including the recombination of different geminiviruses coinfecting a plant, which enables novel, possibly virulent viruses to be developed. Other contributing factors include the transport of infected plant material to new locations, expansion of agriculture into new growing areas, and the expansion and migration of vectors that can spread the virus from one plant to another.
Көшіру
Геминивирустар геномдары небары бірнеше ақуызды кодтайды; сондықтан олар көбейту үшін жасқынша жасуша факторларына тәуелді: геномдарын көбейту үшін ДНҚ полимеразалары – және, мүмкін, жөндеу полимеразалары – сияқты факторлар, сондай-ақ транскрипция факторлары олардың ішінде. Геминивирустар M13 және көптеген плазмидтер сияқты бактериофагтарға ұқсас дөңгелек механизм арқылы көбейеді. Көбейту инфекцияланған өсімдік жасушасының ядросында жүреді. Біріншіден, бір тізбекті дөңгелек ДНҚ екі тізбекті дөңгелек аралыққа айналады. Бұл қадамда жасушалық ДНҚ жөндеу ферменттерін пайдалану арқылы, вирустық геномдық немесе плюс сезімді ДНҚ тізбегін үлгі ретінде пайдаланып, толықтыратын теріс сезімді тізбектер өндіріледі. Келесі кезең – дөңгелек фаза, онда вирус тізбегі репликацияны бастау үшін репликацияның басталу орнында орналасқан белгілі бір жерде вирустық Rep ақуызымен тілінеді. Эукариоттық ядродағы бұл процесс көбейту аралық геномдарының конкатемерлік екі тізбекті формаларын тудыруы мүмкін, бірақ екі тізбекті бірлік шеңберлерін жұқтырған өсімдіктер мен жасушалардан бөліп алуға болады. Вирустың геномының жаңа бір тізбекті ДНҚ формалары (плюс сезім) ықтимал, қаптал протеинінің көбейтілген ДНҚ аралықтарымен өзара әрекеттесуі арқылы қалыптасады, себебі CP гені жоқ геномдарда ssDNA қалыптаспайды. ssDNA ядродағы ұрықтанған бөлшектерге жиналады. Бұл бөлшектер ядродан шығып, вириондар ретінде айналадағы жасушаларға тарала ма, әлде ssDNA қаптал протеінімен және қозғалыс протеінімен байланысты геном плазмодесма арқылы жасушадан жасушаға тасымалданатын түрі ме, әлі белгісіз. Бұл вирустар көбінесе вектор жәндігінің тесілген ауыз мүшелері арқылы дифференциацияланған өсімдік жасушаларына еніп, бастапқыда жұқтырады: алайда, бұл жасушаларда ДНҚ көбейтуі үшін қажетті жасқынша ферменттері көбінесе жетіспейді, бұл вирусқа көбейтуді қиындатады. Бұл кедергіні жеңу үшін геминивирустар өсімдік жасушаларын вирустың көбеюі үшін жасушалық циклға қайта кіруге итермелейді.
Вирустың реп протеиндері
Вирустың геномында кодталған және геминивирустық ДНК репликациясы үшін қажетті жалғыз белок – геминивирустық репликация протеины Rep. Rep вирустық ДНК-ның дөңгелек шеңбер репликациясын іске қосады және репликация машинасының құрамына кіретін басқа да жануарлардың белоктарымен өзара әрекеттеседі.
Эволюция
Бұл вирустар фитоплазма плазмидасынан пайда болған болуы мүмкін. Геминивирустар генетикалық ақпаратты өсімдікке көлденең гендік трансфер арқылы жіберуге қабілетті.