Sau khi xâm nhiễm vào cây virus sinh sản trong tế bào cần phải 2 bớc, bớc 1 là tái chế acid nucleic (replication), là quá trình thông tin di truyền virus đời bố truyền cho đời con; bớc 2 là thể hiện thông tin acid nucleic tổ gen virus, là tổng hợp mARN và chuyển hoá phiên dịch protein chuyên hoá.
Hai bớc này tuân theo quy luật chung là chuyển thông tin di truyền, nhng vì
sự biến đổi các loại acid nucleic mà có những chi tiết cụ thể khác nhau.
3.3.3.1. Sự tái tạo tổ gen virus
Điểm khác nhau giữa virus thực vật với sự truyền thông tin di truyền sinh vật tế bào là có hiện tợng phản sao chép, có một số ARN của virus dới tác dụng của enzym phản sao chép của mật mã virus sẽ chép lại đợc chuỗi ADN. Phần lớn ARN của virus thực vật tái tạo ARN. Sự tái tạo này phải có môi trờng cây chủ ( thông thờng trong tế bào chất hoặc nhân tế bào), tái tạo cần phải có bản gốc và năng lợng, enzym phiên mã cây chủ và hệ thống màng.enym đợc cung cấp là polymerase còn gọi là enzym tái tạo.
3.3.3.2. Sự biểu đạt thông tin tổ gen virus thực vật
Sự biểu đạt thông tin tổ gen virus thờng có 2 mặt: một mặt là quá trình tổ gen virus chuyển sao mARN, hai là phiên dịch mARN. Điểm khác nhau
của sự biểu đạt chủ yếu là tổng hợp mARN có nhiều con đờng, phiên mã
mARN cũng có nhiều cách khác nhau.
(1) Sao chép acid nucleic virus. Dù virus có loại acid nucleic nào đều phải trải qua quá trình dịch ra protein nhờ mARN. Virus ARN chuỗi dơng có thể trực tiếp cho mARN sử dụng, các virus thực vật khác lại sao chép bằng con
đờng khác. Sự sao chép ARN virus cũng cần có cây chủ và tài liệu nguyên bản, sao chép acid nucleic virus thực vật phải đợc tiến hành trong tế bào chất, một phần tiến hành trong nhân tế bào. Virus ADN ( chuỗi đơn và chuỗi đôi) khi sao chép mARN phải có enzym sao chép của vật chủ cung cấp. Đối với virus ARN chuỗi âm vì acid nucleic không thể trực tiếp phiên dịch protein, acid nucleic chuỗi âm chuyên sao thành chuỗi dơng thông qua enzym tái tạo nhờ virus đi vào tế bào cây chủ cũng mang thể hạt virus vào, cho nên chỉ acid nucleic thuần tinh chế không thể hoàn thành đợc quá trình tái tạo. Mặt khác tổ gen ARN chuỗi đơn của một số bệnh nh khô héo cà chua (Tospovirrus) một phần chuỗi ARN có thể thông qua sao chép tổng hợp ARN cho mARN sử dụng phiên dịch ra protein; còn một phần khác phải thông qua tái tạo sản sinh chuỗi bổ sung, rồi từ chuỗi bổ sung sao chuyển ra ARN, mới cho mARN sử dụng.. Loại ARN này gọi là ARN song nghĩa ( ambisense ARN)
(2)Biểu đạt ARN virus thực vật. Sau khi chuyển sao ra mARN muốn phiên mã cũng cần phải cơ chế đặc biệt. Do cơ chế tổng hopự protein trong sinh vật nhân thật- thể ribosom chỉ có thẻ nhận biết khung đọc mở ra (open reading frame, ORF)trên mARN, biểu đạt gen khác trên chuỗi cùng ARN phải nhờ sách lợc phiên dịch đặc biệt của virus.
Gen phiên mã tổ gen virus thực vật rất ít, chỉ 4-5 gen, nhiều có thể chỉ
đến 12 gen. Những sản phẩm của gen đó bao gồm enzym tái tạo phiên mã
hoặc enzym chuyển dịch, các enzym proteaza vỏ áo, proteaza di dộng,
protein cây chủ tụ tập lại hình thành thể nội hàm ( inclusion body) có thể tích và hình dạng nhất định. Chúng đợc chia ra thể nội hàm nhân và thể nội hàm tế bào chất. Thể nội hàm tế bào chất có hình dạng, kích thớc, kết cấu khác nhau và đợc chia ra 5 loại : thể nội hàm bất định hình, tinh thể giả, thể nội hàm tinh thể và thể nội hàm dạng vòng. Virus thực vật khác nhau sẽ hình thành thể nội hàm khác nhau, lợi dụng sự khác nhau đó mf ngời ta đa ra ph-
ơng pháp phân loại virus khác nhau.
(3) Chức năng kết cấu tổ gen virus thực vật. Việc nghiên cứu sinh học phân tử càng tiến triển, kết cấu tổ gen virus càng đợc phát hiện thứ tự nucleotide của chúng, thứ tự acid amin của sản phẩm gen và chức năng sinh học của chúng đã đợc tìm hiểu.
Do số lợng gen phiên mã tổ gen virus thực vật rất ít, chúng ta chỉ có thể vẽ ra sơ đồ di truyền của chúng thể hiện các vị trí của gen.
3.3.3.3. Sự sinh sản của virus thực vật
Virus thực vật là một vật ký sinh phân tử, không có kết cấu tế bào, không có cơ quan sinh sản phức tạp nh nấm, cũng không phải chia đôi nh vi khuẩn mà là tổng hợp ARN và protein rồi lắp vào nhau thành thể hạt virus con. Phơng thức này ngời ta gọi là sinh sản tái tạo ( multiplication).
Quá trình từ khi virus vào tế bào cây chủ đến khi tổng hợp thành thể virus con đợc gọi là quá trình sinh sản. Ví dụ quá trình tái tạo ARN chuỗi d-
ơng nh sau ( hình 3.52)
Vào tế bào cây chủ và lột vỏ áo: virus thực vật thông qua vết thơng nhỏ trực tiếp chui vào tế bào sống và giải phòng ARN, quá trình giải phòng ARN gọi là sự lột áo (uncoating) ( bớc 1,2)
Tái tạo ARN và biểu đạt gen: Tái tạo ARN là khâu trung tâm truyền thông tin di truyền, bao gồm sản sinh ARN virus con và sản sinh mARN protein virus phiên dịch, lợi dụng ribosom của cây chủ cung cấp phiên dịch ra enzym tổ hợp ARN ( ARN-dependent ARN polymerasa, RdRp) ( bớc 3);
dới tác dụng của RdRp lấy ARN chuỗi dơng làm mẫu tái tạo ra ARN chuỗi
âm ( bớc 4) ; rồi từ mẫu ARN chuỗi âm lại tái tạo ra ARN tổ gen ( bớc 5)
đồng thời tái tạo ra hàng loạt ARN chuỗi dơng; ARN tổ gen phiên dịch 3 loại protein vỏ áo ( bớc 6) ARN chuỗi dơng mới cùng với vỏ áo lắp vào nhau hình thành thể hạt virus con hoàn chỉnh ( bớc 7) . Thể hạt virus con không ngừng sinh sản và chuyển sang xâm nhiễm tế bào bên cạnh.(bớc 8).
3.3.4. Sự lây lan và di chuyển của virus thực vật