การทวีจำนวนของวิสา

(Viral multiplication)
Nucleic acid และโปรตีนของวิสาแยกออกจากกันได้ ภายในเวลา 1 ชั่วโมง หลังการปลูกเชื้อโปรตีนที่แตกหลุดนั้น อาจไปรวมกับโปรตีนของเซลพืช เพื่อใช้ประโยชน์ในขบวนการสังเคราะห์ต่างๆ ของเซล
Viral RNA สังเคราะห์ได้ โดยเอนไซม์จากพืชพวก RNA-polymerases หรือ RNA-synthetast หรือ RNA-replicases และ RNA ของวิสาทำหน้าที่เป็น template โดย nucleotide ประกอบกันเป็น RNA ใหม่เพิ่มขึ้น RNA ที่เกิดใหม่นี้จะยังไม่เป็น RNA ของวิสา แต่จะเป็น complementary strand (-) ของ RNA ของวิสา (virus strand, +) ได้เป็น ds RNA ซึ่งต่อมาจะแยกออกจากกัน เป็น RNA ของวิสาเดิม (+) กับ RNA ที่เกิดใหม่นี้จะทำหน้าที่เป็น template สร้าง RNA strand (+) ใหม่เพิ่มขึ้นต่อไป
ส่วนการทวีจำนวนของวิสา ss RNA ของ rhabdoviruses และ ของ ds RNA บางชนิดจะแตกต่างไปจากที่กล่าวแล้วข้างต้น อนุภาคทั้งหมดหรือส่วนมากต้องมีอยู่ในเซลเพื่อให้วิสาทวีจำนวนและเจริญทำให้พืชติดเชื้อ โดย ss RNA ของ rhabdoviruses เป็น strand (-) ซึ่งไม่สามารถทำให้พืชเป็นโรคต้องเปลี่ยนเป็น RNA ที่มี strand ( + ) ด้วยเอนไซม์ transciptase ของวิสาเอง ในพืชอาศัยนั้นก่อน แล้วจึงจะทวีจำนวนตามวิธีการที่กล่าวแล้วได้ สำหรับ ds RNA ของ isometric viruses ซึ่ง RNA อยู่เป็นท่อนๆ ภายในวิสานั้น จะสามารถทำให้พืชเป็นโรคก็ต้องขึ้นอยู่กับการทวีจำนวนของวิสาในพืชอาศัยด้วยเอนไซม์ transciptase เช่นกัน ER
เมื่อ RNA ของวิสาใหม่เกิดขึ้นแล้วจะไปกระตุ้นให้เซลพืชสร้างโมเลกุลโปรตีนเป็น capsomeres ไปห่อหุ้มวิสา ปรากฏว่าเพียงบางส่วนของ RNA strand ของวิสาเท่านั้นที่ไปใช้สร้างโปรตีนของวิสา เพราะว่า amino acid ของ capsomere ถูกถอดโดย 3 nucleotide ของ RNA ของวิสา ดังนั้น TMV มี RNA ประกอบด้วย 6400 nucleotides และโปรตีนมี amino acid 158 ตัว ฉะนั้นเพียง 474 nucleotides เท่านั้นใช้ถอดเพื่อจัดเรียง amino acid ของ capsomere
การสังเคราะห์โปรตีนในเซลพืชปกติ ขึ้นอยู่กับการมี amino acid ร่วมกับ ribosome, messenger RNA และ transfer RNA แต่ละตัวของ transfer RNA จะเฉพาะสำหรับ amino acid 1 โมเลกุล ใน


ภาพเยื่อหุ้มเซล protoplast ของพืช A) Epidermal cell ของใบ แสดงความหนา และสารขี้ผึ้งที่ cuticle บนผิวพืช B) ผนังเซลพืช และ C) Plasmodesmata ในเนื้อเยื่อของแตงกวา P= plasmodesmata, M = middle lamella, PR = primary cell wall, S = secondary cell wall, ER = endoplasmic reticulum, W = cell wall และ PL = plasmalemma (ที่มา : De Zoeten, 1976 และ Weisz, 1967)


ภาพการเคลื่อนย้ายสารต่างๆ เข้าสู่ภายในเซล A) Pinocytosis และ B) Invagination ของเยื่อหุ้มเซล protoplast เกิดเป็นถุงเล็กๆ ตามผนังเซลใน protoplast แล้วถุงขยายใหญ่ขึ้น ยื่นเข้าไปติดกับ vesicle เดิม (primary vesicle, V) ในภายหลัง และเยื่อหุ้ม protoplast อาจรวมปิดช่องของถุง (orifice, O) ทำให้ได้เป็น vesicle ใหม่ (secondary vesicle, SV) ขึ้น ซึ่งสามารถเคลื่อนย้ายไปตาม protoplast โดยรอบได้ (ที่มา : Wood and Graniti, 1976 และ Weisz, 1967)


ภาพสมมติฐานการทวีจำนวนของวิสา RNA (ที่มา : Agrios, 1978)


ภาพไดอาแกรมการสังเคราะห์โปรตีนที่เกิดขึ้นตามปกติในเซลของสิ่งมีชีวิต แสดง messenger RNA เกี่ยวข้องกับการเกิดเอนไซม์ในเซล (ที่มา : Agrios, 1978)
การนำไปหา messenger RNA สำหรับ messenger RNA นี้เกิดใน nucleus เป็นส่วนที่ถอดออกมาจาก DNA ซึ่งกำหนดชนิด ของโปรตีนที่สร้างขึ้นโดยการจัดลำดับ amino acid, Ribosome จะเคลื่อนไปตาม messenger RNA และให้พลังงานเพื่อเป็นแขนของการจัดเรียง amino acid ในการประกอบเป็นโปรตีน
สำหรับการสังเคราะห์โปรตีนของวิสา RNA ของวิสาจะควบคุมการเกิดโปรตีนของวิสา โดย RNA ของวิสาทำหน้าที่ของ messenger RNA วิสาจะใช้ amino acid, ribosome และ transfer RNA จาก
พืชอาศัย แล้วโปรตีนที่เกิดขึ้นก็เป็นประโยชน์ต่อวิสาในการไปห่อหุ้มอนุภาคของวิสาโดยรอบ
ในระหว่างการสังเคราะห์วิสานั้น พบว่า nucleic acid ของวิสามีส่วนเกียวข้องกับการสังเคราะห์โปรตีนอื่นๆ นอกเหนือจากโปรตีนที่ใช้ห่อหุ้มอนุภาคของวิสาเอง โปรตีนดังกล่าว บางทีเป็นเอนไซม์ เป็นชนิดเดียวกับโปรตีนในพืชอาศัย และโปรตีนที่ได้สร้างขึ้นใหม่นั้นด้วย ซึ่งโปรตีนนี้อาจไปกระตุ้นหรือให้เกิดปฏิกิริยาเคมีต่างๆ ในเซล และมีอิทธิพลต่อหน้าที่ทางสรีระวิทยาของเซลด้วย


ภาพขั้นตอนการติดเชื้อและการสังเคราะห์วิสา เรียงตามลำดับ เริ่มจากอนุภาควิสา (VP) ในเซลพืชที่มีแผล จนถึงได้อนุภาควิสาใหม่เพิ่มขึ้น CW = cell wall, R = ribosome, N = nucleus, n = nucleolus, p = polyribosome (polysome), Pp = polypeptide, Ps = protein subunit. (ที่มา : Agrios, 1978)
การสังเคราะห์ RNA ของวิlา และโปรตีนวิlา ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่มารวมกันเป็นอนุภาควิสา ยังไม่ทราบสถานที่เกิดในเซลแน่ชัด จากการศึกษาวิสาของ TMV พบว่า RNA ของวิสาที่แยกตัวออกจากโปรตีนที่ห่อหุ้มแล้ว จะเคลื่อนเข้าไปใน nucleus และอาจเป็น nucleolus เพื่อเพิ่มจำนวนตัวเอง แล้ว RNA ของวิสาที่เกิดใหม่จะถูกปล่อยออกมาสู่ cytoplasm โดยทำหน้าที่เป็น messenger RNA รวมกับ ribosome และ transfer RNA สร้างโปรตีนหน่วยย่อยของวิสาต่อไป แล้วส่วนประกอบทั้งสองจะรวมกันเป็นอนุภาควิสาใน cytoplasm ของเซลพืชนั้น
อนุภาควิสาอาจอยู่เดี่ยวๆ หรือเป็นกลุ่ม และอาจเกิด inclusion bodies ในเซลพืชนั้น ให้เห็นได้ ภายหลังการปลูกเชื้อแล้ว 10 ชั่วโมง
ที่มา:ไพโรจน์  จ๋วงพานิช