Pin
Send
Share
Send


EEN viroïde is een submicroscopisch infectieus middel, kleiner dan een virus, dat bestaat uit een kort gedeelte (een paar honderd nucleobasen) van zeer complementair, circulair, enkelstrengig RNA zonder de beschermende eiwitlaag die typisch is voor virussen. Ze staan ​​erom bekend belangrijke ziekten in planten te veroorzaken. Het is niet bekend dat het nucleïnezuur codeert voor specifieke eiwitten, maar viroïden kunnen zichzelf repliceren door gastheerenzymen te gebruiken.

Planten zoals tomaten, aardappelen, avocado's, kokosnoten, perziken, peren, appels, chrysanten en komkommers staan ​​bekend als besmet met viroïden, die kunnen worden overgedragen door pollen of zaad.

Viroids werden ontdekt en kregen deze naam door Theodor O. Diener, een plantenpatholoog bij de Agricultural Research Service in Maryland, in 1971 (ARS 1989; OU 2007). Tot deze ontdekking was het wetenschappelijke dogma dat een entiteit zonder een beschermende eiwitmantel zichzelf niet kon repliceren, zelfs niet met de steun van de gastheercel, en dat een zo klein als de aardappelasknol viroid niet in staat was om iets te infecteren (OU 2007).

Beschrijving

Viroïden bestaan ​​uit korte strengen van het nucleïnezuur-RNA zonder een eiwitlaag. Ze missen DNA. Viroids verschillen van virussen doordat virussen op het meest basale niveau uit genetisch materiaal (DNA of RNA) bestaan vervat in een beschermende eiwitschaal. Viroids verschillen van prionen, een ander type subvirus infectieus agens, doordat prionen worden gemaakt alleen van eiwit, zonder nucleïnezuur.

De kleinste tot nu toe geïdentificeerde viroid is een 220 nucleobase scRNA (klein cytoplasmatisch RNA) geassocieerd met het rijstgele mottle sobemovirus (RYMV) (Collins et al. 1998). Ter vergelijking: het genoom van de kleinste bekende virussen die op zichzelf een infectie kunnen veroorzaken, is ongeveer twee kilobasen groot. Veel viroïden bestaan ​​uit slechts 300 tot 400 nucleotiden.

Viroid RNA codeert niet voor enig bekend eiwit; sommigen missen zelfs het AUG-initiatiecodon. Niettemin repliceren ze autonoom in gastheercellen. Het replicatiemechanisme omvat interactie met RNA-polymerase II, een enzym dat normaal geassocieerd wordt met de synthese van messenger-RNA en "rollende cirkel" -synthese van nieuw RNA. Sommige viroïden zijn ribozymen, met RNA-enzymeigenschappen die zelf-splitsing en ligatie van genomen van eenheidsgrootte van grotere replicatietussenproducten mogelijk maken. Er is voorgesteld dat viroïden "ontsnapte introns" zijn.

Het is niet bekend dat alle viroïden pathogeen zijn, maar sommige zijn ernstige pathogenen van planten. Viroïden worden meestal overgedragen door zaad of stuifmeel, maar kunnen ook worden getransporteerd door landbouwwerktuigen. Geïnfecteerde planten kunnen vervormde groei vertonen en worden soms gedood door de viroid.

Hoewel viroids zelf zijn geïdentificeerd als een dierpathogeen, bestaat er steun voor de opvatting dat hepatitis D is terug te voeren op een viroid (Biotecnika 2005). Voorheen was hepatitis D gebonden aan een virus dat delta-agent wordt genoemd, maar delta-agent lijkt een viroid te zijn die is ingesloten in een hepatitis B-virus capside (Biotecnika 2005). Hepatitis D vereist dus een gelijktijdige infectie van een cel met zowel het viroid als het hepatitis B-virus.

De eerste viroid die werd geïdentificeerd, was de Aardappel Spindle Knol Viroid (PSTVd). Ongeveer 33 soorten viroïden zijn geïdentificeerd.

PSTVd ​​wordt vaak gebruikt in onderzoeksexperimenten in viroïden. Een totaal van 359 nucleotiden zijn opgenomen in deze viroid (Davis et al. 1999).

Primaire en secundaire structuur van de PSTVd-viroid:

1 CGGAACUAAA CUCGUGGUUC CUGUGGUUCA CACCUGACCU CCUGAGCAGA AAAGAAAAAA

61 GAAGGCGGCU CGGAGGAGCG CUUCAGGGAU CCCCGGGGAA ACCUGGAGCG AACUGGCAAA

121 AAAGGACGGU GGGGAGUGCC CAGCGGCCGA CAGGAGUAAU UCCCGCCGAA ACAGGGUUUU

181 CACCCUUCCU UUCUUCGGGU GUCCUUCCUC GCGCCCGCAG GACCACCCCU CGCCCCCUUU

241 GCGCUGUCGC UUCGGCUACU ACCCGGUGGA AACAACUGAA GCUCCCGAGA ACCGCUUUUU

301 CUCUAUCUUA CUUGCUUCGG GGCGAGGGUG UUUAGCCCUU GGAACCGCAG UUGGUUCCU

Vermeende secundaire structuur van de PSTVd-viroid

Taxonomie

  • Familie Pospiviroidae
    • Geslacht Pospiviroid; soort soort: Aardappel Spindle Knol Viroid
    • Geslacht Hostuviroid; soort soort: Hop stunt viroid
    • Geslacht Cocadviroid; soort soort: Coconut cadang-cadang viroid
    • Geslacht Apscaviroid; soort soort: Apple litteken huid viroid
    • Geslacht Coleviroid; soort soort: Coleus blumei viroid 1
  • Familie Avsunviroidae
    • Geslacht Avsunviroid; soort soort: Avocado sunblotch viroid
    • Geslacht Pelamoviroid; soort soort: Perzik latent mozaïek viroid

Viroids en RNA-demping

Er is al lang verwarring over hoe viroïden in staat zijn om symptomen op planten te veroorzaken zonder te coderen voor enige eiwitproducten in hun sequenties. Er zijn nu aanwijzingen dat RNA-silencing bij het proces betrokken is.

Ten eerste kunnen veranderingen in het viroid-genoom de virulentie ervan dramatisch veranderen (Dickson et al. 1979). Dit weerspiegelt het feit dat geproduceerde siRNA's minder complementaire basenparen zouden hebben met target messenger RNA. Ten tweede zijn siRNA's die overeenkomen met sequenties uit viroïde genomen geïsoleerd uit geïnfecteerde planten (Papaefthimiou et al. 2001). Ten slotte ontwikkelen transgene expressie van het niet-infectieuze hpRNA van aardappelspindelknol viroid alle overeenkomstige viroidachtige symptomen (Wang et al. 2004).

Dit bewijs geeft aan dat wanneer viroïden repliceren via een dubbelstrengs tussenliggend RNA, ze worden getarget door een dicer-enzym en worden gesplitst in siRNA's die vervolgens worden geladen op het RNA-geïnduceerde silencing complex. De viroid-siRNA's bevatten feitelijk sequenties die in staat zijn tot complementaire basenparing met de eigen messenger-RNA's van de plant en inductie van degradatie of translatieremming is wat de klassieke viroid-symptomen veroorzaakt.

Zie ook

Referenties

  • Agricultural Research Service (ARS). 1989. Volgen van de ongrijpbare viroid USDA dienst voor landbouwonderzoek. Ontvangen op 4 december 2007.
  • Biotecnika. 2005. Structuur, replicatie, overdracht en menselijke pathologieën veroorzaakt door viroïden Biotecnika. Ontvangen op 4 december 2007.
  • Collins, R. F., D. L. Gellatly, O. P. Sehgal en M. G. Abouhaidar. 1998. "Zelfklevend circulair RNA geassocieerd met rijstgeel vlekvirus is het kleinste viroid-achtige RNA." Virologie, 241 (2): 269-275. PMID 9499801
  • Davis, R. E., R. Hammond, R. A. Owens en Y. Zhao. 1999. Viroids! Van gesel tot zegen in de 21ste eeuw? USDA dienst voor landbouwonderzoek. Ontvangen op 4 december 2007.
  • Dickson, E. H. D. Robertson, C. L. Niblett, R. K. Horst en M. Zaitlin. 1979. "Kleine verschillen tussen nucleotidesequenties van milde en ernstige stammen van spindle tuber viroid." Natuur, 277: 60-62.
  • Oakland University, Department of Biology (OU). 2007. Ontdekking van viroïden Oakland University, Afdeling Biologie. Ontvangen op 4 december 2007.
  • Papaefthimiou, I., A. Hamilton, M. Denti, D. Baulcombe, M. Tsagris en M. Tabler. 2001. Replicatie van RNA van spindelknol viroid wordt vergezeld door korte RNA-fragmenten die kenmerkend zijn voor post-transcriptionele gene silencing Nucleic Acids Res. 29 (11): 2395-2400. PMID 11376158 Ontvangen 4 december 2007.
  • Wang, M.B., X.Y. Bian, L.M. Wu, L.X. Liu, N. A. Smith, D. Isenegger, R.M. Wu, C. Masuta, V. B. Vance, J. M. Watson, A. Rezaian, E. S. Dennis en P. M. Waterhouse. 2004. "Over de rol van RNA-silencing in de pathogeniteit en evolutie van viroïden en virale satellieten." Proc. Natl. Acad. Sci. VERENIGDE STATEN VAN AMERIKA., 101 (9): 3275-3280. PMID 14978267 opgehaald op 4 december 2007.

Bekijk de video: Viroids: Possibly the Smallest Pathogens on Earth (Juni- 2021).

Pin
Send
Share
Send