A viroid egy egyszerű vírusrészecske , amely egyetlen , kapszid nélküli kör alakú RNS-ből áll , amely megkülönböztethető az akapszid vírusoktól, mivel szekvenciája nem kódol egyetlen fehérjét sem . Azonban a vírusok királyságába tartozik, mert egy gazdasejt megfertőzésével replikálódik, miközben patogén hatása hasonló, mint a fehérjéket kódoló vírusoké.
Kisebb, mint a vírusok (körülbelül 50 nm hosszú), ezek a részecskék fedezték fel 1971-ben amerikai növénybetegség szakember Theodor Otto Diener miközben kutatja a kórokozója orsó - alakú burgonya gumó betegség . Fertőző jellegüket csak 1972-ben kapták meg, amikor kísérleti fertőzéseket lehetett végrehajtani.
A viroidok a sejtek belsejét csak RNS-részecskékként fertőzik meg, kapszid és burok nélkül. Csak egy kör alakú RNS- jük van , amely nagyon kevés nukleotidot tartalmaz (250–400), genomjuk pálcává szerveződik (70% -ban egyező genom), de a nukleotidszekvencia nem kódol egyetlen fehérjét sem. Ellentétben azzal a vírussal, amelynek RNS-e a citoplazmában vagy a sejtmagban másolható, a viroidok RNS-e a családtól függően a sejtmagban vagy a kloroplasztokban másolódik . Ez a replikáció történik köszönhetően enzimek a gazdasejt sejt , mint például RNS-polimerázok .
A szubvirális ágensektől, például a műholdas nukleinsavaktól vagy a virusoidoktól eltérően , autonóm módon replikálódnak, és nem függenek egy helper vírussal való együttfertőzéstől . Megfertőzik a növényeket többé-kevésbé széles gazda spektrummal, és olyan patológiákat okoznak, mint a növekedés csökkenése deformációig, nekrózis , klorózis , a növény elakadása vagy akár halála is.
Körülbelül harminc viroid "fajt" ismerünk, amelyek két családra oszthatók.
A viroid genom replikációja a kloroplasztokban vagy a magban történik. A replikációban részt vevő enzimek a nukleárisan lokalizált viroidok DNS-függő RNS-polimeráz II -je és a kloroplasztban lokalizált viroidok számára NEP ( nukleárisan kódolt, de kloroplaszt lokalizált DNS-függő RNS-polimeráz ) RNS-polimeráz . A replikációt szimmetrikus vagy aszimmetrikus "gördülő kör" mechanizmus végzi. Mindkét esetben szintetizálják az RNS konkatamereket, amelyeket ezután lehasítanak és recirkularizálnak.
A viroidok szaporodását a fény és a hőmérséklet elősegítené, ami egyrészt megmagyarázná, hogy főleg a trópusi, a mediterrán vagy az üvegházi növényeket érintő patológiákban vesznek részt, másrészt pedig, hogy szárazon a tünetek súlyosabbak és / vagy forró.
A viroidok csak összetett szervezeti szinten érintik a növényeket . Míg egyesek csekély mértékben vagy egyáltalán nem károsítják a növényt, mások felelősek a súlyos betegségek kialakulásáért. Mivel a viroidok nem termelnek fehérjét , nehéz megérteni, hogy ezek hogyan befolyásolják a gazdasejtet. A legvalószínűbb feltételezés az, hogy megzavarják a normális kifejezés gének szintjén hírvivő RNS, ami hatással van az összes sejt anyagcsere . A ribozim típusú katalitikus aktivitást legalább bizonyos virusoidokban is bizonyították, amelyek bizonyos kutatók szemében az RNS-világ "relikviáinak" minősítik őket .
A sejtfal mechanikai károsodása (szél, állatok, szerszámok, mezőgazdasági gépek stb. Okozta) után a növényi epidermisz fertőzött . A fertőzés időnként magvak és pollen által is átvihető . A viroidokat általában nem a rovar vektorok közvetítik. A növény fertőzése több szakaszban történik: behatolás egy sejtbe, mozgás a replikációs helyre (sejtmag vagy kloroplaszt), replikáció, a szomszédos sejtek szennyeződése az egész növény megfertőzéséig. Ellentétben az állati vírusokkal, amelyeknek keresztezniük kell a sejtmembránokat, a növényi vírusok sejtről sejtre haladnak a plazmodesmata szintjén, és vaszkuláris struktúrákon ( phloem ) keresztül haladnak át a növényen .
Mivel a viroidok nem kódolnak egyetlen fehérjét sem, és nem kapcsolódnak egy segítő vírushoz , transzportjuk és replikációjuk teljes mértékben a gazda tényezőitől függ. A viroidok több fehérjepartnerét azonosították, különösen a replikációjukért felelős polimerázokat . Egyéb tényezők ismertek: a Virp1 fehérje ( viroid-kötő fehérje 1 ) lehetővé teszi az RNS viroid PSTVd ( burgonya orsó gumó viroid , a burgonya orsó alakú gumó viroid ) transzlokációját a magban, és részt vehet a maga a replikáció vagy az RNS-ek exportja. A CsPP2 fehérje uborka ( floém fehérje 2 uborka ) van elsődleges struktúrájának egy potenciális motívumot, amely köti a viroid HSVd RNS ( hop stunt viroid ), és részt venne a távolsági közlekedés Ennek az RNS-ben a növény.
A viroidok önmagukban nem kódolják a virulencia faktorokat. Ugyanakkor módosíthatják a fehérje expressziót gazdasejtjükben RNS interferencia mechanizmusokkal, amelyek hasonlóak az interferáló mikroRNS-ekhez és a kicsi RNS-ekhez . Valójában a viroid körkörös egyszálú RNS-je egy rúdban van felépítve, és a sejtmechanizmus a zavaró RNS-ek prekurzoraként tekinthetõ. Az ekkor keletkezett kis RNS-eket beépítenék a RISC fehérje komplexbe, és a gazdasejt mRNS-eihez irányítanák őket hasításuk, elválasztásuk vagy gátlásuk gátlása érdekében. Így bizonyos fehérjék expressziós szintje módosulna, ami a tüneteket okozza: a levelek megjelenésének és helyzetének módosulása, a levelek tetején lévő pigmentek felhalmozódása, a növény méretének csökkenése, a a megtermelt gumók száma ezért alacsonyabb mezőgazdasági hozamot, lassabb csírázást és legrosszabb esetben a növény pusztulását okozza.
A viroidok eredete továbbra is bizonytalan. A jelenlegi hipotézisek szerint vagy az élet megjelenésének kezdetétől származó fertőző ágensek , vagy a paraziták evolúciójának élmezőnyei .
A viroidok megfertőzik a gazdaságilag fontos növényeket, például burgonyát , paradicsomot , uborkát , szőlőt , gyümölcsfákat stb. Fertőzés a termesztett növények is rendkívül káros következményei kezdve hozamvesztéshez az a növény pusztulásához (pl CCVD viroid a cadang-cadang már halálát okozta millió pálmafák ). Jelenleg a szennyezett növények elpusztításán kívül nincs kezelés a viroid fertőzések ellen. Így a viroid fertőzés burgonya vetőmag által termelt mezőgazdasági termelők Prince Edward Island , Kanada , vezetett az amerikai egészségügyi hatóságok, hogy fontolja embargó, míg a kereskedelem kanadai magvak jelentése 250 millió dollárt évente. Káros oldala ellenére azonban bizonyos viroidoknak gazdasági érdekük van: törpe citrusfélék ( Citrus spp.) Például viroidfertőzés révén nyerhetők.