Вироиды — инфекционные агенты, состоящие только из кольцевой РНК. Они вызывают различные болезни растений, в том числе веретеновидность клубней картофеля, экзокортис цитрусовых и карликовость хризантемы. По оценкам учёных, более трети вирусных заболеваний растений вызываются вироидами.
Вироиды представляют собой ковалентно замкнутые кольцевые одноцепочечные молекулы РНК (оцРНК) длиной от 246 до 467 нуклеотидов (для сравнения: геном мельчайшего из известных вирусов составляет 2000 нуклеотидов в длину). В отличие от вирусов, вироиды лишены белковой оболочки (капсида). Обычно кольцевая РНК вироидов существует в виде палочковидной формы из-за спаривания азотистых оснований внутри цепи, в результате чего образуются двухцепочечные участки с одноцепочечными петлями. Некоторые вироиды находятся в ядрышке инфицированной клетки, где может присутствовать от 200 до 100 000 копий генома вироида. Другие вироиды располагаются в хлоропластах.
РНК вироидов не кодирует каких-либо белков, поэтому вироиды не могут реплицироваться сами по себе. Предполагается, что для этих целей они используют ДНК-зависимую РНК-полимеразу хозяйской клетки — фермент, который обычно используется для синтеза РНК на матрице ДНК. Однако в инфицированной вироидом клетке этот фермент использует РНК вироида, а не ДНК клетки-хозяина, как матрицу для синтеза РНК. Эта молекула РНК, комплементарная геному вироида, используется как матрица для синтеза новых РНК вироида.
Растение, заражённое вироидом, может не проявлять никаких симптомов. Однако тот же самый вироид может вызывать серьёзную болезнь у другого вида растений. Основы патогенности вироидов ещё не определены, однако известно, что для неё необходимы некоторые участки вироидной РНК. Некоторые данные свидетельствуют о том, что вироиды вызывают болезнь, активируя механизмы РНК-сайленсинга в эукариотической клетке, которые в норме работают для защиты клетки от вирусов, чей геном представлен двуцепочечной РНК (дцРНК). При РНК-сайленсинге клетка распознаёт дцРНК и селективно разрушает их. Вироиды могут вмешиваться в этот процесс, комплементарно связываясь (гибридизуясь) со специфическими молекулами РНК клетки-хозяина. Образование гибридных дцРНК из РНК вироида и клетки запускает РНК-сайленсинг, направленный на разрушение гибридного комплекса. В результате разрушается мРНК клетки-хозяина и происходит сайленсинг её определённых генов. Невозможность экспрессировать важный ген обусловливает болезнь у растения-хозяина. Впрочем, имеются предположения и о других механизмах действия вироидов на растительные клетки.
Вироиды относятся к числу способных к репликации РНК-содержащих патогенов, которые вызывают различные заболевания у растений и животных. Помимо вироидов, к таким патогенами относят сателлитные РНК, вироид-подобные растительные сателлитные РНК, а также вирус гепатита дельта человека.
| Мировой опыт |
