Viroizii

Viroizii au fost descoperiţi în 1971 de T.O. Diener, ca un patogen al plantelor. Încă nu este clar modul în care acestea cauzează boala, mai ales că acestea pot cauza probleme severe la o plantă și nu există simptome particulare la o specie înrudită. Nu codifică proteine.

Poate că se leagă de ceva din celulă și perturbă un mecanism de reglementare. ARN-ul multor viroide conține secțiuni de secvență de nucleotide complementare regiunilor cheie la limitele intronilor ARN; poate așa patrunde celulele. De asemenea, au secvențe de nucleotide similare cu unele observate în transpozoni și retrovirusuri.

Viroidele au fost descrise în urmă cu 49 de ani drept cele mai mici molecule de ARN capabile să infecteze plantele și să se auto-replice în mod autonom, fără o proteină codificată. Lucrările asupra cercetarii viroizilor au inițiat dezvoltarea unui număr de metode inovatoare. Au fost dezvoltate noi metode cromatografice și gelelectroforetice pentru purificarea și caracterizarea viroizilor; aceste metode au fost ulterior utilizate în biologia moleculară, tehnologia genelor și în cercetarea prionică.

Studiile teoretice și experimentale ale plierii ARN-ului au demonstrat importanța biologică generală a structurilor metastabile, iar spectroscopia magnetică nucleară de rezonanță a ARN viroid a arătat natura parțial covalentă a legăturilor de hidrogen din macromoleculele biologice. Biochimia ARN și biologia moleculară au profitat de cercetările asupra viroizilor, cum ar fi în detectarea ARN ca șablon al polimerazelor dependente de ADN și în mecanisme de silențiere a genelor.

Viroizii, primul ARN circular detectat în natură, sunt importante pentru studiile asupra spectrului mult mai larg al ARN-urilor circulare și al altor ARN-uri care nu codifică.

Viroizii reprezintă o categorie de agenţi patogeni infecţioşi, cunoscuţi sub denumirea de infravirusuri, caracterizaţi printr-o structură extrem de simplă. Genomul viroidal este alcătuit întodeauna de un singur tip de acid nucleic, reprezentat de ARN de tip monocatenar.

Viroizii sunt lipsiţi de capsidă iar în câmpul microscopic, în imagini electrono-microscopice, apar ca bastonaşe uşor incubate, de dimensiuni cuprinse între 2,5-5nm.

Până la ora actuală, viroizii au fost identificaţi doar la plante, unde provoacă boli grave, cu importanţă economică deosebită. De exemplu: boala tuberculilor fusiformi la cartof, nanismul hameiului, o boală caracteristică citricelor (portocali, lămâi) caracterizată prin distrugerea progresivă a scoarţei pomilor şi scăderea drastică a producţiei de fructe s.a.

Referitor la modul lor de replicare, acesta nu este pe deplin elucidat, este încă misterios datorită cantităţii foarte mici de informaţie genetică, suficientă pentru a codifica o proteină extrem de mică, de aproximativ 7o-8o de aminoacizi, ceea ce impune o dependenţă aproape totală faţă de celula gazdă privind replicarea lor. Există numeroase teorii privind modul de replicare a viroizilor dintre care una acceptată, evidenţiază rolul acestora în celula-gazdă de ARN de transport care induce sinteza în cantităţi sporite a unor proteine cu îmbolnăvirea celulei-gazdă.

În consecinţă replicarea viroizilor s-ar face după toate probabilităţile pe o cale autonomă ARN viroidal-ARNc (complementar)-ARN viroidal progen, controlată de o genă cromosomială a plantei-gazdă. Viroizi produc boli grave la unele plante de cultură care evoluează, sub forma unor infecţii persistente cu simptome grave de boală. Există însă şi posibilităţi de replicare a viroizilor în plante lipsite de simptome de boală, fapt ce demonstrează posibilitatea sintezei de ARN-viral fără existenţa unor tulburări fiziologice.

Mecanismul de producere a bolii este încă necunoscut. Plantele infectate nu conţin proteine de tip nou,comparativ cu plantele sănătoase, dar prezintă variaţii cantitative importante ale unor proteine normale, fapt ce demonstrează perturbări în reglarea sintezei acestora.