biotechnologia


 
 

Wiroidy

Wiroidy to bezkomórkowe czynniki zakaźne, po raz pierwszy zidentyfikowane w roku 1971 przez Dienera, który badał przyczynę wrzecionowatośći bulw ziemniaka. Zbudowane są jedynie z materiału genetycznego, który stanowi pojedyncza, kolista cząsteczka RNA. W odróżnieniu od wirusów, wiroidy nie posiadają kapsyd, jak również nie mają zdolności syntezy białek, gdyż ich genom nie koduje żadnego polipeptydu. Sam wiroid ulega replikacji jedynie dzięki enzymom gospodarza. W proces replikacji wiroidów zaangażowane są głownie takie enzymy jak polimeraza RNA II, ligaza i RNaza. Dane literaturowe donoszą, że najmniejsze wiroidy zbudowane są z 240 nukleotydów, zaś największe z około 600 nt. Jak dotąd odkryto i zidentyfikowano grupę ponad 30 gatunków wiroidów, które sklasyfikowano w dwóch rodzinach: Pospiviroidae oraz Avsunviroidae. Wszystkie jak dotąd poznane wiroidy powodują choroby roślin wyższych, głównie roślin cytrusowych i ziemniaków.


Systematyka wiroidów

1. Rodzina Pospiviroidae

Do wiroidów z rodziny Pospiviroidae, których proces replikacji przebiega w jądrze komórkowym, należy m.in. wiroid PSTVd (Potato spindle tuber viroid) który wywołuje wrzecionowatość bulw ziemniaka Podobnie jak inne tego typu patogeny roślin, PSTVd jest jednoniciowym, kolistym RNA o długości od 356 do 364 (przeważnie 359) nukleotydów, zdolnym do autoreplikacji i wykazującym właściwości infekcyjne, będąc groźnym patogenem dla wielu roślin z rodziny psiankowatych, w tym ważnych gospodarczo. Cechą charakterystyczną wiroidów z rodziny Pospiviroidae jest nić RNA, która strukturą przypomina kształt spinki do włosów.



Rys.1 RNA wiroidów z rodziny Pospiviroidae (2)

Przykładowe wiroidy z rodziny Pospiviroidae:

- wiroid wrzecionowatości bulw ziemniaka (PSTVd) - Potato Spindle Tuber Viroid
- wiroid karłowatości chmielu (HSVd)- Hop Stunt Viroid
- wiroid palny kokosowej (CCCVd) - Coconut Cadang-Cadang Viroid
- wiroid bliznowatości skórki jabłek (ASSVd) - Apple Scar Skin Viroid


2. Rodzina Avsunviroidae

Przykładowym wiroidem należącym do rodziny Avsunviroidae jest wiroid ASBVd (Avocado sunblotch viroid) który wywołuje skazę słoneczną awokado. W odróżnieniu od wiroidów z rodziny Pospiviroidae cząsteczki te pozbawione są w materiale genetycznym centralnych konserwatywnych regionów, zaś nić RNA jest bardziej rozbudowana i swoją strukturą przypomina kształt młotka. Ponadto wiroidy te ulegają replikacji w chloroplastach. Dodatkowo wiroidy z rodziny Avsunviroidae należą do grupy rybozymów o kształcie „głowy młotka” (hammer-head). Wiroidy te ulegają autokatalitycznemu splicingowi. Podczas replikacji RNA wiroida tworzą się długie, konkatameryczne nici złożone ze zwielokrotnionych, połączonych końcami genomów. Autokatalityczny RNA typu „głowa młotka” zbudowany jest z trzech ramion odchodzących promieniście od środka składającego się z niesparowanych nukleotydów.



Rys.2 Struktura RNA wiroidów z rodziny Avsunviroidae (2)

Przykładowe wiroidy z rodziny Avsunviroidae:

- wiroid skazy słonecznej awokado (ASBVd) - Avocado Sunblotch Viroid
- utajony wiroid mozaiki brzoskwini (PLMVd) - Peach Latent Mosaic Viroid
- utajony wiroid oberżyny (ELVd)- Eggplant Latent Viroid
- wiroid karłowatości wierzchołkowej pomidora (ToBTVd) - Tomato Bunchy Top Viroid


Chorobotwórczość wiroidów

Wiroidy to groźne patogenny roślinne, których szkodliwość jest największa w stosunku do roślin wieloletnich u których objawy chorobowe nakładają się na siebie. Wiroidy były przyczyną m.in degradacji palm kokosowych na Filipinach. Do głównych objawów chorobowych powodowanych przez wiroidy zaliczamy: karłowatość, niedorozwoje, czarcie miotły, zmiany kształtów organów, złuszczenia kory, smugowatość, odpadanie kory, zanik wytwarzania kwiatów, epinastrje (młode liście silnie wyginają się ku dołowi).


Oporność roślin na zakażenie wiroidami – mechanizm wyciszania RNA

Wyciszanie potranskrypcyjne jest procesem który stanowi główny naturalny mechanizm obronny roślin przed wirusami i wiroidami. Dwuniciowy RNA pochodzenia wirusowego powoduje wyciszanie genów, jednakże oprócz wirusów posiadających genom w postaci dsRNA, wyciszanie indukują również patogeny z genomem jednoniciowym (ssRNA) takie jak wiroidy u których dwuniciowy RNA powstaje podczas replikacji. Powstały dsRNA jest rozpoznawany przez komórkową nukleazę typu Dicer. Produktem trawienia dsRNA są krótkie dwuniciowe siRNA. Obecność siRNA jest charakterystyczna dla wszystkich przypadków interferencji RNA, bez względu na to, czy stanowi odpowiedź na zakażenie wiroidem, czy transformację. Powstałe na skutek aktywności nukleazy Dicer krótkie siRNA biorą następnie udział w reakcjach prowadzących ostatecznie do degradacji homologicznego mRNA. siRNA asocjują z białkiem adaptorowym, helikazą i nukleazą. Powstaje w ten sposób rybonukleinowy kompleks wyciszający RISC (ang. RNA-induced silencing complex), który rozpoznaje i niszczy docelowe cząsteczki mRNA co w konsekwencji prowadzi do uwolnienia rośliny od patogenu. Objawy fenotypowe potranskrypcyjnego wyciszenia wiroida są dość specyficzne. Początkowo roślina wykazuje symptomy choroby spowodowane intensywną replikacją genomu wirusa w zakażonych komórkach. Jednak po 7–21 dniach od zakażenia następuje zatrzymanie tej akumulacji i roślina odzyskuje normalny fenotyp.


Autor: Beata Rola


Literatura:
1. Di Serio F., Flores R. 2008. Molecular implements for dissecting RNA trafficking in plants RNA Biology 5: 128-131.
2. Daròs J.A., Santiago E., Flores R. 2006. Viroids: an Ariadne’s thread into the RNA labyrinth European molecular biology organization vol 7.
3. Biao D., Asuka I. 2007. Viroid: A Useful Model for Studying the Basic Principles of Infection and RNA Biology MPMI 20.
4. Baulcombe D. C., 1999. Fast forward genetics based on virus-induced gene silencing. Curr. Opin. Plant Biol. 2, 109–113.


Komentarze

Widok Uszereguj
Tylko zarejestrowani mogą dodawać komentarze. Zarejestruj się/Zaloguj

Podręcznik biotechnologii

Kto jest online

82 gości oraz 0 użytkowników online.

Jesteś niezarejestrowanym lub niezalogowanym użytkownikiem.


 
 
 
Partnerzy:

laboratoria.net Nauka w Polsce Academio Fundacja NanoNet BioCen - BioCentrum Edukacji Naukowej Notatek.pl cebioforum.com materialyinzynierskie.pl Wspieram.to - POLSKI KICKSTARTER - Polska platforma finansowania społecznoœciowego.Tu zrealizujš się Twoje pomysły. VitaInSilica Portal popularnonaukowy

Portal: Redakcja . Współpraca . Kontakt . Polecamy



Wszystkie prawa zastrzeżone 2006-2016 e-biotechnologia.pl
stat4u