1.5. Біополімери – збудники захворювань еукаріотичних організмів
Віроїд - екзогенна молекула РНК, інформація про синтез якої не кодується геномом клітини-хазяїна. Перший віроїд - веретеновидності бульб картоплі, або PSTV (рис. 6) - був ідентифікований в 1971 р.
Рис. 6. Картопля, уражена віроїдом PSTV
РНК PSTV складається з 359 нуклеотидів і має або форму замкнутого кільця, або структуру типу шпильки. У обох випадках пари комплементарних нуклеотидів зв'язуються водневими зв'язками, утворюючи двониткову РНК, подібну молекулі клітинної -ДНК.
Рис. 7. Пістряволепесність тюльпанів
Віроїди виявлені тільки в ядрах інфікованих клітин. Оскільки віроїды локалізовані в ядрі і, ймовірно, не можуть працювати, як мРНК, припускають, що вони викликають захворювання, втручаючись в процеси регуляції роботи генів клітини-хазяїна. Деякі білки в інфікованих клітинах рослин присутні у більших кількостях, ніж у здорових.
Пістрявопелюстність тюльпанів – захворювання, тежвыкликане віро їдами(Рис. 7.).
У
живих організмах зустрічаються
молекулярні патогенні, такі, що не
відносяться до віроїдів. Існування
структур, подібних віроїдам,
але погострених з ДНК, передбачається
і у тварин. Вони називаються "субвірусними
частками"
(рис. 8).
Віроїди схожі з вірусами за способом передачі передачі і по симптомах, що викликаються ними захворювання. У більшості випадків викликають ураження у рослин (наприклад, пістрявопелюстність тюльпанів).
Рис. 8. Віроіди – кільцеві і лінійні форми РНК
Від типових вірусів відрізняються наступними ознаками:
1. Не мають білкової оболонки і не мають антигенних властивостей;
2. РНК відрізняється малими розмірами (завдовжки біля 1х10- 6 мм), складається з 300-400 нуклеотидів;
3. Геном представлений кільцевою одноланцюговою РНК. Серед вірусів хребетних подібну структуру має тільки геном вірусу гепатиту Дельта (гепатиту D).
Класифікація
Класифікація віроїдів заснована на аналізі нуклеотидної послідовності. Якщо рівень гомології вище 90%, то порівнювані вироиды вважаються одного виду.
Розрізняють дві ролдини Pospiviroidae і Avsunviroidae. Названі по скороченню перших знайдених представників : Potato spindle tuber viroid (PSTVd) і Avocado sunblotch viroid (ASBVd).
Pospiviroidae відрізняється наявністю центральної консервативної частини і відсутністю у складі генома рибозимів типу hammerhead. Avsunviroidae навпроти не мають центральної консервативної частини але мають у складі геному рибозими типу hammerhead. Pospiviroidae, як правило, розташовуються в ядрі клітини генома-хазяїна, а Avsunviroidae в хлоропласті.Особо выделен класс вироидов, так называемых сателлитных РНКs, репликация которых определяется вирусом помощником (helper virus).
Походження
За однією з версій, вважається, що віроїди є інтронами, що «втекли» і були вирізані в ході сплайсингу, які випадково придбали здатність до реплікації. Білків віроїди не кодують.
Віроїди так само розглядають в якості представників гіпотетичного добіотичного «світу РНК».
Зв'язок з вірусами
Вірус гепатиту D - Hepatitis D virus (HDV) філогенетично близький до віроїдів рослин. Його називають "віроїдоподібним сателітом РНК", "субвірусним патогеном людини". Схожими з віроїдами у віруса гепатиту D є особливості структури, необхідність в допоміжному вірусі, а також сам механізм реплікації, що отримав найменування «кільця (rolling circle), що котиться». У структурі HDV, на відміну від HBV (вірусу гепатиту В), немає власної полімерази. Її функції, як вважають, компенсує полімерази HBV . Ні HDV ні віроїды не кодують власну поліимеразу. Замість цього HDV і вірохди вимагають полімерази хазяїна, яка може використовувати РНК як шаблон. Також HDV і віроїди містять рибозіми - послідовності РНК які мають каталітичну активність.
Таким чином є підстави вважати, що HDV займає як би проміжне місце між вірусами рослин і вірусами тварин і, мабуть, відноситься до найбільш древніх форм життя.
Значна різниця між віроїдами і HDV - це те, що тоді як віроїди не кодують білків, HDV кодує синтез двох білків, названих маленькими і великими антигенами дельта вірусу