Pengertian Viroid — sifat, klasifikasi, replikasi, perbedaan

Viroid adalah agen sub-virus, yang lebih kecil dan partikel infeksius. Ini agak mirip seperti virus tetapi memiliki beberapa sifat unik dalam asal mula evolusi, morfologi dan fungsinya. Pada tahun 1917, Diener adalah ilmuwan pertama yang menemukan dan menyebut patogen tanaman infeksi non-bakteri sebagai “Viroid”.

Potato spindle tuber viroids (PSTV) adalah viroid pertama yang ditemukan oleh T.O. Diener dan W.B. Raymer pada tahun 1967. PSTV menyebabkan kerusakan besar pada kentang. Penemuannya menyebabkan keberadaan beberapa entitas menular yang lebih kecil dari virus.

Viroid adalah partikel RNA kecil yang menginfeksi tanaman. Viroid yang luar biasa dengan ukuran mereka yang sangat kecil (hanya beberapa ratus basa asam nukleat, yang terkecil dengan hanya 220) relatif terhadap virus yang lebih besar, yang mengandung setidaknya 2.000 basa. Viroid ditemukan dan mereka diberi nama oleh Theodor Diener, ahli patologi tanaman di Agricultural Research Service di Maryland, pada tahun 1971.

Pengertian

Viroid adalah dapat didefinisikan sebagai agen sub-virus kecil non-seluler yang ada sebagai parasit intraseluler wajib seperti virus, tetapi berbeda dalam sifat dengan kekurangan mantel protein. Panjang viroid sekitar 200-400 nukleotida. Viroid terutama menginfeksi, mereplikasi dan menginduksi penyakit serius pada tumbuhan tingkat tinggi. Patogenisitas viroid berbeda dalam spesies inang yang berbeda. Viroid dapat menyebabkan laten atau dapat menyebabkan infeksi kronis pada tanaman inangnya.

Viroid adalah agen subv-virus sekitar 80 kali lebih kecil dari virus yang umum. Penemuan viroid dianggap sebagai terobosan besar dalam biologi abad ke-20. Tidak seperti virus, viroid tidak memiliki mantel protein, dan bahkan tidak mengkode setiap produk protein dalam struktur mereka. Virus tradisional membajak mesin genetik sel dan menyebabkan pecah keluar salinan virus.

Viroid bukan mengendalikan RNA polimerase II, enzim yang mensintesis RNA di dalam sel, dan menggunakan itu untuk menghasilkan salinan dari dirinya sendiri. Sebelum penemuan viroid, ia berpikir bahwa agen yang tidak memiliki protein tidak pernah bisa menginfeksi makhluk hidup. Penemuan mereka membuktikan ini salah. Kebanyakan virus harus memakai mantel protein untuk melindungi diri sipaya tidak dicerna oleh enzim kuat yang ditemukan dalam sel-sel dari organisme lain. Viroid menghindari enzim ini dengan menyamar sebagai komponen sel organisme inang.

Sifat Viroid

  • Viroid adalah agen infeksi terkecil yang hanya terdiri dari RNA lingkaran kecil.
  • RNA-nya tertutup secara kovalen dan tidak dilapisi oleh subunit protein.
  • Ini mirip dengan RNA nuklir kecil, yang hanya terdiri dari molekul RNA melingkar beruntai tunggal.
  • Seorang ahli patologi tanaman, Theodor Diener menemukan viroid pada tahun 1971. Sampai saat ini, belum diketahui bagaimana viroid ini menyebabkan penyakit pada spesies apa pun.
  • Kadang-kadang viroid menunjukkan masalah parah pada satu tanaman tanpa menunjukkan gejala pada tanaman lain dari spesies yang sama.
  • Itu tidak menyandikan protein.
  • Beberapa sekuens nukleotida viroid sama dengan yang diamati pada transposon dan retrovirus.
  • Viroid adalah partikel aselular, yang lebih kecil dibandingkan dengan virus.
  • Ini dianggap sebagai fosil molekul RNA yang didominasi oleh DNA dan protein.
  • Seperti virus, viroid juga melalui pergerakan sel ke sel melalui plasmodesmata dan transportasi sistemik melalui floem.
  • Proses replikasi viroid mengikuti jalur yang sama seperti pada virus, karena ini juga berfungsi sebagai parasit intraseluler obligat.
  • Replikasinya membutuhkan RNA polimerase II untuk sintesis RNA messenger dari DNA, dengan menggunakan RNA viroid sebagai templat.
  • Ini dapat menyebabkan gejala pada tanaman tingkat tinggi melalui mekanisme yang dikenal sebagai “pembungkaman RNA”.

Viroid ditemukan dalam proses investigasi penyakit kentang disebut penyakit spindle kentang. Hal ini menyebabkan umbi kurus dan bengkok. Itu sebagian besar tidak berbahaya, tetapi membuat kentang terlihat buruk. Mereka merasa sulit untuk mengisolasi agen yang bertanggung jawab untuk penyakit ini. Setelah enam tahun bekerja sungguh-sungguh, akhirnya viroid ditemukan.

Viroid pertama benar-benar diisolasi dari tanaman tomat, yang diambil hanya dua minggu setelah terinfeksi, sedangkan kentang membutuhkan waktu dua tahun. Setelah kecepatan tinggi sentrifugasi, metode tradisional penggalian virus, gagal mengisolasi jumlah yang cukup dari virus apapun, para ilmuwan berpaling ke metode lain. Mereka menggabungan sampel dari materi tanaman yang terinfeksi dengan enzim yang selektif melarutkan RNA, DNA, dan protein. Setelah paparan DNA dan enzim pelarut protein, campuran masih mampu menginfeksi tanaman.

Tidak seperti virus biasa yang menimpa organisme dengan memasukkan diri ke dalam kromosom dan memodifikasi protein yang diproduksi, serangan viroid pada organisme hanya menjadi selektif menghambat ekspresi gen tertentu, mirip dengan interferensi RNA, teknik medis mutakhir. Setelah beberapa minggu atau beberapa tahun, tergantung pada spesies, tanaman tumbuh kerdil.

Penemuan viroid merupakan indikasi pendirian kebijaksanaan dalam ilmu harus ditantang pada saat yang tepat. Mulai dari sebagai ancaman, viroid sekarang sedang diselidiki untuk aplikasi pertanian, seperti pengerdilan pohon jeruk.

Bagaimana viroid meniru?

Viroid berhubungan dengan inti sel terutama kromatin, dan mungkin dengan sistem endomembran dari sel inang. Viroid meniru dengan menyalin RNA langsung dengan komponen yang diperlukan untuk replikasi viroid termasuk RNA polimerase yang disediakan oleh tuan rumah. Viroid kecil non-coding, RNA melingkar mampu mereplikasi secara mandiri pada tanaman tertentu. RNA Polimerase tuan rumah yang didukung oleh protein tuan rumah tambahan, memulai transkripsi dari situs yang pasti menunjukkan keberadaan promotor viroid.

Klasifikasi Viroid

Viroid mengklasifikasikan ke dalam dua keluarga tergantung pada situs replikasi.

Popsiviroidae

Anggota-anggota dari keluarga ini mereplikasi di dalam nukleus dan disebut sebagai “viroid nuklir” dan sebelumnya disebut viroid grup-B.

  • Pospiviroid: Ini adalah genus yang mencakup jenis spesies (Potato spindle tuber viroid) dengan ukuran genom 356 hingga 375 nt.
  • Hostuviroid: Ini adalah genus yang mencakup spesies tipe (Hop stunt viroid) dengan ukuran genom 295 hingga 303 nt.
  • Cocadviroid: Merupakan genus yang mencakup spesies jenis (Coconut sparecadang viroid) dengan ukuran genom 246 hingga 301 nt.
  • Apscaviroid: Ini adalah genus yang termasuk jenis spesies (Apple scar skin viroid) dengan ukuran genom 306 hingga 369 nt.
  • Coleviroid: Ini adalah genus yang mencakup jenis spesies (Co / ens blumei viroid) dengan ukuran genom 248 hingga 361 nt.

Avsunviroidae

Para anggota termasuk keluarga ini meniru di dalam kloroplas dan disebut sebagai “viroid kloropastik” dan sebelumnya disebut sebagai viroid kelompok-A.

  • Avsunviroid: Ini adalah genus yang mencakup spesies tipe (Avocado sun-blotch viroid) dengan ukuran genom 246 hingga 250 nt.
  • Pelamoviroid: Ini adalah genus yang mencakup spesies tipe (Peach latent mosaic viroid) dengan ukuran genom 337 hingga 399 nt.

Dengan demikian situs replikasi berbeda dalam jenis spesies tanaman, tetapi mekanisme replikasi mengikuti strategi yang sama yang melibatkan tiga langkah replikasi berbasis RNA. Siklus replikasi tergantung pada tiga aktivitas enzimatik berikut:

  • Host RNA polimerase tergantung DNA
  • Memproses enzim
  • Ligase RNA

Perbedaan Virus dan Viroid

  • Virus adalah partikel nukleoprotein, sedangkan viroid adalah partikel RNA yang menular.
  • Tidak seperti virus, viroid berukuran kecil dan memiliki berat molekul rendah.
  • Viroid hanya mengandung genom RNA, sedangkan virus dapat mengandung DNA atau RNA.
  • RNA infeksius bereplikasi secara otonom (tanpa virus penolong) dalam sel inang yang rentan.

Genom viroid

Ukuran genomnya memiliki berat molekul rendah (1.1-1.3X10^5 Da). Hal ini dapat ditandai dengan tidak adanya lapisan protein yang mengelilingi genom virus, karena genomnya tidak memiliki kodon AUG yang memediasi sintesis protein.

Viroid terdiri dari fragmen kecil molekul RNA yang umumnya hadir sebagai RNA telanjang dan sirkularisasi. RNA genomik terdiri dari 250-370 nukleotida. Nukleotida dalam genom RNA biasanya berpasangan, membentuk dsRNA melalui daerah komplementer intramolekul.

Oleh karena itu, viroid menyerupai struktur mirip batang, di mana dsRNA muncul sebagai struktur tertutup, terlipat, dan 3D.

Genom viroid umumnya terdiri dari lima domain, seperti:

  • Domain patogenisitas (P)
  • Domain terminal kiri (TL)
  • Domain terpusat pusat (CCR)
  • Domain variabel (V)
  • Domain terminal kaku (TR)

Daerah terlipat dari viroid membantu dalam perlindungan RNA terhadap aksi enzim seluler.

Replikasi Viroid

Replikasi viroid di tumbuhan tingkat tinggi terjadi melalui tiga mekanisme lingkaran bergulir berbasis RNA. Replikasi simetris terjadi pada Avsunviroid, sedangkan replikasi asimetris pada Pospiviroid. RNA polimerase, RNase, dan RNA ligase diperlukan untuk replikasi viroid. Replikasi Simetris dan Asimetris adalah dua mekanisme replikasi Viroid.

Replikasi Asimetris

Anggota keluarga Popsiviroidae menjalani replikasi asimetris, yang untuknya pertama kali membutuhkan enzim sel inang (RNA polimerase II). RNA polimerase II akan menghasilkan nick dalam DNA seluler dengan membentuk untaian positif dan negatif. Untai bundar positif akan berfungsi sebagai templat untuk pembentukan RNA baru melalui mekanisme lingkaran bergulir.

Kemudian, ia memulai sintesis mRNA dari DNA seluler dengan memanfaatkan untai sirkular (+) viroid untuk membuat untai multimerik (-) linier yang besar. Setelah itu, Pospiviroids membentuk (+) merasakan RNA dari molekul linear panjang ini melalui jalur replikasi asimetris.

Untai RNA (+) viroid sensitif terhadap aktivitas RNase sel inang. Dengan demikian, enzim RNase memotong (+) untai RNA viroid menjadi panjang unit viroid. Kemudian fragmen unit dari molekul untai RNA (+) mengalami ligasi untuk membentuk (+) melingkar RNA.

Replikasi Simetris

Avsunviroid tidak memiliki daerah konservasi sentral dan memiliki aktivitas ribozim, bukan RNA polimerase. Oleh karena itu dalam hal ini, untai RNA multimerik besar (-) dibelah sendiri oleh aktivitas ribozim yang terkait. Dengan demikian, ini memiliki sifat pembelahan otomatis.

Kemudian, intermediet replikasi diikat untuk membentuk (-) RNA yang diedarkan. Setelah itu, acara lingkaran kedua terjadi yang membuat untai RNA linear panjang (+) yang lagi-lagi dibelah oleh aktivitas ribozim. Kemudian fragmen RNA viroid menjalani ligasi untuk membentuk (+) RNA melingkar.

Replikasi genom dapat terjadi dalam dua cara yang mungkin:

  • Replikasi terarah RNA: Ini adalah salah satu mekanisme, di mana RNA polimerase mensintesis molekul RNA yang diarahkan oleh RNA itu sendiri.
  • Replikasi terarah-DNA: Ini adalah mekanisme lain, di mana RNA viroid terbentuk setelah transkripsi DNA sel inang, saling melengkapi dengan RNA viroid. RNA viroid dapat menghasilkan DNA baru dalam sel yang terinfeksi melalui asosiasi enzim reverse transkriptase. Fungsi enzim reverse transcriptase sebagai RNA diarahkan DNA polimerase, yang dapat menghasilkan RNA viroid dengan menggunakan DNA yang terinfeksi sebagai templat.

Setelah mempelajari dua mode replikasi ini, dua kesimpulan telah dibuat bahwa viroid dapat mereplikasi melalui RNA langsung ke penyalinan RNA, dan mesin sel inang mungkin mempromosikan replikasi RNA viroid.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *