Kas ir viroīdi?

Viroīdi ir mazas RNS daļiņas, kas inficē augus. Viroīdi ir ievērojami ar savu ārkārtīgi mazo izmēru (tikai daži simti nukleīnskābju bāzu, mazākajā tikai 220) salīdzinājumā ar lielākajiem vīrusiem, kas satur vismaz 2,000 bāzu. Viroīdus atklāja un to nosaukumu deva Teodors Dieners, Mērilendas Lauksaimniecības pētniecības dienesta augu patologs 1971. gadā. Viroīdi ir subvīrusu izraisītājs, kas ir aptuveni 80 reizes mazāks nekā parastie vīrusi. Viņu atklājums tika uzskatīts par nozīmīgu izrāvienu 20. gadsimta bioloģijā.

Atšķirībā no vīrusiem, viroīdiem trūkst proteīna apvalka, un tie pat savā struktūrā nekodē proteīna produktus. Tradicionālie vīrusi nolaupa šūnas centrālo ģenētisko iekārtu un liek tai izsūknēt vīrusa kopijas. Tā vietā viroīdi pārņem kontroli pār RNS polimerāzi II, enzīmu, kas šūnā sintezē RNS kurjeru, un izmanto to, lai izveidotu savas kopijas. Pirms viroīdu atklāšanas tika uzskatīts, ka aģenti, kuriem trūkst olbaltumvielu, nekad nevar inficēt nevienu dzīvo būtni. Viņu atklājums pierādīja, ka tas ir nepareizi.

Lielākajai daļai vīrusu ir jāvalkā proteīna apvalks, lai pasargātu sevi no spēcīgajiem enzīmiem, kas atrodami citu organismu šūnās. Viroīdi izvairās no šiem fermentiem, maskējoties kā saimniekorganisma šūnu sastāvdaļas.
Viroīdi tika atklāti, pētot kartupeļu slimību, ko sauc par kartupeļu vārpstas slimību. Tā rezultātā bumbuļi iznāca vērpti un savīti. Tas lielākoties bija nekaitīgs, bet kartupeļiem lika izskatīties slikti. Tā kā tā iedarbība bija tikai kosmētiska, pagāja zināms laiks, pirms pētnieki rūpīgi izpētīja slimību. Viņiem bija grūti izolēt slimības izraisītāju. Pēc sešu gadu rūpīga darba tika atklāti nelieli viroīdi, kas apgrieza uz galvas pieņemto dogmu par patogēna lielumu.

Pirmie viroīdi faktiski tika izolēti no tomātu augiem, kuriem nepieciešamas tikai divas nedēļas, lai inficētos, savukārt kartupeļiem nepieciešami divi gadi. Pēc ātrgaitas centrifugēšanas, tradicionālās vīrusu ekstrakcijas metodes, neizdevās izolēt ievērojamus daudzumus neviena vīrusa, zinātnieki pievērsās citām metodēm. Viņi apvienoja inficēto augu vielu paraugus ar fermentiem, kas selektīvi izšķīdina RNS, DNS un olbaltumvielas. Pēc DNS un proteīnu šķīdināšanas enzīmu iedarbības maisījums joprojām spēja inficēt augus. Tikai pēc RNS šķīstošā enzīma izmantošanas tā virulentā jauda apstājās.

Atšķirībā no parastajiem vīrusiem, kas ietekmē organismus, ievietojot sevi hromosomās un modificējot ražotās olbaltumvielas, viroīdu uzbrūkošie organismi vienkārši selektīvi kavē noteiktu gēnu ekspresiju, līdzīgi kā RNS iejaukšanās, kas ir visprogresīvākā medicīnas metode. Pēc pāris nedēļām vai pāris gadiem, atkarībā no sugas, augi aug panīkuši.

Viroīdu atklāšana liecina, ka zinātnē iedibinātā gudrība vajadzības gadījumā ir jāapšauba. Sākot ar kā draudu, viroīdi tagad tiek pētīti lauksaimniecības vajadzībām, piemēram, citrusaugļu koku pundurēšanai.