Viroider – smittsamma RNA-patogener hos växter

Viroider är extremt små RNA-patogener som angriper växter och kan orsaka allvarliga sjukdomar och skördeförluster. Lär dig hur de upptäcktes och varför de är unika.

Viroider är de minsta kända smittsamma patogenerna och skiljer sig tydligt från både bakterier och virus. De består enbart av korta strängar av cirkulärt, enkelsträngat RNA och saknar helt proteinhölje, kapsid och andra strukturer som normalt förknippas med virus. Trots sin enkla uppbyggnad kan de orsaka allvarliga sjukdomar hos växter och leda till minskad tillväxt, deformeringar och betydande skördeförluster. Viroidernas genomer är extremt små i storlek, ungefär 80 gånger mindre än det minsta viruset. Den humana patogenen som orsakar hepatit D är ett defekt RNA-virus som påminner om viroider, men det är inte en viroid.

Vad som kännetecknar viroider

Viroider innehåller ingen egen kod för proteiner och saknar de gener som krävs för att bilda ett viruspartikel. I stället utnyttjar de värdväxtens egna cellmaskineri för att föröka sig. Det som gör dem särskilt ovanliga är att deras RNA i sig är den smittsamma enheten. De behöver alltså inte någon proteinkapsel för att spridas eller orsaka infektion.

Eftersom de är så små och enkla kan de vara svåra att upptäcka. De ger ofta symtom som kan likna näringsbrist, virusinfektioner eller andra stressfaktorer hos växter. Därför krävs ofta molekylära metoder för säker diagnos.

Hur de förökar sig

Viroider kan inte föröka sig på egen hand. De tar i stället hjälp av enzymer i växtcellen, framför allt RNA-polymeraser, för att kopiera sitt RNA. Replikationen sker genom en så kallad rullande cirkel-mekanism, där nya RNA-kopior bildas från den cirkulära RNA-mallen.

Trots att viroider inte kodar för proteiner kan deras RNA påverka växtens normala genuttryck och cellfunktioner. Det är en viktig orsak till att de kan framkalla sjukdom trots sin minimala storlek.

Sjukdomar hos växter

Viroider är i första hand växtpatogener och infekterar ett brett spektrum av odlade och vilda växter. De kan orsaka:

• förvridna eller förkrympta skott
• fläckar eller missfärgningar på blad och frukter
• nedsatt tillväxt
• deformerade knölar, frukter eller blad
• lägre avkastning och sämre kvalitet på skörden

Exempel på kända viroidorsakade sjukdomar är potato spindle tuber disease hos potatis, citrus exocortis hos citrusväxter och hop stunt hos humle. Vissa infektioner kan vara milda under en tid men ändå spridas vidare och orsaka större problem i odlingar.

Spridning och smittvägar

Viroider sprids ofta mekaniskt, till exempel via kontaminerade redskap, beskärningsverktyg, hantering av växtmaterial och vegetativ förökning. De kan också spridas genom infekterat utsäde, plantor eller andra förökningsdelar. I vissa fall kan också pollen eller frön bidra till spridning.

Eftersom de inte har någon egen rörelseförmåga är spridningen starkt beroende av människans odlingsrutiner och av hur växtmaterial hanteras. God hygien i växthus, plantskolor och jordbruk är därför viktig för att minska risken för utbrott.

Upptäckt och namn

Viroider var de första "subvirala patogenerna" som upptäcktes och namngavs av Theodor Otto Diener. Han var växtpatolog vid det amerikanska jordbruksdepartementets forskningscenter i Beltsville, Maryland, 1971. Den första viroid som identifierades var Potato spindle tuber viroid (PSTVd). Omkring 33 arter har identifierats.

Upptäckten var viktig eftersom den visade att infektiösa agens kan vara mycket enklare än virus och ändå orsaka sjukdom. Forskningen kring viroider har också gett viktig kunskap om RNA:s roll i biologiska processer och om hur små genetiska element kan påverka växters utveckling.

Skillnaden mellan viroider och virus

Även om både viroider och virus orsakar infektioner finns flera avgörande skillnader:

• Viroider består endast av RNA och saknar proteinhölje.
• Virus har normalt både arvsmassa och ett proteinhölje, och ibland även ett lipidhölje.
• Viroider kodar inte för proteiner alls.
• De flesta viroider infekterar växter, medan virus kan infektera växter, djur, svampar och bakterier.

Trots dessa skillnader delar viroider och vissa virus egenskapen att de är beroende av värdcellen för sin replikation.

Förebyggande åtgärder

Det finns inga enkla behandlingsmetoder som botar en växt när den väl infekterats av en viroid. Därför är förebyggande arbete avgörande. Viktiga åtgärder är bland annat att använda friskt förökningsmaterial, desinficera verktyg, undvika att flytta infekterade växter mellan odlingsplatser och att snabbt ta bort smittkällor när de upptäcks.

I kommersiellt jordbruk och växthusodling är testning av plantmaterial och noggrann kontroll av import och export viktiga delar i arbetet för att begränsa spridning.

Betydelse för forskning och jordbruk

Viroider är små till storleken men stora i betydelse. De har blivit viktiga modellorganismer för att förstå RNA-baserad patogenicitet, växtförsvar och samspelet mellan patogen och värd. För jordbruket är de dessutom viktiga eftersom vissa arter kan ge stora ekonomiska förluster i grödor som potatis, citrus, tomat, humle och avokado.

Studier av viroider har visat att även mycket enkla biologiska strukturer kan ha avancerade effekter på levande celler, vilket gör dem till ett fascinerande område inom både växtpatologi och molekylärbiologi.

Frågor och svar

F: Vad är viroider?

F: Vilken typ av sjukdomar orsakar viroider?

F: Hur stora är viroidgenomerna?

F: Vad är det för humanpatogen som liknar viroider?

F: Vem upptäckte och namngav viroider?

F: Vilken var den första viroid som identifierades?

F: Hur många arter av viroider har identifierats?

Sök med bokstav