¿Qué es un viroide? - Función, estructura y características de los viroides

El concepto de viroide se relaciona con una entidad inusual en el campo de los virus. A diferencia de los virus convencionales, los viroides son moléculas de ARN circular, muy pequeñas y desprovistas de la cubierta proteica que caracteriza a los virus. Estas moléculas infecciosas pueden causar enfermedades en las plantas. Por esta razón, la microbiología y la fitopatología estudian estos microorganismos para evitar la amenaza que supone para la agricultura y la seguridad alimentaria

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Los viroides son un tema de gran interés para los biólogos y los agricultores, ya que su estudio y control pueden ayudar a prevenir las enfermedades de las plantas y mejorar su producción. En esta introducción, exploraremos los aspectos más importantes de los viroides, su estructura, su modo de replicación y su papel en la enfermedad de las plantas.

Definición de un viroide en biología

En el campo de la biología, un viroide es una molécula de ARN circular y desprovista de envoltura proteica, que puede provocar enfermedades en las plantas. A diferencia de los virus, los viroides no contienen priones y su genoma está compuesto por una sola cadena de ARN de corta longitud, generalmente de entre 246 y 399 nucleótidos.

Los viroides son capaces de interferir en la replicación del ADN de las células vegetales y su proceso normal de crecimiento y desarrollo, lo que puede tener un impacto negativo en la calidad y cantidad de la cosecha. Debido a su estructura singular y su capacidad para provocar infecciones en las plantas, los viroides resultan ser un tema relevante en la investigación de biología vegetal y agronomía.

La estructura y composición del virione varía según el tipo de virus. Algunos virus tienen una envoltura de lípidos que los protege y les permite interactuar con las células huésped mientras que otros virus no tienen envoltura y están compuestos únicamente por una cápside proteica. La cápside es una estructura proteica que contiene el material genético del virus que protege y mantiene la integridad del ácido nucleico durante la transmisión del virus.

¿Cuál es la función de un viroide?

En términos biológicos, los viroides no cumplen una función concreta en la planta infectada. A diferencia de los virus, los viroides no codifican para proteínas, enzimas o estructuras virales, y no se ha demostrado que proporcionen alguna ventaja evolutiva a las plantas infectadas. En cambio, los viroides parecen ser parásitos celulares, que aprovechan el procedimiento de replicación de la célula huésped para su propia reproducción y propagación.

Al hacerlo, pueden interferir con los procesos normales de la célula huésped y causar daño a las plantas. Por lo que respecta a su función, los viroides son agentes infecciosos patógenos que causan enfermedades en plantas, lo que puede llevar a pérdidas significativas en la producción agrícola.

¿Cómo se forman los viroides?

Los viroides se forman a partir de una molécula de ARN de cadena sencilla que se replica de forma autónoma en la célula huésped. Se cree que los viroides evolucionaron a partir de los intrones, que son segmentos no codificantes del ARN que se encuentran dentro de los genes de las plantas y otros organismos. Durante la evolución, algunos de estos intrones desarrollaron la capacidad de replicarse de forma independiente y se convirtieron en viroides.

La replicación de los viroides es mediada por la enzima ARN polimerasa II, que normalmente sintetiza ARN en las células de las plantas. Sin embargo, los viroides son capaces de secuestrar esta enzima y utilizarla para su propia replicación. Durante la replicación, el ARN del viroide se pliega en una estructura de doble hélice altamente estable, que ayuda a protegerla de la degradación por enzimas celulares. Esta estructura de doble hélice también parece ser esencial para la infecciosidad del viroide y su capacidad para causar enfermedades en las plantas.

¿Qué es lo que infectan los viroides?

Los viroides infectan plantas y son responsables de enfermedades conocidas como viroidosis. Los viroides han sido identificados en una amplia variedad de plantas cultivadas, incluyendo cultivos de importancia económica como la papa, el tomate, el pepino, la frutilla, el aguacate y el coco, entre otros.

Los viroides son específicos de las plantas y no infectan a animales u otros organismos. Aunque los viroides pueden infectar diferentes partes de las plantas, como hojas, tallos y frutos, se han encontrado con mayor frecuencia en los tejidos de los órganos reproductivos, como semillas y esquejes.

Los síntomas de la infección por viroides en las plantas pueden variar, algunos ejemplos son:

• Deformación de hojas y tallos.
• Retraso en el crecimiento.
• Reducción en la producción de frutos o semillas.
• Necrosis.
• Eventual muerte de la planta.

¿Cuáles son las características de los viroides?

Las características principales de los viroides son:

• Estructura: Los viroides son moléculas de ARN circular de cadena sencilla, que pueden variar en longitud desde 246 a 399 nucleótidos. La cadena sencilla de ARN es altamente plegada y forma una estructura secundaria de doble hélice altamente estable que es esencial para su capacidad infecciosa. La estructura secundaria del ARN del viroide es muy compleja y puede estar compuesta por una variedad de elementos estructurales, como bucles, horquillas, tallos y regiones de apareamiento.
• Replicación: Los viroides son capaces de reproducirse por sí mismos dentro del núcleo de las células de la planta huésped, utilizando la maquinaria de replicación de la célula. Durante este proceso, la cadena de ARN del viroide se pliega en una estructura de doble hélice muy estable, que es fundamental para su capacidad infecciosa. Los viroides aprovechan la ARN polimerasa II de la célula huésped para producir nuevas copias de ARN del viroide y pueden también emplear las proteínas de la célula huésped para completar su ciclo de replicación.
• Especificidad: Los viroides son específicos de las plantas y no infectan animales u otros organismos. Cada especie de planta puede ser infectada por un conjunto específico de viroides, y dentro de una especie de planta, diferentes cultivares pueden tener diferentes susceptibilidades a la infección por viroides.
• Transmisión: Los viroides se transmiten de una planta a otra de la misma especie a través de la propagación vegetativa, como el uso de esquejes infectados o la siembra de semillas infectadas. Los viroides también pueden ser transmitidos por insectos vectores, como áfidos y trips, pero esto es menos común.
• Patogenicidad: Los viroides pueden causar enfermedades en las plantas, que pueden variar en severidad y síntomas, como deformación de hojas y tallos, retraso en el crecimiento, reducción en la producción de frutos o semillas, necrosis o posteriormente causar la muerte de la planta. La patogenicidad de un viroide depende de factores como la especie y la variedad de la planta huésped, la cepa específica del viroide y las condiciones ambientales.

¿Cuál es el tamaño de un viroide?

Los viroides son moléculas de ARN circulares de cadena sencilla que tienen un tamaño muy pequeño en comparación con los virus u otros organismos infecciosos. Su tamaño varía entre 246 y 399 nucleótidos, lo que les permite ser transportados por los poros nucleares y replicarse en el núcleo de las células vegetales.

En términos de tamaño físico, los viroides miden aproximadamente 10 a 100 veces más pequeño que un virus típico. Debido a su pequeño tamaño, los viroides no pueden ser observados con microscopios ópticos convencionales y requieren técnicas de microscopía de alta resolución, como la microscopía electrónica de transmisión, para su visualización.

¿Cómo es la estructura de un viroide?

Los viroides son moléculas de ARN circulares de cadena sencilla que se pliegan en una estructura de doble hélice altamente estable que es esencial para su capacidad infecciosa. La estructura del ARN del viroide es muy compleja y puede estar compuesta por una variedad de elementos estructurales, como bucles, horquillas, tallos y regiones de apareamiento.

• Tallo: Es una estructura que se forma cuando dos regiones complementarias del ARN se unen mediante pares de bases y se emparejan formando una estructura de doble hélice.
• Horquilla: Es una estructura que se forma cuando una región de ARN se pliega sobre sí misma y se empareja consigo misma, formando una estructura similar a la de una horquilla.
• Bucle: Es una estructura que se forma cuando una región de ARN no puede emparejarse con otra región complementaria y se pliega en una estructura en forma de lazo.
• Región de apareamiento: Es una región del ARN que se empareja con otra región complementaria para formar una estructura de doble hélice.

¿Cuál es la importancia de los viroides en la célula?

A pesar de su pequeño tamaño, los viroides tienen una gran importancia en la célula, ya que su presencia puede tener efectos significativos en la fisiología de la planta infectada. Algunas de las principales implicaciones de la presencia de los viroides en las células son:

• Interferencia en la expresión génica: los viroides pueden interactuar con el ARN celular y alterar la regulación de la expresión génica, lo que puede tener efectos en la síntesis de proteínas y el metabolismo celular.
• Inducción de síntomas: los viroides pueden causar síntomas en las plantas infectadas, como el enrollamiento de las hojas, la disminución del crecimiento y la producción de frutos, y la necrosis.
• Interferencia en la defensa contra patógenos: los viroides pueden afectar la respuesta de la planta huésped a otros patógenos y reducir su capacidad para defenderse contra otras infecciones.
• Alteración en la estructura celular: la presencia de viroides en las células puede tener un impacto en la estructura de las células infectadas, lo que puede alterar su funcionamiento y, en última instancia, su supervivencia.

Ejemplos de viroides en biología

Los viroides son patógenos muy pequeños que infectan las plantas. A continuación, se presentan algunos ejemplos de viroides en biología:

• Viroide de la patata (PSTVd): Es el viroide más conocido y fue el primero en ser descubierto. Infecta la patata y otros cultivos de solanáceas, como el tomate y el pimiento. Produce síntomas como el enrollamiento de las hojas, la reducción del tamaño de los tubérculos y la disminución de la calidad del cultivo.
• Viroide de la mancha anular del coco (Coconut cadang-cadang viroid, CCCVd): Este viroide infecta el cocotero y causa la mancha anular del coco, que produce una reducción significativa en el rendimiento del cultivo.
• Viroide de la exocortis de los cítricos (Citrus exocortis viroid, CEVd): Este viroide infecta los cítricos y produce una variedad de síntomas, incluyendo la reducción del crecimiento y la producción de frutas, así como la deformación de las hojas y los frutos.
• Viroide del amarillamiento del chrysanthemum (Chrysanthemum stunt viroid, CSVd): Este viroide infecta los crisantemos y produce un retraso en el crecimiento, la deformación de las hojas y la reducción del tamaño de los botones florales.
• Viroide del amarillamiento del tomate (Tomato apical stunt viroid, TASVd): Este viroide infecta el tomate y produce síntomas como la reducción del crecimiento y la deformación de las hojas.