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5.3 : Introduction aux prions et viroïdes - Biologie

5.3 : Introduction aux prions et viroïdes - Biologie



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5.3 : Introduction aux prions et aux viroïdes

Viroïdes : découverte, structure et multiplication

Les viroïdes ont été découverts pour la première fois et ont reçu ce nom par Theodor Otto Diener (1971), un phytopathologiste travaillant au Centre de recherche agricole du Maryland. Le premier viroïde identifié était le Potato Spine Tuber Viroid (PsTVd). À l'heure actuelle, 33 espèces ont été identifiées.

Les viroïdes sont connus pour causer différentes maladies des plantes. Ils se déplacent au sein d'une plante, probablement en association avec les protéines de l'hôte via les canaux vasculaires du phloème et les plasmodèmes (points de contact cellulaire).

Les viroïdes sont transmis par voie mécanique, multiplication végétative et par les pollens et les graines, par exemple le Chrysanthemum stunt viroid (CSVd) est transmis par multiplication végétative. Citrus exocortis viroid (CEVd), Hop stunt viroid (HSVd) est transmis par voie mécanique.

Le viroïde de la tache solaire de l'avocat (ASBVd) est transmis par les graines et les pollens. Le viroïde du tubercule en fuseau de parcelle (PSTVd) est transmis à basse fréquence de manière non persistante par le puceron Macrosiphum euphorbiae. La seule maladie humaine connue pour être causée par un viroïde est l'hépatite D. Dans ce cas, le viroïde est enfermé dans une capsule de virus de l'hépatite B.

Les viroïdes sont classés en deux groupes : les Avsunviroids, par exemple le viroïde Sun-blotch de l'avocat, et les pospiviroïdes, par exemple le viroïde du tubercule en fuseau de pomme de terre. Les Avsunviroids se répliquent dans les chloroplastes tandis que les pospiviroïdes se répliquent dans le noyau et le nucléole.

2. Structure des viroïdes :

La structure du viroïde a été montrée pour la première fois directement au microscope électronique. Les viroïdes sont de petites molécules d'ARN monocaténaires circulaires. Ils consistent en un court tronçon (quelques centaines de nucléobases) d'ARN monocaténaire circulaire hautement complémentaire sans enveloppe protéique avec un poids moléculaire compris entre 1 07 000 et 1 27 000. Les viroïdes ont une longueur de 240 à 380 nucléotides et tous ont des structures en haltère (Fig. 1).

Le plus petit viroïde est un ScRNA (petit ARN cytoplasmique) de 220 nucléobases associé au sobemovirus de la marbrure jaune du riz (RYMV).

H. J. Cross (1979) a séquencé la séquence nucléotidique du Potato Spine Tuber Virus (PSTV). Il se compose de 359 ribonucléotides et se caractérise par de nombreux appariements de bases intermoléculaires qui confèrent une capacité à la structure. Structurellement, le pospiviroïde et l'Avsunviroid sont également différents. Le pospiviroïde a été divisé en domaines structurels/fonctionnels (Fig. 1).

1. Domaine central conservé.

4. Domaine terminal gauche, et

Les domaines structurels sont liés à des fonctions spécifiques. Le domaine central conservé, principalement le brin supérieur, est impliqué dans le clivage et la ligature de l'ARN. Les domaines gauche et droit attendent toujours la fonction. Les membres du groupe avsunviroid sont différents de la structure décrite ci-dessus. Ils n'ont pas de domaine central conservé (CCR) et possèdent une activité ribozymique (un ribozyme est une molécule d'ARN catalytique, dans le cas du clivage de l'ARN dans l'activité ribozymique).

3. Multiplication de viroïdes:

L'ARN viroïde ne code pour aucune protéine. Ils se répliquent automatiquement et se propagent dans la plante en recrutant des protéines hôtes. Trois activités enzymatiques sont requises pour la réplication du viroïde : ARN pol. II, ARNase et ARN ligase.

Les deux groupes de viroïdes se répliquent par deux méthodes différentes :

Les Avsunviroids se répliquent via un mécanisme circulaire de roulement symétrique (Fig. 2). Le brin d'ARN circulaire positif du viroïde sert de matrice pour former un grand brin -ve multimétrique. Cela se fait probablement par l'activité de l'enzyme ARN pol II.

La réplication Avsunviroid de l'ARN long est auto-clivée par l'activité ribozyme associée. L'ARN se circularise pour former un cercle -ve. Un deuxième événement de cercle roulant crée un long brin +ve qui est à nouveau clivé par l'activité du ribozyme.

L'ARN viroïde court est ensuite ligaturé à la forme circulaire. Les pospiviroïdes avec une voie asymétrique fabriquent de l'ARN + à partir de la longue molécule linéaire. Une activité ARN hôte Ase clive le brin + en une unité de longueur viroïde. La molécule est ensuite clivée pour former un viroïde circulaire.


Climat et météo

Une idée fausse courante sur le changement climatique mondial est qu'un événement météorologique spécifique se produisant dans une région particulière (par exemple, une semaine très fraîche en juin dans le centre de l'Indiana) est la preuve du changement climatique mondial. Cependant, une semaine froide en juin est un événement lié à la météo et non au climat. Ces idées fausses surgissent souvent en raison de la confusion sur les termes climat et météo.

Le climat fait référence aux conditions atmosphériques prévisibles à long terme d'une zone spécifique. Le climat d'un biome se caractérise par des plages de températures et de précipitations annuelles constantes. Le climat ne tient pas compte de la quantité de pluie qui est tombée un jour particulier dans un biome ou des températures plus froides que la moyenne qui se sont produites un jour. En revanche, le temps fait référence aux conditions de l'atmosphère pendant une courte période de temps. Les prévisions météorologiques sont généralement faites pour des cycles de 48 heures. Des prévisions météorologiques à long terme sont disponibles mais peuvent ne pas être fiables.

Pour mieux comprendre la différence entre le climat et la météo, imaginez que vous planifiez un événement en plein air dans le nord du Wisconsin. Tu penserais à climat lorsque vous planifiez l'événement en été plutôt qu'en hiver, car vous savez depuis longtemps que n'importe quel samedi des mois de mai à août serait un meilleur choix pour un événement en plein air dans le Wisconsin que n'importe quel samedi de janvier. Cependant, vous ne pouvez pas déterminer le jour précis où l'événement doit avoir lieu car il est difficile de prédire avec précision la météo d'un jour précis. Le climat peut être considéré comme un temps « moyen ».


Viroïdes : objet et origine | Virologie

Diener (1971), au cours de ses études sur la maladie du tubercule en fuseau de la pomme de terre supposée être causée par un virus, a découvert que l'organisme causal était constitué d'ARN libre et nu dépourvu d'enveloppe protéique.

À cette différence près, les symptômes semblaient être similaires à ceux des maladies virales. Afin de différencier cet organisme causal des virus, Diener (1971, 1972, 1974) l'a appelé ‘Viroid’. Depuis lors, d'autres maladies comme l'exocortis des agrumes, le rabougrissement du chrysanthème et la marbrure chlorotique du chrysanthème ont été observées comme étant causées par les viroïdes.

Selon Diener (1973), les viroïdes sont les plus petits agents connus de maladies infectieuses et ne sont pas apparentés aux virus.

Les preuves suivantes suggèrent que ces agents responsables sont des viroïdes et non des virus :

(i) Aucune particule de viroïdes n'a été observée dans les tissus infectés.

(ii) Les viroïdes peuvent être concentrés par précipitation à l'éthanol.

(iii) Les taux de sédimentation des viroïdes sont bien inférieurs à la plage à laquelle les nucléoprotéines sédimentent normalement.

(iv) Les viroïdes sont constitués d'ARN libre sans enveloppe protéique.

(v) Les virus sont généralement insensibles à la RNase en raison de l'enveloppe protéique autour de l'ARN, tandis que les viroïdes sont sensibles à la RNase mais pas à la DNase.

(vi) Les viroïdes sont insensibles au phénol,

(vii) Aucun antisérum spécifique du virus n'est produit par les tissus infectés par le viroïde, et

(viii) L'isolement des composants subcellulaires des tissus infectés par le viroïde indique que l'infectivité réside uniquement dans la fraction nucléaire et dans les débris tissulaires.

Structure des viroïdes :

La maladie du viroïde du tubercule en fuseau de la pomme de terre (PSTV) a été étudiée en détail. Des études au microscope électronique du PSTV ont révélé qu'il s'agit d'une molécule d'ARN simple brin contenant 250-350 nucléotides.

La molécule d'ARN mesure environ 50 nm de long, confinée dans le noyau des cellules infectées, associée à la chromatine et trouvée en quantités extrêmement faibles. La fraction principale a un poids moléculaire de 5 x 10 4 daltons tandis que les fractions mineures ont des poids moléculaires compris entre 7,5 x 10 4 et 9,4 x 10 4 daltons.

Le rapport adénine : Uracil est de 21,7 : 20,9 tandis que le rapport guanine : cytosine est de 28,9 : 28,3 c'est-à-dire que les rapports sont proches de l'unité.

Les viroïdes ne possèdent pas de revêtement protéique autour de la molécule d'ARN.

Réplication des viroïdes :

Le mécanisme précis de réplication viroïde a été un sujet de controverse.

Deux hypothèses ont été avancées pour expliquer la réplication du viroïde :

(a) Réplication dirigée par l'ADN :

On suppose que la réplication des viroïdes a lieu dans la direction de l'ADN qui produit des matrices d'ADN. Ces matrices d'ADN sont soit présentes sous forme réprimée dans les tissus non infectés, soit synthétisées à la suite d'une infection viroïde.

(b) Réplication dirigée par l'ARN :

Cette hypothèse suggère qu'une enzyme réplicase existe dans les tissus non infectés de l'hôte. Cette enzyme accepte une grande variété d'espèces d'ARN comme matrices. L'ARN polymérase dirigée par l'ARN a été observée dans des plants sains de chou chinois et de tabac.

Symptômes et transmission des viroïdes :

Symptômes des viroïdes :

Les symptômes des maladies causées par les viroïdes sont similaires à ceux causés par les virus. Les symptômes associés aux maladies viroïdes comprennent la chlorose, le rabougrissement, la décoloration des veines, l'épinastie, l'éclaircissement des nervures, des taches nécrotiques localisées, la marbrure des feuilles et la mort de l'hôte.

Généralement, les maladies causées par les viroïdes sont des infections persistantes, ce qui signifie que les plantes malades ne se rétablissent pas et que les viroïdes peuvent être isolés des plantes malades aussi longtemps qu'elles vivent.

Transmission des viroïdes :

Les viroïdes connus à ce jour, sont généralement transmis par des moyens mécaniques. Dans le PSTV, le viroïde est également transmis par les graines et le pollen des plantes infectées. Aucune transmission d'insectes n'a été signalée.

Origine des viroïdes :

Il existe quatre possibilités d'origine des viroïdes :

(i) Les viroïdes sont dérivés de virus dans lesquels l'enveloppe protéique n'est pas requise ou est perdue. Par conséquent, les viroïdes sont des agents sous-viraux.

(ii) Dans de nombreux cas tels que les feuilles infectées par le TMV, des feuilles infectées par le virus de la marbrure de la fève et chez Escherichia coli infectées par des ARN de bas poids moléculaire de la phase Qβ ont été découvertes. En fin de compte, ceux-ci pourraient avoir donné lieu à des viroïdes.

(iii) Les cellules normales et en particulier les noyaux et les nucléoles sont connus pour contenir de l'ARN de faible poids moléculaire. Il a été supposé que certains d'entre eux peuvent avoir une fonction régulatrice pendant la transcription de l'ARN à partir du génome et peuvent être essentiels pour le développement normal de l'organisme.

Il est possible que les viroïdes proviennent de ces ARN régulateurs devenus anormaux par mutation.

(vi) Les ARN à auto-réplication se produisent normalement dans les cellules animales saines ainsi que dans les feuilles de tomate. Les viroïdes pourraient être apparus lorsque l'un de ces ARN auto-répliquants devient pathogène et induit des maladies. Le viroïde du tubercule en fuseau de la pomme de terre pourrait être l'un de ces ARN auto-répliquant et le PSTV, l'une de ces maladies.


75 Introduction aux protistes

Figure 1: Les protistes vont des microscopiques unicellulaires (a) Acanthocystis turfacea et (b) cilié Tetrahymena thermophila, tous deux visualisés ici en microscopie optique, aux énormes varechs multicellulaires (c) (Chromalveolata) qui s'étendent sur des centaines de pieds sous l'eau "les forêts." (crédit a : modification du travail par Yuiuji Tsukii crédit b : modification du travail par Richard Robinson, Public Library of Science crédit c : modification du travail par Kip Evans, données de la barre d'échelle NOAA de Matt Russell)

Les humains sont familiers avec les organismes macroscopiques (organismes suffisamment gros pour être vus à l'œil nu) depuis avant qu'il n'y ait une histoire écrite, et il est probable que la plupart des cultures distinguaient les animaux des plantes terrestres, et incluaient très probablement les champignons macroscopiques en tant que plantes. C'est donc devenu un défi intéressant d'aborder le monde des micro-organismes une fois que les microscopes ont été développés il y a quelques siècles. De nombreux schémas de dénomination différents ont été utilisés au cours des deux derniers siècles, mais il est devenu la pratique la plus courante de désigner les eucaryotes qui ne sont pas des plantes terrestres, des animaux ou des champignons en tant que protistes.

Ce nom a été suggéré pour la première fois par Ernst Haeckel à la fin du XIXe siècle. Il a été appliqué dans de nombreux contextes et a été formellement utilisé pour représenter un taxon au niveau du royaume appelé Protista. Cependant, de nombreux systématiciens modernes (biologistes qui étudient les relations entre les organismes) commencent à se détourner de l'idée de rangs formels tels que royaume et embranchement. Au lieu de cela, ils nomment les taxons comme des groupes d'organismes censés inclure tous les descendants d'un dernier ancêtre commun (groupe monophylétique). Au cours des deux dernières décennies, le domaine de la génétique moléculaire a démontré que certains protistes sont plus liés aux animaux, aux plantes ou aux champignons qu'ils ne le sont à d'autres protistes. Par conséquent, sans inclure les animaux, les plantes et les champignons, le royaume Protista est un groupe paraphylétique, ou un groupe qui n'inclut pas tous les descendants de son ancêtre commun. Pour cette raison, les lignées protistes classées à l'origine dans le royaume Protista continuent d'être examinées et débattues. En attendant, le terme « protiste » est encore utilisé de manière informelle pour décrire ce groupe d'eucaryotes extrêmement diversifié.

La plupart des protistes sont des organismes microscopiques et unicellulaires abondants dans les environnements du sol, d'eau douce, saumâtre et marin. Ils sont également fréquents dans le tube digestif des animaux et dans les tissus vasculaires des plantes. D'autres envahissent les cellules d'autres protistes, animaux et plantes. Tous les protistes ne sont pas microscopiques. Certains ont d'énormes cellules macroscopiques, comme les plasmodes (amibes géantes) des myxomycètes ou l'algue verte marine Caulerpa, qui peut avoir des cellules individuelles pouvant mesurer plusieurs mètres. Certains protistes sont multicellulaires, comme les algues rouges, vertes et brunes. C'est chez les protistes que l'on trouve la richesse des modes de croissance des organismes.


Viroïdes

Viroïdes sont des agents pathogènes des plantes : de petites particules d'ARN circulaires simple brin qui sont beaucoup plus simples qu'un virus. Ils n'ont pas de capside ou d'enveloppe externe, mais comme les virus, ils ne peuvent se reproduire qu'à l'intérieur d'une cellule hôte. Cependant, les viroïdes ne fabriquent aucune protéine et ne produisent qu'une seule molécule d'ARN spécifique. Les maladies humaines causées par les viroïdes n'ont pas encore été identifiées.

Les viroïdes sont connus pour infecter les plantes (Figure) et sont responsables de mauvaises récoltes et de la perte de millions de dollars de revenus agricoles chaque année. Certaines des plantes qu'ils infectent comprennent les pommes de terre, les concombres, les tomates, les chrysanthèmes, les avocats et les cocotiers.

Ces pommes de terre ont été infectées par le viroïde du tubercule en fuseau de la pomme de terre (PSTV), qui se propage généralement lorsque des couteaux infectés sont utilisés pour couper des pommes de terre saines, qui sont ensuite plantées. (crédit : Pamela Roberts, Institut des sciences de l'alimentation et de l'agriculture de l'Université de Floride, USDA ARS)


Connexion carrière

Virologue La virologie est l'étude des virus, et un virologue est une personne formée dans cette discipline. La formation en virologie peut mener à de nombreux cheminements de carrière différents. Les virologues participent activement à la recherche universitaire et à l'enseignement dans les collèges et les facultés de médecine. Certains virologues traitent des patients ou sont impliqués dans la génération et la production de vaccins. Ils pourraient participer à des études épidémiologiques (Figure) ou devenir rédacteurs scientifiques, pour ne citer que quelques carrières possibles.

Ce virologue est engagé sur le terrain, prélevant des œufs de ce nid pour la grippe aviaire. (crédit : Don Becker, USGS EROS, U.S. Fish and Wildlife Service)

Si vous pensez être intéressé par une carrière en virologie, trouvez un mentor dans le domaine. De nombreux grands centres médicaux ont des départements de virologie, et les petits hôpitaux ont généralement des laboratoires de virologie au sein de leurs départements de microbiologie. Faites du bénévolat dans un laboratoire de virologie pendant un semestre ou travaillez dans un laboratoire pendant l'été. Discuter de la profession et avoir un aperçu du travail vous aidera à décider si une carrière en virologie vous convient. Le site Web de l'American Society of Virology est une bonne source d'informations sur la formation et les carrières en virologie.


Viroïdes

Viroïdes sont des agents pathogènes des plantes : de petites particules d'ARN circulaires simple brin qui sont beaucoup plus simples qu'un virus. Ils n'ont pas de capside ou d'enveloppe externe, mais comme les virus, ils ne peuvent se reproduire qu'à l'intérieur d'une cellule hôte. Cependant, les viroïdes ne fabriquent aucune protéine et ne produisent qu'une seule molécule d'ARN spécifique. Les maladies humaines causées par les viroïdes n'ont pas encore été identifiées.

Les viroïdes sont connus pour infecter les plantes (Figure) et sont responsables de mauvaises récoltes et de la perte de millions de dollars de revenus agricoles chaque année. Certaines des plantes qu'ils infectent comprennent les pommes de terre, les concombres, les tomates, les chrysanthèmes, les avocats et les cocotiers.

Ces pommes de terre ont été infectées par le viroïde du tubercule en fuseau de la pomme de terre (PSTV), qui se propage généralement lorsque des couteaux infectés sont utilisés pour couper des pommes de terre saines, qui sont ensuite plantées. (crédit : Pamela Roberts, Institut des sciences de l'alimentation et de l'agriculture de l'Université de Floride, USDA ARS)


Viroïdes : origine, signification et réplication | Microbiologie

Dans cet article, nous discuterons de: - 1. Origine du viroïde 2. Signification des viroïdes 3. Génome du viroïde 4. Réplication.

Origine du viroïde :

Jusqu'à présent, aucune information suffisante n'est disponible pour étayer l'origine des viroïdes.

Voici quelques-unes des spéculations concernant l'origine des viroïdes :

(a) Les viroïdes sont censés être les virus primitifs et doivent provenir d'ARN cellulaires. Ce point de vue a été souligné par Watson (1987). Dans la plupart des plantes saines, la synthèse d'ARN sur matrice d'ARN doit se produire. Les viroïdes seraient issus de cet ARN car ils n'induisaient pas la machinerie biosynthétique de leur hôte à partir de leur propre réplication.

(b) À l'exception de l'ARNt et de l'ARN 5S, plusieurs ARN de faible poids moléculaire se sont avérés être associés à plusieurs infections virales telles que les feuilles de tabac infectées par le TMV, dans E. coli infecté par le phage QB, dans les virus à ARN oncogènes, etc.

On suppose que les viroïdes seraient issus d'ARN de faible poids moléculaire induits par le virus qui se sont ensuite adaptés en tant qu'entités infectieuses à réplication autonome. Par conséquent, les viroïdes fournissent la preuve qu'ils sont les entités virales dégénérées.

(c) Avec la découverte de gènes répandus et d'épissage d'ARN chez les eucaryotes, il a été suggéré que les viroïdes pourraient provenir de la circularisation d'introns épissés. Si de telles séquences excisées poursuivaient l'appariement de bases intramoléculaire étendu (comme le font les viroïdes) et si elles étaient circularisées, elles pourraient s'établir et échapper à la dégradation. Si de tels introns compromettaient la séquence de reconnaissance appropriée, ils pourraient être transcrits par des enzymes hôtes capables de fonctionner comme une ARN polymérase et ainsi échapper au mécanisme de contrôle de la cellule hôte.

Signification des viroïdes :

Diener (1971), phytopathologiste au service de recherche agricole du Maryland, a découvert et nommé pour la première fois cet agent responsable de la maladie sous le nom de « 8216viroïdes ».

Les viroïdes sont de petites (200-400 nucléotides de long), des molécules d'ARN circulaires avec une structure secondaire en forme de bâtonnet qui ne possèdent ni capside ni enveloppe et sont associées à certaines maladies des plantes. Leur stratégie de réplication est similaire à celle des virus car ils sont également des parasites intracellulaires obligatoires.

Les viroïdes sont classés en deux familles comme indiqué ci-dessous :

une. Famille des Pospiviroïdes :

je. Genre Pospiviroid : espèce type : Potato spinning tuber viroid

ii. Genre Espèce type Hostuviroid : Hop stunt viroid

iii. Genre Cocadviroid : espèce type : Coconut cadangcadang viroid

iv. Espèce de type Apscaviroid : viroïde de peau de cicatrice de pomme

v. Genre Coleviroid : espèce type : Co/ens blumei viroïde

b. Famille Avsunviroidae :

je. Genre Avsunviroid espèce type : viroïde de la tache solaire de l'avocat

ii. Genre Pelamoviroid : espèce type : Peach latent mosaic viroid

Fig. 16.22 Montre les relations phylogénétiques entre les viroïdes, les virusoïdes et les satellites.

La classification décrite ci-dessus est utilisée sur l'analyse de la région centrale conservée (CCR). Les membres des Avsunviroidae n'ont pas de région CCR, alors que celui des Pospiviroidae possède la région CCR. Jusqu'aux années 1970, les virus étaient considérés comme le plus petit agent infectieux.

La découverte des viroïdes a prouvé que les entités infectieuses plus petites que le virus existent dans la nature. Pour la première fois T.O. Diener et W.B. Raymer (1967) a découvert les viroïdes du tubercule en fuseau de la pomme de terre (PSTV) qui causaient une maladie chez la pomme de terre.

Cette maladie a entraîné des pertes de millions de dollars. De plus, Diener (1971) a avancé le concept de viroïdes sur la base des propriétés nouvellement établies de l'agent infectieux responsable de la maladie du tubercule en fuseau de la pomme de terre (Fig. 16.23.).

Leurs propriétés diffèrent fondamentalement de celles des virus conventionnels par au moins cinq caractéristiques importantes :

(i) L'agent pathogène existe in vivo sous forme encapsulée dans l'ARN,

(ii) Les particules de type virion ne sont pas détectées dans les tissus infectés,

(iii) L'ARN infectieux est de faible poids moléculaire,

(iv) Malgré sa petite taille, l'ARN infectieux se réplique de manière autonome dans les cellules sensibles, c'est-à-dire qu'aucun virus auxiliaire n'est requis, et

(v) L'ARN infectieux est constitué d'une seule espèce moléculaire.

(vi) Gamme d'hôtes : Les autres plantes sensibles aux viroïdes sont la pomme de terre, les agrumes, le concombre et le chrysanthème, le houblon, le rabougrissement, la tomate banchy top, etc.

La gamme d'hôtes du PSTV est constituée des membres des Solanacées et des Composées. Récemment, des souches bénignes de PSTV ont été observées dans les cultivars Kufri, Chandramukhi, Kufri Jyoti de pomme de terre et de solanums sauvages dans l'Himachal Pradesh en Inde, mais elles ne sont pas économiquement importantes en Inde par rapport aux pays comme les États-Unis, le Canada, l'URSS et la Chine. Les symptômes varient selon les cultivars, la souche et l'âge de l'infection.

La tige et le pétiole sont plus aigus que les autres parties. Les tubercules malades s'allongent, c'est-à-dire avec des extrémités pointues ayant de nombreux yeux et des sourcils épais. Les viroïdes sont contagieux et se propagent principalement par des blessures/contacts mécaniques mais aussi par le pollen et les vraies graines des plantes infectées. Les mesures de contrôle sont l'utilisation de semences exemptes de maladies, un arrachage précoce et l'évitement de la coupe des tubercules de pomme de terre.

Génome viroïde :

Les viroïdes sont des acides nucléiques de faible poids moléculaire (1,1-1,3 × 10 5 Da). Ce sont les seuls agents pathogènes connus qui ne codent pour aucune protéine. Ils diffèrent des virus par l'absence d'enveloppe protéique. Le PSTV s'est avéré présent dans le noyau des cellules infectées mais pas dans les autres organites subcellulaires de la pomme de terre. Environ 200 à 10 000 copies de PSTV se trouvent dans chaque cellule.

Il ne s'agit que d'un petit fragment de molécule d'ARN qui est généralement circularisé et reste sous forme de brin d'ARN nu composé d'environ 250 à 370 nucléotides. Les gènes manquent du codon d'initiation (AUG) pour la synthèse des protéines.

La plupart du temps, les nucléotides sont appariés, ce qui donne une molécule d'ARNdb en raison de la présence de régions complémentaires intramoléculaires. Par conséquent, il apparaît comme des tiges. L'ARNdb a une structure tridimensionnelle repliée fermée (Fig.16.24).

Le cercle monocaténaire fermé a un appariement de bases intrabrin étendu et des boucles non appariées intercalées. Les viroïdes ont cinq domaines. La plupart des changements dans la pathogénicité des viroïdes semblent provenir de la variation du domaine de pathogénicité (P) et du domaine terminal gauche (TL).

Les autres domaines sont la région centrale conservée (CCR), les domaines variables (V) et le domaine terminal rigide (TR). La structure repliée le protège probablement de l'attaque des enzymes cellulaires. L'ARN ne code pour aucune protéine, tout comme les introns.

Le PSTV est limité aux plantes. Cependant, aucune preuve concluante n'est disponible pour leur présence chez les animaux. De plus, quelques maladies animales ont été suspectées d'être causées par des viroïdes, mais aucune immunité spécifique n'est apparue.

Réplication des viroïdes :

Il n'existe aucune preuve convaincante de la réplication du génome du viroïde. Il est probable que l'acide nucléique code pour une enzyme réplicase qui est essentielle à ses réplications. Il est possible que les membres des Avsunviroids se répliquent dans les chloroplastes, tandis que ceux des Pospiviroïdes se répliquent à l'intérieur du noyau et du nucléole.

Trois enzymes sont nécessaires pour la réplication des viroïdes, par ex. ARN polymérase, RNase et ARN ligase. L'ARN polymérase 11 est impliquée dans la synthèse de l'ARNm à partir de l'ADN. En utilisant l'ARN du viroïde comme matrice, cette enzyme catalyse la synthèse de nouvel ARN par un mécanisme de cercle roulant.

Les membres de l'Avsunviroid n'ont pas de CCR et possèdent une activité de ribozyme. Par conséquent, ils possèdent des propriétés catalytiques pour effectuer l'auto-clivage et la ligature des génomes à partir d'intermédiaires de réplication plus grands. Les Avsunviroids se répliquent probablement via un mécanisme de cercle roulant symétrique, tandis que les Pospiviroïdes utilisent un mécanisme asymétrique (Fig. 16.25).

Par conséquent, le brin d'ARN circulaire (+) infectieux d'un viroïde sert de matrice pour fabriquer un grand brin négatif multimère linéaire en utilisant l'ARN polymérase II. Par la suite, les Pospiviroïdes synthétisent l'ARN sens (+) à partir de cette longue molécule linéaire via une voie de réplication asymétrique. Le brin d'ARN (+) est clivé en une unité de longueur viroïde par l'activité RNase de l'hôte. Ensuite, cette molécule est ligaturée pour former un viroïde circulaire.

Dans la réplication d'Avsunviroid, l'ARN sens long est auto-clivé par l'activité du ribozyme. Un cercle négatif est formé lors de la circularisation de l'ARN. Un deuxième événement de cercle roulant crée un long brin positif linéaire, qui est à nouveau clivé par l'activité du ribozyme. Ensuite, l'ARN viroïde court est ligaturé pour former la structure circulaire.

Il existe deux possibilités pour les réplications du génome, la réplication dépendante de l'ARN et la réplication dépendante de l'ADN :

(une) Réplication dirigée par l'ARN :

Selon ce schéma, il apparaît que l'ARN polymérase dirigée par l'ARN est présente dans une mesure limitée dans la cellule normale de la plante qui peut synthétiser les molécules d'ARN dirigées par l'ARN.

(b) Réplication dirigée par l'ADN :

Les viroïdes sont transcrits à partir d'un ADN cellulaire de la cellule hôte complémentaire de l'ARN viroïde. Dans la cellule infectée, un nouvel ADN peut être produit avec l'ARN du viroïde infectant qui sert de matrice. Cela suppose la présence de transcriptase inverse, c'est-à-dire d'ADN polymérase dirigée par l'ARN. À partir de là, les ARN viroïdes sont synthétisés.

Branch et Robertson (1984) ont analysé les acides nucléiques spécifiques des viroïdes sur des plants de tomates infectés par le PSTV. Ils concluent que (i) les viroïdes se répliquent par copie directe d'ARN à ARN, (ii) les cellules hôtes contiennent éventuellement la machinerie nécessaire à la réplication de l'ARN viroïde.


Virus, viroïdes et prions - Présentation PowerPoint PPT

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