A viroidok az RNS-világ túlélői lehetnek

A 70-es években felfedezett, egyetlen cirkuláris RNS-szálból álló kórokozók egy spanyol kutatócsoport szerint az élet legkorábbi képviselői közé tartozhatnak.

A viroidok az RNS-világ túlélői lehetnek

Az 1920-as években elején különös kór bukkant fel a New Jersey-i gazdák burgonyaföldjein: a gumók zsugorodni kezdtek, és a levelek alakja is megváltozott. A betegség a burgonya gumóorsósodás (Potato spindle tuber, PST) nevet kapta, pontos okát azonban csak öt évtized munkájával sikerült felderíteni. 1971-ben Theodor O. Diener, az Egyesült Államok mezőgazdasági minisztériumának növénypatológusa fejtette meg a rejtélyt: a kór okozója egy hihetetlenül aprócska patogén volt, amely mindössze akkora, mint átlagos vírus nyolcvanad része. Diener viroidnakkeresztelte az új kórokozó-típust, annak burgonyát megtámadó változata pedig angol nyelvű elnevezésének rövidített formájában, PSTVd néven vonult be a történelembe.

Az első viroid felfedezése óta a kórokozók ezen különleges típusának közel három tucat más faját azonosították. A patogének érdekessége, hogy jelenlegi ismereteink szerint csak kultúrnövényeket fertőznek meg, és terjedésük gyakorlatilag megállíthatatlan. A járványok megfékezésére az egyetlen ismert módot a teljes fertőzött növényállomány elpusztítása jelenti. A viroidok veszélyessége miatt számos országban még a határ átlépése előtt igazolni kell, hogy az importált növények nem hordoznak ilyen kórokozót.

A piciny patogének a legújabb kutatások alapján még számos érdekességet tartogathatnak számunkra, hiszen könnyen elképzelhető, hogy az élet legkorábbi képvelőinek egyikével van dolgunk személyükben. Egy spanyol kutatócsoport eredményeiszerint a kórokozók több milliárd éve léteznek, és napjainkig megőrizték korai, primitív, ugyanakkor roppant hatásos formájukat.

Krizantém klorotikus foltosság viroid

A legtöbb mai élőlényből kiindulva az élethez három alapvető összetevőre van szükség: fehérjékre, DNS-re, amely a fehérjéket kódoló géneket tartalmazza, és RNS-re, amely eljuttatja a gének információtartalmát a sejtek fehérjegyáraiba. A kutatók jelentős része azonban úgy véli, hogy a legkorábbi életformák nem egészen olyanok voltak, mint a ma megszokottak. Az első élőlények még elsődlegesen az RNS-re támaszkodtak, amely nemcsak a genetikai információ hordozására és tárolására alkalmas, de a fehérjékhez hasonlóan kémiai reakciók elősegítésére is képes.

Az RNS-alapú élet elméletének támogatói ugyanakkor sokáig meg voltak győződve arról, hogy az ilyen életformák réges-régen kihaltak, mivel a sokkal hatékonyabb DNS-alapú lények kiszorították őket élőhelyeikről. A viroidokat vizsgálva azonban ez egyáltalán nem tűnik ennyire egyértelműnek. Santiago F. Elena és kollégái szerint a viroidok az ősi RNS-világ túlélői, élő kövületek lehetnek, amelyek több milliárd éven keresztül megmaradtak eredetihez közeli állapotukban.

A spanyol szakértők állításukat a viroidok bizarr biológiájára alapozzák: a kórokozók egyetlen körkörös RNS-szálból állnak, vagyis még a vírusokra jellemző fehérjeburokkal sem rendelkeznek. A patogének ráadásul rendkívül kevés genetikai információt hordoznak: genomjuk kevesebb mint 400 bázisból áll. Összehasonlításképpen az influenzavírus genetikai állománya 14 ezer nukleotidból, az ember genomja pedig 3,2 milliárd bázispárból épül fel.

A viroidok genomja „szűkszavúsága” ellenére tökéletesen alkalmas fő feladata, a szaporodás végrehajtására. Az apró kórokozó valamilyen mikroszkopikus sérülésen keresztül bejut a növénybe, majd pedig a növényi sejtekbe, ahol a gazdasejt rendszereit saját maga másolására használja fel. A kész RNS-szál a szintézis végén levágja magát az őt létrehozó komplexről, majd a két szabad vég összekapcsolódik egymással, és már kész is az új viroid.

Elena és munkatársai szerint ez a fajta viselkedés pontosan olyan, mint amilyet egy RNS-alapú világban elképzelhetőnek tarthatnánk. A szakértők szerint az ősi eredet jóval logikusabbnak tűnik, mint az a feltevés, miszerint a viroidok az evolúció újabb keletű eredményei. Egyesek azt feltételezik, hogy a kórokozók olyan vírusok, amelyek valamilyen okból elvesztették fehérjeburkukat, ez azonban a spanyol kutatók álláspontja szerint nem valószínű. „A vírusok és a viroidok evolúciós eredete teljesen eltérő” – mondja Ricardo Flores, a kutatócsoport egyik tagja.

Flores és Elena szerint a viroidok egykor önálló életformák lehettek, a DNS-alapú élet előretörésével azonban parazita életmódra tértek át: kihasználva a náluk sokkal fejlettebb élőlények sejtjeiben kialakuló molekuláris gépezeteket, szaporodásukat áthelyezték azok belsejébe.

Érdekes kérdés ugyanakkor, hogy ha valóban ennyire ősi életformákról van szó, akkor azok miért csak a termesztett növényeken élősködnek. Flores szerint valószínű, hogy ez nem így van, csak a kutatók elsőként a kultúrnövényeket megtámadó fajokkal találkoztak. Elképzelhető, hogy ha nekiállnának keresgélni a vadonban, más viroid fajokat is felfedeznének.

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward