Virusoide

Los virusoides son ARN monocatenarios circulares que dependen de virus para su replicación y encapsidación . ^{[ 1 ]} El genoma de los virusoides consta de varios cientos (200–400) de nucleótidos y no codifica ninguna proteína .

Los virusoides son esencialmente viroides encapsulados por una proteína de la cubierta de un virus auxiliar . Por lo tanto, son similares a los viroides en su mecanismo de replicación ( replicación en círculo rodante ) y en la ausencia de genes , pero se diferencian en que los viroides no poseen una cubierta proteica. Tanto los virusoides como algunos viroides codifican una ribozima cabeza de martillo .

Los virusoides, si bien se estudian en virología , son partículas subvirales más que virus. Dado que dependen de virus auxiliares , se clasifican como ácidos nucleicos satélite . En la taxonomía virológica, los virusoides figuran como Satélites/Ácidos nucleicos satélite/Subgrupo 3: ARN (es) satélite circular (es). ^{[ 2 ]}

Dependiendo de si se utiliza una definición laxa o estricta, el término virusoide también puede incluir el virus de la hepatitis D (VHD). Al igual que los virusoides vegetales, el VHD es circular, monocatenario y se nutre de un virus auxiliar ( virus de la hepatitis B ) para formar viriones; sin embargo, los viriones poseen un genoma mucho más grande (~1700 nt) y codifican una proteína. ^{[ 3 ] [ 4 ]} Además, no muestran similitud de secuencia con el grupo de virusoides vegetales.

El primer virusoide se descubrió en plantas de Nicotiana velutina infectadas con el virus del moteado del tabaco aterciopelado R2 (VTMOV). ^{[ 5 ] [ 6 ]} Estos ARN también se han denominado ARN similares a viroides que pueden infectar cultivos agrícolas de importancia comercial y son ARN monocatenarios no autorreplicantes. ^{[ 7 ]} La replicación del ARN de los virusoides es similar a la de los viroides, pero, a diferencia de estos, los virusoides requieren virus "auxiliares" específicos.

La estructura circular de las moléculas de ARN viroides es ideal para la replicación en círculo rodante, en la que se generan múltiples copias del genoma de manera eficiente a partir de un único evento de iniciación de la replicación. ^{[ 8 ]} Otra ventaja de los ARN circulares como intermediarios de replicación es que son inaccesibles y resistentes a las exonucleasas . Además, su alto contenido de GC y su alto grado de autocomplementariedad los hacen muy estables frente a las endonucleasas . Los ARN circulares imponen restricciones al plegamiento del ARN por las cuales las estructuras secundarias favorecidas para la replicación difieren de las asumidas durante la autocorte mediada por ribozimas .

Los ARN satélite de las plantas y los virusoides dependen de sus respectivos virus auxiliares para la replicación, mientras que estos últimos dependen de las plantas para obtener algunos de los componentes necesarios para la replicación. ^{[ 9 ]} Por lo tanto, una interacción compleja que involucre a los tres actores principales (satélites, virus auxiliares y plantas hospedantes) es esencial para la replicación de los satélites y los virusoides.

Se ha demostrado que la replicación del satLTSV ocurre a través del mecanismo de círculo rodante simétrico, ^{[ 10 ]} en el cual el satLTSV se autocorta tanto la hebra (+) como la hebra (-). Se encontró que ambas hebras (+) y (-) del satLTSV son igualmente infecciosas. ^{[ 11 ]} Sin embargo, dado que solo la hebra (+) está empaquetada en las partículas de LTSV, se supone que la secuencia de origen del ensamblaje (OAS) / estructura secundaria está presente solo en la hebra (+).

Gellatly et al., 2011 demostraron que la molécula completa de satLTSV posee una secuencia y una estructura significativas, de modo que cualquier mutación (inserciones/deleciones) que cause una alteración en la estructura general en forma de varilla de la molécula del virusoide resulta letal para su infectividad. ^{[ 11 ]} Los nucleótidos extraños introducidos en la molécula solo se tolerarán si preservan la estructura cruciforme general del satLTSV. Además, las secuencias extrañas introducidas se eliminan en generaciones sucesivas para reproducir finalmente el satLTSV de tipo salvaje.

Por lo tanto, en el ARN satLTSV, la secuencia completa parece ser esencial para la replicación. Esto contrasta con el ARN sat del TBSV o los ARN defectuosos interferentes, ^{[ 12 ]} en los que solo una pequeña porción de sus respectivas secuencias/estructuras secundarias resultó ser suficiente para la replicación.

Los virusoides se asemejan estructuralmente a los viroides, ya que poseen estructuras secundarias nativas que forman moléculas de doble cadena con forma de varilla y ramificaciones terminales cortas. ^{[ 13 ] [ 14 ]} También contienen ribozimas cabeza de martillo que participan en la escisión autocatalítica de multímeros de satRNA durante la replicación en círculo rodante. ^{[ 1 ]} Se propuso que la estructura de ribozima cabeza de martillo del satLTSV se forma solo transitoriamente, de forma similar a la observada por Song y Miller (2004) con el ARN del satRPV ( polerovirus enano amarillo de cereales serotipo RPV). ^{[ 15 ]} Esta estructura cabeza de martillo contiene un tallo III corto que se estabiliza mediante solo dos nucleótidos apareados. Esta conformación inestable sugiere que se produce un modo de escisión de doble cabeza de martillo. Estas estructuras son similares a las reportadas para las ribozimas CarSV y de tritón, ^{[ 16 ] [ 17 ]} lo que implica una relación antigua entre estos ARN divergentes. La observación de Collins et al., 1998 de que el dímero del ARN satRYMV se autocorta de manera más eficiente que el monómero es consistente con el modo de corte de doble cabeza de martillo. El autocorte del satRYMV en la cadena (+) y no en la cadena (-) implica que el satRYMV se replica a través de un modo asimétrico de replicación en círculo rodante, similar a otros satélites sobemovirales con la excepción del satLTSV. ^{[ 18 ]}

Considerando propiedades como su diminuto tamaño, estructura circular y la presencia de ribozimas cabeza de martillo , los viroides podrían tener un origen evolutivo antiguo, distinto al de los virus. Asimismo, la ausencia de similitud de secuencia entre los ARN satélite y sus virus hospedadores, plantas hospedadoras e insectos vectores sugiere que estos ARN satélite tuvieron un origen espontáneo. Alternativamente, los siARN y microARN generados durante las infecciones virales podrían haber sido amplificados por replicases virales auxiliares, en cuyo caso estas moléculas se ensamblaron para formar los ARN satélite.

Los virusoides y viroides se han comparado con intrones circulares debido a su similitud de tamaño. Se ha propuesto que los virusoides y viroides se originaron a partir de intrones. ^{[ 19 ] [ 20 ]} Se han realizado comparaciones entre la cadena (-) de los viroides y la partícula de ribonucleoproteína nuclear pequeña U1 ( snRNP ), lo que implica que los viroides podrían ser intrones escapados. ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]} Dickson (1981) también observó tales homologías dentro de las cadenas (+) y (-) de viroides y virusoides. ^{[ 23 ]} En particular, los virusoides y viroides exhiben varias homologías estructurales y de secuencia con los intrones del grupo I, como el intrón de autoescisión de Tetrahymena thermophila .

Una filogenia basada en una alineación ajustada manualmente en 2001 sugiere que los virusoides podrían formar un clado propio como grupo hermano de Avsunviroidae , que también poseen ribozimas cabeza de martillo. Sin embargo, dicha alineación no está disponible, lo que dificulta la reproducción de los resultados . ^{[ 24 ]}

Los virusoides y otros ARN circulares son moléculas ancestrales que se están explorando con renovado interés. ^{[ 25 ] [ 26 ]} Se ha demostrado que los ARN circulares poseen diversas funciones, que van desde la modulación de la expresión génica hasta las interacciones con proteínas de unión a ARN (RBP) que actúan como esponjas de miRNA, y se han relacionado con varias enfermedades humanas, como el envejecimiento y el cáncer. ^{[ 27 ] [ 28 ]}

Abouhaidar et al., 2014 demostraron el único ejemplo de traducción de proteínas y actividad de ARN mensajero en el ARN satélite circular pequeño del virus del moteado amarillo del arroz (scRYMV). ^{[ 29 ] [ 30 ]} Este grupo sugirió que el scRYMV se designara como un ARN satélite virusoide que podría servir como sistema modelo tanto para la traducción como para la replicación.

La aplicación más prometedora de estos agentes subvirales es la creación de vectores específicos que puedan utilizarse para el desarrollo futuro de agentes de control biológico para enfermedades virales de las plantas. El sistema de vectores podría aplicarse para la sobreexpresión y el silenciamiento de genes foráneos. Un ejemplo singular de vector de expresión foránea es el ARN satélite del virus del mosaico del bambú (satBaMV), ^{[ 31 ]} que posee un marco de lectura abierto que codifica una proteína P20 de 20 kDa. Se observó que cuando esta región ORF no esencial se sustituyó por un gen foráneo, la expresión de este último se incrementó o sobreexpresó. ^{[ 31 ]} En el caso del silenciamiento génico, se pueden utilizar diversos vectores basados ​​en ARN satélite para la inactivación secuencia-específica.  El virus del mosaico del tabaco satélite (STMV) fue el primer agente subviral desarrollado como sistema de silenciamiento inducido por virus satélite (SVISS). ^{[ 32 ]}

• Taxonomía NCBI (141863)