Viroides: definición, estructura y impacto en plantas y cultivos

Viroides: descubre su definición, estructura y cómo afectan plantas y cultivos; causas, síntomas y estrategias para prevenir pérdidas de cosechas.

Los viroides son los patógenos infecciosos más pequeños conocidos. Están formados únicamente por hebras cortas de ARN circular monocatenario, sin cubierta de proteínas. En su mayoría son patógenos de las plantas (enfermedades de las plantas), algunas de las cuales pueden causar la pérdida de las cosechas. Los genomas de los viroides son extremadamente pequeños. Son unas 80 veces más pequeños que el virus más pequeño. El virus de la hepatitis D, patógeno humano (causa de enfermedades en los seres humanos), es un virus de ARN defectuoso similar a los viroides.

Los viroides fueron los primeros "patógenos subvirales" descubiertos y nombrados por Theodor Otto Diener. Era fitopatólogo en el Centro de Investigación del Departamento de Agricultura de EE.UU. en Beltsville, Maryland, en 1971. El primer viroide identificado fue el viroide del tubérculo fusiforme de la patata (PSTVd). Se han identificado unas 33 especies.

Estructura y genoma

Los viroides consisten únicamente en una molécula de ARN circular monocatenario, de entre aproximadamente 246 y 401 nucleótidos, dependiendo de la especie. No codifican proteínas y carecen de cápside proteica. Su ARN puede adoptar estructuras secundarias muy compactas y altamente emparejadas (regiones de horquilla) que son esenciales para su estabilidad y función dentro de la célula huésped. Algunas familias de viroides contienen secuencias ribozimales autorreproductoras (p. ej., ribozimas martillo) que participan en su procesamiento durante la replicación.

Replicación

Los viroides se replican en células vegetales usando la maquinaria enzimática del huésped. La replicación suele ocurrir por un mecanismo de tipo "rolling-circle" (círculo rodante) en el que se generan polímeros multimerizados que luego se procesan en unidades monoméricas y se ligan para producir moléculas circulares maduras. Dependiendo de la familia, la replicación puede llevarse a cabo en el núcleo (familia Pospiviroidae) o en los cloroplastos (familia Avsunviroidae). La ARN polimerasa del huésped (por ejemplo, ARN polimerasa II) participa en la síntesis del ARN viroide.

Clasificación

• Familia Pospiviroidae: incluye viroides que se replican en el núcleo y carecen de ribozimas autocatalíticas conocidas. Ejemplos: PSTVd (viroide del tubérculo fusiforme de la patata), CEVd (viroide de la exocorte cítrica).
• Familia Avsunviroidae: viroides que se replican en cloroplastos y presentan ribozimas tipo martillo que participan en el procesamiento del ARN. Ejemplo: PLMVd (viroide del mosaico latente del melocotón).

Síntomas y transmisión

Los síntomas causados por viroides varían mucho según la especie de viroide, la especie vegetal infectada y las condiciones ambientales. Pueden ir desde asintomáticos o leves hasta severos, provocando deformaciones, mosaicos, clorosis, enanismo, necrosis y pérdida de vigor. Algunos síntomas típicos incluyen:

• Mosaicos y variegaciones en hojas.
• Raquitismo y reducción del tamaño de la planta.
• Deformación de frutos y tubérculos.
• Lesiones en corteza (en especies leñosas como cítricos).

Los viroides se transmiten principalmente por: propagación vegetativa (esquejes, injertos, tubérculos), semillas (en algunas especies), polen (ocasionalmente) y por contacto mecánico (herramientas, manos). En general no requieren vectores animales complejos, aunque hay casos en que insectos pueden favorecer la transmisión mecánica.

Impacto en plantas y cultivos

Debido a que afectan la salud y productividad de las plantas, los viroides tienen un impacto económico importante en cultivos comerciales como papa, cítricos, melocotonero, higuera, hop (lúpulo) y otros. Las pérdidas se derivan de reducción de rendimiento, deterioro de la calidad del fruto y restricciones en comercio por cuarentenas. Ejemplos notables incluyen viroides como el PSTVd, el Hop stunt viroid y el Coconut cadang‑cadang viroid, que han causado daños significativos en diferentes regiones del mundo.

Detección y diagnóstico

Las técnicas de detección modernas permiten identificar viroides con alta sensibilidad y especificidad. Entre ellas:

• RT‑PCR y PCR en tiempo real (qRT‑PCR) para amplificar y cuantificar ARN viroide.
• Hibridación molecular (Southern/Northern blot) con sondas específicas.
• Secuenciación del ARN para identificar variantes y realizar análisis filogenéticos.
• Análisis serológico no es aplicable porque los viroides no codifican proteínas.

Control y manejo

El manejo de viroides en agricultura se basa en medidas preventivas y en la eliminación de material infectado:

• Uso de material vegetal certificado y libre de viroides (semillas, esquejes, tubérculos).
• Indexación y pruebas periódicas en bancos de germoplasma y viveros.
• Saneamiento de herramientas y prácticas de trabajo para evitar transmisión mecánica.
• Eliminación y destrucción de plantas infectadas y cuarentena para evitar diseminación.
• Técnicas de erradicación en material de propagación, como cultivo de meristemos, microinjerto y terapias de calor o quimioterapia, que en algunos casos permiten obtener material libre de viroides.

Relevancia para la investigación

Los viroides son modelos únicos para estudiar la biología del ARN: cómo una molécula pequeña y no codificante altera el metabolismo de la célula huésped, cómo interactúa con proteínas celulares y vías de regulación (incluyendo ARN interferente y respuestas de estrés). Su simplicidad ofrece pistas sobre el origen y la evolución de los genomas de ARN y los mecanismos catalíticos del ARN (ribozimas).

Relación con virus humanos

Aunque los viroides infectan principalmente plantas, hay paralelismos con ciertos agentes humanos. Por ejemplo, el virus de la hepatitis D es un virus de ARN defectuoso que comparte similitudes estructurales con los viroides: posee un genoma circular de ARN y depende de otro virus (hepatitis B) para su envoltura y transmisión. Esta semejanza ha sido relevante para entender interacciones entre ARN pequeño y hospedadores y las fronteras entre virus y elementos subvirales.

En resumen, los viroides son patógenos mínimos pero de gran importancia fitosanitaria y científica. Su control requiere vigilancia, prácticas sanitarias estrictas y el uso de material libre de enfermedad para proteger cultivos y reducir pérdidas económicas.

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