Subvirové patogeny

Tyto organismy, tedy viroidy a priony, stojí na hranici života. Můžeme jen diskutovat nad tím, jestli jde jen o extrémně složité makromolekuly nebo jestli je lze již považovat za nejjednodušší formy života. Faktem zůstává, že tyto organismy se snadno rozmnožují a ekologicky jsou celkem úspěšné. Je to až k neuvěření, uvážíme-li, že jde vlastně jen o makromolekuly, tedy v případě viroidů o molekuly RNA a v případě prionů o molekuly bílkovin. Vlna zájmu o viroidy a priony se projevila až v nedávné době, kdy se začala vyskytovat mnohá onemocnění způsobená těmito parazity.

Viroidy

Viroidy jsou krátké cyklické molekuly RNA (asi kolem 400 nukleotidů), vyznačující se vysokou autokomplementaritou. Pravděpodobně je tvoří krátké dvojřetězcové oblasti, střídané ještě kratšími nespárovanými oblastmi. Zajímavé je, že není přítomen žádný bílkovinný obal.

Existují dvě hypotézy o původu viroidů. Jedna z nich tvrdí, že viroidy jsou defektní viry, které ztratily schopnost kódovat plášťový protein. Druhá hypotéza se domnívá, že viroidy by mohly být uniklými introny, tedy úseky mRNA, které jsou po transkripci v buňce odstraněny sestřihem, protože nekódují žádný protein. Snad jde o introny, které kdysi náležely ke genetickému aparátu mitochondrií nebo chloroplastů.

Sekvence nukleotidů ve viroidové RNA nejspíš nemá žádný smysl. Jak ale tedy mohou viroidy působit jako patogeny? Bylo pozorováno, že viroidy způsobující onemocnění u jedněch rostlin, se mohou v jiných rostlinách neškodně replikovat. Viroidy tedy nejspíš potřebují nějaké konkrétní rostlinné enzymy, přítomné pouze v určitém druhu rostlin. Mechanismus patogenního působení viroidů však není dodnes znám.

Choroby, způsobené viroidy, byly pozorovány teprve v nedávné době, je tedy velmi pravděpodobné, že vznik viroidů zapříčinily moderní intenzivní zemědělské techniky. Viroidy jsou označovány zkratkami, odvozenými od anglických názvů chorob, které způsobují. Nejznámějším viroidem je viroid PSTV (potato spindle tuber disease), způsobující vřetenovitost bramborových hlíz. Dalšími viroidovými chorobami jsou zejména sluneční skvrnitost avokáda (ASBV), citrusová exocortis (CEV), zakrnělost chryzantém (CSV), Kadang-kadang kokosů (CCCV), bledost plodů okurek (CPFV) nebo zakrnělost chmele (HSV).

Priony

Priony jsou jednoduchými typy proteinů. Tyto proteiny jsou velice hydrofobní, takže se v cytoplasmě agregují do shluků tyčinkovitých částic, čímž nejspíš způsobují vznik tzv. amyloidních plaků, které bývají pozorovány v mozkové tkáni infikovaných zvířat.

Jak jsou ale priony syntetizovány? Byly navrženy tři možnosti. První možnost tvrdí, že by přece jen mohly priony obsahovat nukleovou kyselinu, která však určitým způsobem uniká naší detekci. Tato možnost je však při současném stupni poznání o prionech celkem nepravděpodobná.

Nabízí se druhá možnost, tedy že priony mohou nějakým způsobem specifikovat svoji aminokyselinovou sekvenci. To by se mohlo dít např. pomocí tzv. reverzní translace, tj. zpětného přepisu informace z hotového prionového proteinu do nukleových kyselin. Nebo by priony mohly přímo katalyzovat svoji vlastní syntézu. Ani jedna z těchto dvou možností však zatím nebyla pozorována (aspoň ne za podobných okolností), jejich objev by znamenal převrat v molekulární biologii.

Konečně je tu třetí možnost, tedy že vnímavé buňky nesou gen, který kóduje odpovídající prionový protein. Teprve infekce těchto buněk prionem způsobí aktivaci tohoto genu. Poslední hypotéza se jeví jako nejpravděpodobnější.

Zkoumání prionů začalo v roce 1972. Priony způsobují onemocnění nervové soustavy savců, napadají tedy nervovou tkáň. Nejdéle známým onemocněním je scrapie, což je onemocnění ovcí a koz, objevené již v 18. století. Charakteristickým příznakem je nesnesitelné svědění kůže, na něž reagují zvířata silným drbáním (anglicky scrape = drbat se, škrábat se). Drbání bývá tak intenzivní, že často vede až k úplnému prodření či prokousání kůže. Scrapie je vždy smrtelná.

V 50. letech bylo objeveno další prionové onemocnění - nemoc kuru, která se projevuje u lidí třesem, ztrátou rovnováhy, poruchami chůze, nezadržitelnými záchvaty smíchu, později poruchami řeči a nakonec demencí a úplnou nehybností. Po několikaměsíčním utrpení nemoc bez výjimky končí smrtí.

Další chorobou způsobenou priony patří nemoc Creutzfeldt-Jakobova, což je řídce se projevující choroba mozečku u lidí.