REPLIKASI VIRUS: KARAKTERISTIK, SIKLUS REPLIKASI VIRUS, CONTOH (HIV) - BIOLOGI - 2025

The replikasi virus adalah cara berbagai jenis virus berkembang biak di dalam sel menyerang. Entitas DNA atau RNA ini memiliki banyak strategi berbeda untuk merekrut struktur di dalam sel dan menggunakannya untuk menghasilkan salinannya sendiri.

"Fungsi" biologis semua jenis replikasi virus adalah menghasilkan genom dan protein virus baru dalam jumlah yang cukup untuk memastikan penyebaran genom virus yang menyerang sel.

Langkah-langkah replikasi virus (Sumber: Alejandro Porto via Wikimedia Commons)

Semua virus yang diketahui sampai saat ini membutuhkan enzim sel untuk penggandaannya, karena mereka tidak memiliki enzim sendiri yang memungkinkannya untuk mereplikasi dan mereproduksi sendiri.

Molekul virus mampu menyerang hampir semua jenis sel di biosfer.

Oleh karena itu, umat manusia telah mengarahkan sejumlah besar sumber daya dan upaya untuk memahami tidak hanya fungsi virus, tetapi juga replikasi virus, karena proses ini adalah kunci untuk pengendalian yang memadai atas semua penyakit yang merupakan hasil dari infeksi virus. asal virus.

Virus perlu mencapai bagian dalam sel dan, untuk melakukan ini, mereka harus menempatkan mekanisme khusus untuk "menghindari" pertahanan endogen dari inang mereka. Begitu berada di dalam individu yang "menjajah", mereka harus dapat memasuki sel mereka dan mereplikasi genom dan protein mereka.

karakteristik

Replikasi virus menghadirkan variasi penting dalam setiap spesies virus; Lebih jauh, spesies yang sama dapat menampung serotipe yang berbeda, “quasispecies” dan virus dengan modifikasi besar dalam urutan genomnya.

Genom virus dapat terdiri dari asam nukleat seperti DNA, RNA atau keduanya, pita tunggal atau ganda. Molekul tersebut juga bisa berbentuk melingkar, linier, seperti "jepit rambut" (hairpin), antara lain.

Sebagai hasil dari variasi besar dalam struktur virus, terdapat keragaman strategi dan mekanisme untuk melakukan replikasi. Namun, beberapa langkah yang kurang lebih umum dibagikan di antara semua spesies.

Siklus replikasi virus

Sumber gambar: Tidak ada penulis yang dapat dibaca mesin. Guaguaguagua diasumsikan (berdasarkan klaim hak cipta).

Secara umum, siklus replikasi virus secara umum terdiri dari 6 atau 7 langkah, yaitu:

1- Adsorpsi atau pengikatan ke sel,

2- Penetrasi atau masuk ke dalam sel

3- Pelepasan genom

4- Replikasi genom

5- Perakitan

6- Dewasa

7- Lisis atau pelepasan dengan tunas

Adsorpsi atau pengikatan pada sel

Virus saat ini memiliki struktur protein atau molekul yang dikenal sebagai antireceptor, yang mengikat satu atau lebih makromolekul pada membran luar sel tempat mereka ingin masuk. Molekul-molekul ini umumnya adalah glikoprotein atau lipid.

Glikoprotein atau lipid pada membran luar sel "target" dikenal sebagai reseptor, dan virus menempel atau mengikat secara kovalen ke reseptor ini menggunakan protein atau molekul anti-reseptornya.

Penetrasi atau masuk ke dalam sel

Begitu virus menempel pada membran luar sel melalui sambungan reseptor-antireceptor, virus dapat memasuki sel melalui tiga mekanisme: endositosis, fusi dengan membran sel, atau translokasi.

Ketika masuknya terjadi oleh endositosis, sel membuat celah kecil di wilayah tertentu dari membran, tepat di tempat virus menempel. Sel kemudian membentuk semacam vesikel di sekitar partikel virus, yang diinternalisasi dan, begitu di dalam, hancur, melepaskan virus ke dalam sitosol.

Endositosis mungkin merupakan mekanisme masuk yang paling umum untuk virus, karena sel terus-menerus menginternalisasi vesikel sebagai respons terhadap rangsangan internal dan eksternal yang berbeda dan untuk tujuan fungsional yang berbeda.

Fusion dengan membran sel merupakan mekanisme yang hanya dapat dilakukan oleh virus yang diselimuti oleh selubung pelindung yang disebut kapsid. Selama proses ini, komponen kapsid menyatu dengan membran sel dan bagian dalam kapsid dilepaskan ke dalam sitosol.

Translokasi jarang didokumentasikan dan tidak sepenuhnya dipahami. Namun, diketahui bahwa virus menempel pada makromolekul reseptor di permukaan membran dan menginternalisasi dirinya sendiri dengan melakukan interkalasi di antara komponen membran sel.

Pelepasan genom

Proses ini paling sedikit dipahami dan mungkin paling sedikit dipelajari dalam replikasi virus. Selama itu, kapsid diangkat, memperlihatkan genom virus dengan nukleoprotein terkaitnya.

Telah dihipotesiskan bahwa selubung genom virus menyatu dengan vesikula endositosis. Lebih lanjut, diperkirakan bahwa langkah replikasi ini dipicu oleh beberapa faktor internal sel seperti pH atau perubahan konsentrasi elektrolit, dll.

Replikasi genom virus

Proses replikasi genom virus sangat bervariasi antara setiap spesies virus; Faktanya, virus diklasifikasikan menjadi 7 kelas berbeda sesuai dengan jenis asam nukleat yang menyusun genomnya.

Sebagai aturan umum, sebagian besar virus DNA bereplikasi di dalam inti sel yang mereka serang, sementara sebagian besar virus RNA bereplikasi di dalam sitosol.

Beberapa virus DNA beruntai tunggal (untai tunggal) menembus inti sel dan berfungsi sebagai untaian "cetakan" untuk sintesis dan penggandaan lebih banyak molekul DNA pita tunggal.

Virus RNA pita ganda lainnya mensintesis genom mereka melalui segmen dan setelah semua segmen disintesis, mereka berkumpul di dalam sitosol sel inang. Beberapa genom mengandung dalam genomnya urutan genetik yang memiliki informasi untuk menyandikan RNA polimerase.

Setelah RNA polimerase diterjemahkan, replikasi banyak salinan genom virus dimulai. Enzim ini dapat menghasilkan RNA pembawa pesan untuk menghasilkan protein yang akan membentuk kapsid virus dan komponen lainnya.

Majelis

Setelah beberapa salinan genom virus dan semua komponen kapsid telah disintesis, semua ini diarahkan ke situs spesifik sel seperti nukleus atau sitoplasma, tempat mereka berkumpul sebagai virus dewasa.

Banyak penulis tidak mengenali perakitan, pematangan dan lisis sebagai proses terpisah dalam siklus hidup virus, karena banyak kali proses ini terjadi secara berurutan ketika konsentrasi bagian-bagian dan genom virus di dalam sel. itu sangat tinggi.

Matured

Selama fase ini virus menjadi "menular"; Artinya, protein kapsid menjadi matang atau terjadi perubahan konformasi yang mengubah struktur awal menjadi partikel yang mampu menginfeksi sel lain.

Beberapa virus mematangkan strukturnya di dalam sel yang mereka infeksi, yang lain hanya melakukannya setelah menyebabkan lisis sel.

Lisis atau pelepasan dengan tunas

Pada kebanyakan virus, pelepasan terjadi dengan lisis atau tunas. Dalam lisis, sel rusak dan melepaskan seluruh isinya ke lingkungan ekstraseluler, memungkinkan virus yang berkumpul dan matang untuk melakukan perjalanan bebas untuk menemukan sel lain untuk menginfeksi.

Pelepasan dengan tunas khusus untuk virus yang memiliki selubung lipid dan protein. Ini melewati membran plasma membentuk semacam vesikula intraseluler.

Contoh replikasi virus (HIV)

Siklus replikasi virus dari virus HIV. Sumber: Jmarchn

Human Immunodeficiency Virus atau yang lebih dikenal dengan HIV adalah salah satu virus yang menyebabkan kematian manusia terbanyak di dunia. Ini adalah virus RNA yang secara langsung mempengaruhi jenis sel darah putih yang disebut limfosit CD4.

Fiksasi virus dilakukan melalui pengenalan dan penyatuan protein kapsid virus dengan protein membran sel limfosit CD4. Selanjutnya, kapsid menyatu dengan membran sel dan kandungan virus di dalamnya dikosongkan.

Di dalam sitoplasma, RNA ditranskripsi terbalik dan membentuk dua pita DNA yang saling melengkapi. Molekul DNA pita ganda berintegrasi ke dalam genom sel inang, dalam hal ini limfosit CD4.

Sebagai bagian dari informasi genetik sel, DNA yang berasal dari virus ditranskripsikan dan diterjemahkan seperti halnya untaian DNA genom limfosit.

Setelah semua komponen virus diproduksi di dalam sitosol, partikel virus dikumpulkan dan dikeluarkan ke lingkungan ekstraseluler melalui tunas. Beberapa ratus ribu benjolan terbentuk dan, ketika dilepaskan, menimbulkan partikel HIV dewasa.

Referensi

1. Burrell, CJ, Howard, CR, & Murphy, FA (2016). Virologi Medis Fenner dan White. Pers Akademik.
2. Rosas-Acosta, G. (Ed.). (2013). Replikasi Virus. BoD - Buku Sesuai Permintaan.
3. Saag, MS, Holodniy, M., Kuritzkes, DR, O'Brien, WA, Coombs, R., Poscher, ME, … & Volberding, PA (1996). Penanda viral load HIV dalam praktik klinis. Obat alam, 2 (6), 625.
4. Schmid, M., Speiseder, T., Dobner, T., & González, RA (2014). Kompartemen replikasi virus DNA. Jurnal virologi, 88 (3), 1404-1420.
5. Wunner, BD, Macfarlan, RI, Smith, CL, Golub, E., & Wiktor, TJ (1986). Institut Studi Lanjutan NATO: DASAR MOLEKULER DARI REPLIKASI VIRAL. Jurnal Metode Virologi, 13, 87-90. Cheng, RH, & Miyamura, T. (2008). Studi Replikasi Virus Berbasis Struktur: Dengan CD-ROM. Ilmiah Dunia.