REPRODUKSI VIRUS: FASE DAN KARAKTERISTIK - BIOLOGI - 2025

The reproduksi virus atau replikasi virus adalah acara dimana virus partikel mengalikan oleh beberapa kali lipat, dengan membajak mesin enzimatik sel inang. Karena virus tidak terdiri dari sel, mereka tidak dapat bereproduksi secara mandiri, sangat membutuhkan inang seluler untuk melakukannya.

Ada dua alternatif umum yang dapat digunakan virus untuk berkembang biak: siklus litik atau siklus lisogenik. Kedua proses tersebut telah dipelajari secara luas pada virus yang menginfeksi bakteri atau bakteriofag.

Siklus reproduksi virus.
1-Fiksasi
2-Penetrasi
3-Unfolding
4-Sintesis (4a-Transkripsi, 4b-Terjemahan, Replikasi 4c-Genom)
5-Majelis
6-Pembebasan
Sumber: Franciscosp2

Siklus litik memuncak pada pecahnya sel inang, sedangkan pada siklus lisogenik, sel terus hidup dengan materi genetik virus di dalamnya.

Dalam kasus jalur litik, virus menemukan sel potensial yang akan diinfeksi dan menempel padanya melalui reseptor yang dikenali di permukaan sel. Kemudian menyuntikkan DNA-nya ke dalam sitoplasma, di mana produksi komponen struktural akan dimulai. Potongan-potongan asam nukleat dan protein ini berkumpul dan dilepaskan, setelah itu mereka dapat menginfeksi inang baru.

Siklus lisogenik dimulai dengan cara yang sama, kecuali DNA virus akan mengalami proses rekombinasi dan akan diintegrasikan ke dalam kromosom inangnya. Virus tetap laten di dalam sel, sampai aksi beberapa bahan kimia atau sinar UV memicu siklus litik.

Apakah virus itu?

Sebelum menjelaskan terdiri dari reproduksi virus, kita harus memahami dengan jelas beberapa aspek yang terkait dengan biologi entitas ini. Virus bukanlah sel, melainkan struktur sederhana yang terdiri dari asam nukleat dan beberapa protein.

Kumpulan partikel virus menular yang lengkap dan berkembang dikenal sebagai virion.

Tidak seperti makhluk organik yang tersusun dari sel, virus tidak memiliki metabolisme atau pertukaran zat secara terkontrol dengan lingkungan luarnya. Tapi yang bisa mereka lakukan adalah mereproduksi di dalam sistem biologis yang menghadirkan fungsi-fungsi ini: yaitu, dalam sel hidup.

Untuk alasan ini, virus dianggap parasit seluler obligat, karena mereka tidak dapat menyelesaikan reproduksinya tanpa sel hidup. Inangnya dapat berupa vertebrata, invertebrata, tumbuhan, protista, bakteri, dll., Tergantung dari virus yang dipelajari.

Untuk reproduksi, virus harus membajak mesin enzimatik inangnya. Aspek ini memiliki konsekuensi ketika mengembangkan obat untuk menghentikan infeksi virus, karena mempengaruhi reproduksi virus dapat mengganggu reproduksi sel inang. Kami akan mempelajari bagaimana proses ini terjadi di bawah.

Bagaimana virus berkembang biak?

Seperti yang kami sebutkan, virus adalah partikel biologis yang sifatnya sangat sederhana. Oleh karena itu, asam nukleat (baik DNA atau RNA) yang dimilikinya mengandung informasi untuk produksi beberapa protein dan enzim untuk membangun virion.

Dalam satu sel inang, virion dapat menghasilkan ribuan partikel virus yang mirip dengan yang pertama, menggunakan mesin metabolisme inangnya.

Terlepas dari kenyataan bahwa virus dan inangnya sangat bervariasi, siklus reproduksinya serupa secara keseluruhan. Di bawah ini kami akan menggeneralisasi proses dan menjelaskan langkah demi langkah reproduksi bakteriofag, virus yang menginfeksi bakteri. Kemudian kami akan menyebutkan beberapa keanehan pada virus yang menginfeksi hewan.

Perbanyakan virus bakteri (bakteriofag)

Bakteriofag dapat berkembang biak dengan dua cara alternatif: siklus litik atau siklus lisogenik. Sesuai dengan namanya, langkah terakhir litik melibatkan lisis (dan dengan demikian kematian) sel inang. Sebaliknya, siklus lisogenik melibatkan reproduksi virus dengan sel hidup.

Siklus -Lithic

Proses litik pada bakteriofag T (T2, T4 dan T6) pada bakteri E. coli terkenal telah diketahui dengan sangat detil. Proses yang akan kami uraikan di bawah ini didasarkan pada model studi ini.

Itu terjadi dalam lima tahap berbeda: fiksasi, penetrasi, biosintesis, pematangan, dan pelepasan.

Fiksasi

Langkah ini juga dikenal sebagai adsorpsi virus. Hal pertama yang harus terjadi agar virus berkembang biak adalah pertemuan antara partikel virus dan sel inang. Tabrakan ini terjadi sembarangan.

Virus mengikat beberapa reseptor komplementer yang dikenali di permukaan sel; dalam hal ini, di dinding sel bakteri. Pengikatan ini merupakan interaksi kimiawi dimana terjadi ikatan lemah antara virus dan reseptor.

Penetrasi

Begitu virus mengenali penerima, ia melanjutkan untuk menyuntikkan materi genetiknya. Bakteriofag melepaskan enzim yang merusak sebagian dinding sel. Dalam konteks ini, partikel virus berfungsi sebagai jarum suntik yang bertugas menyuntikkan DNA.

Biosintesis

Ketika DNA telah mencapai sitoplasma sel inang, biosintesis materi genetik dan protein organisme yang dimaksud dimulai. Sintesis protein inang dihentikan oleh serangkaian langkah yang diatur oleh virus.

Penyerang berhasil menyita nukleotida bebas dari inang, ribosom dan asam amino, serta enzim yang diperlukan untuk menyalin DNA virus.

Pematangan

Saat semua bahan penyusun virus disintesis, proses perakitan atau pematangan dimulai. Perakitan komponen partikel virus terjadi secara spontan, menghilangkan kebutuhan akan gen lain untuk membantu proses tersebut.

Melepaskan

Pada akhir proses perakitan, virus harus dilepaskan ke lingkungan ekstraseluler. Saat kami menjelaskan siklus litik, langkah terakhir ini melibatkan lisis sel yang membantu seluruh proses.

Lisis melibatkan pecahnya membran plasma dan dinding sel. Degradasi komponen terakhir ini terjadi oleh aksi enzim lisozim, yang disintesis di dalam sel selama proses yang dijelaskan.

Dengan cara ini, partikel virus yang baru disintesis dilepaskan. Ini dapat menginfeksi sel tetangga dan mengulangi siklusnya lagi.

Siklus-lisogenik

Tidak semua virus menembus sel inang dan menghancurkannya dengan biaya reproduksinya sendiri. Cara perkalian alternatif disebut siklus lisogenik. Virus yang mampu berkembang biak dengan cara ini dikenal sebagai temperates.

Meskipun beberapa virus dapat berkembang biak melalui jalur litik yang dijelaskan di bagian sebelumnya, virus juga dapat berkembang biak tanpa merusak sel dan tetap laten atau tidak aktif di dalamnya.

Untuk menjelaskannya kepada Anda, kami akan menggunakan organisme model bakteriofag lambda (λ), bakteriofag lisogenik yang telah dipelajari secara menyeluruh.

Tahapan terjadinya siklus lisogenik adalah: penetrasi ke dalam inang, pembentukan DNA sirkuler dari molekul DNA linier, dan rekombinasi dengan DNA inang.

Integrasi DNA virus menjadi DNA inang

Tahapan awal terjadi dengan cara yang sangat mirip dengan siklus sebelumnya, dengan pengecualian bahwa DNA virus diintegrasikan ke dalam DNA sel inang, melalui proses rekombinasi.

Dalam keadaan ini, virus laten di dalam sel, dan DNA virus bereplikasi bersama dengan DNA inang.

Pergantian antara siklus litik dan lisogenik

Di sisi lain, berbagai kejadian stokastik dapat menyebabkan perubahan dari siklus lisogenik ke litik. Di antara kejadian ini adalah paparan radiasi UV atau bahan kimia tertentu yang mengarah pada eksisi DNA fag dan inisiasi lisis.

Konsekuensi lisogeni

Ada konsekuensi penting dari lisogeni, yaitu: (i) sel lisogenik kebal terhadap infeksi berikutnya dari bakteriofag yang sama, tetapi tidak terhadap virus yang berbeda; (ii) sel dapat memperoleh karakteristik baru dengan mengintegrasikan materi genetik fag, seperti produksi beberapa racun dan (iii) proses transduksi khusus diperbolehkan.

Perbanyakan virus hewan

Secara umum, virus hewan mengikuti pola perkalian yang sangat mirip dengan yang dijelaskan pada virus yang menginfeksi bakteri. Namun, ada beberapa perbedaan mencolok dalam kedua proses tersebut.

Yang paling jelas adalah mekanisme masuknya sel, karena perbedaan yang ada pada tingkat struktural antara sel eukariotik dan prokariotik. Dalam sel hewan, reseptor terdiri dari protein dan glikoprotein yang berlabuh di membran plasma.

Contohnya adalah virus HIV. Untuk masuk ke dalam sel, virus mengenali reseptor yang disebut CCR5. Individu tertentu mengalami penghapusan (yaitu, sebagian DNA hilang) dari 32 pasangan basa dalam gen yang mengkode reseptor seluler yang menghancurkan protein dan memberikan resistensi terhadap virus yang ditakuti.

Banyak penyerang memanfaatkan reseptor yang memediasi proses endositosis untuk masuk ke sel, melalui pembentukan vesikel. Virus yang diselubungi oleh membran dapat masuk ke dalam sel dengan menggabungkan membran lipid.

Setelah virus menembus, sintesis partikel virus agak bervariasi. Sel hewan memiliki mesin enzimatik yang berbeda dari yang kita temukan pada bakteri.

Referensi

1. Forbes, BA, Sahm, DF, & Weissfeld, AS (2007). Mikrobiologi diagnostik. Mosby.
2. Freeman, S. (2017). Ilmu biologi. Pendidikan Pearson.
3. Murray, PR, Rosenthal, KS, & Pfaller, MA (2015). Mikrobiologi medis. Ilmu Kesehatan Elsevier.
4. Reece, JB, Urry, LA, Cain, ML, Wasserman, SA, Minorsky, PV, & Jackson, RB (2014). Biologi Campbell. Pendidikan Pearson.
5. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2016). Mikrobiologi. Pengenalan. Pearson.