Replikasi virus: karakteristik, siklus replikasi virus, contoh (HIV)

Replikasi virus: karakteristik, siklus replikasi virus, contoh (HIV)

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 dari dalam sel dan menggunakannya untuk menghasilkan salinan diri mereka sendiri.

“Fungsi” biologis dari semua jenis replikasi virus adalah untuk menghasilkan genom virus dan protein baru dalam jumlah yang cukup untuk memastikan perbanyakan genom virus yang menginvasi sel.

Langkah-langkah replikasi virus (Sumber: Alejandro Porto [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] melalui Wikimedia Commons)

Semua virus yang dikenal hingga saat ini membutuhkan enzim sel untuk perkembangbiakannya, karena mereka tidak memiliki enzim sendiri yang memungkinkan mereka untuk bereplikasi dan bereproduksi sendiri.

Molekul virus mampu menyerang hampir semua jenis sel di biosfer.

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 tepat dari semua penyakit yang merupakan produk dari infeksi virus. asal.

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

Indeks artikel

Karakteristik

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

Genom virus dapat terdiri dari asam nukleat seperti DNA, RNA atau keduanya, pita tunggal atau ganda. Molekul-molekul tersebut juga dapat berbentuk linier melingkar seperti “kait rambut” ( jepit rambut ), antara lain.

Sebagai hasil dari variasi yang besar dalam struktur virus, terdapat keragaman yang besar dari 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 yang disediakan. Guaguaguagua diasumsikan (berdasarkan klaim hak cipta). [Area publik]

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- Rilis genom

4- Replikasi genom

5- Perakitan

6- Dewasa

7- Lisis atau rilis oleh pemula

Adsorpsi atau pengikatan sel

Virus biasanya memiliki struktur protein atau molekul yang dikenal sebagai antireseptor, yang mengikat satu atau lebih makromolekul pada membran luar sel yang ingin mereka masuki. Molekul-molekul ini umumnya glikoprotein atau lipid.

Glikoprotein atau lipid pada membran luar sel “target” dikenal sebagai reseptor, dan virus menempel atau berikatan secara kovalen dengan reseptor ini menggunakan protein atau molekul antireseptornya.

Penetrasi atau masuk ke dalam sel

Setelah virus mengikat membran luar sel melalui persimpangan reseptor-antireseptor, virus dapat memasuki sel melalui tiga mekanisme: endositosis, fusi dengan membran sel, atau translokasi.

Ketika entri terjadi dengan endositosis, sel menciptakan celah kecil di wilayah spesifik membran, tepat di mana 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 sering untuk virus, karena sel terus-menerus menginternalisasi vesikel sebagai respons terhadap rangsangan internal dan eksternal yang berbeda dan untuk tujuan fungsional yang berbeda.

Fusi dengan membran sel merupakan mekanisme yang hanya dapat dilakukan oleh virus yang diselimuti oleh lapisan 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 pada permukaan membran dan menginternalisasi dirinya dengan interkalasi antara komponen membran sel.

Rilis genom

Proses ini adalah yang paling sedikit dipahami dan mungkin yang paling sedikit dipelajari dalam replikasi virus. Selama itu, kapsid dihilangkan, memperlihatkan genom virus dengan nukleoprotein yang terkait.

Telah dihipotesiskan bahwa amplop genom virus menyatu dengan vesikel endositosis. Selanjutnya, langkah replikasi ini diduga 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; sebenarnya, virus diklasifikasikan ke dalam 7 kelas berbeda menurut jenis asam nukleat yang menyusun genomnya.

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

Beberapa virus DNA untai tunggal (single-stranded) menembus inti sel dan berfungsi sebagai untaian “templat” untuk sintesis dan penggandaan lebih banyak molekul DNA untai tunggal.

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

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

perakitan

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

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

dewasa

Selama fase ini virus menjadi “menular”; yaitu, protein kapsid 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 mereka 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 dengan bebas untuk menemukan sel lain untuk menginfeksi.

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

Contoh replikasi virus (HIV)

Siklus replikasi virus dari virus HIV. Sumber: Jmarchn [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Human Immunodeficiency Virus atau yang lebih dikenal dengan HIV merupakan salah satu virus penyebab kematian manusia tertinggi 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 dikosongkan di dalamnya.

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

Sebagai bagian dari informasi genetik sel, DNA asal virus ditranskripsi dan diterjemahkan seperti halnya setiap untai DNA genom limfosit.

Setelah semua komponen virus diproduksi di sitosol, partikel virus dirakit dan dikeluarkan menuju lingkungan ekstraseluler melalui tunas. Beberapa ratus ribu tonjolan terbentuk, yang ketika dilepaskan, menimbulkan partikel HIV yang matang.

Referensi

  1. Burrell, CJ, Howard, CR, & Murphy, FA (2016). Virologi Medis Fenner dan White. Pers Akademik.
  2. Rosas-Acosta, G. (Ed.). (2013). Replikasi virus. Direksi – 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). NATO Advanced Study Institute: DASAR MOLEKULER REPLIKASI VIRAL. Jurnal Metode Virologi, 13, 87-90. Cheng, RH, & Miyamura, T. (2008). Studi Replikasi Virus Berbasis Struktur: Dengan CD-ROM . Ilmiah Dunia.