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, sehingga sangat membutuhkan inang seluler untuk melakukannya.
Ada dua alternatif umum dimana virus dapat bereproduksi: 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-Pembukaan 4-Sintesis (4a-Transkripsi, 4b-Terjemahan, 4c-Replikasi Genom) 5-Perakitan 6-Rilis Sumber: Franciscosp2 [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org / lisensi/by-sa/3.0)]
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 diinfeksinya dan menempelkannya melalui reseptor yang dikenalinya pada permukaan sel. Kemudian menyuntikkan DNA -nya ke dalam sitoplasma, di mana produksi komponen struktural akan dimulai. Potongan-potongan asam nukleat dan protein ini dirakit 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.
Indeks artikel
Apa itu virus?
Sebelum menjelaskan apa yang dimaksud dengan reproduksi virus, kita harus jelas tentang 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 terdiri dari sel, virus tidak memiliki metabolisme atau pertukaran zat secara terkendali dengan lingkungan eksternal. Tetapi yang dapat mereka lakukan adalah bereproduksi di dalam sistem biologis yang menghadirkan fungsi-fungsi ini: yaitu, dalam sel hidup.
Untuk alasan ini, virus dianggap parasit obligat seluler, karena mereka tidak dapat menyelesaikan reproduksi mereka tanpa sel hidup. Host yang dapat vertebrata , invertebrata , tanaman , protista, bakteri, dll, tergantung pada virus dipelajari.
Untuk reproduksi, virus harus membajak mesin enzimatik inangnya. Aspek ini memiliki konsekuensi dalam mengembangkan obat untuk menghentikan infeksi virus, karena mempengaruhi reproduksi virus dapat mengganggu reproduksi sel inang. Kita akan mengeksplorasi bagaimana proses ini terjadi di bawah ini.
Bagaimana virus berkembang biak?
Seperti yang kita sebutkan, virus adalah partikel biologis yang sifatnya sangat sederhana. Oleh karena itu, asam nukleat (baik DNA atau RNA) yang mereka miliki mengandung informasi untuk produksi beberapa protein dan enzim untuk membangun virion.
Dalam sel inang tunggal, 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. Kita sekarang akan menggeneralisasi proses dan menjelaskan langkah demi langkah reproduksi bakteriofag, virus yang menginfeksi bakteri. Kemudian kita akan menyebutkan beberapa kekhasan pada virus yang menginfeksi hewan.
Perbanyakan virus bakteri (bakteriofag)
Bakteriofag dapat berkembang biak dengan dua cara alternatif: siklus litik atau siklus lisogenik. Seperti namanya, langkah terakhir litik melibatkan lisis (dan dengan demikian kematian) sel inang. Sebaliknya, siklus lisogenik melibatkan reproduksi virus dengan sel hidup.
-siklus litik
Proses litik pada bakteriofag T (T2, T4 dan T6) pada bakteri E.coli yang terkenal telah diketahui dengan sangat rinci . Proses-proses yang akan kita uraikan di bawah ini didasarkan pada caral-caral studi tersebut.
Ini 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 dapat berkembang biak adalah pertemuan antara partikel virus dan sel inang. Tabrakan ini terjadi secara serampangan.
Virus mengikat beberapa reseptor pelengkap bahwa ia mengakui pada permukaan sel; dalam hal ini, di dinding sel bakteri. Ini mengikat adalah interaksi kimia di mana ikatan lemah terjadi antara virus dan reseptor.
Penetrasi
Setelah 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 bersangkutan dimulai. Sintesis protein inang dihentikan oleh serangkaian langkah yang diatur oleh virus.
Penyerbu berhasil menyita baik nukleotida bebas dari inang, ribosom dan asam amino, serta enzim yang diperlukan untuk menyalin DNA virus.
Pematangan
Karena semua blok struktural 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 kita 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 baru yang baru disintesis dilepaskan. Ini dapat menginfeksi sel tetangga dan mengulangi siklus lagi.
-Siklus lisogenik
Tidak semua virus menembus sel inang dan menghancurkannya dengan mengorbankan reproduksinya sendiri. Cara perkalian alternatif disebut siklus lisogenik. Virus yang mampu bereproduksi dengan cara ini dikenal sebagai sedang.
Meskipun beberapa virus dapat bereproduksi melalui jalur litik yang dijelaskan di bagian sebelumnya, mereka juga dapat bereproduksi tanpa merusak sel dan tetap laten atau tidak aktif di dalamnya.
Untuk menggambarkannya kepada Anda, kita akan menggunakan sebagai organisme caral bakteriofag lambda (λ), bakteriofag lisogenik yang telah dipelajari secara menyeluruh.
Tahapan dimana siklus lisogenik terjadi adalah: penetrasi ke dalam inang, pembentukan DNA sirkular dari molekul DNA linier, dan rekombinasi dengan DNA inang.
Integrasi DNA virus ke dalam DNA inang
Tahap 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 peristiwa stokastik dapat menyebabkan perubahan dari siklus lisogenik ke litik. Di antara peristiwa ini adalah paparan radiasi UV atau bahan kimia tertentu yang mengarah pada eksisi DNA fag dan inisiasi lisis.
Konsekuensi dari 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 garis besar, virus hewan mengikuti pola multiplikasi 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. Pada sel hewan, reseptor terdiri dari protein dan glikoprotein yang berlabuh di membran plasma.
Contohnya adalah virus HIV. Untuk memasuki sel, virus mengenali reseptor yang disebut CCR5. Individu tertentu mengalami delesi (yaitu, bagian DNA hilang) dari 32 pasangan basa dalam gen yang mengkode reseptor seluler yang menghancurkan protein dan memberikan resistensi terhadap virus yang ditakuti.
Banyak penyerbu memanfaatkan reseptor yang memediasi proses endositosis untuk masuk ke dalam sel, melalui pembentukan vesikel. Virus yang ditutupi oleh membran dapat masuk ke dalam sel dengan menggabungkan membran lipid.
Setelah virus menembus, sintesis partikel virus agak bervariasi. Sel hewan memiliki mesin enzim yang berbeda dari yang kita temukan pada bakteri.
Referensi
- Forbes, BA, Sahm, DF, & Weissfeld, AS (2007). Mikrobiologi diagnostik . Mosby.
- Freeman, S. (2017). Ilmu biologi . Pendidikan Pearson.
- Murray, PR, Rosenthal, KS, & Pfaller, MA (2015). Mikrobiologi medis . Ilmu Kesehatan Elsevier.
- Reece, JB, Urry, LA, Cain, ML, Wasserman, SA, Minorsky, PV, & Jackson, RB (2014). biologi Campbell . pendidikan Pearson.
- Tortora, GJ, Funke, BR, & Kasus, CL (2016). Mikrobiologi. Sebuah pengantar . Pearson.
