REPLIKASI VIRUS: CIRI, KITARAN REPLIKASI VIRUS, CONTOH (HIV) - BIOLOGI - 2025

The replikasi virus adalah cara yang pelbagai jenis virus membiak dalam sel-sel menyerang. Entiti DNA atau RNA ini mempunyai banyak strategi yang berbeza untuk merekrut struktur dari dalam sel dan menggunakannya untuk menghasilkan salinan sendiri.

Fungsi biologi dari sebarang jenis replikasi virus adalah untuk menghasilkan genom dan protein virus baru dalam jumlah yang mencukupi untuk memastikan penyebaran genom virus yang menyerang sel.

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

Semua virus yang diketahui setakat ini memerlukan enzim sel untuk pendaraban mereka, kerana mereka tidak mempunyai enzim sendiri yang membolehkan mereka meniru dan membiak sendiri.

Molekul virus mampu menyerang hampir semua jenis sel di biosfer.

Oleh kerana itu, umat manusia telah mengarahkan sejumlah besar sumber daya dan usaha untuk memahami bukan hanya fungsi virus, tetapi juga replikasi virus, kerana proses ini adalah kunci untuk pengendalian yang tepat terhadap semua penyakit yang disebabkan oleh jangkitan asal virus.

Virus perlu sampai ke bahagian dalam sel dan, untuk melakukan ini, mereka mesti meletakkan mekanisme khusus untuk "mengelak" pertahanan endogen dari inang mereka. Setelah berada di dalam "penjajah" individu, mereka mesti dapat memasuki sel mereka dan meniru genom dan protein mereka.

ciri-ciri

Replikasi virus menunjukkan variasi penting dalam setiap spesies virus; Selanjutnya, spesies yang sama dapat menampung serotip yang berlainan, "quasispesies" dan virus dengan pengubahsuaian yang besar dalam urutan genomnya.

Genom virus boleh terdiri daripada asid nukleik seperti DNA, RNA atau kedua-duanya, satu atau dua jalur. Molekul tersebut juga boleh berbentuk bulat, linier, seperti "jepit rambut" (hairpin), antara lain.

Sebagai hasil dari variasi struktur virus yang besar, terdapat banyak strategi dan mekanisme untuk melakukan replikasi. Walau bagaimanapun, beberapa langkah umum lebih kurang dikongsi di antara semua spesies.

Kitaran replikasi virus

Sumber gambar: Tidak ada pengarang yang boleh dibaca mesin. Guaguaguagua menganggap (berdasarkan tuntutan hak cipta).

Secara amnya, kitaran replikasi virus umum merangkumi 6 atau 7 langkah, iaitu:

1- Penjerapan atau pengikatan pada sel,

2- Penembusan atau masuk ke dalam sel

3- Pembebasan genom

4- Replikasi genom

5- Perhimpunan

6- Matang

7- Lisis atau pelepasan dengan pemula

Penjerapan atau pengikatan pada sel

Virus pada masa ini mempunyai protein atau molekul yang dikenali sebagai anti-reseptor, yang mengikat satu atau lebih makromolekul pada membran luar sel ke mana mereka ingin masuk. Molekul-molekul ini umumnya glikoprotein atau lipid.

Glikoprotein atau lipid pada membran luar sel "sasaran" dikenali sebagai reseptor, dan virus melekat atau mengikat kovalen ke reseptor ini menggunakan molekul protein atau anti reseptornya.

Penembusan atau masuk ke dalam sel

Setelah virus melekat pada membran luar sel melalui persimpangan reseptor-anti-reseptor, ia dapat memasuki sel melalui tiga mekanisme: endositosis, penyatuan dengan membran sel, atau translokasi.

Apabila kemasukan berlaku oleh endositosis, sel menghasilkan celah kecil di kawasan membran tertentu, tepat di mana virus melekat. Sel kemudian membentuk sejenis vesikel di sekitar zarah virus, yang diinternalisasi dan, sekali di dalam, hancur, melepaskan virus ke dalam sitosol.

Endositosis mungkin merupakan mekanisme kemasukan yang paling biasa untuk virus, kerana sel-sel sentiasa menginternalisasi vesikel sebagai tindak balas terhadap rangsangan dalaman dan luaran yang berbeza dan untuk tujuan fungsi yang berbeza.

Penyatuan dengan membran sel adalah mekanisme yang hanya dapat dilakukan oleh virus yang diselimuti oleh penutup pelindung yang disebut kapsid. Semasa proses ini, komponen kapsid menyatu dengan membran sel dan bahagian dalam kapsid dilepaskan ke sitosol.

Translokasi jarang didokumentasikan dan tidak difahami sepenuhnya. Walau bagaimanapun, diketahui bahawa virus itu menempel pada makromolekul reseptor pada permukaan membran dan menginternalisasikan dirinya, selang antara komponen membran sel.

Pembebasan genom

Proses ini adalah yang paling tidak difahami dan mungkin paling sedikit dikaji dalam replikasi virus. Selama itu, kapsid dikeluarkan, memperlihatkan genom virus dengan nukleoprotein yang berkaitan.

Telah dihipotesiskan bahawa sampul genom virus disatukan dengan vesikel endosit. Selanjutnya, difikirkan bahawa langkah replikasi ini dipicu oleh beberapa faktor dalaman sel seperti pH atau perubahan kepekatan elektrolit, dll.

Replikasi genom virus

Proses replikasi genom virus sangat berbeza antara setiap spesies virus; sebenarnya, virus dikelaskan kepada 7 kelas berbeza mengikut jenis asid nukleik yang membentuk genomnya.

Sebagai peraturan umum, kebanyakan virus DNA mereplikasi di dalam nukleus sel yang mereka serang, sementara kebanyakan virus RNA mereplikasi di sitosol.

Beberapa virus DNA single-stranded (single-stranded) menembusi nukleus sel dan berfungsi sebagai helai "template" untuk sintesis dan pendaraban molekul DNA helai lebih banyak.

Virus RNA jalur dua yang lain mensintesis genom mereka melalui segmen dan setelah semua segmen disintesis, mereka berkumpul di sitosol sel inang. Beberapa genom mengandungi dalam genomnya urutan genetik yang mempunyai maklumat untuk menyandikan polimerase RNA.

Setelah polimerase RNA diterjemahkan, replikasi beberapa salinan genom virus akan bermula. Enzim ini dapat menghasilkan RNA messenger untuk menghasilkan protein yang akan menimbulkan kapsid virus dan komponennya yang lain.

perhimpunan

Setelah beberapa salinan genom virus dan semua komponen kapsid disintesis, semuanya diarahkan ke laman sel tertentu seperti inti atau sitoplasma, di mana ia disusun sebagai virus dewasa.

Banyak penulis tidak mengiktiraf pemasangan, pematangan dan lisis sebagai proses terpisah dalam kitaran hidup virus, kerana berkali-kali proses ini berlaku berturut-turut ketika kepekatan bahagian dan genom virus di dalam sel ia sangat tinggi.

Matang

Semasa fasa ini virus menjadi "berjangkit"; iaitu, protein kapsid matang atau perubahan konformasi berlaku yang mengubah struktur awal menjadi zarah yang mampu menjangkiti sel lain.

Sebilangan virus mematangkan strukturnya di dalam sel yang dijangkiti, yang lain hanya melakukannya setelah menyebabkan lisis sel.

Lisis atau pelepasan dengan pemula

Dalam kebanyakan virus, pelepasan berlaku dengan lisis atau pemula. Dalam lisis, sel itu pecah dan melepaskan seluruh kandungannya ke dalam lingkungan ekstraselular, yang memungkinkan virus yang terkumpul dan matang bergerak bebas untuk mencari sel lain yang dijangkiti.

Pelepasan melalui pemula adalah khusus untuk virus yang mempunyai sampul lipid dan protein. Ini melalui membran plasma membentuk sejenis vesikel intraselular.

Contoh replikasi virus (HIV)

Kitaran replikasi virus HIV. Sumber: Jmarchn

Virus Imunodefisiensi Manusia, yang lebih dikenali sebagai HIV, adalah salah satu virus yang menyebabkan jumlah kematian manusia tertinggi di dunia. Ia adalah virus RNA yang secara langsung mempengaruhi sejenis sel darah putih yang disebut limfosit CD4.

Fiksasi virus dilakukan melalui pengecaman dan penyatuan protein kapsid virus dengan protein membran sel limfosit CD4. Selepas itu, sekering kapsid dengan membran sel dan kandungan virus dikosongkan di dalamnya.

Dalam sitoplasma, RNA ditranskripsikan terbalik dan membentuk dua jalur DNA yang saling melengkapi. Molekul DNA jalur dua bergabung ke dalam genom sel inang, dalam kes ini limfosit CD4.

Sebagai sebahagian daripada maklumat genetik sel, DNA asal virus ditranskripsikan dan diterjemahkan seperti mana-mana helai DNA genom limfosit.

Setelah semua komponen virus dihasilkan di sitosol, zarah-zarah virus akan dikumpulkan dan dikeluarkan ke lingkungan ekstraselular melalui pemula. Beberapa ratus ribu benjolan terbentuk dan, ketika dilepaskan, menimbulkan zarah HIV yang matang.

Rujukan

1. Burrell, CJ, Howard, CR, & Murphy, FA (2016). Virologi Perubatan Fenner dan White. Akhbar Akademik.
2. Rosas-Acosta, G. (Ed.). (2013). Replikasi Viral. BoD - Buku Atas Permintaan.
3. Saag, MS, Holodniy, M., Kuritzkes, DR, O'Brien, WA, Coombs, R., Poscher, ME, … & Volberding, PA (1996). Penanda viral load HIV dalam amalan klinikal. Perubatan semula jadi, 2 (6), 625.
4. Schmid, M., Speiseder, T., Dobner, T., & González, RA (2014). Ruang replikasi virus DNA. Jurnal virologi, 88 (3), 1404-1420.
5. Wunner, BD, Macfarlan, RI, Smith, CL, Golub, E., & Wiktor, TJ (1986). Institut Kajian Lanjutan NATO: ASAS MOLEKULAR REPLIKASI VIRAL. Jurnal Kaedah Virologi, 13, 87-90. Cheng, RH, & Miyamura, T. (2008). Kajian berdasarkan Struktur Replikasi Viral: Dengan CD-ROM. Dunia Ilmiah.