Replikasi Virus dan Sintesis Asam Nukleat

Inti dari siklus replikasi adalah virus menyalin genomnya untuk menghasilkan asam nukleat yang akan dikemas ke dalam virion progeni. Kimiawi dari langkah ini – dan di mana di dalam sel itu terjadi – ditentukan oleh jenis genom, dan banyak virus membangun kompartemen replikasi khusus yang terkait dengan membran untuk melaksanakannya secara efisien dan di luar jangkauan pertahanan inang.

Definition

Replikasi genom virus adalah sintesis salinan baru asam nukleat virus, yang dilakukan oleh polimerase virus dan/atau inang sesuai dengan jenis genom, biasanya di dalam kompleks replikasi khusus.

Scope

Topik ini mencakup sintesis genom virus baru: enzim yang menyalin genom DNA dan RNA, strategi berbeda dari kelas genom utama, transkripsi balik, dan kompleks atau pabrik replikasi terikat membran yang dirakit oleh banyak virus. Ini adalah referensi dan perlakuan edukasi, bukan panduan klinis.

Core questions

• Bagaimana setiap kelas genom – DNA, RNA untai positif dan negatif, RNA untai ganda, retroviral – menyalin genomnya?
• Mengapa banyak virus RNA membangun pabrik replikasi yang terkait dengan membran?
• Di mana di dalam sel replikasi genom terjadi, dan bagaimana hal itu dikoordinasikan dengan ekspresi gen dan perakitan?

Key concepts

• Kelas genom dan strategi replikasi
• Polimerase RNA-dependent RNA
• Transkripsi balik dan integrasi (retrovirus)
• Templat dan intermediet replikatif
• Kompleks replikasi terkait membran (pabrik replikasi)
• Kompartementalisasi jauh dari sensor inang
• Fidelitas rendah dan laju mutasi tinggi replikasi RNA

Mechanisms

Replikasi genom mengikuti jenis genom. Virus DNA menyalin genomnya dengan polimerase DNA virus atau inang, seringkali di dalam nukleus; virus RNA untai positif dan negatif menggunakan polimerase RNA-dependent RNA yang dikodekan virus, menghasilkan intermediet replikatif dengan polaritas berlawanan; virus RNA untai ganda bereplikasi di dalam partikel sub-viral; dan retrovirus mentranskripsi balik RNA mereka menjadi DNA yang berintegrasi ke dalam kromosom inang. Tema yang berulang, terutama di antara virus RNA untai positif, adalah pembentukan ulang membran inang menjadi kompartemen – yang disebut kompleks atau pabrik replikasi – yang memusatkan mesin replikasi, mengatur langkah-langkah dalam ruang, dan melindungi asam nukleat virus dari sensor sitoplasma sistem kekebalan bawaan. Replikasi RNA umumnya rentan kesalahan, memberikan virus RNA laju mutasi yang tinggi dan evolusi yang cepat.

Clinical relevance

Enzim replikasi genom seperti polimerase RNA-dependent RNA dan transkriptase balik adalah target utama terapi antivirus karena berbeda dari enzim inang. Entri ini menjelaskan biologi tersebut pada tingkat konseptual untuk referensi dan edukasi; ini bukan dasar untuk peresepan, pemilihan obat, atau manajemen pasien.

History

Penemuan transkriptase balik pada tahun 1970-an menggulingkan asumsi bahwa informasi genetik hanya mengalir dari DNA ke RNA dan menjelaskan replikasi retroviral. Secara paralel, penelitian tentang polimerase RNA-dependent RNA menetapkan bagaimana genom RNA disalin, dan studi biologi sel selanjutnya mengungkapkan bahwa berbagai virus membentuk ulang membran inang menjadi kompartemen replikasi seperti organel, sebuah wawasan pemersatu tentang di mana dan bagaimana sintesis genom diorganisasikan di dalam sel yang terinfeksi.

Key figures

• Paul Ahlquist
• David Baltimore
• Howard Temin
• Renato Dulbecco

Seminal works

• denboon-ahlquist-2010
• miller-krijnselocker-2008

Frequently asked questions

Mengapa virus RNA bermutasi begitu cepat?

Polimerase RNA-dependent RNA yang menyalin sebagian besar genom RNA umumnya tidak memiliki proofreading yang efisien, sehingga replikasi rentan kesalahan; laju mutasi tinggi yang dihasilkan memungkinkan virus RNA berevolusi dengan cepat, misalnya untuk menghindari kekebalan atau melawan obat.

Apa itu pabrik replikasi virus?

Banyak virus, terutama virus RNA untai positif, mengatur ulang membran sel inang menjadi kompartemen khusus yang memusatkan mesin replikasi dan membantu menyembunyikan asam nukleat virus yang baru dibuat dari sensor kekebalan bawaan sel.