Evolusi dan Kemunculan Virus

Virus berevolusi dengan cepat melalui mutasi dan pertukaran genetik, dan kemunculan virus baru atau yang baru dikenali, seringkali setelah melintasi dari reservoir hewan, merupakan ciri khas yang berulang dalam biologi mereka.

Definition

Evolusi dan kemunculan virus adalah studi tentang bagaimana virus berubah secara genetik seiring waktu dan bagaimana virus baru atau yang sebelumnya tidak dikenali muncul dan menetapkan diri dalam populasi inang.

Scope

Topik ini mencakup sumber variasi genetik virus, termasuk laju mutasi yang tinggi pada virus RNA, rekombinasi, dan reassortment genom tersegmentasi; kuasispesies dan konsekuensi replikasi yang rawan kesalahan; konsep virus yang muncul dan muncul kembali; serta proses pergeseran rentang inang dan penularan dari reservoir hewan. Ini memperlakukan perubahan virus sebagai fenomena evolusi dan ekologi.

Core questions

• Mekanisme apa yang menghasilkan variasi genetik pada virus?
• Mengapa virus RNA berevolusi sangat cepat?
• Bagaimana virus berpindah dari satu spesies inang ke spesies lain?
• Kondisi apa yang mendukung kemunculan agen virus baru?

Key concepts

• Laju mutasi pada virus RNA
• Rekombinasi dan reassortment
• Kuasispesies
• Pergeseran rentang inang dan penularan
• Virus yang muncul dan muncul kembali

Key theories

Kuasispesies dan variasi virus

Replikasi yang rawan kesalahan, terutama pada virus RNA, menghasilkan populasi genom terkait erat yang beragam di mana seleksi bekerja, membantu menjelaskan adaptasi virus yang cepat dan tantangan dalam mengendalikan beberapa virus.

Mechanisms

Variasi genetik virus muncul dari mutasi yang diperkenalkan selama replikasi genom, terutama oleh polimerase virus RNA yang rawan kesalahan, dan dari rekombinasi atau reassortment ketika virus terkait menginfeksi sel secara bersamaan. Variasi ini, yang bekerja pada populasi besar dan diproduksi dengan cepat, memungkinkan adaptasi cepat, termasuk perubahan yang memperluas rentang inang. Kemunculan seringkali mengikuti penularan dari reservoir hewan ke populasi inang baru di mana kondisi ekologis memungkinkan penularan.

Clinical relevance

Evolusi virus yang cepat mendasari tantangan seperti kebutuhan berkala untuk memperbarui beberapa vaksin dan kemunculan varian, sementara kemunculan virus dari reservoir hewan adalah sumber berulang penyakit menular baru, menjadikan topik ini penting untuk memahami wabah dan menginformasikan pengawasan.

History

Konsep kuasispesies virus, yang dikembangkan dari karya teoretis Manfred Eigen dan diterapkan pada virus oleh para peneliti termasuk Esteban Domingo, membingkai ulang virus RNA sebagai populasi yang beragam dan berevolusi cepat, membantu menjelaskan kemampuan adaptasi mereka dan kesulitan memberantas beberapa di antaranya.

Key figures

• Manfred Eigen
• Esteban Domingo

Seminal works

• madigan2018
• willey2020

Frequently asked questions

Mengapa virus RNA cenderung berevolusi lebih cepat daripada virus DNA?

Banyak virus RNA mereplikasi genomnya dengan polimerase yang tidak memiliki kemampuan proofreading, sehingga mereka mengakumulasi mutasi dengan laju tinggi. Dikombinasikan dengan ukuran populasi yang besar dan waktu generasi yang singkat, ini menghasilkan perubahan genetik dan adaptasi yang cepat.