REPLIKASI
VIRUS
Chapter 3 Veterinary Virology
Pendalaman Tentang Replikasi
Virus dan Animasinya dapat
anda akses melalui situs :
• http://darwin.bio.uci.edu/~faculty/wagner/mov
ieindex.html
• http://www.blackwellpublishing.com/wagner/an
imation.asp#
• Merupakan mekanisme yang kompleks tapi
menarik
Replikasi
Masih ingat ! :
• Virus hanya dapat bereplikasi
bila dia hidup dalam sel yang
hidup.
• Namun tidak semua sel dapat
menjadi media replikasi bagi
virus-virus tertentu .
• Agar dapat melakukan
perlekatan (attachment) baik
virus maupun sel harus
memiliki hubungan yaitu
adanya reseptor pada bagian
sel dan ligan (complementarity)
di bagian virusnya sehingga
akhirnya virus dapat melekat!
Ada kecocokan
Replikasi
• Adanya kecocokan tersebut yang
menyebabkan adanya
pembatasan inang dari masingmasing virus
Artinya : virus yang memil;iki tempat perlekatan yang sanagt spesifik
haya akan berrpklikasi pada rentang sel inang yang sempit! Sebagai
contoh : feline viral rhinotracheitis virus hanya bisa bereplikasi di sel
yang berasal dari feline. Sementara itu ada virus-virus tertentu
memiliki inang sangat luas ( macam-macam hewan) contohnya virus
eastern equine encephalomyelitis, virus ini dapat bereplikasi pada
sel hewan asal burung, nyamuk, ular, kuda dan manusia karena
kemampuan perlekatan virus ini pada sel-sel diatas
ATTACHMENT
PENETRATION
UNCOATING
HOST
FUNCTIONS
Transcription
Translation
VIRAL
LIFE
CYCLE
REPLICATION
ASSEMBLY
(MATURATION)
RELEASE
Replication
ATTACHMENT ( perlekatan) :
• Bagaian virus yang menempel/melekat ke
membran sel mengandung protein virus
attachment yang bersifat sangat spesifik (VIRAL
ATTACHMENT PROTEIN /V.A.P.) terhadap
RESEPTOR dari membran sel.
• Molekul Reseptor dapat berupa protein umumnya
glycoproteins - specific molecules, atau residu
gula yang ada di molekul glycoproteins atau
glycolipids (less specific). Dua jenis interksi
antara VAP dengan reseptor yang banyak
dipelajari contohnya :
ATTACHMENT ( perlekatan) :
• Beberapa virus yang bersifat
kompleks (e.g. Poxviruses,
Herpesviruses) bisa memiliki
lebih dari satu
receptor/receptor-binding
protein, oleh karenanya
memiliki beberapa alternatif
masuknya virus kedalam sel.
• Specific receptor binding side
dapat juga ditempeli oleh
antibodi spesifik yang telah
tertempeli partikel –partikel
virus di bagian Fc reseptor
dari permukaan sel monosit,
kondisi ini juga menyebabkan
virus ditelan
ATTACHMENT ( perlekatan) :
• Ada tidaknya reseptor dipermukaan sel sebagian besar
dideterminasikan sebagai suatu TROPISM (kesukaan)
dari beberapa virus,misalnya pada beberapa tipe sel
yang membuat virus dapat bereplikasi berperan penting
sebagai faktor patogenesa virus tersebut.
• Attachment pada beberapa kasus bersifat dapat
balik(reversible), bila penitrasi tidak dapat terjadi virus
dapat dilepaskan dari permukaan sel. Beberapa virus
seperti virus influenza mempunyai mekanisme spesifik
untuk melepaskan diri dari sel dengan adanya enzim
neuramidase, tetapi pelepasa dari sel ini menyebabkan
perubahan pada permukaan virus yang berakibat
penurunan kemampuan virus untuk menempel lagi pada
sel lain
2.PENETRASI(PENITRATION):
Ada tiga model penitrasi yaitu :
Endocytosis, mekanisme masuknya virus melalui
engulfment dari virus dalam vacuola fagositik,
mekanisme umum pada virus hewan.
Fusion
mekanisme ini terjadi pada virus beramplop
dimana lapisan amplopnya bersatu dengan membran
plasma sel kemudian nucleocapsid dilepas masuk ke
sitoplasma . Fusi antara amplop virus dengan membran
sel memerlukan protein fusi virus yang ada diamplop
contohnya heamagglutinin pada virus influenza dan
glikoprotein amplop pada retrovirus.
Direct penetration (translocation), virus masuk melalui pori
dari membran plasma sel, mekanisme ini terjadi pada
picornaviruses and reoviruses. Pada translokasi ini
seluruh virion masuk melewati membran sel.
UNCOATING
Contoh uncoating pada virus yg strukturnya sederhana :
• Picornaviruses mempunyai protein dasar yang kecil
~23 amino acids (VpG) secara kovalen melekat pada
ujung 5' dari vRNA genome
Contoh uncoating pada virus yang strukturnya kompleks:
• Kapsid Retrovirus sanagt kompleks yang mengandung
enzim reverse transcriptase yang bertanggung jawab
mengkonversi viral RNA genome menjadi DNA
PROVIRUS. Proses tersebut terjadi didalam partikel
virus (kapsid).
• Virus-virus yang bereplikasi disitoplasma e.g.
Picornaviruses, genomenya dengan mudah dilepas
masuk ke sel, tetapi virus yang Bereplikasi dinukleus
e.g. Herpesviruses, genomnya berasosiasi dengan
nucleoproteins, yang harus ditranspor ke membran
nukleus. Transport tersebut merupakan hasil interaksi
antara nucleoproteins (or capsid) dengan cytoskeleton.
Di pori nukleus kapsid akan dilucuti sehingga genom
bisa masuk ke nukleus.
REPLIKASI GENOM
Strategi replikasi masing-masing virus tergantung kondisi alami
genomnya. Diklasifikasikan dalam tujuh kelompok model replikasi :
• I: Double-stranded DNA (Adenoviruses; Herpesviruses;
Poxviruses, etc)
• II: Single-stranded (+)sense DNA (Parvoviruses)
• III: Double-stranded RNA (Reoviruses; Birnaviruses)
• IV: Single-stranded (+)sense RNA (Picornaviruses; Togaviruses,
etc)
• V: Single-stranded (-)sense RNA (Orthomyxoviruses,
Rhabdoviruses, etc)
• VI: Single-stranded (+)sense RNA with DNA intermediate in lifecycle (Retroviruses)
• VII: Double-stranded DNA with RNA intermediate
(Hepadnaviruses)
Replikasi virus DNA
Replikasi virus DNA
Class II: Single-stranded (+)sense DNA
(Parvoviruses):
• Replikasi terjadi di nucleus,
melibatkan pembentukan
suatu utas (-)sense yang
bertindak sebagai template
bagi dibuatnya utas
(+)sense.
Replikasi virus DNA
Class VII: Double-stranded DNA with RNA intermediate
(Hepadnaviruses):
• Kelompok virus ini memerlukan enzim reverse
transcriptase,tetapi tidak seperti Retrovirus,pembentukan
RNA intermediate terjadi dalam partikel virus saat proses
maturasi. Saat menginfeksi sel inang baru, genom virus
akan memperbaiki gap yang ada dan melanjtkannya
dengan proses transkripsi.
• Agar replikasi genomberlangsung sukses, virus
mempresentasikan mRNAke sel inang dan selanjutnya di
translasi menjadi protein virusdengan beberapa cara :
– d/s DNA viruses release their genome into the nucleus and rely
on the cellular machinery for transcription.
– (+)sense RNA viruses have genomes which serve directly as
mRNA (except retroviruses!)
– (-)sense RNA viruses must carry with them virus-coded enzymes
for RNA-dependent RNA replication, since uninfected cells do
not posses these enzymes.
Replikasi virus DNA
5. TRANSLASI
Translasi mRNAs mejdai protein
berlangsung di sitoplasma di
ribosom dan dihasilkan protein
struktural dan protein kontrol dari
virus.
Replikasi virus DNA
6. REPLIKASI
• Replikasi asam inti (NA) virus terjadi dinucleus, kecuali
iridovirus dan poxvirus. In these, the NA replicates in the
cytoplasm so that DNA synthesis and viral protein
synthesis occur in a common cytoplasmic factory.
• Cellular DNA polymerase is involved in replication of viral
NA, except for the larger DNA viruses which code for
their own DNA polymerase Control of viral replication is
achieved by tight regulation of gene expression. The
methods used depend on nature of the virus
genome/replication strategy, e.g:
Segmented genomes are usually transcribed to produce
monocistronic mRNAs. One advantage of monocistronic
mRNAs is that various proteins can be produced in
different amounts, rather than in a constant ratio.
7. ASSEMBLY/PERAKITAN
Involves the assembly of all the components necessary for
the formation of the mature virion at a particular site in the
cell. During this process, the basic structure of the virus is
formed.
The site of assembly varies for different viruses, e.g:
Picornaviruses, Poxviruses, Reoviruses - In the cytoplasm.
Adenoviruses, Papovaviruses, Parvoviruses - In the
nucleus.
Retroviruses - On the inner surface of the cell membrane.
Replikasi virus DNA
MATURATION
• The stage of the life-cycle at which the virus
becomes infectious. Usually involves structural
changes in the particle, often resulting from
specific cleavage of capsid proteins to form the
mature products, which frequently leads to a
conformational change in the capsid, or the
condensation of nucleoproteins with the genome.
For some viruses, assembly and maturation are
inseparable, whereas for others, maturation may
occur after the virus particle has left the cell.
Replikasi virus DNA
8.RELEASE
The DNA viruses are released mainly by cytolysis.
Herpesviruses bud from the nuclear membrane into
channels that lead to intercellular spaces.
• Since most DNA viruses, except poxviruses and
iridoviruses, use cellular DNA transcriptases and
polymerases, their extracted DNA can be infectious
under favorable conditions. Poxviruses require their own
virion-associated enzymes for multiplication, hence their
extracted DNA in the absence of these enzymes is not
infectious.
Replikasi virus DNA
• For lytic viruses (most non-enveloped viruses),
release is a simple process - the cell breaks open
and releases the virus.
• Enveloped viruses acquire the lipid membrane as
the virus buds out through the cell membrane.
Virion envelope proteins are picked up during this
process as the virus is extruded. Budding may or
may not kill the cell, but is controlled by the virus
- the physical interaction of the capsid proteins
on the inner surface of the cell membrane forces
the particle out through the membrane: