Virus adalah parasit intraseluler obligat, yang berarti mereka harus hidup dalam host dan mencuri host enzim untuk memungkinkan replikasi, ini termasuk:
1. Ribosom untuk sintesis protein
2. RNA / DNA polimerase (dalam beberapa kasus)
3. Protein Transporter (untuk masuk ke / keluar dari inti, virus eukariotik)
4. Faktor host lain yang membantu dalam replikasi
Definisi konseptual virus telah berubah selama beberapa ratus tahun terakhir, tapi itu tidak akan muncul bahwa virus memiliki mesin untuk sintesis protein. Virus yang paling kompleks (seperti poxvirus) memiliki ratusan gen, termasuk DNA polimerase dan RNA mereka sendiri.
Di sisi lain, virus sederhana seperti picornavirus (Tipe IV, poliovirus) memiliki kurang dari 10 gen dan menggunakan protein sel inang untuk replikasi mereka.
Kita bisa memperhatikan jenis genom virus yang akan memberikan banyak informasi tentang bagaimana harus direplikasi dalam sel (dan apa protein yang digunakan oleh host).
| Jenis virus | Genom | Apa Viral Enzim yang Diperlukan? | Tempat replikasi |
| I | dsDNA | Tidak ada, tetapi menggunakan DNA polimerase sendiri untuk meningkatkan replikasi. | Inti (kecuali untuk poxvirus, yang bereplikasi dalam sitoplasma) |
| II | ssDNA (+) | Membutuhkan polymerase DNA sendiri yang mengenali ssDNA untuk membuat dsDNA | Nuklues |
| III | dsRNA | Membuat RNA yang bergantung RNA polimerase untuk meniru dan membuat mRNA sendiri. | Sitoplasma |
| IV | ssRNA (+) | Harus membuat RNA tergantung RNA polimerase untuk membuat anti genom untuk replikasi template. | Sitoplasma |
| V | ssRNA (-) | Harus membuat RNA mereka sendiri tergantung RNA polimerase. | Sitoplasma |
| VI | ssRNA (+) | Telah memiliki transkriptase balik (RNA tergantung DNA polimerase) |
Reverse transkripsi dalam sitoplasma, tetapi harus mengintegrasikan ke genom inang dalam inti untuk meniru.
Pada dasarnya, enzim yang paling penting yang harus virus bawa adalah polimerase (atau replikase), yang bertanggung jawab untuk mereplikasi genom virus (tentu saja setelah menikah :D). Namun, karena virus memiliki jenis genom yang berbeda (RNA vs DNA, untai ganda vs untai tunggal, untai positif vs negatif), tidak semua virus memerlukan kemasan enzim polimerase dalam partikel virus.
Jenis genom juga menentukan di mana virus akan mereplikasi. Virus RNA umumnya mereplikasi dalam sitoplasma, sementara virus DNA bereplikasi dalam nukleus.
Sebuah virus DNA tidak akan memiliki gen polimerase RNA untuk memediasi transkripsi, sehingga harus dalam inti – di mana polimerase RNA inang berada. Di sisi lain, virus RNA membuat RNA polimerase mereka sendiri, sehingga mereka tidak perlu berada di nukleus. Juga, jika mereka masuk ke nukleus, mereka mungkin disalahgunakan oleh enzim yang mengubah RNA (disebut splicing enzim) atau mendegradasi mereka, yang tidak ditemukan dalam sitoplasma. Beberapa virus, termasuk influenza, masuk dan mereplikasi dalam nukleus karena mereka membutuhkan enzim splicing untuk replikasi.
Replikasi virus biasanya terjadi dalam dua tahap: awal dan akhir. Kedua tahap didefinisikan oleh jenis protein virus yang dibuat di setiap tahap. Protein ini:
- protein Awal – polimerase, replikasi co-faktor, faktor transkripsi
- protein Akhir – kapsid, selubung protein, beberapa polimerase, protein penutup host (untuk beberapa virus)
Protein awal adalah protein penting untuk membuat genom virus atau untuk mengaktifkan ekspresi gen akhir. Namun, jika kondisi untuk replikasi virus tidak optimal, gen tidak diungkapkan, dan virus menjalani tahap laten. Sebuah tahap laten adalah keadaan di mana virus tidak direplikasi, namun dapat diaktifkan untuk meniru jika kondisi benar untuk aktivasi. Hal ini tidak biasa bagi sebagian besar virus, namun sebagian bisa menjadi laten, termasuk bakteriofag lisogenik, retrovirus, dan virus herpes.
Beberapa virus, seperti virus hepati-tis C, tidak menjadi laten, melainkan mempertahankan infeksi tingkat rendah untuk jangka waktu yang panjang dalam tubuh. Ini disebut infeksi kronis. Itu berarti ada jumlah yang sangat rendah virus aktif mereplikasi dalam tubuh yang tidak pernah benar-benar dibersihkan oleh sistem kekebalan tubuh. Para ilmuwan berdebat tentang banyak virus, seperti HIV, yang diyakini memiliki tahap laten infeksi, tetapi mungkin sebenarnya menjadi infeksi kronis sangat tingkat rendah.
Paling sering, virus berkembang pada sel hidup yang spesifik. Contohnya, virus mosaik hanya menyerang tumbuhan tembakau. Virus juga hanya menyerang sel atau jaringan saja. Contohnya, HIV yang menyerang sel darah putih.
Siklus reproduksi virus ada dua cara, yakni siklus litik dan siklus lisogenik. Sebagai contoh, perhatikan kedua siklus tersebut pada virus bakteriofage T4, yang menyerang bakteri Escherichia coli.
a. Siklus Litik
Menurut Campbell (1998: 328), siklus litik merupakan siklus reproduksi pada virus yang puncaknya ditandai dengan matinya sel inang. Pada saat membran dinding sel inang pecah atau lisis, virus-virus baru yang terbentuk di dalam sel inang akan keluar dan siap untuk menginfeksi sel inang yang baru.
Siklus litik pada virus bakteriofage, dimulai ketika ekor bakteriofage menancap pada bagian luar permukaan sel E. coli. Selanjutnya, pembungkus ekor akan masuk lebih dalam menembus membran sel. Melalui ekor tersebut, virus menyuntikkan DNA virus ke dalam sel E. coli. Sekali DNA virus masuk, sel E.coli mulai mengartikan gen-gen virus. Salah satu gen pertama yang diartikan oleh sel E. coli adalah gen untuk menghasilkan enzim penghancur DNA sel E. coli sendiri. Kini, setelah DNA sel E. Coli hancur, DNA virus mengambil alih metabolisme sel inang DNA virus memerintahkan metabolisme sel inang untuk membentuk komponen virus. Komponen-komponen tersebut terdiri atas kepala, ekor, dan serat ekor. Setelah itu, komponen-komponen tersebut akan membentuk virus-virus baru di dalamsel bakteri tadi. Akhirnya gen dalam DNA virus memerintahkan metabolisme sel inang untuk memproduksi enzim (lisozim) yang dapat merusak dinding sel bakteri. Enzim tersebut menyebabkan dinding sel lisis (pecah) sehingga sekitar 100 hingga 200 virus akan dikeluarkan dari dalam sel bakteri. Keseluruhan tahapan tersebut memerlukan waktu kurang dari 1 jam.
b. Siklus Lisogenik
Pada siklus ini, dinding sel bakteri tidak akan segera lisis (perhatikan kembali Gambar 2.6). Pada siklus lisogenik, materi genetik virus diproduksi di dalam sel bakteri tanpa menghancurkan inangnya. Tahap awal dari siklus ini adalah virus bakteriofage menempel pada dinding sel bakteri. Kemudian, melalui ekornya disuntikkan DNA ke dalam sel bakteri. DNA virus kemudian menyisip ke dalam DNA bakteri.
DNA virus ini bersifat laten (tidak aktif membelah) DNA baru tersebut dinamakan profage. Profage kemudian mengadakan replikasi. Apabila keadaan lingkungan menguntungkan, profage akan memasuki tahap selanjutnya, yakni siklus litik. Pada tahap tersebut, terjadi biosintesis yang diakhiri dengan pembentukan dan pelepasan virus-virus baru.
Keterangan:
- Virus menyuntikkan DNA-nya ke dalam sel bakteri.
- DNA virus bergabung dengan DNA bakteri.
- DNA virus mengambil alih fungsi DNA bakteri sehingga sel bakteri dikontrol
oleh DNA virus. DNA virus bereplikasi sehingga komponen virus terbentuk, seperti
ekor dan serat ekor. - Pembentukan virus baru.
- Sel bakteri mengalami lisis, virus baru terbentuk dan keluar dari sel.
- DNA virus menyisip ke dalam DNA bakteri.
- DNA bakteri melakukan pembelahan bersama DNA virus.
- Sel bakteri baru yang mengandung DNA virus telah terbentuk.
Perbedaan siklus Litik dan Lisogenik
| Siklus Litik | Siklus Lisogenik |
| Siklus replikasi virus dimana sel inang akan mengalami lisis (mati) pada akhir siklusnya. | Siklus replikasi virus dimana sel inang tidak mengalami kematian pada akhir siklus, karena mempunyai virulensi. |
| Memiliki 5 tahapan, yaitu:
adsorbsi->injeksi-> sintesis-> perakitan->litik |
Memiliki 7 tahapan, yaitu:
adsorbsi->injeksi-> penggabungan ->pembelahan->sintesis->perakitan->litik |
| Pada daur litik tidak terdapat fase penggabungan dan pembelahan. | Pada daur lisogenik terdapat fase penggabungan dan pembelahan. |
| Bersifat Non virulen. | Bersifat Virulen |
| Waktu relatif singkat | Waktu relatif lama |
| Daur litik tidak dapat berubah ke daur lisogenik karena sel inang nya rusak/ mengalami lisis dan mati | daur lisogenik dapat berubah menjadi daur litik jika virulensi bakteri hilang |
| Reproduksi terjadi secara bebas, tidak terikat pada kromosom inang | reproduksi terikat pada kromosom inang |
| Pada proses akhir, sel inang mengalami lisis dan mati | Pada proses akhir, bakteriofag masih dapat menjalankan aktivitas biasa seperti membelah |
| DNA virus menghancurkan DNA sel, mengambil alih fungsi sel dan menghancurkan sel | DNA virus menyatu dengan DNA sel dan tidak merusak sel. |
| Virus bereplikasi dan menghasilkan keturunan bakteriofage | Virus ini tidak menghasilkan keturunan |
| Infeksi virus berlangsung menghasilkan virus ganas (virulent) | Replikasi berlangsung menghasilkan virus sedang |
| Ada gejala infeksi virus | Tidak ada gejala infeksi virus |
