Sejarah Virus: Informasi Terlengkap!

Sejarah Virus: Informasi Terlengkap! – Bagi ahli virologi dan biologi sel, sejarah evolusi virus adalah subjek yang menarik, jika agak ambigu, untuk diselidiki.

Virus menunjukkan karakteristik yang sangat luas sehingga para ahli biologi mengalami kesulitan menentukan bagaimana mengklasifikasikan organisme ini dan bagaimana menghubungkannya dengan pohon kehidupan konvensional.

Dalam beberapa kasus, mereka mungkin mewakili elemen genetik yang telah memperoleh kemampuan untuk bergerak bebas di antara sel. Mereka bisa mewakili organisme yang pernah hidup bebas tetapi sejak itu menjadi parasit. Mereka mungkin nenek moyang kehidupan seperti yang kita kenal sekarang.


Dasar-dasar Virus

Kita sudah tahu bahwa virus datang dalam berbagai bentuk dan ukuran. Sementara semua entitas biologis lainnya memiliki genom, beberapa virus, seperti virus polio, memiliki genom RNA sementara virus lain, seperti virus herpes, memiliki genom DNA.

Selain itu, genom untai tunggal ditemukan pada beberapa virus (seperti virus influenza), sedangkan genom untai ganda ditemukan pada virus lain (seperti cacar). Strategi struktural dan replikasi mereka beragam seperti susunan genetik mereka.

Virus, di sisi lain, memiliki beberapa karakteristik yang sama: Sebagai permulaan, mereka biasanya cukup kecil, dengan diameter kurang dari 200 nanometer dalam banyak kasus (nm). Kedua, mereka hanya dapat mereplikasi dalam batas-batas sel inang.

Ketiga, tidak ada virus yang diketahui mengandung ribosom, yang merupakan komponen penting dari mesin translasi penghasil protein sel, yang tidak ditemukan pada virus lain.


Apakah Virus Hidup?

Penting untuk memiliki pemahaman yang jelas tentang apa yang kita maksud dengan “kehidupan” sebelum kita dapat mulai mempertimbangkan pertanyaan ini.

Terlepas dari kenyataan bahwa definisi spesifik mungkin berbeda, ahli biologi umumnya setuju bahwa semua organisme hidup memiliki sejumlah karakteristik penting.

Kemampuan mereka mencakup kemampuan untuk tumbuh dan berkembang biak, mempertahankan homeostasis internal, merespons rangsangan, dan melakukan berbagai aktivitas. proses metabolisme. Selain itu, populasi organisme hidup berubah dari waktu ke waktu karena seleksi alam.

Apakah virus dapat memenuhi persyaratan ini? Baik ya maupun tidak. Kita mungkin semua sadar bahwa virus mampu bereproduksi dalam beberapa cara. Akibat menghirup partikel virus yang dikeluarkan saat orang lain batuk, misalnya, kita bisa sakit beberapa hari setelah terinfeksi.

Ini karena virus bereplikasi di dalam tubuh kita. Dengan cara yang sama, kita mungkin semua sadar bahwa virus berevolusi dari waktu ke waktu. Kita perlu mendapatkan vaksin flu setiap tahun karena virus influenza berubah, atau berevolusi, dari satu tahun ke tahun berikutnya, yang membuatnya perlu mendapatkan vaksin setiap tahun (Nelson & Holmes 2007).

Penting untuk dicatat bahwa virus tidak melakukan proses metabolisme. Perbedaan yang paling menonjol antara virus dan organisme hidup adalah bahwa virus tidak memiliki kemampuan untuk menghasilkan ATP.

Selain kekurangan mesin yang diperlukan untuk terjemahan, virus tidak memiliki mesin yang diperlukan untuk replikasi, seperti yang dinyatakan sebelumnya. Mereka tidak memiliki ribosom dan karena itu tidak dapat menghasilkan protein sendiri dari molekul RNA pembawa pesan.

Karena pembatasan ini, virus hanya dapat bereplikasi dalam batas-batas sel inang hidup. Akibatnya, virus dianggap sebagai parasit intraseluler obligat. Mereka tidak hidup, menurut definisi ketat tentang apa yang membentuk kehidupan.

Tidak semua orang, di sisi lain, harus setuju dengan hasil ini. Organisme pengkode kapsid (CEO), juga dikenal sebagai virus, dapat mewakili jenis organisme yang berbeda pada pohon evolusi kehidupan.


Asal Usul Virus

Ada banyak ketidaksepakatan di antara ahli virologi tentang masalah ini. Ada tiga hipotesis utama yang telah dikembangkan: Virus diyakini telah berevolusi dari elemen genetik yang memperoleh kemampuan untuk berpindah antar sel dalam tiga cara:

  1. Melalui evolusi progresif, atau melarikan diri,
  2. Melalui evolusi regresif, atau reduksi, dan
  3. Melalui evolusi bersama dengan inang seluler mereka saat ini.

Hipotesis Progresif

Menurut hipotesis ini, virus muncul sebagai hasil dari evolusi bertahap. Elemen genetik seluler, yang merupakan potongan materi genetik yang mampu bergerak di dalam genom, telah memperoleh kemampuan untuk berpindah dari satu sel ke sel berikutnya.

Periksa replikasi retrovirus, keluarga virus HIV, untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana transformasi ini terjadi.

Retrovirus memiliki genom yang terdiri dari RNA untai tunggal. Virus memasuki sel inang, di mana enzim virus yang dikenal sebagai reverse transcriptase memulai proses pengubahan RNA untai tunggal menjadi DNA untai ganda. Pada langkah berikutnya, DNA virus bermigrasi ke inti sel inang.

Enzim virus lain, integrase, bertanggung jawab untuk memasukkan DNA virus yang baru terbentuk ke dalam genom sel inang.

Gen virus kemudian dapat ditranskripsi dan diterjemahkan jika kondisinya terpenuhi. Salinan baru genom RNA untai tunggal virus dapat dihasilkan oleh RNA polimerase yang ditemukan di sel inang. Virus turunan berkumpul di dalam sel dan kemudian keluar untuk memulai proses dari awal lagi.

Ketika sampai pada pergerakan retrotransposon, yang merupakan komponen penting, meskipun agak tidak biasa, dari sebagian besar genom eukariotik, proses ini sangat mirip. Menurut Lander et al. (2001), unsur-unsur genetik bergerak ini menyumbang 42 persen dari genom manusia dan dapat bergerak di sekitar genom melalui penggunaan perantara RNA.

Kelas retrotransposon tertentu, yang dikenal sebagai retrotransposon mirip virus, mengkodekan reverse transcriptase dan, dalam beberapa kasus, integrase, mirip dengan retrovirus dalam fungsinya.

Elemen-elemen ini dapat ditranskripsi menjadi RNA, ditranskripsi balik menjadi DNA, dan kemudian diintegrasikan ke lokasi baru dalam genom dengan bantuan enzim ini.

Kita dapat berspekulasi bahwa perolehan beberapa protein struktural oleh elemen dapat memungkinkannya keluar dari sel dan memasuki sel baru, memungkinkannya menyebar dan menjadi virus.

Memang, struktur genetik retrovirus dan retrotransposon mirip virus sangat mirip, menunjukkan bahwa mereka terkait.

Hipotesis Regresif

Asal usul virus dianggap sebagai proses regresif atau reduktif, berlawanan dengan proses progresif yang dijelaskan di atas. Menurut konsensus umum di antara ahli mikrobiologi, bakteri tertentu yang merupakan parasit intraseluler obligat, seperti spesies Chlamydia dan Rickettsia, berevolusi dari nenek moyang yang hidup bebas.

Studi genetik telah mengungkapkan bahwa mitokondria sel eukariotik dan Rickettsia prowazekii mungkin diturunkan dari nenek moyang yang sama dan hidup bebas, menurut temuan (Andersson et al. 1998).

Akibatnya, ada kemungkinan bahwa virus yang ada diturunkan dari organisme yang lebih kompleks dan mungkin hidup bebas yang kehilangan informasi genetik seiring waktu karena mereka mengadopsi pendekatan parasit untuk reproduksi.

Virus DNA besar nukleositoplasma (NCLDVs), subset virus yang termasuk dalam kelompok tertentu, memberikan ilustrasi terbaik dari hipotesis ini. Virus-virus ini, termasuk virus cacar dan raksasa yang baru ditemukan dari semua virus, Mimivirus, secara signifikan berukuran lebih besar daripada sebagian besar virus (La Scola et al. 2003).

Ada kemungkinan bahwa poxvirus berbentuk bata akan memiliki lebar 200 nm dan panjang 300 nm. Mimivirus berukuran kira-kira dua kali lipat, dengan diameter total sekitar 750 nm (Xiao et al. 2005).

Sebaliknya, partikel virus influenza yang berbentuk bola bisa berdiameter 80 nm, dan partikel virus polio bisa berdiameter 30 nm, yang kira-kira 10.000 kali lebih kecil dari diameter sebutir garam.

NCLDV juga ditemukan memiliki genom yang besar. Genom poxvirus sering kali panjangnya melebihi 200.000 pasangan basa, dan Mimivirus memiliki genom yang panjangnya 1,2 juta pasangan basa; namun, genom virus polio hanya memiliki panjang 7.500 nukleotida.

NCLDV, selain ukurannya yang besar, menunjukkan tingkat kerumitan yang lebih tinggi daripada virus lain dan kurang bergantung pada inangnya untuk replikasi daripada virus lain.

Partikel virus seperti partikel poxvirus, misalnya, mengandung sejumlah besar enzim virus dan faktor terkait, yang memungkinkan virus untuk menghasilkan RNA pembawa pesan fungsional di dalam sitoplasma sel inang.

NCLDV dianggap sebagai keturunan dari nenek moyang yang lebih kompleks, menurut beberapa ahli virologi, karena ukuran dan kompleksitas virus. Menurut para pendukung hipotesis ini, organisme otonom pertama kali mengembangkan hubungan simbiosis satu sama lain sebelum menjadi mandiri.

Setelah beberapa waktu, hubungan itu memburuk dan menjadi parasit, karena satu organisme menjadi semakin bergantung pada yang lain. Ketika parasit, yang dulunya hidup bebas, menjadi lebih bergantung pada inangnya, ia kehilangan gen yang sebelumnya penting untuk kelangsungan hidupnya.

Akhirnya menjadi tidak mampu bereproduksi sendiri, sehingga menjadi parasit intraseluler obligat, atau virus. Hipotesis ini mungkin didukung oleh pemeriksaan Mimivirus raksasa.

Virus ini memiliki repertoar relatif besar dari gen yang diduga terkait dengan terjemahan – gen yang mungkin merupakan sisa dari sistem terjemahan yang lengkap sebelumnya – yang mungkin menunjukkan bahwa itu pernah menjadi sistem terjemahan yang lengkap.

Sangat menarik untuk dicatat bahwa Mimivirus tidak berbeda secara signifikan dari bakteri parasit seperti Rickettsia prowazekii (Raoult et al. 2004).

Hipotesis Virus-Pertama

Baik hipotesis progresif dan regresif mengasumsikan bahwa sel ada sebelum munculnya virus. Bagaimana jika virus adalah yang pertama ada? Beberapa peneliti baru-baru ini mengusulkan bahwa virus mungkin merupakan entitas pertama yang mereplikasi diri.

Koonin dan Martin (2005) mengusulkan bahwa virus ada sebagai unit yang mereplikasi diri di dunia praseluler, dan ini didukung oleh bukti. Mereka berpendapat bahwa seiring berjalannya waktu, unit-unit ini menjadi lebih terorganisir dan lebih kompleks.

Akhirnya, enzim untuk membran sel dan sintesis dinding sel muncul, menghasilkan perkembangan sel. Virus, oleh karena itu, mungkin telah ada sebelum bakteri, archaea, dan eukariota, menurut beberapa teori (Gambar 4; Prangishvili et al. 2006).

Mayoritas ahli biologi sekarang setuju bahwa RNA, bukan DNA, adalah blok bangunan dari molekul replikasi pertama. Juga dikenal beberapa molekul RNA yang disebut ribozim, yang memiliki sifat enzimatik, yang berarti bahwa mereka dapat mengkatalisis reaksi kimia dengan adanya enzim lain.

Kemampuan untuk menginfeksi sel pertama mungkin telah berkembang dari molekul RNA yang bereplikasi sederhana yang ada sebelum sel pertama terbentuk. Bisakah virus RNA untai tunggal, yang lazim saat ini, diturunkan dari molekul RNA praseluler ini?

Yang lain berpendapat bahwa munculnya sel eukariotik difasilitasi oleh kehadiran prekursor NCLDV saat ini. Proposal ini dijelaskan secara rinci oleh model yang dikembangkan oleh Villarreal dan DeFilippis (2000) dan Bell (2001).

Inti saat ini dalam sel eukariotik, menurut kedua kelompok, mungkin telah berevolusi sebagai akibat dari peristiwa seperti endosimbiotik di mana virus DNA yang kompleks dan terbungkus menjadi penghuni permanen sel eukariotik dalam proses pengembangan.


Ada Kemungkinan Tidak Ada Hipotesis yang Benar

Asal usul virus adalah pertanyaan yang sulit dijawab dengan pasti. Di sisi lain, seseorang dapat membuat kasus yang meyakinkan bahwa virus tertentu, seperti retrovirus, berevolusi dari waktu ke waktu melalui proses berurutan.

Elemen genetik seluler mengembangkan kemampuan untuk melakukan perjalanan antar sel, menghasilkan pengembangan agen infeksi. Sebuah proses regresif, di mana entitas yang sebelumnya independen kehilangan gen kunci dari waktu ke waktu dan mengadopsi strategi replikasi parasit, bisa mengakibatkan munculnya virus DNA besar, menurut teori ini.

Akhirnya, gagasan bahwa virus bertanggung jawab atas asal usul kehidupan seperti yang kita ketahui memunculkan banyak kemungkinan yang menarik. Ada kemungkinan bahwa virus saat ini muncul berkali-kali dan melalui berbagai mekanisme.

Mungkin asal mula semua virus dapat ditelusuri kembali ke mekanisme yang belum ditemukan. Penelitian dasar yang sedang dilakukan hari ini di bidang-bidang seperti mikrobiologi, genomik, dan biologi struktural mungkin dapat memberi kita jawaban atas pertanyaan mendasar ini.


Ringkasan

Gagasan untuk merenungkan asal usul kehidupan adalah gagasan yang menarik bagi para ilmuwan dan masyarakat umum. Pemahaman tentang sejarah evolusi virus mungkin dapat menjelaskan topik yang menarik ini.

Sampai hari ini, tidak ada penjelasan konklusif tentang asal-usul virus. Sebuah virus mungkin telah berevolusi dari elemen genetik yang mampu berpindah antar sel, sebuah teori yang telah diajukan.

Ada kemungkinan bahwa mereka adalah keturunan organisme yang pernah hidup bebas tetapi telah mengadaptasi strategi replikasi parasit.

Mungkin virus ada sebelum evolusi kehidupan seluler dan bertanggung jawab atas perkembangannya. Kami mungkin bisa mendapatkan jawaban yang lebih jelas jika kami melanjutkan penelitian kami.

Atau, penelitian masa depan mungkin mengungkapkan bahwa jawabannya bahkan lebih ambigu daripada yang terlihat sekarang.

Exit mobile version