Integrasi DNA Virus
Diterjemahkan langsung dari Ensiklopedi Britannica
Lisogeni
Banyak virus bakteri dan hewan
tertidur dalam sel yang terinfeksi, dan DNA mereka dapat diintegrasikan ke
dalam DNA kromosom sel inang. DNA virus terintegrasi bereplikasi saat genom sel
bereplikasi; setelah pembelahan sel, DNA virus terintegrasi digandakan dan
biasanya didistribusikan secara merata ke dua sel yang dihasilkan. Bakteri yang
membawa fag prekursor noninfeksi, yang disebut profag, tetap sehat dan terus
tumbuh hingga dirangsang oleh beberapa faktor yang mengganggu, seperti sinar
ultraviolet. DNA profag kemudian dikeluarkan dari kromosom bakteri, dan fag
bereplikasi, menghasilkan banyak fag keturunan dan melisis sel bakteri inang.
Proses ini, awalnya ditemukan pada bakteriofag beriklim sedang pada tahun 1950
oleh ahli mikrobiologi Prancis André Lwoff, disebut lisogeni.
Contoh klasik dari bakteriofag
bersuhu sedang disebut virus lambda (λ), yang menyebabkan lisogeni pada
spesies tertentu dari bakteri Escherichia coli. DNA dari λ bakteriofag
diintegrasikan ke dalam DNA kromosom inang E. coli di daerah tertentu yang
disebut tempat perlekatan. Profag terintegrasi yang dihasilkan adalah bentuk virus yang
diwariskan dan tidak menular; ia mengandung gen yang menekan fungsi litik fag
dan dengan demikian memastikan bahwa sel inang akan terus mereplikasi DNA fag
bersama dengan DNA miliknya dan tidak akan dihancurkan oleh virus. Sinar
ultraviolet, atau faktor lain yang merangsang replikasi DNA dalam sel inang,
menyebabkan pembentukan protease recA, enzim yang memecah penekan fag λ dan
menginduksi replikasi fag λ dan, akhirnya, merusak sel inang.
Eksisi DNA profag dari DNA kromosom
inang (sebagai langkah awal dalam sintesis virus litik infektif) kadang-kadang
menyebabkan pengangkatan beberapa DNA sel inang, yang dikemas ke dalam
bakteriofag yang rusak; bagian dari DNA bakteriofag dihilangkan dan diganti di
ujung lainnya oleh gen dari bakteri inang. Partikel virus seperti itu disebut
fag transduksi karena, ketika menginfeksi sel bakteri, ia dapat mentransmisikan
gen yang ditangkap oleh λ DNA fag ke sel bakteri berikutnya yang diinfeksinya.
Transduksi oleh bakteriofag merupakan cara yang efisien untuk mentransfer
informasi genetik dari satu sel bakteri ke sel bakteri lainnya.
Cara mentransfer informasi genetik,
yang disebut konversi lisogenik, menanamkan gen dengan fungsi khusus ke sel
bakteri tanpa fungsi tersebut. Ini umum terjadi pada bakteri dan merupakan
aspek penting dari epidemiologi (kejadian, distribusi, dan pengendalian)
penyakit menular. Misalnya, bakteri Corynebacterium diphtheriae adalah agen
penyebab difteri, tetapi hanya jika mengandung profag bakteriofag β, yang
mengkode toksin yang bertanggung jawab atas penyakit tersebut.
Adenovirus
Struktur adenovirus yang memperlihatkan komponennya dan polipeptida (protein) yang ditunjukkan dengan pewarnaan setelah elektroforesis.
Encyclopædia Britannica, Inc
Transformasi ganas
Fenomena yang mirip dengan lisogeni
sel bakteri terjadi pada sel hewan yang terinfeksi virus tertentu. Virus hewan
ini umumnya tidak langsung menyebabkan penyakit pada sel hewan tertentu.
Sebaliknya, sel hewan terus-menerus terinfeksi virus semacam itu, yang DNA-nya
(provirus) diintegrasikan ke dalam DNA kromosom sel inang. Secara umum, sel dengan DNA proviral terintegrasi diubah
menjadi sel kanker, fenomena yang dikenal sebagai transformasi ganas.
Seperti halnya dengan profag
bakteri, sel hewan yang ditransformasi tidak mengandung virus menular tetapi
hanya DNA provirus yang terintegrasi, yang bereplikasi bersama dengan kromosom
sel yang membelah. Oleh karena itu, setelah mitosis sel yang ditransformasi,
setiap sel baru menerima salinan DNA proviral. Ciri khas dari sel-sel hewan
yang berubah ini adalah bahwa pertumbuhannya tidak terkendali; tidak seperti
sel normal, pertumbuhannya tidak terhambat oleh kontak dengan sel lain, dan
mereka kehilangan kapasitasnya untuk menempel (berlabuh) ke permukaan tertentu.
Pertumbuhan jaringan dan organ
normal juga dikendalikan oleh fenomena genetik yang disebut kematian sel terprogram, atau
apoptosis, di mana sejumlah sel akan mati dan tersingkir setelah
beberapa kali pembelahan. Transformasi ganas dapat menghambat kematian sel
terprogram, sehingga memungkinkan sel tumbuh tidak terkendali dan mengakibatkan
kanker.
Di antara virus hewan yang
menyebabkan transformasi ganas melalui integrasi DNA proviral adalah beberapa
famili virus DNA dan satu famili besar virus RNA, Retroviridae. Virus dari
keluarga Polyomaviridae, sekelompok papovavirus, mungkin yang pertama dikaitkan
dengan keganasan (menyebabkan kematian atau penyakit) pada hewan. Polyomavirus
tersebar luas pada tikus; mereka dapat menginfeksi hewan pengerat lain, dan
mereka dapat menyebabkan tumor pada hewan yang terinfeksi.
Virus lain dari famili
Polyomaviridae adalah virus simian 40 (SV40), awalnya diisolasi dari sel monyet
hijau Afrika (Cercopithecus sabaeus), di mana ia tumbuh dengan cepat dan
membunuh selnya. Infeksi pada hewan pengerat atau sel manusia, bagaimanapun,
mengakibatkan infeksi yang gagal (ketidakcocokan antara virus dan sel inang)
tetapi terkadang menyebabkan keganasan (sarkoma atau limfoma) pada sel yang
kadang-kadang ditransformasikan. Virus yang terkait dengan polyomavirus dan
SV40 telah diisolasi dari manusia, salah satunya, virus JC, tampaknya menjadi
agen penyebab penyakit neurologis fatal yang disebut leukoencephalopathy
multifokal progresif.
Secara umum, bagaimanapun, human
papovavirus tidak secara jelas berhubungan dengan penyakit.
Papovavirus lainnya termasuk
papillomaviruses (family Papillomaviridae), yang juga merupakan virus poligonal
kecil yang mengandung DNA untai ganda melingkar.
Virus papiloma biasanya berhubungan
dengan tumor jinak (tidak mengancam) tetapi tersebar luas, yang disebut
papiloma atau polip, terjadi di kulit manusia dan saluran genital. Virus
papiloma tertentu telah diidentifikasi pada manusia pada kutil biasa dan pada
kutil kelamin (condylomata acuminata). Kanker saluran kelamin manusia, terutama
kanker rahim pada serviks, sering ditemukan terkait dengan human papillomavirus
tipe 16 (HPV 16); virus tidak diragukan lagi ditularkan sebagai penyakit
kelamin.
Virus tertentu dari keluarga
Adenoviridae, awalnya ditemukan di amandel dan kelenjar gondok manusia,
menyebabkan transformasi ganas pada sel tertentu. Fenomena induksi kanker dalam
kondisi laboratorium telah dipelajari secara luas, tetapi tidak ada bukti bahwa
adenovirus umum menyebabkan kanker pada manusia.
Virus umum dari famili
Herpesviridae, termasuk virus herpes simpleks yang menyebabkan luka dingin dan
penyakit kelamin, herpes genital, dicurigai sebagai agen penyebab kanker.
Seperti adenovirus, herpesvirus dapat menyebabkan transformasi ganas, dan DNA
mereka terintegrasi ke dalam kromosom sel inang. Virus herpes yang dikenal
sebagai virus Epstein-Barr menyebabkan kanker masa kanak-kanak yang seringkali
fatal yang disebut limfoma Burkitt serta penyakit non-ganas mononukleosis
menular. Sitomegalovirus virus herpes tidak aktif di jaringan kebanyakan
manusia dan dapat diinduksi untuk menyebabkan penyakit fatal pada bayi dan
orang dewasa yang mengalami gangguan sistem imun.
Virus herpes yang berbeda
menyebabkan cacar air (varicella); virus yang sama terletak laten di jaringan
untuk jangka waktu yang lama (mungkin bertahun-tahun atau dekade) dan kemudian
mengalami kekambuhan (kambuhnya gejala setelah mereda) untuk menyebabkan
penyakit kulit dan saraf yang menyakitkan yang disebut herpes zoster, atau
herpes zoster. Selain itu, ada virus herpes yang menyebabkan penyakit pada
hewan — misalnya, penyakit yang menyebar luas dan biasanya mematikan pada ayam
yang disebut penyakit Marek. Penyebaran virus dari famili Herpesviridae secara
luas terbukti dari penyakit lain pada monyet dan katak.
Virus dari famili
Retroviridae mungkin adalah virus transformasi yang paling banyak tersebar yang
menginfeksi sel eukariotik mulai dari jamur hingga manusia. Di awal
abad ke-20, telah disarankan bahwa virus menyebabkan leukemia dan limfoma pada
burung. Pada tahun 1911, ahli patologi Amerika Peyton Rous pertama kali
mendeskripsikan virus yang menyebabkan sarkoma pada ayam.
Virion retrovirus berbentuk bola
(atau poligonal) dan dikelilingi oleh membran lipid yang mengandung
glikoprotein yang mengenali dan mengikat reseptor sel dari spesies tertentu
(glikoprotein spesifik jenis). Genom retrovirus terdiri dari dua molekul RNA
identik, masing-masing dengan 7.000 hingga 10.000 nukleotida. Terkait dengan
virion RNA adalah enzim, DNA polimerase yang bergantung pada RNA, juga disebut
reverse transcriptase. Dengan menggunakan RNA virion sebagai cetakan, reverse
transcriptase mengkatalisis sintesis molekul DNA linier yang melengkapi RNA
virion. Untai DNA komplementer baru juga berfungsi sebagai templat untuk
reverse transcriptase, yang membuat molekul DNA antikomplementer kedua,
sehingga membentuk DNA untai ganda. RNA genom retrovirus burung yang sepenuhnya
menular, yang dapat bereplikasi secara mandiri, memiliki empat gen yang
mengkode secara berurutan untuk antigen spesifik kelompok, reverse
transcriptase, amplop glikoprotein, dan protein pengubah sarkoma. Di setiap ujung
genom terdapat urutan nukleotida mengapit homolog, yang dikenal sebagai
pengulangan terminal panjang (LTR), yang merupakan kode untuk DNA untai ganda
yang dapat mengenali urutan DNA sel inang untuk integrasi DNA proviral ke dalam
kromosom sel inang. Banyak retrovirus yang rusak dan tidak dapat bereplikasi di
dalam sel tanpa retrovirus penolong (nondefective). Retrovirus penolong umumnya
mengubah sel fibroblastik, menghasilkan sarkoma ganas, sedangkan retrovirus
yang rusak mengubah prekursor sel darah, menghasilkan leukemia.
Banyak retrovirus yang berbeda
telah diidentifikasi sebagai agen penyebab kanker pada burung, hewan pengerat
(terutama tikus), kucing domestik, monyet, dan manusia. Leukemia limfatik
tertentu pada manusia disebabkan oleh human T-cell leukemia virus (HTLV);
sindrom defisiensi imun didapat (AIDS) disebabkan oleh retrovirus yang disebut
human immunodeficiency virus (HIV).
Retrovirus berasal dari gen pada
banyak spesies hewan yang berbeda dan bahkan bentuk kehidupan yang lebih
rendah. Retrovirus individu terbatas dalam jangkauan inangnya dan tidak
langsung melintasi penghalang spesies. Hampir setiap retrovirus yang dipelajari
hingga saat ini analog dengan gen yang biasanya ditemukan pada hewan (termasuk
manusia), yang dikenal sebagai proto-onkogen, gen yang terlibat dengan
pengaturan pertumbuhan dan perkembangan sel normal dan yang juga berpotensi
berubah menjadi gen penyebab kanker . Proto-onkogen ini memiliki urutan
deoksinukleotida yang erat, tetapi tidak seluruhnya, homolog (yaitu, dari jenis
dan urutan yang sama) dengan urutan nukleotida dari gen penyebab kanker virus
yang sesuai, yang disebut onkogen. Integrasi DNA retrovirus ke dalam kromosom
sel menyebabkan kanker, tetapi proto-onkogen tidak menjadi gen penyebab kanker
kecuali dipicu oleh peristiwa lain.
Kanker yang disebabkan oleh
karsinogen kimia atau fisik di lingkungan mungkin sering, jika tidak selalu,
disebabkan oleh perubahan urutan proto-onkogen yang telah mengubahnya menjadi
onkogen. Beberapa virus tumor DNA, seperti SV40 atau adenovirus, dapat
menyebabkan transformasi ganas ketika DNA mereka terintegrasi di dekat lokasi
proto-onkogen. Semua kanker yang diteliti hingga saat ini tampaknya disebabkan oleh
mutasi pada proto-onkogen atau pewarisan gen penekan tumor yang bermutasi, yang
biasanya mengatur fungsi proto-onkogen.
Sumber : https://www.britannica.com/science/virus/Viral-DNA-integration
.jpg)
Komentar