VIRUS

Sejarah Penemuan Virus 1. Adolf Mayer 1883 Kisah bagaimana awal mula virus pertama kali diungkap pada tahun 1883. Adalah Adolf Mayer, seorang saintis Jerman, melakukan percobaan untuk mengetahui penyebab penyakit mosaik pada tanaman tembakau. Penyakit tersebut ditandai dengan adanya bercak-bercak berwarna kuning pada daun tembakau. Pada percobaannya, A. Mayer menyemprotkan ekstrak daun tembakau yang terkena penyakit mosaik ke tanaman tembakau yang sehat. Berdasarkan hasil percobaannya tersebut, A. Mayer mengungkapkan bahwa penyakit mosaik dapat menular ke daun-daun tanaman yang sehat melalui ekstrak daun tembakau yang disemprotkan. Namun, A. Mayer tidak menemukan adanya mikroba penyebab penyakit tersebut pada ekstrak daun tembakau yang terinfeksi. la menduga bahwa penyakit mosaik tersebut disebabkan oleh bakteri berukuran kecil yang tidak dapat dilihat dengan mikroskop cahaya. 2. Dimitri Ivanowsky 1892 Kira-kira sepuluh tahun kemudian, tepatnya pada tahun 1892 seorang ahli biologi Rusia bernama Dimitri Ivanowsky menguji hipotesis yang diungkapkan oleh A. Mayer. Ivanowsky mencoba melewatkan ekstrak daun tembakau yang sudah terkena penyakit mosaik melalui suatu saringan porselen yang dirancang khusus untuk menyaring bakteri. Ternyata, ekstrak hasil saringan tersebut masih dapat menyebabkan penyakit. la berkesimpulan bahwa penyakit mosaik tersebut disebabkan oleh bakteri patogen. Hal demikian didasarkan pada dua kemungkinan. Pertama, bakteri patogen tersebut berukuran kecil sehingga dapat melewati saringan (filter). Kedua, bakteri yang disaring tersebut mungkin benar-benar mengandung racun penyebab penyakit mosaik. 3.MartinusBeijerinck(1851-1931) Selanjutnya, berdasarkan hasil temuan Ivanowsky, seorang ahli mikrobiologi Belanda bernama Martinus Beijerinck (1851-1931) melakukan percobaan. Percobaan tersebut dilakukan pada 1897, yaitu dengan cara menyemprotkan hasil saringan dari ekstrak tanaman tembakau yang terkena penyakit ke tanaman tembakau yang sehat secara bertingkat. la mula-mula menyemprotkan ekstrak "agen infeksi" ke tanaman tembakau yang sehat sehingga tanaman tersebut menjadi sakit. Kemudian daun tanaman tembakau yang sakit tersebut dibuat ekstrak lagi untuk disemprotkan ke tanaman tembakau yang sehat lainnya. Setelah melakukan penyemprotan secara bertingkat, ternyata semua tanaman tembakau yang terinfeksi menjadi sakit. Beijerinck berkesimpulan bahwa penyakit mosaik mungkin disebabkan oleh partikel yang sangat kecil dan sederhana dibandingkan bakteri. Kecurigaan Beijerinck baru dapat dikonfirmasi pada 1935 setelah saintis Amerika Wendell M. Stanley berhasil mengkristalkan partikel penginfeksi tersebut yang kemudian dikenal dengan nama virus mosaik tembakau atau tobacco mosaic virus(TMV). 4. W.M. Stanley (1935) Kemudian W.M. Stanley (1935) seorang ilmuwan Amerika berhasil mengkristalkan virus penyebab penyakit mozaik daun tembakau (virus TVM). Perbedaan virus dengan sel hidup Sel hidup: 1.         memiliki 2.         tipe asam nukleat sekaligus 3.         dapat mereproduksi semua bagian selnya 4.         memiliki system metabolisme Virus : 1. hanya memiliki 1 tipe asam nukleat  2. tidak dapat mereproduksi semua bag. Selnya, virus hanya mereproduksi materi genetik dan selubung proteinnya. 3. tidak memiliki system metabolisme , oleh karena itu virus tidak dapat tumbuh dan bereproduksi tanpa adanya sel inang. Ciri-ciriVirus Virus berukuran sangat kecil, berkisar antara 20 nm (nano meter) sampai 300 nm atau rata-rata ukurannya 50 kali lebih kecil daripada ukuran bakteri. Itulah sebabnya, virus tidak dapat dilihat dengan mikroskop cahaya dan dapat melewati filter bakteri. Virus hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron. Seringkali dipertanyakan, "Apakah virus itu makhluk hidup atau bukan? " Virus dapat dikatakan makhluk hidup karena memiliki materi genetik (ADN atau ARN) dan mempunyai kemampuan memperbanyak diri di dalam sel-sel hidup. Karena keterbatasan hidupnya yang hanya dapat bereproduksi di dalam sel-sel hidup dan dapat menyebabkan penyakit, maka virus sering dianggap sebagai parasit obligat intraseluler. Di dalam sel inang, virus dapat bersifat mematikan atau menjadikan inaktif ADN inang. Selanjutnya, virus menggunakan ADN atau ARN-nya sendiri untuk menginstruksi sel-sel inang membuat salinan-salinan baru dari virus. Virus bukanlah makhluk seluler. Jika virus bukan sel, maka apakah sebenarnya virus itu? Virus merupakan partikel atau virion yang bentuk dan ukurannya sangat sederhana. Meskipun virus memiliki asam nukleat, virus tidak memiliki organel-organel metabolik sebagai komponen penting pada sel hidup, seperti ribosom, sitoplasma, dan membran sel. Mengingat strukturnya yang sangat sederhana, kemampuan metabolisme virus juga sangat terbatas. Virus tidak mempunyai kemampuan melakukan sintesis protein dan membentuk ATP. Selain itu, virus juga dapat dikristalkan, seperti halnya benda tak hidup. Berdasarkan ciri yang dimilikinya, dapat dikatakan bahwa virus berada di perbatasan antara makhluk hidup dan benda tak hidup. Struktur dan Bentuk Virus Virus memiliki struktur yang sangat sederhana, yaitu terdiri atas materi genetik (genom) berupa ADN atau ARN. Bentuk ADN atau ARN bergantung pada spesifikasi virus. Materi genetik tersebut dapat berupa molekul tunggal atau molekul ganda dari asam nukleat, yang bentuknya dapat memanjang, lurus, atau melingkar. Secara struktural, setiap materi genetik dilindungi oleh selubung protein yang disebut kapsid. Kapsid berfungsi untuk melindungi asam nukleat dan berperan dalam pelekatan virion pada sel inang sebelum terjadi infeksi. Kapsid bersama asam nukleatnya dinamakan nukleokapsid. Kapsid tersusun dari sejumlah besar subunit protein yang biasa disebut kapsomer. Kapsomer merupakan suatu polipeptida atau kumpulan polipeptida. Setiap kapsomer memiliki jumlah molekul protein yang berbeda-beda, misalnya virus mosaik atau TMV mempunyai kapsid yang tersusun lebih dari seribu molekul protein dengan tipe protein tunggal. Adenovirus yang dapat menginfeksi saluran respirasi hewan-hewan mamalia dan burung, memiliki 252 molekul protein yang identik. Bentuk kapsid pada virus bermacam-macam. Ada yang ber¬bentuk batang, bulat, oval, dan berbentuk huruf T. Virus mosaik memiliki bentuk kapsid seperti batang yang kaku, sedangkan adenovirus dan virus polio memiliki bentuk isosahedron (mempunyai 20 muka segitiga sama sisi dengan 12 sudut dan 30 tepi). Bentuk kapsid tersebut menentukan bentuk luar virus. Beberapa virus dikenal memiliki suatu struktur tambahan berupa kapsul pembungkus atau amplop. Kapsul pembungkus tersebut letaknya menyelubungi kapsid dan tersusun dari bahar. lipoprotein, yakni suatu derivat dari permukaan membran sel inang. Kapsul pembungkus pada virus berguna untuk membantu virus menginfeksi inangnya. Beberapa virus yang memiliki kapsul pembungkus antara lain adalah virus flu dan virus herpes serta beberapa virus lainnya yang ditemukan pada hewan. Seperti yang sudah kalian ketahui, virus dapat mengekspresikan gen-gennya dan melakukan reproduksi hanya di dalam sel-sel yang hidup. Akan tetapi, reproduksi virus berbeda dalam beberapa cara dengan reproduksi yang terjadi pada sel. Pada virus, reproduksi terjadi dengan cara penggandaan (replikasi) dari materi genetik. Gen-gen tersebut terbentuk dengan menggunakan enzim, ribosom, nutrien, dan sumber-sumber lain dari sel inangnya untuk membuat beberapa salinan dari materi genetik dan protein kapsid. Artinya, ketika bereproduksi virus mengambil alih metabolisme sel inang untuk membentuk materi genetik virus itu sendiri. Selanjutnya, komponen-komponen tersebut terakumulasi membentuk sejumlah besar virion-virion yang kemudian meninggalkan sel inang untuk menginfeksi inang-inang yang baru. MORFOLOGI VIRUS Simetri Heliks             Pada replikasi virus simetri heliks, subunit-subunit protein identik (protomer) terasembling menjadi kapsid melalui mode heliks mengelilingi asam nukleat secara spiral. Struktur kapsid dapat dianalisis secara mikroskopi elektron. Selain pengelompokan berdasarkan kekakuannya (kaku atau fleksibel) dan ketelanjangannya (beramplop atau tidak), kapsid heliks dikarakterisasi berdasarkan panjang, lebar dan pitch heliks serta jumlah protomer setiap heliks. Virus heliks telanjang yang dipelajari mendalam adalah virus mosaik tembakau (Gambar 15.1). Virus Sendai (Gambar 15.2) merupakan virus heliks beramplop dan termasuk famili paramyxovirus. Gambar 15.1 Virus mosaik tembakau (TMV). Kapsid terdiri atas 49 subunit protomer dan terasembling dalam 3 putaran heliks, panjang setiap putaran heliks adalah 2,3 nm. Virus lengkap memiliki ukuran p.300X d.18 nm dan diameter cylindrical core 8 nm Gambar 15.2 Virus Sendai dengan fragmen nukleokapsid (NC) heliks. Virus ini terlihat dalam 2 bentuk, yaitu tanpa amplop (E) dan dengan amplop. Ukuran nukleokapsid adalah 1000X17 nm. Simetri Icosahedral             Icosohedron adalah polihendron dengan 20 sisi triangular yang sama Icosohedron (polihedral atau sferikal)  dengan aksis simetri rotasi berkelipatan-5, -3, dan -2 (Gambar 15.3) didefinisikan sebagai simetri 532. Gambar 15.3 Model Icosohedral polihedral (atas) dan sferikal (bawah) dengan aksis simetri rotasi kelipatan 5 (kiri), 3 (tengah), dan 2 (kanan). reproduksi virus Reproduksi virus secera general terbagi menjadi 2 yaitu litik dan lisogenik proses-proses pada siklus litik: pertama, virus akan mengdakan adsorpsi atau attachment yang ditandai dengan menmpelnya virus pada dinding sel,kemudian pada virus tertentu (bakteriofage), melakukan penetrasi yaitu dengan cara melubangi membran sel dengan menggunakan enzim, setelah itu virus akan memulai mereplikasi materi genetik dan selubung protein, kemudian virus akan memanfaatkan organel-organel sel, kemudian sel mengalami lisis Bakteriofage (virus T) merupakan contoh terbaik untuk memahami replikasi pada virus. Bakteriofage atau fage adalah sejenis virus yang biasa hidup dalam tubuh Escherichia coli. Virus ini pertama kali ditemukan pada 1915. Pada 1940-an, para saintis lebih memfokuskan perhatian mereka untuk menentukan bagaimana produksi fage-fage itu di dalam suatu bakteri. Di dalam tubuh bakteri E. coh, fage dapat melakukan reproduksi dengan dua mekanisme alternatif, yaitu melalui siklus litik dan siklus lisogenik. a. Siklus Litik • Waktu relatif singkat  • Menonaktifkan bakteri • Berproduksi dengna bebas tanpa terikat pada kromosom bakteri Siklus litik dimulai ketika serabut-serabut ekor virion T menempel pada sisi reseptor khusus pada permukaan luar sel bakteri E. coli. Pembungkus ekor kemudian berkontraksi, membuat lubang inti pada dinding dan membran sel. Setelah terbentuk lubang, fage kemudian menginjeksikan ADN-nya ke dalam sel. Di dalam sel, ADN fage dengan cepat merusak ADN bakteri. ADN fage sendiri terlindungi karena mengandung modifikasi bentuk sitosin. Setelah ADN bakteri dirusak, genom fage secara penuh mengendalikan sel, menginduksi mesin metabolik untuk oun menghasilkan komponen-komponen fage, seperti protein-protein, salinan genom fage, ekor, serabut-serabut ekor, dan kepala polihedral. Selanjutnya, fage memproduksi suatu enzim untuk merusak dinding sel bakteri. Rusaknya dinding sel bakteri menyebabkan tekanan osmosis sel meningkat sehingga akhirnya pecah (lisis). Lisis pada bakteri akan melepaskan 100 hingga 200 partikel-partikel fage yang kemudian dapat menginfeksi sel-sel bakteri lain yang berdekatan. b. Siklus Lisogenik • Waktu relatif lama • Mengkominasi materi genetic bakteri dengn virus •Terikatpada kromosom bakteri Virus dapat melakukan reproduksi tanpa harus membunuh inangnya. Siklus lisogenik dimulai ketika fage menempel di permukaan sel E. coli dan menginjeksikan ADN-nya. Kemudian, ADN virus menyisip melalui cara rekombinasi genetik ke dalam sisi khusus pada kromosom bakteri. Ketika menyisip, materi genetik fage menyatu dengan materi genetik bakteri membentuk profage. Di dalam profage, gen-gen bakteri menjadi tidak aktif, sedangkan gen profage selalu aktif. Selama sel melakukan pembelahan, sel bakteri menyalin sepanjang gen profage beserta ADN-nya pula. Akibatnya, setiap sel terbagi menjadi dua anakan sel, maka tiap anakan sel bakteri memiliki profage dan ADN yang selanjutnya dapat memulai siklus reproduksi kembali. Satu sel tunggal yang sudah terinfeksi dapat dengan segera menghasilkan sejumlah besar populasi bakteri yang membawa profage. Selanjutnya, satu sel bakteri yang membawa profage dalam kromosom-kromosomnya akan mengalami lisis dan melepaskan partikel-partikel fage. Fage-fage tersebut akan menginfeksi bakteri lainnya dan kembali mengalami siklus hidupnya. Replika Virus-virus Hewan Cara replikasi virus-virus hewan hampir sama dengan cara bakteriofage. Akan tetapi, replikasi pada virus hewan memiliki beberapa modifikasi atau penetrasi yang berbeda dengan cara fage. Pada virus hewan, materi genetik bersama selubung proteinnya (kapsid) masuk ke dalam sel inang. Di dalam sel inang kapsid terbuka sehingga virus tidak berselubung. Selanjutnya materi genetik virus (ADN atau ARN) bebas ikut proses biosintesis untuk mencetak virus-virus baru. Virus-virus baru tersebut akhirnya keluar dari inang dengan cara pembentukan tunas (budding). Selama pembentukan tunas, virus-virus tersebut menyusun kapsul pembungkus (amplop) yang terdiri atas lemak protein, dan karbohidrat. Semua bahan tersebut berasal dan membran plasma atau membran inti sel inang. Tahap-tahap Replikasi Virus Hewan 1. Penetrasi Virus mungkin masuk seperti ditelan oleh sel inangnya (endositosis). Beberapa virus memiliki permukaan protein yann berhubungan kepada reseptor membran plasma sel inang dan merangsang endositosis. Tipe virus lainnya yang memiliki amplop dapat melebur dengan membran sel inang. Di dalam sel inang materi genetik virus dilepas ke dalam sitoplasma. 2. Replikasi Materi genetik virus membuat tiruan-tiruan beberapa kali. 3. Transkripsi Materi genetik virus digunakan sebagai blueprint membentuk messenger ARN (mARN). 4. Sintesis Protein Dalam sitoplasma sel inang, materi genetik virus (mARN digunakan untuk pembentukan protein virus. 5. Perakitan Virus Materi genetik virus dan enzim dikelilingi oleh lapisan proteir. 6. Pelepasan Setelah bentuk virus sempurna, virus keluar dari sel inang melalui pembentukan tunas (budding) pada membran sel inang.  Beberapa Contoh Replikasi Virus Hewan 1. HIV (Human Immunodeficiency Virus) Termasuk salah satu retrovirus yang secara khusus menyerang sel darah putih (sel T). Retrovirus adalah virus ARN hewan yang mempunyai tahap ADN. Virus tersebut mempunyai suatu enzim, yaitu enzim transkriptase balik yang mengubah rantai tunggal ARN (sebagai cetakan) menjadi rantai ganda kopian ADN (cADN). Selanjutnya, cADN bergabung dengan ADN inang mengikuti replikasi ADN inang. Pada saat ADN inang mengalami replikasi, secara langsung ADN virus ikut mengalami replikasi. 2. Virus Herpes Virus herpes merupakan virus ADN dengan rantai ganda yang kemudian disalin menjadi mARN. 3. Virus Infuenza Siklus replikasi virus influenza hampir same dengan siklus replikasi virus herpes. Hanya saja, pada virus influenza materi genetiknya berupa rantai tunggal ARN yang kemudian mengalami replikasi menjadi mARN. 4. Paramyxovirus Paramyxovirus adalah semacam virus ARN yang selanjutnya mengalami replikasi menjadi mARN. Paramyxovirus merupakan penyebab penyakit campak dan gondong. Peranan Virus dalam Kehidupan Beberapa virus ada yang dapat dimanfaatkan dalam rekombinasi genetika. Melalui terapi gen, gen jahat (penyebab infeksi) yang terdapat dalam virus diubah menjadi gen baik (penyembuh). Baru-baru ini David Sanders, seorang profesor ­biologi pada Purdue's School of Science telah menemukan cara pemanfaatan virus dalam dunia kesehatan. Dalam temuannva yang dipublikasikan dalam Jurnal Virology, Edisi 15 Desember ­2002, David Sanders berhasil menjinakkan cangkang luar viruz Ebola sehingga dapat dimanfaatkan sebagai pembawa gen kepada sel yang sakit (paru-paru). Perlu kalian ketahui bahwa virus Ebola merupakan virus yang secara spesifik menyerang paru-paru. Meskipun demikian, kebanyakan virus bersifat merugikan terhadap kehidupan manusia, hewan, dan tumbuhan. Virus sangat dikenal sebagai penyebab penyakit infeksi pada manusia, hewan, dan tumbuhan. Sejauh ini tidak ada makhluk hidup yang tahan terhadap virus. Tiap virus secara khusus menyerang sel-sel tertentu dari inangnya. Virus yang menyebabkan selesma menyerang saluran pernapasan, virus campak menginfeksi kulit, virus hepatitis menginfeksi hati, dan virus rabies menyerang sel-sel saraf. Begitu juga yang terjadi pada penyakit AIDS (acquired immune deficiency syndrome), yaitu suatu penyakit yang mengakibatkan menurunnya daya tahan tubuh penderita penyakit tersebut disebabkan oleh virus HIV yang secara khusus menyerang sel darah putih. Tabel berikut ini memuat beberapa macam penyakit yang disebabkan oleh virus. Selain manusia, virus juga menyebabkan kesengsaraan bagi hewan dan tumbuhan. Tidak sedikit pula kerugian yang diderita peternak atau petani akibat ternaknya yang sakit atau hasil panennya yang berkurang. a. Beberapa macam penyakit pada hewan yang disebabkan oleh virus ·         Penyakit tetelo, yakni jenis penyakit yang menyerang bangsa unggas, terutama ayam.  Penyebabnya adalah new castle disease virus (NCDV). ·         Penyakit kuku dan mulut, yakni jenis penyakit yang menyerang ternak sapi dan kerbau. ·         Penyakit kanker pada ayam oleh rous sarcoma virus (RSV). ·         Penyakit rabies, yakni jenis penyakit yang menyerang anjing, kucing, dan monyet. Penyebabnya adalah virus rabies. b. Beberapa macam penyakit pada tumbuhan yang disebabkan oleh virus ·         Penyakit mosaik, yakni  jenis penyakit yang menyerang tanaman tembakau. Penyebabnya adalah tobacco mosaic virus (TMV) ·         Penyakit tungro, yakni jenis penyakit yang menyerang tanaman padi. Penyebabnya adalah virus Tungro. ·         Penyakit degenerasi pembuluh tapis pada jeruk. Penyebabnya adalah virus citrus vein phloem degeneration (CVPD).  source :widasalupi s s