BIOLOGI X : Virologi

Virologi adalah cabang biologi yang mempelajari tentang suborganisme, terutama virus. Dalam perkembangannya, selain virus ditemukan pula viroid dan prion. Kedua kelompok ini saat ini juga masih menjadi bidang kajian virologi. Virologi sangat bermanfaat bagi industri farmasi dan pestisida. virologi juga digunakan dalam bidang kedokteran, kedokteran hewan, perikanan, peternakan, dan pertanian.

- Sejarah dan Pengertian Virus -
Penelitian mengenai virus dimulai saat ditemukannya bercak-bercak pada daun tembakau yang menghambat pertumbuhan tanaman tersebut. Pada tahun 1883, seorang ilmuwan Jerman bernama Adolf Mayer menemukan adanya bakteri yang lebih kecil dari biasanya dan tidak dapat dilihat dengan mikroskop pada tanaman tersebut.

Kemudian pada tahun 1897, Martinus Beijerinck, bangsawan asal Belanda, menemukan agen infeksi di dalam getah yang sudh disaring tersebut dapat bereproduksi karena kemampuannya menimbulkan penyakit tidak berkurang setelah beberapa kali di transfer antartanaman. Pantogen mosaik tembakau disimpulkan bukan termasuk ke dalam bakteri, melainkan contagium vivum fluidum, yaitu sejenis cairan pembawa penyakit.

Kata virus berasal dari bahasa latin, virion, artinya :  racun yang sudah digunakan di bahasa inggris sejak 1392. Virus adalah organisme aselluler,tidak memiliki sel, karena virus tidak memiliki nukleus dan sitoplasma. Virus juga dapat diartikan sebagai organisme subselular yang karena ukurannya sanga kecil, hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron. Virus terkecil berdiameter hanya 20 mm (lebih kecil dari ribosom), sedangkan virus terbesar sekalipun sukar dilihat dengan mikroskop cahaya.

Istilah virus biasanya merujuk pada partikel-partikel yang menginfeksi sel-sel eukariota (organisme multisel dan banyak jenis organisme sel tunggal), sementara istilah bakteriofage atau fage digunakan untuk jenis yang menyerang jenis-jenis sel prokariota (bakteri dan organisme lain yang tidak berinti sel).

- Struktur Virus -

Genom virus dapat berupa DNA atau RNA. Genom virus dapat terdiri dari : DNA untai ganda, DNA untai tunggal, RNA untai ganda, atau RNA untai tunggal. Selain itu, asam nukleat dapat berbentuk linear tunggal atau sirkuler. Jumlah gen virus bervariasi dari empat untuk yang terkecil hingga ratusan untuk yang terbesar. Bahan genetik untuk hewan dan manusia kebanyakan DNA, sedangkan untuk tumbuhan kebanyakan adalah RNA beruntai tunggal.

Virus juga dapat diartikan sebagai parasit berukuran mikroskopik yang menginfeksi sel organisme. Virus bersifat parasit obligat, hal tersebut disebabkan karena virus hanya dapat bereproduksi didalam material hidup denganmenginvansi dan memanfaatkan sel makhluk hidup karenba virus tidak memiliki perlengkapan selular untuk bereproduksi sendiri.

- Ciri - Ciri Virus -

Makhluk hidup memiliki ciri yang menggolongkannya ke dalam golongan tertentu. Berikut adalah ciri-ciri umum tentang virus :

• Virus berukuran sangat kecil, ukuran virus pada umumnya 0,05N m0,2N m  (1N m = 1/1000 mm). Oleh sebab itu, virus hanya dapat dilihat dari mikroskop cahaya.
• Tubuh virus terdiri dari selubung dan bahan inti, bahan inti virus terdiri dari DNA (deoksiribonukleat) atau RNA (ribonukleat).
• Virus tidak mempunyai membran dan organel-organel sel yang penting bagi kehidupan
• Virus hanya dapat bereproduksi jika berada dalam sel hidup atau jaringan hidup
• Virus dapat dikristalkan layaknya benda mati, Virus terbuat dari asam nukleat, yaitu asam deoksiribonukleat (DNA) atau asam ribonukleat (RNA) yang dibungkus oleh kapsid, yaitu selubung protein.

- Reproduksi Virus -

Reproduksi virus sering disebut dengan replikasi/sintesa protein virus, dimana protein adalah materi genetik dasar yang menunjukkan kehidupan. Fage adalah jenis virus yang paling dipahami dibandingkan jenis-jenis virus lainnya, walaupun beberapa fage ini memiliki struktur yang kompleks. Penelitian pada fage ini menghasilkan penemuan bahwa beberapa virus DNA untai ganda dapat bereproduksi dengan menggunakan dua mekanisme alternatif, yaitu siklus litik/lisis dan siklus lisogenik

1. Reproduksi virus melalui Siklus lisis/litik

siklus lisis

Siklus lisis adalah siklus reproduksi atau replikasi genom virus yang pada akhirnya menyebabkan kematian sel inang. Istilah lisis mengacu pada tahapan akhir dari infeksi, yaitu saat sel inang bakteri lisis atau pecah dan melepaskan faga yang dihasilkan di dalam sel inang tersebut. Virus yang hanya dapat bereplikasi melalui siklus lisis disebut dengan virus virulen. Tahap replikasi virus daur litik adalah sebagai berikut :

1. Fase adsorpsi dan infeksiDengan ujung ekornya, fage melekat atau menginfeksi bagian tertentu dari dinding sel bakteri, daerah itu disebut daerah reseptor (receptor site : receptor spot). Daerah ini khas bagi fage tertentu, dan fage jenis lain tak dapat melekat di tempat tersebut. Virus penyerang bakteri tidak memiliki enzim-enzim untuk metabolisme, tetapi rnemiliki enzim lisozim yang berfungsi merusak atau melubangi dinding sel bakteri.
Sesudah dinding sei bakteri terhidrolisis (rusak) oleh lisozim, maka seluruh isi fag masuk ke dalam hospes (sel bakteri). Fag kemudian merusak dan mengendalikan DNA bakteri.
2. Fase Replikasi (fase sintesis)DNA fag mengadakan pembentukan DNA (replikasi) menggunakan DNA bakteri sebagai bahan, serta membentuk selubung protein. Maka terbentuklah beratus-ratus molekul DNA baru virus yang lengkap dengan selubungnya.
3. Fase Pembebasan virus fage - fage baru / fase lisisSesudah fag baru terbentuk, sel bakteri akan pecah (lisis), sehingga keluarlah fag yang baru. Jumlah virus baru ini dapat mencapai sekitar 200. Pembentukan partikel bakteriofag memerlukan waktu sekitar 20 menit.

2. Reproduksi virus melalui Siklus lisogenik

Siklus lisogenik merupakan siklus replikasi genom virus tanpa menghancurkan sel inang, dengan kata lain faga berintegrasi ke dalam kromosom bakteri, integrasi ini disebut profage. Istilah lisogenik mengimplikasikan bahwa profage pada kondisi tertentu dapat menghasilkan faga aktif yang melisis inangnya dikarenakan adanya pemicu dari lingkungan seperti radiasi atau adanya beberapa zat kimia tertentu, hal inilah yang me

nyebabkan virus mengubah mekanisme reproduksi virus dari cara lisogenik menjadi cara lisis

Tahap replikasi virus daur lisogenik adalah: 

1. Fase adsorpsi dan infeksi

Dengan ujung ekornya, fag melekat atau menginfeksi bagian tertentu dari dinding sel bakteri, daerah itu disebut daerah reseptor (receptor site : receptor spot). Daerah ini khas bagi fag tertentu, dan fag jenis lain tak dapat melekat di tempat tersebut. Virus penyerang bakteri tidak memiliki enzim-enzim untuk metabolisme, tetapi rnemiliki enzim lisozim yang berfungsi merusak atau melubangi dinding sel bakteri.

Sesudah dinding sei bakteri terhidrolisis (rusak) oleh lisozim, maka seluruh isi fag masuk ke dalam hospes (sel bakteri). Fag kemudian merusak dan mengendalikan DNA bakteri.

2. Fase Replikasi (fase sintesis)

DNA fag mengadakan pembentukan DNA (replikasi) menggunakan DNA bakteri sebagai bahan, serta membentuk selubung protein. Maka terbentuklah beratus-ratus molekul DNA baru virus yang lengkap dengan selubungnya.

3. Fase Pembebasan virus fag - fag baru / fase lisis

Sesudah fag baru terbentuk, sel bakteri akan pecah (lisis), sehingga keluarlah fag yang baru. Jumlah virus baru ini dapat mencapai sekitar 200. Pembentukan partikel bakteriofag memerlukan waktu sekitar 20 menit. :

Untuk membandingkan reproduksi virus dengan cara siklus lisis dengan siklus lisogenik maka digunakan contoh virus temperata, yaitu virus yang dapat menjalankan kedua cara replikasi tersebut di dalam suatu bakteri. Fage temperata atau yang disebut dengan lambda (λ) mirip dengan T4, tetapi ekornya hanya memiliki satu serabut ekor yang lebih pendek. Infeksi pada E. Coli yang disebabkan oleh virus dimulai ketika fage mengikatkan diri pada permukaan sel dan menginfeksikan DNA-nya ke dalam inang, kemudian DNA membentuk lingkaran yang terjadi selanjutnya tergantung cara replikasinya, apakah reproduksi virus dengan siklus lisis atau lisogenik.

Selama siklus litis, gen-gen virus dengan cepat mengubah sel inang menjadi semacam pabrik yang memproduksi virus dan sel tersebut segera lisis dan melepaskan virusnya. Genom virus berperilaku berbeda-beda, selama siklus lisogenik, molekul DNA dimasukkan melalui rekombinasi genetik (pindah silang) ke dalam suatu tempat spesifik di kromosom sel inang, virus ini kemudian disebut dengan profage. Satu gen profage mengkode suatu protein yang menghambat ekspresi sebagian besar gen-gen profage lainnya.

Setiap kali E. coli bersiap-siap membelah diri, E. coli juga mereplikasi DNA fage bersama-sama dengan DNA-nya sendiri dan menurunkan salinannya kepada keturunannya. Satu sel yang terinfeksi dengan cepat dapat menghasilkan satu populasi besar bakteri yang membawa virus tersebut di dalam bakteriofaga. Mekanisme reproduksi virus ini membuat virus dapat berprofagasi tanpa membunuh sel inang tempat mereka bergantung.

Dapat disimpulkan bahwa perbedaan daur litik dan daur lisogenik adalah :

Siklus/daur litik :

• Waktu relatif singkat 

• Menonaktifkan bakteri 

• Berproduksi dengan bebas tanpa terikat pada kromosom bakteri

 Siklus/daur lisogenik :

• Waktu relatif lama 

• Mengkominasi materi genetic bakteri dengn virus 

• Terikat pada kromosom bakteri

- Peranan Virus Bagi Kehidupan -

Pada umumnya virus bersifat rnerugikan. 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 dapat menginfeksi tumbuhan, hewan, dan manusia sehingga menimbulkan penyakit.

1. Virus yang menguntungkan :

a. Untuk membuat antitoksin.
b. Untuk melemahkan bakteri.
c. Untuk reproduksi vaksin.

2. Virus yang merugikan :

a. Bagi Tumbuhan :

1. Mozaik, penyakit yang menyebabkan bercak kuning pada daun tumbuhan seperti tembakau, kacang kedelai, tomat kentang dan beberapa jenis labu. Penyakit ini disebabkan oleh Tobacco Mozaic Virus (TMV). Mentimun (Cucumber Mozaic), buncis (Bean cane mozaic dan Bean mozaic), gandum (Wheat mozaic), tebu (Sugar cane mozaic). Virus TMV pada tanaman ditularkan secara mekanis atau melalui benih. Virus ini belum diketahui dapat ditularkan melalui vektor (serangga penular).

2. Tungro (virus Tungro) pada tanaman padi. Tungro adalah penyakit virus pada padi yang biasanya terjadi pada fase pertumbuhan vegetatif dan menyebabkan tanaman tumbuh kerdil dan berkurangnya jumlah anakan. Gejala mulai dari ujung daun yang lebih tua. Daun menguning berkurang bila daun yang lebih tua terinfeksi. Dua spesies wereng hijau Nephotettix malayanus dan N.virescens adalah serangga yang menyebarkan (vektor) virus tungro.

3. Penyakit degenerasi pembuluh tapis pada jeruk (virus citrus vein phloem degeneration (CVPD). Virus ini dengan begitu cepat menyebar ditularkan serangga vektor Diaphorina Citri Kuwayana (Homoptera Psyllidae) atau masyarakat umum menyebutnya kutu loncat atau kutu putih.

b. Bagi Hewan :

1. Penyakit tetelo, yakni jenis penyakit yang menyerang bangsa unggas, terutama ayam. Penyebabnya adalah new castle disease virus (NCDV). Ayam yang terjangkit penyakit ini harus dimusnahkan karena dapat bertindak sebagai sumber pencemaran dan penular.diikuti oleh gangguan syaraf serta diare.

2. Penyakit kanker pada ayam oleh rous sarcoma virus (RSV).

3. Penyakit rabies, yakni jenis penyakit yang menyerang anjing, kucing, dan monyet. Penyebabnya adalah Rhabdovirus. Penyakit anjing gila (rabies) adalah suatu penyakit menular yang akut, menyerang susunan syaraf pusat, disebabkan oleh virus rabies jenis Rhabdho virus yang dapat menyerang semua hewan berdarah panas dan manusia. Penyakit ini sangat ditakuti dan mengganggu ketentraman hidup manusia, karena apabila sekali gejala klinis penyakit rabies timbul maka biasanya diakhiri dengan kematian.

c. Bagi Manusia :

1. Campak disebabkan oleh virus paramyxovirus yang tidak rnengandung enzim neurominidase.Gejala campak adalah demam tinggi, batuk, dan rasa nyeri di seluruh tubuh. Di awal masa inkubasi, virus berlipat ganda di saluran pernapasan atas. Di akhir masa inkubasi, virus menuju darah dan beredar keseluruh bagian tubuh, terutama kulit

                                

2. Hepatitis (pembengkakan hati) disebabkan oleh virus hepatitis. Ada 3 macam virus hepatitis yaitu hepatitis A, B, dau C (non-A,non-B). Gejalanya adalah demam, mual, dan muntah, serta perubahan warna kulit dan selaput lendir menjadi kuning. Virus hepatitis A cenderung menimbulkan hepatitis akut, sedangkan virus hepatitis B cenderung menimbulkan hepatitis kronis. Penderita hepatitis B mempunyai risiko menderita kanker hati. Penyakit ini dapat rnenular melalui minuman yang terkontaminasi, transfusi darah, dan penggunaan jarum suntik yang tidak steril.

                

3. AIDS (Acquired Immune Deficiency Syndrome) adalah penurunan sistem kekebalan tubuh yang disebabkan oleh virus HIV (Human Immunodeficiency Virus). Virus HIV adalah virus kompleks yang rnempunvai 2 molekul RNA di dalam intinya. Virus tersebut diduga kuat berasal dari virus kera afrika yang telah mengalami mutasi. Walaupun AIDS sangat mematikan, penularannya tidak semudah penularan virus lain. Virus HIV tidak ditularkan melalui kontak biasa seperti jabat tangan, pelukan, batuk, bersin, peralatan makan dan mandi, asalkan tidak ada luka di kulit.

Virus HIV dapat masuk ke dalam tubuh melalui luka di kulit atau selaput lendir. Penularannya dapat terjadi melalui hubungan seksual, transfusi darah, dan penggunaan jarum suntik yang tidak steril. Gejala awal ditandai oleh pembesaran nodus limfa. Penyakit yang umumnya diderita adalah pneumonia, diare, kanker, penurunan berat badan, dan gagal jantung. Pada penderita, virus HIV banyak terkonsentrasi di dalam darah dan cairan mani. Sekali virus menginfeksi penderita, virus akan tetap ada sepanjang hidup penderita.

        

4. Ebola. Gejala awal yang ditimbulkan ebola mirip influenza, yaitu demam, menggigil, sakit kepala, nyeri otot, dan hilang nafsu makan.

Gejala ini muncul setelah 3 hari terinfeksi. Setelah itu virus ebola mulai mereplikasikan dirinya. Virus ebola menyerang sel darah. Sebagai akibatnva sel darah yang mati akan menyumbat kapiler darah, mengakibatkan kulit memar, rnelepuh, dan seringkali larut seperti kertas basah. Pada hari ke-6, darah keluar dari mata, hidung, dan telinga. Selain itu penderita memuntahkan cairan hitam vang merupakan bagian jaringan dalam tubuh yang hancur. Pada hari ke-9, biasanva penderita akan mati.
Ebola ditularkan melalui kontak langsung dengan cairan tubuh penderita ebola (darah, feses, urin, ludah, keringat). Sampai saat ini belum ada obat penyembuhnya.

Virus ebola ditemukan pada tahun 1976 di Sudan dan Zaire. Habitatnya di alam belum diketahui, demikan pula bagaimana prosesnya menjadi epidemik. Virus ebola dapat hidup di atmosfer selama beberapa menit. kemudian akan mati oleh radiasi uliraviolet.

      

5. SARS (Severe Acute Respirotory Syndrome). Diduga disebabkan oleh virus Corona mamalia (golongan musang, rakun) yang mudah sekali bermutasi setiap terjadi replikasi. Gejala-gejala penyakit: suhu tubuh di atas 39oC, menggigil, kelelahan otot, batuk kering, sakit kepala, susah bernapas, dan diare.

   

By Rizka Erlyani