Virus adalah parasit berukuran mikroskopik yang menginfeksi sel organisme biologis. Virus hanya dapat bereproduksi di dalam material hidup dengan menginvasi dan memanfaatkan
sel makhluk hidup karena virus tidak memiliki perlengkapan selular untuk
bereproduksi sendiri. Dalam sel inang, virus merupakan parasit obligat dan di
luar inangnya menjadi tak berdaya. Biasanya virus mengandung sejumlah kecil asam nukleat (DNA atau RNA, tetapi tidak ]kombinasi keduanya) yang diselubungi semacam
bahan pelindung yang terdiri atas protein, lipid, glikoprotein, atau kombinasi ketiganya. Genom virus menyandi baik protein yang
digunakan untuk memuat bahan genetik maupun protein yang dibutuhkan dalam daur
hidupnya.
Istilah virus biasanya merujuk pada partikel-partikel
yang menginfeksi sel-sel eukariota (organisme multisel dan banyak
jenis organisme sel tunggal), sementara istilah bakteriofag atau fag digunakan untuk jenis yang
menyerang jenis-jenis sel prokariota (bakteri dan organisme lain yang tidak berinti sel).
Virus sering diperdebatkan statusnya sebagai makhluk hidup
karena ia tidak dapat menjalankan fungsi biologisnya secara bebas. Karena
karakteristik khasnya ini virus selalu terasosiasi dengan penyakit tertentu,
baik pada manusia (misalnya virus influenza dan HIV), hewan (misalnya virus flu burung), atau tanaman (misalnya virus mosaik
tembakau/TMV).
2.1 Sejarah penemuan
Penelitian mengenai virus dimulai dengan penelitian mengenai
penyakit mosaik yang menghambat pertumbuhan tanaman tembakau dan membuat daun tanaman tersebut memiliki bercak-bercak.
Pada tahun 1883, Adolf
Mayer, seorang
ilmuwan Jerman, menemukan bahwa penyakit tersebut dapat menular ketika tanaman
yang ia teliti menjadi sakit setelah disemprot dengan getah tanaman yang sakit.
Karena tidak berhasil menemukan mikroba di getah tanaman tersebut, Mayer
menyimpulkan bahwa penyakit tersebut disebabkan oleh bakteri yang lebih kecil dari biasanya dan tidak dapat dilihat
dengan mikroskop.
Pada tahun 1892, Dimitri
Ivanowsky dari Rusia menemukan bahwa getah daun tembakau
yang sudah disaring dengan penyaring bakteri masih dapat menimbulkan penyakit
mosaik. Ivanowsky lalu menyimpulkan dua kemungkinan, yaitu bahwa bakteri
penyebab penyakit tersebut berbentuk sangat kecil sehingga masih dapat melewati
saringan, atau bakteri tersebut mengeluarkan toksin yang dapat menembus
saringan. Kemungkinan kedua ini dibuang pada tahun 1897 setelah Martinus
Beijerinck dari Belanda menemukan bahwa agen infeksi di dalam getah yang sudah
disaring tersebut dapat bereproduksi karena kemampuannya menimbulkan penyakit
tidak berkurang setelah beberapa kali ditransfer antar tanaman.Patogen mosaik
tembakau disimpulkan sebagai bukan bakteri, melainkan merupakan contagium
vivum fluidum, yaitu sejenis cairan hidup pembawa penyakit.
Setelah itu, pada tahun 1898, Loeffler dan Frosch melaporkan
bahwa penyebab penyakit mulut dan
kaki sapi dapat melewati filter yang
tidak dapat dilewati bakteri. Namun demikian, mereka menyimpulkan bahwa
patogennya adalah bakteri yang sangat kecil.
Pendapat Beijerinck baru terbukti pada tahun 1935, setelah Wendell Meredith
Stanley dari Amerika Serikat berhasil mengkristalkan partikel penyebab penyakit mosaik yang kini dikenal sebagai
virus mosaik
tembakau. Virus
ini juga merupakan virus yang pertama kali divisualisasikan dengan mikroskop elektron pada tahun 1939 oleh ilmuwan Jerman G.A. Kausche,
E. Pfankuch, dan H. Ruska.
2.2 Struktur dan anatomi virus
Model skematik virus berkapsid heliks (virus mosaik
tembakau): 1. asam nukleat (RNA), 2. kapsomer, 3. kapsid.
Virus merupakan organisme subselular yang karena ukurannya
sangat kecil, hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron. Ukurannya lebih kecil daripada bakteri sehingga virus tidak dapat disaring dengan penyaring
bakteri. Virus terkecil berdiameter hanya 20 nm (lebih kecil daripada ribosom), sedangkan virus terbesar sekalipun sukar dilihat dengan
mikroskop cahaya.
Asam nukleat genom virus dapat berupa DNA ataupun RNA. Genom virus dapat terdiri dari DNA
untai ganda, DNA untai tunggal, RNA untai ganda, atau RNA untai tunggal. Selain
itu, asam nukleat genom virus dapat berbentuk linear tunggal atau sirkuler.
Jumlah gen virus bervariasi dari empat untuk yang terkecil sampai dengan
beberapa ratus untuk yang terbesar. Bahan genetik kebanyakan virus hewan dan
manusia berupa DNA, dan pada virus tumbuhan kebanyakan adalah RNA yang beruntai
tunggal.
Bahan genetik virus diselubungi oleh suatu lapisan
pelindung. Protein yang menjadi lapisan pelindung tersebut disebut kapsid.
Bergantung pada tipe virusnya, kapsid bisa berbentuk bulat (sferik), heliks,
polihedral, atau bentuk yang lebih kompleks dan terdiri atas protein yang
disandikan oleh genom virus. Kapsid terbentuk dari banyak subunit protein yang
disebut kapsomer.
Bakteriofag terdiri dari kepala polihedral berisi asam nukleat dan ekor
untuk menginfeksi inang.
Untuk virus berbentuk heliks, protein kapsid (biasanya
disebut protein nukleokapsid) terikat langsung dengan genom virus. Misalnya,
pada virus campak, setiap protein nukleokapsid terhubung dengan enam basa RNA
membentuk heliks sepanjang sekitar 1,3 mikrometer. Komposisi kompleks protein
dan asam nukleat ini disebut nukleokapsid. Pada virus campak, nukleokapsid ini diselubungi oleh
lapisan lipid yang didapatkan dari sel inang, dan glikoprotein yang disandikan
oleh virus melekat pada selubung lipid tersebut. Bagian-bagian ini berfungsi
dalam pengikatan pada dan pemasukan ke sel inang pada awal infeksi.
Virus
cacar air memiliki selubung virus.
Kapsid virus sferik menyelubungi genom virus secara
keseluruhan dan tidak terlalu berikatan dengan asam nukleat seperti virus
heliks. Struktur ini bisa bervariasi dari ukuran 20 nanometer hingga 400
nanometer dan terdiri atas protein virus yang tersusun dalam bentuk simetri ikosahedral. Jumlah protein yang dibutuhkan
untuk membentuk kapsid virus sferik ditentukan dengan koefisien T, yaitu
sekitar 60t protein. Sebagai contoh, virus hepatitis B memiliki angka T=4, butuh 240 protein untuk membentuk
kapsid. Seperti virus bentuk heliks, kapsid sebagian jenis virus sferik dapat
diselubungi lapisan lipid, namun biasanya protein kapsid sendiri langsung terlibat
dalam penginfeksian sel.
Seperti yang telah dijelaskan pada virus campak, beberapa
jenis virus memiliki unsur tambahan yang membantunya menginfeksi inang. Virus
pada hewan memiliki selubung virus, yaitu membran menyelubungi kapsid. Selubung
ini mengandung fosfolipid dan protein dari sel inang, tetapi
juga mengandung protein dan glikoprotein yang berasal dari virus. Selain protein selubung dan
protein kapsid, virus juga membawa beberapa molekul enzim di dalam kapsidnya.
Ada pula beberapa jenis bakteriofag yang memiliki ekor protein yang melekat pada
"kepala" kapsid. Serabut-serabut ekor tersebut digunakan oleh fag
untuk menempel pada suatu bakteri. Partikel lengkap virus disebut virion.
Virion berfungsi sebagai alat transportasi gen, sedangkan komponen selubung dan
kapsid bertanggung jawab dalam mekanisme penginfeksian sel inang.
2.3 Parasitisme virus
Jika bakteriofag menginfeksikan genomnya ke dalam sel inang,
maka virus hewan diselubungi oleh endositosis atau, jika terbungkus membran,
menyatu dengan plasmalema inang dan melepaskan inti nukleoproteinnya ke dalam
sel. Beberapa virus (misalnya virus polio), mempunyai tempat-tempat reseptor
yang khas pada sel inangnya, yang memungkinkannya masuk. Setelah di dalam,
biasanya genom tersebut mula-mula ditranskripsi oleh enzim inang tetapi
kemudian biasanya enzim yang tersandi oleh virus akan mengambil alih. Sintesis
sel inang biasanya berhenti, genom virus bereplikasi dan kapsomer disintesis
sebelum menjadi virion dewasa. Virus biasanya mengkode suatu enzim yang
diproduksi terakhir, merobek plasma membran inang (tahap lisis) dan melepaskan
keturunan infektif; atau dapat pula genom virus terintegrasi ke dalam kromsom
inang dan bereplikasi bersamanya (provirus). Banyak genom eukariota mempunyai
komponen provirus. Kadang-kadang hal ini mengakibatkan transformasi neoplastik
sel melalui sintesis protein biasanya hanya diproduksi selama penggandaan
virus. Virus tumor DNA mencakup adenovirus dan papavavirus; virus tumor DNA
terbungkus dan mencakup beberapa retrovirus (contohnya virus sarkoma rous).
2.4 Reproduksi virus
Reproduksi
virus secara umum terbagi menjadi 2 yaitu siklus litik dan siklus lisogenik
1. Proses-proses pada siklus litik
Siklus
litik dari bakteriofage (dimulai dari kanan bawah ke
kiri):1. adsorbsi & penetrasi 2. Pengabungan DNA virus dengan DNA sel 3.
Replikasi DNA virus 4. Pembentukan kapsid 5. Pembentukan tubuh dan ekor
bakteriofage 6. Lisis
Siklus litik dalam virologi merupakan salah satu siklus reproduksi virus selain siklus lisogenik. Siklus litik dianggap sebagai cara reproduksi virus yang
utama karena menyangkut penghancuran sel inangnya.
Siklus
litik, secara umum mempunyai tiga tahap yaitu adsorbsi & penetrasi,
replikasi (biosintesis) dan lisis
Setiap
siklus litik dalam prosesnya membutuhkan waktu dari 10-60 menit
Tahapan siklus
Adsorbsi & penetrasi
Tahap
adsorbsi yaitu penempelan virus pada inang. Virus mempunyai reseptor
protein untuk
menempel pada inang spesifik.
Setelah
menempel, virus kemudian akan melubangi membran dari sel inang dengan enzim lisozim. Setelah berlubang, virus akan menyuntikkan DNA virusnya kedalam sitoplasma sel inang.
Replikasi (Biosintesis)
Setelah
disuntikkan kedalam sel inang, DNA dari virus akan menonaktifkan DNA sel inangnya
dan kemudian mengambil alih kerja sel inang, lalu menggunakan sel tersebut
untuk memperoleh energi dalam bentuk ATP untuk melanjutkan proses
reproduksinya.
DNA
dari virus, akan menjadikan sel inang sebuah tempat pembentukan virus baru,
kemudian DNA akan mengarahkan virus untuk menghasilkan protein dan mereplikasi DNA virus untuk dimasukkan ke dalam virus
baru yang sedang dibuat.
Molekul-molekul protein (DNA) yang telah terbentuk kemudian diselubungi
oleh kapsid, kapsid dibuat dari protein sel
inang dan berfungsi untuk memberi bentuk tubuh virus.
Lisis
Tahap
lisis terjadi ketika virus-virus yang
dibuat dalam sel telah matang. Ratusan virus-virus kemudian akan berkumpul pada
membran sel dan menyuntikkan enzim lisosom yang menghancurkan membran sel dan
menyediakan jalan keluar untuk virus-virus baru. Sel yang membrannya hancur itu
akhirnya akan mati dan virus-virus yang bebas akan menginvasi sel-sel lain dan
siklus akan berulang kembali.
2. Proses-proses pada siklus lisogenik
Siklus lisogenik dalam virologi merupakan siklus reproduksi virus
selain siklus litik. Tahapan dari siklus ini hampir sama dengan siklus litik,
perbedaannya yaitu sel inangnya tidak hancur tetapi disisipi oleh asam
nukleat dari
virus. Tahap penyisipan tersebut kemudian membentuk provirus.
Siklus lisogenik secara umum mempunyai tiga tahap, yaitu
adsorpsi dan penetrasi, penyisipan gen virus dan pembelahan sel inang.
Tahap siklus
Adsorpsi dan penetrasi
Virus menempel pada permukaan sel inang dengan reseptor
protein yang
spesifik lalu menghancurkan membran sel dengan enzim lisozim, virus melakukan penetrasi pada sel
inang dengan menyuntikkan materi genetik yang terdapat pada asam nukleatnya
kedalam sel.
Penyisipan gen virus
Asam nukleat dari virus yang telah menembus sitoplasma sel inang kemudian akan menyisip
kedalam asam nukleat sel inang, tahap penyisipan tersebut kemudian akan
membentuk provirus (pada bakteriofage disebut profage). Sebelum terjadi pembelahan sel, kromosom dan provirus akan bereplikasi.
Pembelahan sel inang
Sel inang yang telah disisipi kemudian melakukan pembelahan,
provirus yang telah bereplikasi akan diberikan kepada sel anakan dan siklus
inipun akan kembali berulang sehingga sel yang memiliki profage menjadi sangat
banyak.
Hubungan dengan siklus litik
Provirus yang baru dapat memasuki keadaan Litik dalam kondisi lingkungan yang tepat
tetapi kemungkinannya sangat kecil. Kemungkinan akan bertambah besar apabila
diberi agen penginduksi.
Reduksi
dari siklus litik ke provirus (dimana materi genetik virus dan
sel inang bergabung), bakteri mengalami pembelahan
biner dan
provirus keluar dari kromosom bakteri.
2.5 Klasifikasi virus
Virus
dapat diklasifikasi menurut kandungan jenis asam nukleatnya. Pada virus RNA,
dapat berunting tunggal (umpamanya pikornavirus yang menyebabkan polio dan
influenza) atau berunting ganda (misalnya revirus penyebab diare); demikian
pula virus DNA (misalnya berunting tunggal ada fase φ × 174 dan parvorirus
berunting ganda pada adenovirus, herpesvirus dan pokvirus). Virus RNA terdiri
atas tiga jenis utama: virus RNA berunting positif (+), yang genomnya bertindak
sebagai mRNA dalam sel inang dan bertindak sebagai cetakan untuk intermediat RNA unting minus (-); virus RNA berunting negatif (-) yang
tidak dapat secara langsung bertindak sebagai mRNA, tetapi sebagai cetakan
untuk sintesis mRNA melalui virion transkriptase; dan retrovirus, yang
berunting + dan dapat bertindak sebagai mRNA, tetapi pada waktu infeksi segera
bertindak sebagai cetakan sintesis DNA berunting ganda (segera berintegrasi ke
dalam kromosom inang ) melalui suatu transkriptase balik yang terkandung atau
tersandi. Setiap virus imunodefisiensi manusia (HIV) merupakan bagian dari
subkelompok lentivirus dari kelompok retrovirus RNA. Virus ini merupakan
penyebab AIDS pada manusia, menginfeksi setiap sel yang mengekspresikan tanda
permukaan sel CD4, seperti pembentuk T-sel yang matang.
2.6 Contoh-contoh virus
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 influenza
Siklus replikasi virus influenza hampir sama 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.
2.7 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 virus Ebola sehingga dapat dimanfaatkan sebagai
pembawa gen kepada sel yang sakit (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. 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.
2.8 Penyakit hewan akibat 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.
2.9 Penyakit tumbuhan akibat 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).
1.10
Penyakit manusia akibat virus
Contoh
paling umum dari penyakit yang disebabkan oleh virus adalah pilek (yang bisa saja disebabkan oleh
satu atau beberapa virus sekaligus), cacar, AIDS (yang disebabkan virus HIV), dan demam herpes (yang disebabkan virus herpes simpleks). Kanker leher rahim juga diduga disebabkan sebagian
oleh papilomavirus (yang menyebabkan papiloma, atau
kutil), yang memperlihatkan contoh kasus pada manusia yang memperlihatkan
hubungan antara kanker dan agen-agen infektan. Juga ada beberapa kontroversi
mengenai apakah virus
borna, yang
sebelumnya diduga sebagai penyebab penyakit saraf pada kuda, juga bertanggung jawab
kepada penyakit psikiatris pada manusia.
Potensi
virus untuk menyebabkan wabah pada manusia menimbulkan kekhawatiran penggunaan virus
sebagai senjata biologis. Kecurigaan meningkat seiring
dengan ditemukannya cara penciptaan varian virus baru di laboratorium.
Kekhawatiran
juga terjadi terhadap penyebaran kembali virus sejenis cacar, yang telah
menyebabkan wabah terbesar dalam sejarah manusia, dan mampu menyebabkan
kepunahan suatu bangsa. Beberapa suku bangsa Indian telah punah akibat wabah, terutama
penyakit cacar, yang dibawa oleh kolonis Eropa. Meskipun sebenarnya diragukan
dalam jumlah pastinya, diyakini kematian telah terjadi dalam jumlah besar.
Penyakit ini secara tidak langsung telah membantu dominasi bangsa Eropa di
dunia baru Amerika.
Salah satu
virus yang dianggap paling berbahaya adalah filovirus. Grup Filovirus terdiri atas Marburg, pertama kali ditemukan tahun 1967 di Marburg, Jerman, dan ebola. Filovirus adalah virus berbentuk panjang seperti cacing,
yang dalam jumlah besar tampak seperti sepiring mi. Pada April 2005, virus Marburg menarik perhatian pers dengan terjadinya
penyebaran di Angola. Sejak Oktober 2004 hingga 2005, kejadian ini menjadi epidemi
terburuk di dalam kehidupan manusia.
1.11Pencegahan dan pengobatan
Karena
biasanya memanipulasi mekanisme sel induknya untuk bereproduksi, virus sangat
sulit untuk dibunuh. Metode pengobatan sejauh ini yang dianggap paling efektif adalah vaksinasi, untuk merangsang kekebalan alami tubuh terhadap proses
infeksi, dan obat-obatan yang mengatasi gejala akibat infeksi virus.
Penyembuhan
penyakit akibat infeksi virus biasanya disalah-antisipasikan dengan penggunaan antibiotik, yang sama sekali tidak mempunyai pengaruh terhadap
kehidupan virus. Efek samping penggunaan antibiotik adalah resistansi bakteri
terhadap antibiotik. Karena itulah diperlukan pemeriksaan lebih lanjut untuk
memastikan apakah suatu penyakit disebabkan oleh bakteri atau virus.
0 komentar:
Posting Komentar