I.
MATERI
A. Pengertian Virus
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 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 berasal dari Bahasa Latin venom yang berarti cairan beracun.
Berdasarkan sifatnya, virus digolongkan ke dalam kingdom tersendiri. Virus juga tidak
termasuk ke dalam sel, karena tidak memiliki sitoplasma dan nukelus.
Berdasarkan letaknya, virus bisa terdapat diluar maupun di dalam sel :
1. Diluar sel, virus tidak bisa melakukan aktivitas hidupnya, sehingga hanya berupa
partikel submikroskopis yang mengandung asam nukleat dan dibungkus oleh
protein dan makromolekul lain.
2. Di dalam sel, virus dapat melakukan aktivitas hidup dan memperbanyak diri,
kemudian bisa menginfeksi sel hidup sehingga sel tersebut dapat mengalami
gangguan bahkan kematian pada makhluk hidup yang diinfeksi.
3. Ketika sudah berada didalam sel, virus memiliki kemampuan untuk mengubah
struktur proteinnya dalam waktu yang relatif cepat.
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)
B. Ciri-ciri Virus
Virus merupakan peralihan antara benda abiotik dan biotik karena dapat
dikristalkan namun juga dapat bereproduksi dan memiliki asam nukleat.
Virus memiliki ciri yaitu mirip dengan organisme obligat yang artinya hanya
dapat berkembangbiak dalam sel hidup. Berikut ini adalah struktur virus secara umum :
1. Ukurannya sangat kecil, yaitu 20-30 milimikron.
2. Merupakan organisme subrenik, karena ukurannya yang kecil sehingga hanya
dapat dilihat dengan mikroskop elektron.
3. Tubuhnya mengandung salah satu asam nukleat, DNA, atau RNA saja.
4. Tidak memiliki enzim metabolisme, ribosom, maupun organel sel lainnya.
5. Hanya memerlukan asam nukleat untuk proses reproduksinya.
6. Tidak dapat hidup diluar sel, sehingga hidupnya bergantung pada sel hidup lain
untuk memperbanyak diri.
7. Karena hidupnya bergantung pada sel lain, maka virus merupakan mikroorganisme
parasit.
8. Setiap tipe virus hanya dapat menginfeksi jenis atau tipe inang tertentu, jenis inang
yang dapat diinfeksi oelh virus disebut dengan kisaran inang. Penentuan hal tersbut
didasakan pada teori kesesuaian ‘lock and key’, yaitu antara protein luar yang
dimiliki virus dengan molekul reseptor spesifik pada permukaan sel inang.
9. Dapat dikristalkan (sebagai benda mati) dan dicairkan kembali (sebagai makhluk
hidup)
C. Bentuk Virus
Virus memiliki bentuk yang bermacam-macam yaitu ada yang memanjang
(batang), oval, bulat, polihedral, kompleks dan ada pula yang bentuknya seperti huruf T
(virus T). Virus yang berbentuk kompleks misalnya bakteriofag yaitu jenis virus yang
menginfeksi bakteri.
4. Berbentuk batang, contohnya TMV (Tobacco Mosaic Virus).
5. Berbentuk batang dan berujung oval seperti peluru, contohnya Rhabdovirus.
6. Berbentuk bulat, contohnya HIV (Human Immunodeficiency Virus) dan
Orthomyxovirus.
7. Berbentuk filamen atau benang, contohnya virus Ebola.
8. Berbentuk polihedral, contohnya Adenovirus.
9. Berbentuk seperti huruf T, contohnya bakteriofag, yaitu virus yang menyerang bakteri
Escherichia coli.
Gambar 1. Bentuk-bentuk virus
D. Bagian Tubuh Virus
Struktur utama virus adalah asam nukleat yang dapat berupa RNA atau DNA maupun tidak
keduanya. Asam nukleat tersebut dikelilingi oleh subunit protein yang disebut dengan
kapsomer. Susunan kapsomer kemudian membentuk mantel yang disebut dengan kapsid.
Kapsid dan asam nukleat pada virus disebut dengan nukleokapsid.
Pada beberapa virus, ada yang memiliki struktur pembungkus, yaitu membran. Membran
tersebut tersusun dari lipid bilayer dan protein (umumnya glikoprotein). Selain itu, ada
juga virus yang memiliki ekor seperti virus Bakteriofage. Ekor tersebut tersusun lebih dari
20 macam protein.
Tubuh virus tersusun atas kepala, leher dan ekor seperti gambar berikut :
Gambar 2. Struktur tubuh virus
Virus tidak digolongkan dalam organisme seluler karena tidak memiliki bagian-bagian
sel seperti, dinding sel, membran sel, sitoplasma, serta organel sel lainnya. Adapun
struktur tubuh virus bakteriofag adalah sebagai berikut.
1. Kepala
Kepala bagian dalam mengandung asam nukleat, sedangkan bagian luarnya
diselubungi oleh kapsid. Untuk virus bakteriofag, kepalanya berbentuk polihedral
dengan jenis asam nukleatnya DNA.
2. Kapsid
Kapsid merupakan selubung luar virus yang mengandung banyak subunit protein
yang disebut kapsomer. Kapsid terdiri dari beberapa bentuk, sehingga berpengaruh
pada bentuk virusnya.
3. Asam nukleat
Asam nukleat yang dimiliki virus hanya satu, yaitu DNA atau RNA saja. Asam
nukleat inilah yang nantinya berfungsi sebagai informasi genetik untuk replikasi.
4. Leher
Leher merupakan penghubung antara kepala dan ekor. Leher berfungsi sebagai
saluran keluarnya asam nukleat menuju ekor.
5. Ekor
Ekor virus terdiri dari serabut ekor dan lempeng dasar. Ekor ini berfungsi untuk
menempel pada inang.
Berikut ini merupakan struktur virus selain bakteriofag yang telah ditemukan
Kepala memiliki bentuk segi delapan yang di dalamnya mengandung inti virus
berupa asam nukleat yaitu DNA (Deoxyribonucleic Acid) yang berupa rantai ganda atau
RNA (Ribonucleic Acid) yang berupa rantai tunggal. Dari kepala muncul selubung
memanjang (tubus) yang disebut ekor virus dimana bagian ujungnya dirumbuhi serabutserabut ekor yang berfungsi untuk menginfeksi sel inang. Bagian kepala dan ekor memiliki
selubung yang disebut sebagai kapsid. Kapsid tersususn atas molekul-molekul protein.
Satu unit protein yang menyusun kapsid disebut kapsomer.
Virus merupakan organisme subselular yang karena ukurannya sangat kecil, hanya
dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron. Ukurannya lebih kecil daripada
bakteri. Karena itu pula, virus tidak dapat disaring dengan penyaring bakteri.
Partikel virus mengandung DNA atau RNA yang dapat berbentuk untai tunggal
atau ganda. Bahan genetik kebanyakan virus hewan dan manusia berupa DNA, dan pada
virus tumbuhan kebanyakan adalah RNA yang beruntai tunggal. Bahan genetik tersebut
diselubungi lapisan protein yang disebut kapsid. Kapsid bisa berbentuk bulat (sferik) atau
heliks dan terdiri atas protein yang disandikan oleh genom virus.
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.
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.
Partikel lengkap virus disebut virion. Virion berfungsi sebagai alat transportasi gen,
sedangkan komponen selubung dan kapsid bertanggung jawab dalam mekanisme
penginfeksian sel inang.
E. Cara Hidup Virus
Virus tidak dapat hidup di alam secara bebas, melainkan harus berada di dalam sel
makhluk hidup yang lain. Berbagai makhluk hidup yang dapat diserang virus misalnya
manusia, hewan, tumbuhan dan bakteri. Virus yang menyerang bakteri disebut sebagai
bakteriofag. Contohnya adalah fag yang menyerang Eschericia coli yang disebut fag T.
Jika di luar tubuh maka virus ada dalam kondisi tidak aktif yaitu dikenal sebagai
virion. Virus akan hidup apabila berhasil menginfeksi sel organisme lainnya. Dalam sel
inang, virus memanfaatkan mesin biosintesa sel inang untuk keperluan replikasinya
melalui daur litik dan lisogenik.
F. Reproduksi atau Replikasi Virus
Replikasi/sintesa protein virus dikenal juga sebagai perkembangbiakan virus. Protein
yang disintesa ini adalah materi genetik dasar yang menunjukkan kehidupan. Faga adalah
jenis virus yang paling dipahami dibandingkan jenis-jenis virus lainnya, walaupun
beberapa faga ini memiliki struktur yang kompleks. Penelitian pada faga ini menghasilkan
penemuan bahwa beberapa virus DNA untai ganda dapat bereproduksi dengan
menggunakan dua mekanisme alternatif, yaitu daur litik dan daur lisogenik.
a. Daur Litik
Daur Litik adalah daur reproduksi atau replikasi genom virus yang pada akhirnya
menyebabkan kematian sel inang. Tahapannya adalah sebagai berikut :
Fase
Penjelasan
Adsorbsi
Pelekatan/penempelan ekor pada permukaan dinding bakteri. Setelah menempel,
virus bakteriofage mengeluarkan enzim lisozim (enzim penghancur) yang
menyebabkan dinding bakteri berlubang.
Penetrasi/
Masuknya DNA/RNA virus melalui dinding sel bakteri yang berlubang tadi. Kapsid
injeksi
yang kosong akan tetap berada di luar dinding sel bakteri dan tak berfungsi lagi.
Eklifase
Penghancuran DNA bakteri oleh enzim lisozim, tetapi tidak merusak DNA virus
sehingga DNA bakteri tidak dapat mengontrol mesin biosintesanya sendiri.
Replikasi
DNA virus memperbanyak diri dengan melakukan replikasi/pengkopian.
Sintesa
Pembentukan selubung protein (kapsid), sehingga terbentuk ratusan molekul DNA
baru virus yang lengkap dengan selubungnya.
Perakitan
Pembentukan kapsid virus yang utuh sehingga DNA virus masuk ke dalam kapsid.
Litik
Penghancuran dinding sel bakteri oleh enzim lisozim sehingga sel bakteri pecah dan
virus baru keluar.
b. Daur Lisogenik
Daur lisogenik adalah daur replikasi genom virus tanpa menghancurkan sel inang,
dengan kata lain faga (bakteriofaga) berintegrasi ke dalam kromosom bakteri, integrasi
ini disebut profaga. Istilah lisogenik mengimplikasikan bahwa profaga 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 menyebabkan virus mengubah mekanisme reproduksinya dari cara lisogenik
menjadi cara lisis. Tahapannya adalah sebagai berikut :
Fase
Penjelasan
Adsorbsi
Pelekatan/penempelan ekor pada permukaan dinding bakteri. Setelah
menempel, virus bakteriofage mengeluarkan enzim lisozim (enzim
penghancur) yang menyebabkan dinding bakteri berlubang.
Injeksi
Masuknya DNA/RNA virus melalui dinding sel bakteri yang berlubang tadi.
Kapsid yang kosong akan tetap berada di luar dinding sel bakteri dan tak
berfungsi lagi.
Penggabungan
Penggabungan atau penyisipan DNA virus ke dalam DNA bakteri sehingga
DNA berbentuk sirkuler dan membentuk profage (DNA virus yang tidak
aktif)
Pembelahan
Karena profag bersatu dengan DNA bakteri maka saat DNA bakteri
melakukann replikasi, maka DNA virus juga ikut mengalami replikasi. Misal
pada saat pembelahan biner bakteri.
Sintesis
Jika profag tiba-tiba aktif (misal karena adanya radiasi),
maka profag
memisahdari DNA bakteri lalu menghancurkan DNA bakteri. Selanjutnya
DNA virus melakukan sintesis dan replikasi DNA. Fase sintesis ini juga
menyusun protein sebagai penyusun kapsid.
Perakitan
Pembentukan kapsid menjadi kapsid virus yang utuh.
Litik
Pembebasan atau penghamburan virus baru untuk menyerang bakteri lain.
Berikut ini adalah skema daur litik dan lisogenik yang terjadi pada virus :
Gambar 3. Daur replikasi virus