VIRUS

A. PENDAHULUAN

  

1. Sejarah Penemuan Virus

Virus  mulai ditemukan pada tahun 1883 oleh Adolf Mayer, seorang saintis jerman yang sedang mencari penyebab penyakit mosaik pada tembakau (memperhambat pertumbuhan tembakau dan menyebabkan daunya mempuyai bercak-bercak). Mayer menemukan bahwa penyakit itu menular ketika ia dapat memindahkan penyakit tersebut dari satu tanaman ke tanaman yang lain dengan car menyeprotkan getah yang di ekstrasi dari daun tanaman yang sakit ke tanaman yang sehat. Dia berusaha mencari mikroba di dalam getah yang menularkan penyakit tersebut tetapi tidak mendapatkan apapun. Mayer mengambil kesimpulan bahwa penyakit tersebut disebabkab oleh bakteri yang lebih kecil daripada biasanya.

Dimitri Ivanowsky, seorang rusia yang mengalirkan getah dari daun tembakau yang terinfeksi melalui saringan yang di desain untuk mengambil bakteri. Setelah disaring, getah tersebut masih menimbulkan penyakit mosaic. Dimitri Ivanowsky masih berpegang teguh terhadap hipotesis yang menyatakan bahwa bakteri merupakan penyakit mosaic tembakau. Dia memberi alasan mungkin bakteri patogenik tersebut memiliki bentuk yang sangat kecil.

Martinus Beijerinck (ahli botani belanda) 1897 menemukan bahwa agen infeksi  yang ada di dalam getah yang telah disaring tersebut dapat bereproduksi. Sebenarnya pathogen tersebut dapat bereproduksi hanya ketika ia berada di dalam inangnya yang diinfeksi. Selain itu, pathogen tersebut tidak dapat diinaktifkan oleh akkohol yang biasanya membunuh bakteri. Beijerinck  membayangkan suatu partikel yang jauh lebih kecil dan sederhana daripada bakteri. Kecurigaannya dibuktikan pada tahun 1935  ketika saintis Amerika Wendell Stanley mengkristalkan partikel penginfeksi tersebut, yang dikenal sebagai virus mosaik tembakau (TMV). Perhatikan gambar  penemu virus. (Campbell, 2002:341)

2. Ciri-ciri Virus

Ciri-ciri virus meliputi ukuran, bentuk, struktur dan fungsi.

a.      Ukuran virus

Ukuran virus berkisar antara 25-300 nm. Virus yang berukuran 25 nm dijumpai pada virus penyebab polio. Sedangkan virus yang berukuran 10-100 nm misalnya Bakteriofag atau virus T (Bacteriophage atau phage), yaitu virus yang menyerang bakteri Escherichia coli. Sedangkan virus yang berukuran lebih kurang 300 nm contohnya adalah TMV (Tobacco Mosaic Virus).

b.      Bentuk tubuh

Bentuk tubuh virus sangat bervariasi. Virus yang berbentuk bulat contohnya adalah virus influenza (Influenza virus) dan HIV (Human Immunodeficiency Virus) penyebab AIDS. Virus juga ada yang berbentuk oval, seperti virus rabies (Rabiez virus). Bentuk batang dijumpai pada TMV (Tobacco mosaic virus), bentuk jarum dijumpai pada Tungrovirus (virus penyebab kekerdilan pada batang padi), dan bentuk seperti huruf T dijumpai pada Bakteriofag. Sedangkan bentuk polihedral contohnya adalah pada Adenovirus (penyebab penyakit demam). Berikut merupakan beberapa bentuk virus
c.      Struktur Tubuh Virus

Tubuh virus bukan merupakan sel (aseluler), tidak memiliki inti sel, sitoplasma, dan membran sel, tetapi hanya memiliki kapsid sebagai pelindung luar. Virus berupa partikel (molekul) yang disebut virion. Tubuh virus yang berupa kristal atau partikel ini lebih menunjukkan ciri mineral daripada ciri kehidupan. Oleh karena itu ada anggapan bahwa virus bukan makhluk hidup. Struktur tubuh virus yang kita gunakan sebagai contoh dalam pembahasan ini adalah struktur tubuh Bakteriofag (virus T). Tubuh virus T terbagi atas bagian kepala dan bagian ekor. Bagian kepala terbungkus oleh suatu selubung dari protein yang disebut kapsid. Kapsid mempunyai fungsi sebagai pemberi bentuk pada virus, dan juga berfungsi sebagai pelindung bagian dalam tubuh virus. Bagian di luar kapsid terdapat selubung yang tersusun dari lipida dan karbohidrat. Di dalam tubuh virus (isi tubuh virus) terdapat materi genetik sederhana yang terdiri dari senyawa asam nukleat yang berupa DNA atau RNA. Bentuk DNA dan RNA tergantung pada spesifikasi virus. Setiap jenis virus hanya memiliki 1 macam molekul materi genetik, yaitu DNA saja atau RNA saja. Materi genetik tersebut dapat berupa rantai ganda atau rantai tunggal, dengan bentuk memanjang, lurus, atau melingkar. Bentuk kapsid pada virus bermacam-macam, ada yang bulat, oval, batang, polihedral, atau seperti huruf T. Pada beberapa virus, misalnya virus flu dan herpes, di luar kapsid masih terdapat struktur tambahan yang berupa kapsul pembungkus atau amplop. Kapsul pembungkus ini berfungsi membantu virus untuk menyerang (menginfeksi) tubuh inang atau hospes, sehingga tubuh inang tersebut menderita suatu penyakit. 

 

a.      Reproduksi Virus

Virus berkembang biak dengan cara replikasi (perbanyakan diri) di dalam sel inang. Energi dan bahan untuk sintesis protein virus berasal dari sel inang. Asam nukleat virus membawa informasi genetik untuk menyandingkan semua makromolekul pembentuk virus di dalam sel inang sehingga virus baru yang terbentuk memiliki sifat yang sama dengan virus induk. Ciri yang menunjukkan virus dapat bereproduksi adalah begitu berinteraksi dengan sel inang, maka virion akan pecah dan terbentuk partikel-partikel turunan virus. Keberhasilan virus dalam bereproduksi tergantung pada jenis virus dan kondisi ketahanan sel inang.

Reproduksi virus terdapat dua macam :

1.      Infeksi Secara Litik

Infeksi secara litik terjadi bila pertahanan sel inang lebih lemah dibandingkan daya infeksi virus sehingga tahap adsorbsi, penetrasi, sintesis, pematangan, dan lisis dapat berlangsung secara cepat. Virus yang mampu bereproduksi dengan siklus litik disebut virus virulen. Infeksi secara litik terdiri atas lima tahap :

a.       Tahap Adsorbsi

Virion (partikel lengkap virus) menempel pada bagian reseptor spesifik sel inang dengan menggunakan serabut ekornya. Reseptor merupakan molekul khusus pada membran sel inang yang dapat berinteraksi dengan virus. Molekul-molekul reseptor untuk setiap jenis virus berbeda-beda, dapat berupa protein untuk Picornavirus, atau oligosakarida untuk Orthomyxovirus dan Paramyxovirus. Ada atau tidaknya reseptor menentukan patogenesitas virus (mekanisme infeksi dan perkembangan penyakit), misalnya virus polio hanya dapat melekat pada sel susunan saraf pusat dan saluran usus primata.

b.      Tahap Penetrasi (Injeksi)

Pada tahap penetrasi, selubung ekor berkontraksi untuk membuat lubang yang menembus dinding dan membran sel. Selanjutnya virus menginjeksikan materi genetiknya ke dalam sel inang sehingga kapsid virus menjadi kosong (mati).

c.       Tahap Sintesis (Eklifase)

Virus tidak dapat melakukan sintesis sendiri, tetapi virus akan melakukan sintesis dengan menggunakan sel inangnya. Setelah asam nukleat disuntikan ke dalam sel inang, segera menimbulkan perubahan-perubahan besar pada metabolisme sel yang terinfeksi (sel inang atau bakteri). Enzim penghancur yang dihasilkan oleh virus akan menghancurkan DNA bakteri yang menyebabkan sintesis DNA bakteri terhenti. Posisi ini digantikan oleh DNA virus yang kemudian mengendalikan kehidupannya. Dengan fasilitas dari DNA bakteri 

yang sudah tidak berdaya, DNA virus akan mereplikasi diri berulang kali dengan jalan mengopi diri dalam jumlah yang sangat banyak. Sintesis DNA virus dan protein terbentuk atas kerugian sintesis bakteri yang telah rusak. DNA virus ini kemudian akan mengendalikan sintesis DNA dan protein yang akan dijadikan kapsid virus.

d.       Tahap Perakitan

Pada tahap ini, kapsid virus yang masih terpisah-pisah antara kepala, ekor, dan serabut ekor akan mengalami proses perakitan menjadi kapsid yang utuh. Kemudian, kepala yang sudah selesai terbentuk diisi dengan DNA virus. Proses ini dapat menghasilkan virus sejumlah 100-200 buah.

e.      Tahap Lisis

Dinding sel bakteri yang sudah dilunakkan olen enzim lisozim akan pecah dan diikuti oleh pembebasan virus-virus baru yang siap untuk mencari sel-sel inang yang baru. Pemecahan sel-sel bakteri secara eksplosif dapat diamati dengan mikroskop lapangan gelap. Jangka waktu yang dilewati lima tahap ini dan jumlah virus yang dibebaskan sangat bervariasi, tergantung dari jenis virus, bakteri, dan kondisi lingkungan

2. Infeksi Lisogenik

Infeksi lisogenik terjadi bila sel inangnya memiliki pertahanan yang lebih baik dibandingkan daya infeksi virus sehingga sel inang tidak segera pecah, bahkan dapat memproduksi secara normal (membelah diri). Pada siklus lisogenik terjadi replikasi genom virus, tetapi tidak menghancurkan sel inang. DNA fag berinteraksi ke dalam kromosom sel inang membentuk profag. Bila sel inang yang mengandung profag membelah diri untuk bereproduksi maka profag dapat diwariskan kepada kedua sel anaknya. Tahapan-tahapan Lisogenik yaitu :

a.       Tahap Adsorbsi

Fase adsorbsi (penempelan), pada fase ini, awalnya ditandai dengan adanya ujung ekor menempel/melekat pada dinding sel bekteri. Penempelan tersebut dapat terjadi apabila serabut dan ekor virus melekat pada dinding sel bakteri. Virus menempel hanya pada tempat-tempat khusus, yakni pada permukaan dinding sel bakteri yang memiliki protein khusus yang dapat ditempeli protein virus. Menempelnya protein virus pada protein dinding sel bakteri itu sangat khas, mirip kunci dan gembok. Virus dapat menempel pada sel-sel tertentu yang diinginkan karena memiliki reseptor pada ujung-ujung serabut ekor. Setelah menempel, virus mengeluarkan enzim lisozim (enzim penghancur) sehingga terbentuk lubang pada dinding bakteri atau inang.

b.      Tahap Penetrasi (Injeksi)

Pada tahap penetrasi, selubung ekor berkontraksi untuk membuat lubang yang menembus dinding dan membran sel. Selanjutnya virus menginjeksikan materi genetiknya ke dalam sel inang sehingga kapsid virus menjadi kosong (mati).

c.       Tahap Penggabungan

Tahap ini adalah tahap ketika DNA virus masuk ke dalam tubuh bakteri dan terjadinya penggabungan antara DNA bakteri dan DNA virus. Proses ini terjadi ketika DNA yang berbentuk kalung tak berujung pangkal terputus dan DNA virus menyisip di antara DNA bakteri yang terputus tadi. Kemudian, terbentuklah rangkaian DNA yang utuh yang telah terinfeksi atau tersisipi DNA virus.

d.      Tahap Pembelahan

DNA virus telah tersambung dengan DNA bakteri. DNA virus tidak dapat bergerak atau disebut sebagai profag. Karena bergabung dengan DNA bakteri, ketika DNA bakteri melakukan replikasi selnya secara langsung, profag juga melakukan replikasi. Demikian juga ketika sel bakteri mengalami pembelahan, secara langsung dua anak sel bakteri yang mengandung profag tersebut juga ikut mengalami pembelahan. Dengan kata lain, jumlah profag sama dengan jumlah sel bakteri inangnya.

e.       Tahap Sintesis

Pada kondisi lingkungan tertentu, profag menjadi aktif. Profag dapat saja memisahkan diri dengan DNA bakteri dan merusak DNA bakteri. Kemudian menggantikan peran DNA bakteri dengan DNA virus untuk sistesis protein yang berfungsi sebagai kapsid bagi virus-virus baru dan replikasi DNA.

f.        Tahap Perakitan

Pada tahap ini, terjadi perakitan kapsid-kapsid virus yang utuh sebagai selubung virus.Setelah kapsid virus utuh, diisi dengan DNA hasil replikasi, terjadilah virus-virus baru.

g.       Tahap Lisis

Tahap ini sama dengan tahap litik pada siklus litik saat dinding bakteri akan pecah dan virus baru berhamburan keluar. Virus baru ini selanjutnya akan menyerang bakteri yang lain. Begitu seterusnya, virus akan mengalami siklus litik atau lisogenik. Gambar 6 menunjukan siklus litik dan lisogenik.