Pelajaran Biologi - Virus

a.  Ciri – Ciri Virus

Istilah virus memiliki arti racun. Sedikit Anda telah mengerti bahwa keberadaan virus mempunyai dua fase, yaitu satu di dalam sel-sel hidup dan satu di luar sel-sel hidup. Di luar inangnya virus mempunyai ciri tersendiri, yaitu mempunyai partikel sangat kecil yang hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron dan mereka bisa lolos melewati pori-pori saringan yang tidak memungkinkan dilewati oleh bakteri. Mereka memperbanyak diri hanya di dalam sel-sel hewan, tumbuh-tumbuhan, dan mikroorganisme lain. Dengan demikian, dapat dikatakan virus sebagai “parasit obligat”. Apakah hal tersebut sudah dibuktikan? Bukti yang pertama kali dilakukan oleh D.J. Ivanovsky (seorang ahli Botani dari Rusia) pada tahun 1892, yaitu dengan membuat preparat dari ekstrak daun tembakau yang terserang penyakit mosaik tembakau. Selanjutnya, ekstrak tersebut disaring melalui penyaringan yang demikian halusnya sehingga setiap bakteri yang ada dapat tersaring. Cairan hasil dari penyaringan kemudian dioleskan pada daun yang sehat. Hasilnya ternyata di luar dugaan, yaitu daun menjadi sakit. Kasus tersebut dilanjutkan oleh Wendell Stanley pada tahun 1935 dari Amerika Serikat, yang berhasil mengisolasi dan mengkristalkan virus mosaik tembakau. Apabila kristal virus diinjeksikan pada tanaman yang sehat, maka virus akan segera aktif mengganda, yang berarti ia bukan sel, jadi virus berbeda dengan bakteri.

a.  Ukuran Virus

Virus adalah partikel berukuran sangat kecil yang dapat menginfeksi hampir semua jenis makhluk hidup. Kita tidak dapat melihat virus dengan mata telanjang, tetapi harus menggunakan mikroskop elektron, karena ukurannya sangat mikroskopik. Virus mempunyai ukuran sekitar 20 – 30 nanometer (nm), 1 nm = 1/1.000.000.000 meter. Ukurannya rata-rata 50 kali lebih kecil dari bakteri.

b.  Bentuk Virus

Virus mempunyai struktur sederhana, yang hanya terdiri atas selubung atau protein pelindung yang disebut kapsid yang tersusun atas molekul protein dan bagian isi yang tersusun atas asam nukleat berupa DNA atau RNA, dapat pula dilengkapi dengan pembungkus atau envelope dari lipoprotein (lipid dan protein) yang merupakan membran plasma dan berasal dari sel inang virus.  Apabila pembungkus ini dibangun oleh subunit yang sama atau identik disebut kapsomer. Bentuk kapsomer ini sangat simetris dan suatu saat dapat mengkristal. Gabungan kapsomer ini akan membentuk kapsid. Dengan demikian dapat diketahui, sebuah virus memiliki bagian-bagian, yaitu memiliki materi genetik yang terbungkus oleh pembungkus protein yang dinamakan virion atau partikel virus. Jadi, virus tidak memiliki sitoplasma serta tidak memiliki organela sehingga tidak melakukan metabolisme.

c.   Cara Hidup Virus

Virus bersifat sebagai parasit obligat, jadi dia tidak dapat hidup di alam secara bebas, tetapi harus berada di dalam makhluk hidup lain. Apabila hidup di dalam makhluk hidup, maka virus akan berkembang biak, misalnya di dalam sel bakteri, sel hewan, atau sel tumbuhan tingkat tinggi. Dasar inilah yang digunakan untuk membedakan jenis-jenis virus. Jenis virus ada tiga, yaitu virus bakteri, virus hewan, dan virus tumbuhan. Pada virus hewan terdapat asam nukleat DNA dan RNA, sedangkan virus tumbuhan berisi RNA. Pada DNA umumnya berantai ganda terpilin (double helix), contoh virus ini antara lain virus influenza, virus herpes, virus kutil, virus alat kelamin, virus belek, dan virus yang menyebabkan kanker. DNA yang berantai tunggal, contohnya virus yang berhubungan dengan cacar. Untuk virus RNA, baik yang berantai ganda atau tunggal semuanya tidak terpilin, contoh virus RNA antara lain TMV (Tobacco Mozaic Virus), virus polio, virus HIV.

b.  Bakteriofage

Bakteriofage (sederhananya fage) merupakan virus yang menginfeksi/ menyerang bakteri. Virus ini sering digunakan oleh para ilmuwan untuk penelaahan lebih mendalam tentang virus. Mengapa model bakteriofage yang digunakan sebagai model penelitian para ilmuan tersebut? Virus fage mudah ditumbuhkan pada bakteri (inang). Virus yang hidup pada bakteri tersebut mudah dipelihara dengan kondisi yang dapat dikendalikan seperti waktu, kerja, dan ruangan yang relatif sedikit dibandingkan dengan pemeliharaan inang berupa tumbuhan dan hewan. Oleh karena itulah, bakteriofage menjadi perhatian yang besar untuk penelitian virus. Bakteriofage adalah kesatuan biologis paling sederhana yang diketahui mampu mereplikasi dirinya (mampu menggandakan dirinya sendiri menjadi lebih banyak). Dengan demikian, jasad renik ini dijadikan penelitian dalam genetika, yaitu dijadikan sistem model untuk mempelajari patogenesitas yang disebabkan virus.

a.  Ciri-Ciri Umum Bakteriofage

Bentuknya hampir sama seperti virus, yaitu terdiri atas sebuah inti asam nukleat yang dikelilingi oleh selubung protein. Virus ini mempunyai ekor yang digunakan untuk melewatkan asam nukleatnya ketika menginokulasi sel inang.

b.  Morfologi dan Struktur Bakterifage

Jika kita amati, tubuh bakteriofage tersusun atas kepala, ekor, dan serabut ekor. Kepala berbentuk polyhedral (segi banyak) yang di dalamnya mengandung DNA atau RNA saja. Dari kepala muncul tubus atau selubung memanjang yang dinamakan sebagai ekor virus. Ekor ini bertugas sebagai alat penginfeksi. Bagian antara kepala dan ekor memiliki selubung yang disebut kapsid. Kapsid tersusun atas molekul-molekul protein, oleh sebab itu disebut sebagai selubung protein atau pembungkus protein, fungsinya sebagai pelindung asam nukleat (DNA dan RNA), dapat membantu menginfeksi virus ke sel inangnya dan menentukan macam sel yang akan dilekati. Coba perhatikan, pada bagian ujungnya ditumbuhi serabut-serabut ekor yang dapat berfungsi sebagai penerima rangsang atau reseptor. Sejumlah subunit molekul protein yang menyusun kapsid dan identik satu dengan yang lain disebut kapsomer. Telah kita ketahui bahwa ekor bakteriofage bertugas untuk menginfeksi. Tahukah Anda bahwa bakteriofage sebenarnya mempunyai dua tipe cara menginfeksi, yaitu litik atau virulen dan tenang atau lisogenik. Cara-cara menginfeksi bakteriofage tersebut juga sekaligus digunakan sebagai cara bereproduksi (memperbanyak diri).

c.Reproduksi Bakteriofage

Daur Litik

a. 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 tempattempat 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. Fase injeksi (penetrasi), selubung (seludang) sel berkontraksi yang mendorong inti ekor ke dalam sel melalui dinding dan membran sel, kemudian virus tersebut menginjeksikan DNA ke dalam sel bakteri. Namun demikian, seludang protein yang membentuk kepala dan ekor fage tetap tertinggal di luar sel. Setelah menginjeksi kemudian akan terlepas dan tidak berfungsi lagi.

c. Fase sintesis, DNA  virus yang telah diinjeksikan yang mengandung enzim lisozim ke dalam akan menghancurkan DNA bakteri, sehingga DNA  virus yang berperan mengambil alih kehidupan. Kemudian DNA virus mereplikasi diri berulang-ulang dengan cara menggandakan diri dalam jumlah yang banyak, selanjutnya melakukan sintesis protein dari ribosom bakteri yang akan diubah manjadi bagian-bagian kapsid seperti kepala, ekor, dan serabut ekor.

d. Fase perakitan, bagian-bagian kapsid kepala, ekor, dan rambut ekor yang mula-mula terpisah selanjutnya dirakit menjadi kapsid virus kemudian DNA virus masuk ke dalamnya, maka terbentuklah tubuh virus yang utuh.

e. Fase litik, ketika perakitan telah selesai yang ditandai dengan terbentuknya tubuh virus baru yang utuh. Virus ini telah mengambil alih perlengkapan metabolik sel inang bakteri yang menyebabkan memuat asam nukleat virus dari pada asam nukleat bakteri. Setelah sekitar 20 menit dari infeksi awal sudah terbentuk 200 bakteriofage yang telah terakit dan sel bakteri itu pun meledak pecah (lisis) dan melepaskan fage-fage baru/virus akan keluar  untuk mencari/menginfeksi bateri-bakteri lain sebagai inangnya, begitu seterusnya dan memulai lagi daur hidup tersebut.

Daur Lisogenik

Pada daur ini juga mengalami fase yang sama dengan daur litik, yaitu melalui fase adsorbsi dan fase injeksi. Selanjutnya, akan mengalami fase-fase berikut.

a. Fase penggabungan, karena DNA bakteri terinfeksi DNA virus, hal tersebut akan mengakibatkan benang ganda berpilin DNA bakteri menjadi putus, selanjutnya DNA virus menyisip di antara putusan dan menggabung dengan benang bakteri. Dengan demikian, bakteri yang terinfeksi akan memiliki DNA virus.

b. Fase pembelahan, karena terjadi penggabungan, maka DNA virus menjadi satu dengan DNA bakteri dan DNA virus menjadi tidak aktif disebut profage. Dengan demi– kian, jika DNA bakteri melakukan replikasi, maka DNA virus yang tidak aktif (profage) juga ikut melakukan replikasi. Misalnya, apabila DNA bakteri membelah diri terbentuk dua sel bakteri, maka DNA virus juga identik membelah diri menjadi dua seperti DNA bakteri, begitu seterusnya.

c. Fase sintesis, dalam keadaan tertentu jika DNA virus yang tidak aktif (profage) terkena zat kimia tertentu atau terkena radiasi tinggi, maka DNA virus akan menjadi aktif kemudian menghancurkan DNA bakteri dan memisahkan diri. Selanjutnya, DNA virus tersebut mensintesis protein sel bakteri (inangnya) untuk digunakan sebagai kapsid bagi virus-virus baru dan sekaligus melakukan replikasi diri menjadi banyak.

d. Fase perakitan: kapsid-kapsid dirakit menjadi kapsid virus yang utuh, yang berfungsi sebagai selubung virus. Kapsid baru virus terbentuk. Selanjutnya, DNA hasil replikasi masuk ke dalamnya guna membentuk virus-virus baru.

e. Fase litik, fase ini sama dengan daur litik. Setelah terbentuk bakteri virus baru terjadilah lisis sel. Virus-virus yang, terbentuk berhamburan keluar sel bakteri guna menyerang bakteri baru. Dalam daur selanjutnya virus dapat mengalami daur litik atau lisogenik, demikian seterusnya.

c.  Peranan Virus dalam Kehidupan Manusia

a.  Virus yang Menguntungkan

          i.     Pembuatan Antioksidan

Para ahli memanfaatkan dengan menggabungkan sifat-sifat DNA yang menguntungkan antara virus dan gen lain sehingga sifat yang menguntungkan tersebut akan dimiliki oleh bakteri yang diinfeksi. Contohnya, DNA virus digabungkan dengan DNA manusia yang memiliki sifat antitoksin (pelawan racun/penyakit). Selanjutnya, virus tersebut diinfeksikan dengan sel bakteri sehingga sel bakteri ini memiliki sifat gen manusia, yaitu memiliki sifat antitoksin. Dengan demikian, bakteri yang semula tidak mempunyai sifat antitoksin sekarang sudah memiliki sifat antitoksin. Apabila bakteri tersebut membelah terus menerus, berarti setiap sel bakteri memiliki sifat antitoksin dan selanjutnya dapat diberikan pada manusia. Contohnya, toksoid tetanus, toksin ini dapat disuntikkan pada manusia untuk mencegah penyakit tetanus. Toksin ini biasanya diberikan pada ibu hamil dan calon pengantin. Adapun bagi penderita tetanus akan diberikan ATS (Anti Tetanus Serum).

    ii.     Untuk Melemahkan Bakteri

Apabila virus yang menginfeksi bakteri bersifat patogen, maka DNA virus yang masuk akan merusak DNA bakteri sehingga bakteri tersebut menjadi tidak berbahaya karena sifat patogennya telah rusak. Contohnya, bakteri difteri yang berbahaya akan berubah sifatnya jika di dalamnya tersambung oleh virus profage.

  iii.     Untuk Memproduksi Vaksin

Anda tentu pernah mendapat vaksin untuk mencegah terserangnya tubuh dari beberapa jenis penyakit. Vaksin digunakan manusia untuk memperoleh kekebalan tubuh/antibodi. Vaksin ini sebenarnya merupakan bibit penyakit yang telah dilemahkan dan apabila menyerang manusia tidak akan berbahaya lagi. Untuk itulah diperlukan vaksin bagi tubuh kita. Jika ada penyakit yang menyerang manusia, maka tubuh telah memiliki kekebalan yang berasal dari antibodi bagi penyakit tersebut. Contohnya, vaksin cacar, polio, dan campak.

b.Vrus yang Merugikan

      i.     Influenza

Apabila segera diobati, penyakit ini akan segera hilang, akan tetapi seseorang bisa terserang penyakit itu kembali. Jadi, penyakit influenza tidak menimbulkan kekebalan pada tubuh.

Penyakit tersebut dapat dicegah dengan meningkatkan daya tahan tubuh, antara lain dengan makan makanan yang bergizi, istirahat yang cukup, olahraga teratur, serta menjaga kebersihan badan dan lingkungan.

    ii.     Virus Flu Burung

Gejala awalnya adalah terjadi kenaikan suhu tubuh yang tinggi hingga 39°C, tubuh panas, sakit tenggorokan, keluar lendir bening dari hidung, sesak napas, dan batuk. Jika tidak ditangani segera, maka akan mengalami penurunan kondisi tubuh sehingga menyebabkan radang paru-paru (pneumonia) dan kekebalan tubuh turun drastis. Bila kondisi tubuh sudah demikian, maka akan terjadi kematian. Penyebab flu burung adalah virus influenza tipe A yang berdiameter 90 – 120 nanometer. Virus ini termasuk dalam famili Orthomyxoviridae, genus influenza virus. Pada bagian luar virus terdapat tonjolan-tonjolan menyerupai jarum. Tonjolan Haemaglutinin (H) membuat virus memiliki kemampuan mengaglutinasi (menggumpalkan) eritrosit. Tonjolan yang lain mengandung enzim Nevtamidase (N) yang berhubungan dengan sistem saraf sehingga membuat virus memiliki kemampuan menyerang sistem saraf. Tahukah Anda virus flu burung hidup dalam saluran pencernaan unggas, kemudian dapat menyerang berbagai sistem dalam tubuh unggas. Virus ini menyebar dalam tubuh melalui peredaran darah. Virus Avian influenza umumnya menyerang unggas, tetapi dapat pula menyerang burungburung lain bahkan ke hewan lain seperti babi, kucing, harimau, kuda, dan anjing laut. Cara mencegah meluasnya penularan flu burung ke manusia, yaitu dengan tindakan pemusnahan (depopulasi) terhadap unggas yang terinfeksi virus flu burung. Dari segi pengobatan, sementara orangorang sering menggunakan “Tamiflu” obat untuk mengobati flu burung. Sebenarnya flu burung ini belum ada obatnya, dalam arti tidak ada obat Sumber: Mikrobiologi 2, 2006 Gambar 3.13 Cara penularan flu burung

78 Biologi SMA/MA Kelas X

yang secara aktif dapat langsung menghancurkan virusnya. Cara yang paling efektif adalah pencegahan dengan jalan pemberian vaksin atau imunisasi.

iii.          Virus SARS

SARS singkatan dari Severe Acute Respiratori Syndrome, yaitu penyakit sindrom pernapasan akut yang menyebabkan terjadinya infeksi pada saluran pernapasan. Gejalanya mirip seperti flu, yaitu demam, batuk, radang tenggorokan, dan sesak napas. Gejala ini muncul 2 - 10 hari setelah terinfeksi. Virus SARS akan menyerang paru-paru sehingga jumlah sel darah putih menjadi berkurang.

iv.          Herpes Simplex

Penyakit herpes umumnya menyerang kulit. Ketika terserang penyakit ini, kulit terasa panas, gatal, memerah, perih, dan melepuh. Jika dibiarkan akan menyerang saraf kita. Sebenarnya ada dua tipe herpes, tipe pertama adalah herpes yang menyerang pipi, hidung, mulut, dagu, dan hidung. Pada tipe ini, penularannya terjadi melalui handuk, ciuman, atau alat makan yang terkena cairan dari orang yang menderita penyakit. Penularan penyakit ini sangat cepat. Tipe kedua adalah herpes yang menyerang alat kelamin. Penyakit ini ditularkan melalui hubungan badan. Jika sudah terkena, harus segera mendapat pengobatan dari dokter.

v.          Mata Memerah(Belek)

Gejala penyakit ini, antara lain mata meradang dan berwarna merah serta banyak mengeluarkan air mata dan kotoran. Apabila terserang penyakit ini, segeralah Anda pergi ke dokter untuk mendapat pengobatan.