Materi Biologi - Materi Biologi tentang Struktur Virus, Perkembangbiakan Virus dan Bahaya Virus bagi Kehidupan akan di bahas dibawah ini.
Struktur Virus
Walaupun virus memiliki berbagai ukuran dan bentuk, mereka memiliki motif struktur yang sama, yaitu sebagai berikut.
1. Kapsid
Kapsid merupakan lapisan pembungkus DNA atau RNA, kapsid dapat berbentuk heliks (batang), misalnya pada virus mozaik, ada yang berbentuk polihedral pada virus adenovirus, ataupun bentuk yang lebih kompleks lainnya. Kapsid yang paling kompleks ditemukan pada virus Bbakteriofaga (faga). Faga yang pertama kali dipelajari mencakup tujuh faga yang menginfeksi bakteri Escherichia coli, ketujuh faga ini diberi nama tipe 1 (T1), tipe 2 (T2), tipe 3 (T3) dan seterusnya sesuai dengan urutan ditemukannya.
2. Kapsomer
Kapsomer adalah subunit-subunit protein dengan jumlah jenis protein yang biasanya sedikit, kapsomer akan bergabung membentuk kapsid, misalnya virus mozaik tembakau yang memiliki kapsid heliks (batang) yang kaku dan tersusun dari seribu kapsomer, namun dari satu jenis protein saja.
3. Struktur tambahan lainnya
Struktur tambahan lainnya, yaitu selubung virus yang menyelubungi kapsid dan berfungsi untuk menginfeksi inangnya. Selubung ini terbentuk dari fosfolipid dan protein sel inang serta protein dan glikoprotein yang berasal dari virus itu sendiri. Tidak semua virus memliki struktur tambahan ini, ada beberapa yang memilikinya, misalnya virus influenza. Secara kebetulan faga tipe genap yang diketemukan (T2, T4 dan T6) memiliki kemiripan dalam struktur, yaitu kapsidnya memiliki kepala iksohedral memanjang yang menyelubungi DNA dan struktur tambahan lainnya, yaitu pada kepala iksohedral tersebut melekat ekor protein dengan serabut-serabut ekor yang digunakan untuk menempel pada suatu bakteri.
Perkembangbiakan Virus
Perkembangbiakan virus sering disebut dengan replikasi/sintesa protein virus, dimana protein 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 siklus litik dan siklus lisogenik.
1. 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.
2. 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 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.
Untuk membandingkan siklus lisis dengan siklus lisogenik maka digunakan contoh virus temperata, yaitu virus yang dapat menjalankan kedua cara replikasi tersebut di dalam suatu bakteri. Faga 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 faga mengikatkan diri pada permukaan sel dan menginfeksikan DNA-nya ke dalam inang, kemudian DNA membentuk lingkaran yang terjadi selanjutnya tergantung cara replikasinya, apakah 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 profaga. Satu gen profaga mengkode suatu protein yang menghambat ekspresi sebagian besar gen-gen profaga lainnya.
Dengan demikian, genom faga lebih banyak diam saat berada di dalam bakteri, lalu bagaimana faga tersebut bereplikasi? Setiap kali E. coli bersiap-siap membelah diri, E. coli juga mereplikasi DNA faga 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 ini membuat virus dapat berprofagasi tanpa membunuh sel inang tempat mereka bergantung.
Bahaya Virus bagi Kehidupan
Sebelum kita membicarakan manfaat virus, ada baiknya kita bahas terlebih dahulu bahaya yang ditimbulkan virus dalam kehidupan ini. Walaupun ukuran virus sangat kecil, tetapi virus sangat berbahaya bagi kehidupan. Virus dapat menginfeksi dan mereplikasikan DNAnya pada inang sehingga lama kelamaan inang akan terganggu metabolisme hidupnya. Pada akhirnya berpotensi untuk terjadinya kematian. Ada tiga proses yang menyebabkan virus sangat berbahaya karena menimbulkan penyakit-penyakit baru dalam kehidupan kita, yaitu kemampuannya melakukan hal-hal sebagai berikut.
1. Mutasi dari virus-virus yang telah ada
Virus RNA cenderung memiliki kecepatan mutasi yang lebih tinggi dari biasanya, sebab replikasi dari asam nukleat tidak melibatkan tahapan perbaikan kesalahan replikasi seperti pada replikasi DNA. Beberapa mutasi dapat menyebabkan virus yang sudah ada berkembang perlahan-lahan menjadi varietas genetik baru yang mengakibatkan penyakit baru pada organisme yang telah memiliki imunitas (kekebalan tubuh) terhadap virus moyangnya. Contohnya pada penyakit flu burung yang sampai sekarang belum ada obatnya, ini dikarenakan virus ini sudah bermutasi menjadi virus jenis baru sehingga imunitas yang terbentuk tidak dapat menghadapi serangan virus flu jenis baru ini.
2. Penyebaran virus-virus yang sudah ada dari satu spesies inang ke spesies inang lainnya
Contoh permasalahan pada kasus Hantavirus yang biasa ditemukan pada hewan pengerat khususnya Deer Mice (Peromyscus maniculatus), populasi hewan ini melonjak tajam pada tahun 1993 setelah cuaca yang basah meningkatkan persediaan makanan bagi hewan ini. Manusia terkena Hantavirus ketika mereka menghirup debu yang mengandung sedikit urin dan feses dari tikus Deer Mice yang terinfeksi. Gejalanya mirip flu biasa yang muncul setelah 1 minggu, kemudian diikuti oleh akumulasi cairan dan sel darah putih pada paru paru yang menyebabkan gangguan pernafasan, lalu mati.
3. Penyebaran atau diseminasi penyakit virus dari satu populasi terisolasi yang berukuran kecil dapat menyebabkan epidemik yang luas
Misalnya pada penyakit AIDS yang sampai sekarang menjadi fenomena global padahal sebelumnya penyakit ini tidak begitu terdengar dengan gencarnya seperti sekarang ini. Penyebaran virus ini dipengaruhi faktor teknologi dan sosial, misalnya teknologi transfusi darah, hubungan seksual, penyalahgunaan obat-obatan intravena (melalui saluran pembuluh darah), termasuk juga perjalanan ke berbagai negara yang sangat mudah. Dengan adanya hal tersebut maka penyebaran Virus HIV (AIDS) ini dapat menyebar dari Afrika Tengah sebagai negara asal sampai ke negara-negara dunia barat dan juga Asia.
Struktur Virus
Walaupun virus memiliki berbagai ukuran dan bentuk, mereka memiliki motif struktur yang sama, yaitu sebagai berikut.
1. Kapsid
Kapsid merupakan lapisan pembungkus DNA atau RNA, kapsid dapat berbentuk heliks (batang), misalnya pada virus mozaik, ada yang berbentuk polihedral pada virus adenovirus, ataupun bentuk yang lebih kompleks lainnya. Kapsid yang paling kompleks ditemukan pada virus Bbakteriofaga (faga). Faga yang pertama kali dipelajari mencakup tujuh faga yang menginfeksi bakteri Escherichia coli, ketujuh faga ini diberi nama tipe 1 (T1), tipe 2 (T2), tipe 3 (T3) dan seterusnya sesuai dengan urutan ditemukannya.
Kapsomer adalah subunit-subunit protein dengan jumlah jenis protein yang biasanya sedikit, kapsomer akan bergabung membentuk kapsid, misalnya virus mozaik tembakau yang memiliki kapsid heliks (batang) yang kaku dan tersusun dari seribu kapsomer, namun dari satu jenis protein saja.
3. Struktur tambahan lainnya
Struktur tambahan lainnya, yaitu selubung virus yang menyelubungi kapsid dan berfungsi untuk menginfeksi inangnya. Selubung ini terbentuk dari fosfolipid dan protein sel inang serta protein dan glikoprotein yang berasal dari virus itu sendiri. Tidak semua virus memliki struktur tambahan ini, ada beberapa yang memilikinya, misalnya virus influenza. Secara kebetulan faga tipe genap yang diketemukan (T2, T4 dan T6) memiliki kemiripan dalam struktur, yaitu kapsidnya memiliki kepala iksohedral memanjang yang menyelubungi DNA dan struktur tambahan lainnya, yaitu pada kepala iksohedral tersebut melekat ekor protein dengan serabut-serabut ekor yang digunakan untuk menempel pada suatu bakteri.
Perkembangbiakan Virus
Perkembangbiakan virus sering disebut dengan replikasi/sintesa protein virus, dimana protein 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 siklus litik dan siklus lisogenik.
1. 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.
2. 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 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.
Untuk membandingkan siklus lisis dengan siklus lisogenik maka digunakan contoh virus temperata, yaitu virus yang dapat menjalankan kedua cara replikasi tersebut di dalam suatu bakteri. Faga 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 faga mengikatkan diri pada permukaan sel dan menginfeksikan DNA-nya ke dalam inang, kemudian DNA membentuk lingkaran yang terjadi selanjutnya tergantung cara replikasinya, apakah 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 profaga. Satu gen profaga mengkode suatu protein yang menghambat ekspresi sebagian besar gen-gen profaga lainnya.
Dengan demikian, genom faga lebih banyak diam saat berada di dalam bakteri, lalu bagaimana faga tersebut bereplikasi? Setiap kali E. coli bersiap-siap membelah diri, E. coli juga mereplikasi DNA faga 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 ini membuat virus dapat berprofagasi tanpa membunuh sel inang tempat mereka bergantung.
Bahaya Virus bagi Kehidupan
Sebelum kita membicarakan manfaat virus, ada baiknya kita bahas terlebih dahulu bahaya yang ditimbulkan virus dalam kehidupan ini. Walaupun ukuran virus sangat kecil, tetapi virus sangat berbahaya bagi kehidupan. Virus dapat menginfeksi dan mereplikasikan DNAnya pada inang sehingga lama kelamaan inang akan terganggu metabolisme hidupnya. Pada akhirnya berpotensi untuk terjadinya kematian. Ada tiga proses yang menyebabkan virus sangat berbahaya karena menimbulkan penyakit-penyakit baru dalam kehidupan kita, yaitu kemampuannya melakukan hal-hal sebagai berikut.
1. Mutasi dari virus-virus yang telah ada
Virus RNA cenderung memiliki kecepatan mutasi yang lebih tinggi dari biasanya, sebab replikasi dari asam nukleat tidak melibatkan tahapan perbaikan kesalahan replikasi seperti pada replikasi DNA. Beberapa mutasi dapat menyebabkan virus yang sudah ada berkembang perlahan-lahan menjadi varietas genetik baru yang mengakibatkan penyakit baru pada organisme yang telah memiliki imunitas (kekebalan tubuh) terhadap virus moyangnya. Contohnya pada penyakit flu burung yang sampai sekarang belum ada obatnya, ini dikarenakan virus ini sudah bermutasi menjadi virus jenis baru sehingga imunitas yang terbentuk tidak dapat menghadapi serangan virus flu jenis baru ini.
2. Penyebaran virus-virus yang sudah ada dari satu spesies inang ke spesies inang lainnya
Contoh permasalahan pada kasus Hantavirus yang biasa ditemukan pada hewan pengerat khususnya Deer Mice (Peromyscus maniculatus), populasi hewan ini melonjak tajam pada tahun 1993 setelah cuaca yang basah meningkatkan persediaan makanan bagi hewan ini. Manusia terkena Hantavirus ketika mereka menghirup debu yang mengandung sedikit urin dan feses dari tikus Deer Mice yang terinfeksi. Gejalanya mirip flu biasa yang muncul setelah 1 minggu, kemudian diikuti oleh akumulasi cairan dan sel darah putih pada paru paru yang menyebabkan gangguan pernafasan, lalu mati.
3. Penyebaran atau diseminasi penyakit virus dari satu populasi terisolasi yang berukuran kecil dapat menyebabkan epidemik yang luas
Misalnya pada penyakit AIDS yang sampai sekarang menjadi fenomena global padahal sebelumnya penyakit ini tidak begitu terdengar dengan gencarnya seperti sekarang ini. Penyebaran virus ini dipengaruhi faktor teknologi dan sosial, misalnya teknologi transfusi darah, hubungan seksual, penyalahgunaan obat-obatan intravena (melalui saluran pembuluh darah), termasuk juga perjalanan ke berbagai negara yang sangat mudah. Dengan adanya hal tersebut maka penyebaran Virus HIV (AIDS) ini dapat menyebar dari Afrika Tengah sebagai negara asal sampai ke negara-negara dunia barat dan juga Asia.