VIRUS
BIOLOGI KELAS X
1. Virus
a. Pengertian Virus
Virus adalah organisme mikroskopik (super kecil) yang tersebar di berbagai penjuru dunia dan cenderung bersifat parasit. Hampir semua ekosistem di dunia mengandung virus dan dianggap sebagai organisme yang paling banyak di planet bumi. 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.
Virus dapat menginfeksi makhluk hidup, mulai dari manusia, hewan, tumbuhan,
jamur, bahkan bakteri. Virus juga tidak bisa bereplikasi atau memperbanyak diri
tanpa menumpangi organisme lain. Oleh alasan inilah, virus diklasifikan sebagai
organisme yang bersifat parasit obligat.
Peran virus bagi manusia ada yang menguntungkan dan ada yang merugikan. Virus yang menguntungkan dapat dimanfaatkan untuk membuat antibodi, melemahkan bakteri, dan memproduksi vaksin. Virus yang merugikan dapat menyebabkan manusia, hewan, dan tumbuhan terserang penyakit.
b. Sejarah virus
1. Sejarah Penemuan Virus
Istilah virus berasal dari bahasa Latin, virion yang artinya racun. Sejarah penemuan virus dimulai pada tahun 1883 dengan ditemukannya penyakit yang menyebabkan adanya bintik-bintik kuning pada daun tembakau. Penyakit tersebut kemudian dikenal dengan istilah penyakit mosaik tembakau. Beberapa ilmuwan yang terlibat dalam penemuan virus adalah sebagai berikut.
a. Adolf Meyer
Pada tahun 1883, Adolf Meyer, seorang ilmuwan Jerman mengamati penyakit yang menyebabkan adanya bintik-bintik kuning pada daun tembakau. Meyer kemudian melakukan percobaan dengan menyemprotkan getah yang diekstraksi dari tanaman tembakau yang sakit ke tanaman tembakau yang sehat. Ternyata,
tanaman tembakau yang sehat menjadi sakit. Meyer kemudian mencoba mengamati daun tembakau yang sakit dengan menggunakan mikroskop biasa.
Akan tetapi, ia tidak dapat menemukan bakteri yang diduga menjadi penyebab
penyakit tersebut. Meyer kemudian menyimpulkan bahwa bakteri penyebab
penyakit pada tanaman tembakau berukuran lebih kecil dari bakteri biasanya.
b. Dmitri Ivanovsky
Pada tahun 1892, Dmitri Ivanovsky, seorang ilmuwan Rusia melakukan percobaan dengan menyaring getah tanaman tembakau yang sakit dengan menggunakan saringan bakteri. Selanjutnya, hasil saringan tersebut ditularkan pada tanaman tembakau yang sehat. Ternyata, tanaman tembakau yang sehat tersebut menjadi sakit. Ivanovsky kemudian menyimpulkan bahwa penyebab penyakit pada tanaman tembakau adalah bakteri patogenik yang sangat kecil atau bakteri penghasil toksin yang dapat melewati saringan.
c. Martinus Beijerinck
Pada tahun 1897, Martinus Beijerinck, seorang ilmuwan Belanda melakukan
percobaan untuk membuktikan bahwa agen penyebab penyakit pada tanaman
tembakau dapat berkembang biak. Beijerinck menyemprotkan getah tanaman
yang sudah disaring ke tanaman yang sehat. Setelah tanaman yang sehat menjadi sakit, getah tanaman tersebut digunakan untuk menginfeksi tanaman berikutnya, dan seterusnya hingga beberapa kali pemindahan. Ternyata, melalui beberapa kali pemindahan, sifat patogennya tidak berkurang. Agen tersebut juga berbeda dengan bakteri, karena tidak dapat dikembangbiakkan di dalam cawan petri yang berisi nutrisi. Selain itu, juga tidak dapat dinonaktifkan menggunakan alkohol. Beijerinck kemudian menyimpulkan bahwa agen tersebut adalah partikel yang lebih kecil danlebih sederhana dari bakteri. Beijerinck kemudian menyebutnya sebagai virus lolos saring (filterable virus).
d. Wendell Meredith Stanley
Pada tahun 1935, Wendell Meredith Stanley, seorang ilmuwan Amerika berhasil
mengkristalkan partikel penyebab penyakit pada tanaman tembakau. Penyakit ini
kemudian dikenal dengan nama Tobacco Mosaic Virus (TMV).
C. Ciri-Ciri Virus
a. Virus berukuran sangat kecil, berkisar 0,02-0,3 μm (1 μm = 1/1.000 mm), dan paling besar berukuran 200 μm, karena itu virus hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron.
b. Tubuh virus terdiri atas selubung proton (kapsid), dan bahan inti. Bahan inti berupa RNA (Ribonucleic acid) dan DNA (Deoxiribonucleic acid).
c. Virus tidak mempunyai membran dan organel-organel sel yang penting bagi kehidupan.
d. Virus hanya dapat bereproduksi jika berada dalam sel hidup atau jaringan hidup.
e. Biasanya stabil pada pH 5.0 sampai 9.0.
f. Virus dapat dikristalkan seperti benda mati. Bentuk virus bermacam-macam ada yang berbentuk batang, bola, atau bulat, berbetuk peluru, dan berbentuk T.
g. Aktivitas virus dapat dihilangkan oleh sinar ultra ungu dan sinar X tetapi zat
antibiotik dan zat antibakteri lain tidak berpengaruh terhadapnya.
D. Struktur Virus
Virus tidak termasuk sel (aseluler), karena tidak memiliki bagian-bagian sel seperti dinding sel, membran sel, sitoplasma, inti sel, dan organel-organel lainnya. Partikel virus yang lengkap disebut virion. Secara umum, struktur virus diwakili olehbakteriofag yang berbentuk seperti huruf T.
Gambar 2 Struktur Virus
E. Bentuk Virus
Bentuk virus Virus memiliki bentuk yang bermacam-macam, seperti batang, bulat, oval (peluru), filamen (benang), polihedral, dan seperti huruf T.
a. Bentuk batang, misalnya TMV (Tobacco Mosaic Virus).
Bentuk batang dengan ujung oval seperti peluru, misalnya Rhabdovirus
c. Bentuk bulat, misalnya HIV (Human Immunodeficiency Virus) dan Orthomyxovirus.
d. Bentuk filamen (benang), misalnya virus Ebola.
e. Bentuk polihedral, misalnya Adenovirus.
f. Bentuk seperti huruf T, misalnya bakteriofag, yaitu virus yang menyerang bakteri Escherichia coli.
Berikut ini gambar beberapa bentuk virus.
Gambar 3 Bentuk Virus
F. Replikasi Virus
Perkembangbiakan virus disebut replikasi, yaitu perbanyakan diri di dalam sel inang. Dari sel inang ini, virus mendapatkan energi dan bahan untuk sintesis protein. Keberhasilan virus dalam berkembang biak bergantung pada jenis virus dan kondisi ketahanan sel inang.
Replikasi Virus
Proses perkembangbiakan virus ada dua macam, yaitu daur litik dan daur lisogenik.
1. Daur Litik
Daur litik terjadi jika pertahanan sel inang lebih lemah dibandingkan dengan daya
infeksi virus. Virus yang mampu bereproduksi dengan daur litik disebut virus virulen. Pada daur litik, sel inang akan pecah dan mati, serta akan terbentuk
virion-virion baru. Seluruh tahapan dalam daur litik berlangsung dengan cepat.
Tahapan-tahapan tersebut adalah adsorpsi, penetrasi, sintesis dan replikasi,
pematangan (perakitan), serta lisis.
a. Adsorpsi
Virion menempel pada reseptor spesifik sel inang dengan menggunakan bagian serabut ekornya. Molekul reseptor ini berbeda-beda untuk setiap jenis virus, ada yang berupa protein dan ada yang berupa oligosakarida. Ada tidaknya reseptor juga menentukan patogenesis virus, yaitu mekanisme infeksi dan perkembangan penyakit oleh virus. Sebagai contoh, virus polio hanya dapat melekat pada sel saraf pusat dan saluran usus primata, virus HIV hanya berikatan dengan reseptor T CD4 pada sel sistem imun, atau virus rabies yang hanya berinteraksi dengan reseptor asetilkolin.
b. Penetrasi
Ujung serabut ekor membuat lubang untuk menembus dinding dan membran sel inang. Selanjutnya, virus menginjeksikan materi genetiknya sehingga kapsid virus menjadi kosong (mati)
c. Sintesis dan replikasi
DNA virus menghidrolisis dan mengendalikan materi genetik sel inang untuk
membuat asam nukleat (salinan genom) dan protein komponen virus.
Selanjutnya berlangsung tahap replikasi, yaitu pembentukan bagian-bagian
tubuh virus yang baru.
d. Pematangan atau perakitan
Asam nukleat dan protein hasil sintesis dan replikasi dirakit menjadi partikel-
partikel virus yang lengkap sehingga terbentuk virion-virion baru.
e. Lisis
Virus menghasilkan enzim lisozim, yaitu enzim yang dapat merusak dinding
sel inang. Dinding sel yang rusak mengakibatkan terjadinya osmosis, sehingga
sel inang membesar dan akhirnya pecah. Partikel virus yang baru akan keluar
dari sel inang dan menyerang sel inang yang lain.
2. Daur Lisogenik
Daur lisogenik terjadi jika pertahanan sel inang lebih baik dibandingkan dengan
daya infeksi virus. Sel inang pada daur ini tidak segera pecah, bahkan dapat
bereproduksi secara normal. Pada daur lisogenik, replikasi genom virus tidak
menghancurkan sel inangnya. DNA virus bakteriofag akan berinteraksi dengan
kromosom sel inang membentuk profag. Jika sel inang yang mengandung profag
membelah diri untuk bereproduksi, profag akan diwariskan kepada sel-sel
anakannya. Profag di dalam sel anakan dapat aktif dan keluar dari kromosom sel
inang untuk masuk ke dalam tahapan-tahapan daur litik. Virus yang dapat
bereproduksi dengan daur litik dan lisogenik disebut virus temperat, misalnya
fag λ.
Tahapan-tahapan dalam daur lisogenik adalah adsorpsi dan infeksi, penetrasi,
penggabungan, pembelahan, serta sintesis.
a. Adsorpsi
Virion menempel pada reseptor spesifik sel inang dengan menggunakan
bagian serabut ekornya.
b. Penetrasi
Virus menginjeksikan materi genetiknya ke dalam sel inang sehingga kapsid
virus menjadi kosong (mati).
c. Penggabungan
DNA virus bakteriofag bergabung dengan DNA bakteri (sel inang) membentuk
profag. Dalam bentuk profag, sebagian besar gen berada dalam fase tidak aktif,
tetapi ada sedikitnya satu gen yang selalu aktif. Gen aktif berfungsi mengkode
protein reseptor. Protein reseptor berfungsi menjaga agar gen-gen profag
tidak aktif.
d. Pembelahan
Jika sel inang membelah, setiap anakannya akan mewarisi profag. Profag dapat
diinduksi menjadi aktif, sehingga mengakibatkan terjadinya daur litik.
e. Sintesis
Profag aktif dan keluar dari kromosom bakteri, sehingga DNA bakteri (sel
inang) hancur. Kemudian, terjadi fase replikasi DNA bakteriofag, sintesis
bagian-bagian tubuh virus, dan seterusnya seperti pada daur litik
Untuk lebih jelas replikasi virus secara litik dan lisogenik kalian dapat mengamati gambar
berikut ini
Gambar 4 Siklus Litik dan Siklus Lisogenik
G. Manfaat Virus
Sebagian besar virus memang merugikan karena merupakan parasit intraseluler obligat pada sel hidup. Akan tetapi, ada beberapa virus yang dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan kesejahteraan hidup manusia. Di antaranya adalah sebagai berikut:
a. Pembuatan vaksin protein. Selubung virus dapat digunakan sebagai protein
khusus yang akan memacu terbentuknya respons kekebalan tubuh untuk
melawan suatu penyakit.
b. Digunakan dalam pembuatan rekayasa genetika, misalnya untuk terapi gen.
c. Pengobatan secara biologis, yaitu dengan melemahkan atau membunuh
bakteri, jamur, atau protozoa yang bersifat patogen.
5. Pembuatan perangkat elektronik. Tim ilmuwan dari John Innes Center di
Inggris berhasil menginokulasi partikel virus dan mencampurnya dengan
senyawa besi (Fe) untuk membuat kapasitor (alat penyimpan energi listrik).
d. Pemberantasan hama tanaman. Misalnya Baculovirus yang digunakan untuk
biopestisida. Biopestisida ini tidak mencemari lingkungan.
e. Produksi interferon, yaitu sejenis senyawa yang mampu mencegah replikasi
virus di dalam sel induk.
f. Pembuatan hormon insulin, yaitu dengan mencangkokkan virus penyebab
kanker pada gen-gen penghasil insulin dalam tubuh bakteri. Akibatnya, bakteri
tersebut dapat berkembang biak dan memproduksi insulin.
H. Tujuan Pembiakan Virus
Tujuan dari pembiakan virus adalah sebagai berikut:
a. Untuk pembuatan vaksin.
b. Untuk mengetahui ciri-ciri fisik dan kimiawi struktur tubuh virus.
c. Untuk mengetahui cara penyebaran virus.
d. Untuk mengetahui masa inkubasi virus serta cara reproduksinya.
e. Untuk mempelajari perilaku dan cara virus menginfeksi tubuh inang.
I. Penyakit-Penyakit yang Disebabkan oleh Virus dan Penularannya
Virus dapat menyebabkan berbagai penyakit pada manusia, hewan, maupun
tumbuhan. Penyakit-penyakit tersebut antara lain adalah sebagai berikut.
Penyakit pada Manusia
a. Cacar variola (smallpox)
Cacar variola adalah penyakit yang disebabkan oleh virus variola. Gejala-gejala penyakit ini adalah masa inkubasi 12 hari, selama 1 – 5 hari tubuh demam dan lesu, kemudian muncul vesikula (gelembung) pada kulit serta pustula (gelembung berisi nanah) yang membentuk kerak. Selanjutnya, gelembung tersebut lepas dengan meninggalkan bekas berupa parut berwarna merah muda yang lambat laun akan memudar. Cara penularan penyakit ini adalah melalui air liur penderita, udara, atau kontak kulit dengan penderita. Vaksin yang dapat digunakan untuk mencegah cacar variola adalah vaksin virus Orthopoxvirus.
b. Cacar air varisela
Cacar air varisela adalah penyakit yang disebabkan oleh virus varisela (Varicella Zoster Virus atau VZV). Penyakit ini merupakan penyakit ringan yang mudah menular dan sering diderita oleh anak-anak. Gejala cacar air varisela adalah munculnya vesikula (gelembung) pada kulit dan selaput lendir. Pada orang dewasa, cacar air yang disebabkan oleh virus yang sama disebut herpes zoster. Herpes zoster memiliki ciri-ciri yang sama dengan cacar air varisela. Perbedaan kedua penyakit ini adalah cacar air varisela disebabkan infeksi pertama virus, sedangkan herpes zoster disebabkan karena pengaktifan kembali virus laten yang menetap di ganglia sensorik. Cara penularan penyakit ini antara lain melalui kontak fisik dengan penderita, bersin, batuk, pakaian yang tercemar penderita, air ludah, udara, dan napas penderita yang terhirup orang di dekatnya.
c. Campak (morbili = measles)
Campak adalah penyakit yang disebabkan oleh Morbilivirus. Gejala-gejala penyakit ini adalah masa inkubasi 7 – 11 hari, timbul demam, bersin, batuk, pilek, merah pada mata, dan muncul bercak ruam berwarna cokelat pada kulit. Campak merupakan penyakit endemik dan menular, tetapi jika sudah pernah terinfeksi, akan memberikan kekebalan seumur hidup. Cara penularan campak antara lain melalui bersin atau batuk yang dilakukan oleh penderita, atau dengan menyentuh tetesan batuk dan bersin penderita. Pencegahan terhadap penyakit campak dapat dilakukan dengan pemberian vaksin campak.
d. Campak Jerman (Rubela)
Campak Jerman adalah penyakit campak yang disebabkan oleh virus rubela. Rubela sering menyerang anak-anak yang belum mendapatkan vaksin campak, gondongan, dan rubela. Rubela pada anak dan dewasa membaik dengan cepat, tidak bahaya, dan jarang menyebabkan komplikasi. Rubela hanya berbahaya jika terjadi pada wanita hamil. Jika wanita hamil terinfeksi virus rubela, khususnya selama 4 bulan pertama kehamilan, bayi berisiko mengalami kecacatan atau bahkan lahir dalam kondisi meninggal. Gejala-gejala penyakit campak Jerman adalah munculnya ruam dari kepala hingga seluruh tubuh selama 2 – 3 hari, sakit kepala, demam ringan, hidung tersumbat, kelenjar getah bening di leher dan belakang telinga membengkak, hilang nafsu makan, dan konjungtivitis (infeksi pada kelopak dan bola mata). Cara penularan campak Jerman antara lain melalui batuk, bersin atau liur penderita, berbagi makanan dan minuman menggunakan piring dan gelas yang sama dengan penderita, serta menyentuh mata, hidung, dan mulut sendiri setelah memegang bendabenda yang terkontaminasi virus rubela. Pencegahan terhadap rubela dapat dilakukan dengan pemberian vaksin rubela yang biasanya tergabung dalam vaksin MMR (Measles, Mumps, dan Rubela), yaitu vaksin untuk campak (measles), gondongan (mumps), dan rubela.
e. Herpes simpleks
Herpes simpleks adalah penyakit yang menyerang kulit dan selaput lendir. Herpes simpleks disebabkan oleh virus herpes simpleks (HSV-1) dan HSV-2. Gejala penyakit ini adalah timbulnya gelembung-gelembung (vesikula) kecil yang mudah pecah. Infeksi pertama biasanya bersifat setempat dan cenderung hilang timbul. Virus masuk ke dalam tubuh melalui luka kecil. Virus herpes dapat menyerang bayi, anak-anak, dan orang dewasa. Penularan herpes dapat melalui kontak langsung dengan cairan yang berasal dari gelembung-gelembung yang pecah. Selain itu, juga dapat ditularkan melalui hubungan seksual. Pada bayi virus tersebut tidak akan keluar dari tubuh dan tetap laten di dalam sel-sel saraf. Herpes dapat menyerang bagian bagian tubuh seperti mata, bibir, mulut, kulit, alat kelamin, dan kadang-kadang otak.
f. Gondongan
Gondongan adalah penyakit yang disebabkan oleh Paramyxovirus. Virus ini menyerang kelenjar parotis (kelenjar ludah) dan menyebabkan pembengkakan pada kelenjar tersebut. Gejala-gejala penyakit ini adalah demam hingga suhu tubuh mencapai 39,5oC, sakit kepala, nyeri pada anggota gerak dan otot, serta timbulnya pembengkakan di belakang kelenjar parotis yang berdekatan dengan telinga karena adanya peradangan akibat infeksi. Pembengkakan dan rasa nyeri semakin terasa jika menelan makanan yang bersifat asam. Gondongan dapat ditularkan melalui kontak langsung dengan penderita, yaitu melalui ludah, urine, dan muntahan. Gondongan dapat dicegah dengan pemberian vaksin MMR (Measles, Mumps, dan Rubela).
g. AIDS (Acquired Immunodeficiency Syndrome)
AIDS adalah penyakit hilangnya sistem kekebalan tubuh yang disebabkan oleh virus HIV (Human Immunodeficiency Virus). HIV merupakan anggota dari famili Retroviridae, subfamili Lentivirinae, dan genus Lentivirus yang menyerang sel limfosit T CD4. Perjalanan infeksi HIV dapat melalui waktu yang panjang, yaitu sekitar 10 tahun. Mulai dari infeksi primer, penyebaran virus ke organ limfoid, masa laten klinis, timbulnya ekspresi HIV, hingga kematian. Kematian biasanya terjadi 2 tahun setelah timbulnya penyakit klinis yang ditandai dengan tidak adanya respons imunitas terhadap semua infeksi patogen. Gejala yang dapat dilihat antara lain adalah diare kronis, penurunan berat badan, rasa lelah, demam, sesak napas, dan bercak putih pada lidah.
DAFTAR PUSTAKA
Irmaningtyas, 2013, Biologi untuk SMA/MA Kelas X, Erlangga
Istamar Syamsuri. 1507. Biologi Untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta: Erlangga
Nurhayati, nunung., Mukhlis.2014.Biologi untuk SMA / SMK.Bandung:Yrama Widya
