Data Loading...
VIRUS Flipbook PDF
MATERI BIOLOGI SMA/MA KELAS X TENTANG VIRUS
120 Views
45 Downloads
FLIP PDF 436.51KB
BIOLOGI SMA/MA KELAS X
PETA KONSEP
TUJUAN PEMBELAJARAN Setelah mempelajari bab ini, siswa dapat: 1. membedakan virus dengan makhluk hidup lainnya; 2. menjelaskan karakteristik virus; 3. menjelaskan peran virus dalam kehidupan
1.1 Apa Itu Virus? Virus bukanlah suatu sel, melainkan hanya merupakan partikel yang mengandung materi genetik dan protein yang dapat memasuki atau menginfeksi sel hidup. Sel hidup yang diinfeksi kemudian dikendalikan oleh virus untuk menghasilkan materi genetik dan bagianbagian lain dari virus tersebut. Selanjutnya terbentuklah virus-virus baru dalam sel hidup yang diinfeksinya. Materi genetik yang terkandung dalam virus dapat berupa DNA atau RNA. DNA atau RNA ini dibungkus dalam selubung protein khusus dengan bentuk yang berbeda-beda. Reproduksi atau perkembangbiakan virus hanya dapat terjadi pada sel hidup yang diinfeksinya. Oleh karena itu, semua virus merupakan parasit obligat, artinya semua virus betul-betul hanya dapat hidup sebagai parasit. 1.2 Sejarah Penemuan Ilmuwan Tentang Virus
Sejarah penemuan virus dimulai pada tahun 1883 oleh Adolf Mayer, seorang ilmuwan Jerman, ketika sedang mencari penyebab penyakit mosaik pada tembakau. Penyakit ini menghambat pertumbuhan tanaman tembakau dan menyebabkan daunnya mempunyai bercak-bercak, sehingga disebut mosaik. Mayer menemukan bahwa penyakit itu menular ketika ia menemukan bahwa ia dapat memindahkan penyakit tersebut dari satu tanaman ke tanaman lain dengan cara menyemprotkan getah yang diekstraksi dari daun tanaman sakit ke tanaman yang sehat. Mayer berusaha mencari mikroba di dalam getah yang menularkan penyakit tersebut tetapi tidak mendapatkan apapun. Mayer mengambil kesimpulan bahwa penyakit tersebut disebabkan oleh bakteri yang lebih kecil daripada biasanya, yang tidak dapat dilihat dengan mikroskop.
Pada tahun 1892, Dimitri Ivanowsky seorang ilmuwan dari Rusia menguji hipotesis Mayer dengan mengalirkan getah dari daun tembakau yang terinfeksi melalui saringan yang didesain untuk mengambil bakteri. Setelah disaring, getah tersebut masih menimbulkan penyakit mosaik. Ivanowsky masih berpegang teguh pada hipotesis yang menyatakan bahwa bakteri merupakan penyebab penyakit mosaik tembakau, dengan alasan bahwa mungkin bakteri patogen tersebut memiliki bentuk yang sangat kecil sehingga masih dapat melewati saringan. Atau mungkin bakteri tersebut toksin yang dapat melewati saringan dan menimbulkan penyakit.
Pada tahun 1897, Martinus Beijerinck ahli botani dari Belanda menemukan bahwa agen infeksi yang ada di dalam getah yang telah disaring tersebut dapat bereproduksi.
Beijerinck menyemprot tanaman dengan getah yang telah disaring, dan setelah tanaman menderita penyakit mosaik, Beijerinck menggunakan getah dari tanaman tersebut untuk menginfeksi tanaman lain, dan meneruskan proses ini melalui serangkaian proses infeksi. Patogen tersebut pasti sudah bereproduksi, karena kemampuannya menimbulkan penyakit tidak berkurang setelah beberapa kali ditransfer dari tanaman satu ke tanaman yang lain. Sebenarnya patogen tersebut dapat bereproduksi hanya ketika ia berada di dalam inang yang diinfeksinya. Tidak seperti bakteri, agen penyebab penyakit mosaik itu tidak dapat dibiakkan pada medium nutrien di dalam tabung reaksi atau cawan petri. Selain itu patogen tersebut tidak dapat diinaktifkan oleh alkohol yang biasanya membunuh bakteri.
Pada tahun 1935 kesimpulan Iwanovski dan M. Beijerink digugurkan oleh Wendell M. Stanley, ilmuwan Amerika Serikat. Dia berpendapat bahwa penyakit mosaik tembakau disebabkan oleh virus. Wendell mengisolasi dan mengkristalkan virus. Dia berpendapat bahwa virus bukan sel karena dapat dikristalkan. Virus merupakan peralihan antara benda hidup dan tak hidup. Virus tidak sama dengan bakteri karena jika kristal virus ini disuntikkan ke dalam tanaman tembakau yang sehat, virus akan aktif kembali dan melakukan penggandaan sehingga menyebabkan penyakit. Mulai saat itu, orang menjadi tahu bahwa penyebab penyakit yang menyerang tembakau bukanlah bakteri patogen, tetapi virus yang sering disebut dengan virus mosaik tembakau (Tobacco Mosaic Virus atau TMV).
1.3 Karakteristik Virus Virus memiliki ciri dan struktur yang sangat berbeda sama sekali dengan organisme lain, ini karena virus merupakan satu sistem yang paling sederhana dari seluruh sistem genetika. Ciri virus yang telah diidentifikasi oleh para ilmuwan, adalah sebagai berikut: a. Virus hanya dapat hidup pada sel hidup atau bersifat parasit intraselluler obligat. b. Virus memiliki ukuran yang paling kecil dibandingkan kelompok taksonomi lainnya. Ukuran virus yang paling kecil adalah memiliki ukuran diameter 20 nm. 1 nano meter adalah 1/1.000.000.000 meter. Rata-rata ukuran virus adalah 50 kali lebih kecil daripada bakteri, sehingga untuk pengamatan virus di gunakan mikroskop elektron.
c. Nama virus tergantung dari asam nukleat yang menyusun genomnya (materi atau partikel genetik) karena dalam tubuh virus terkandung salah satu asam nukleat, DNA atau RNA saja sehingga terdapat virus DNA dan juga virus RNA. d. Virus tidak memiliki enzim metabolisme dan tidak memiliki ribosom ataupun perangkat/organel sel lainnya, namun beberapa virus memiliki enzim untuk proses replikasi dan transkripsi dengan melakukan kombinasi dengan enzim sel inang, misalnya Virus Herpes. e. Setiap tipe virus hanya dapat menginfeksi beberapa jenis inang tertentu. f. Virus tidak dikategorikan sel karena hanya berisi partikel penginfeksi yang terdiri dari asam nukleat yang terbungkus di dalam lapisan pelindung, pada beberapa kasus asam nukleatnya terdapat di dalam selubung membran. g. Dalam proses reproduksinya, hanya diperlukan asam nukleat. h. Penemuan yang dilakukan oleh Stanley Miller, bahwa beberapa virus dapat dikristalkan sehingga virus bukanlah sel hidup. Akan tetapi, virus memiliki DNA atau RNA sehingga virus dapat juga dikategorikan organisme hidup. 1.4 Struktur Tubuh Virus Virus memiliki struktur yang sangat sederhana, yaitu terdiri dari :
a. Kapsid Kapsid merupakan lapisan pembungkus materi genetik yaitu 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. b. 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. c. Struktur tambahan lainnya(sampul atau envelope) Struktur tambahan lainnya, yaitu selubung virus yang menyelubungi kapsid dan berfungsi untuk menginfeksi inangnya, dikenal sebagai sampul atau envelope. 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. 1.5 Reproduksi(Replikasi) Virus Virus berkembang biak atau bereproduksi dengan cara replikasi (perbanyakan diri), didalam sel inang. Untuk replikasi virus hanya memerlukan asam nukleat. Materi yang diperlukan untuk sintesis protein virus berasal dari sel inang atau hospesnya. Contoh organisme yang menjadi hospes virus adalah bakteri, jaringan embrio, hewan, tumbuhan, dan manusia. Proses replikasi virus dapat dibedakan menjadi 2 yaitu siklus litik dan siklus lisogenik. a. Siklus litik Siklus litik yaitu replikasi virus yang disertai matinya sel inang setelah terbentuk anakan virus baru Siklus litik terjadi apabila pertahanan sel inang lemah dibandingkan daya infeksi virus sehingga tahap-tahap (adsorbsi, penetrasi, sintesis, pematangan, lisis) dari replikasi virus berlangsung cepat. Virus yang mampu
bereproduksi secara litik disebut virus virulen. Pada siklus litik sel inang akan pecah dan mati setelah terbentuk anakan virus baru (virion). Terdapat beberapa tahapan dalam siklus litik, yaitu sebagai berikut : Tahap Adsorpsi, Pada tahap ini, ekor virus mulai menempel di dinding sel bakteri. Virus hanya menempel pada dinding sel yang mengandung protein khusus yang dapat ditempeli protein virus. Menempelnya virus pada dinding sel disebabkan oleh adanya reseptor pada ujung serabut ekor. Setelah menempel, virus akan mengeluarkan enzim lisozim yang dapat menghancurkan atau membuat lubang pada sel inang. Tahap Injeksi. Proses injeksi DNA ke dalam sel inang ini terdiri atas penambatan lempeng ujung, kontraksi sarung, dan penusukan pasak berongga ke dalam sel bakteri. Pada peristiwa ini, asam nukleat masuk ke dalam sel, sedangkan selubung proteinnya tetap berada di luar sel bakteri. Jika sudah kosong, selubung protein ini akan terlepas dan tidak berguna lagi. Tahap Sintesis (Pembentukan). Pada tahap ini terjadi
pembentukan asam
nukleat (salinan genom) dan komponen-komponen virus dengan menghidrolisis DNA sel inang. 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. Tahap Litik. Pada tahap ini terjadi
pemecahan dinding sel inang dengan
menggunakan enzim lisozim (lisozyme) yang berfungsi merusak dinding sel bakteri sehingga virus baru akan keluar dan menyerang sel inang yang baru. b. Siklus lisogenik Siklus lisogenik terjadi apabila sel inang memilki pertahanan yang lebih baik dibandingkan dengan daya infeksi virus sehingga sel inang tidak segera pecah, bahkan dapat bereproduksi secara normal (membelah). Pada siklus lisogenik, terjadi replikasi genom virus, tetapi tidak menghancurkan sel inang. Terdapat beberapa tahapan dalam siklus lisogenik, yaitu sebagai berikut :
Tahap Adsorpsi dan Tahap Injeksi. Tahapan ini sama seperti tahap adsorpsi dan tahap injeksi siklus litik.
Tahap Penggabungan. Setelah melalui tahap injeksi, DNA virus yang telah diinjeksikan ke dalam sel bakteri, akan diintegrasikan atau digabungkan pada bagian tertentu dari materi genetik sel bakteri sehingga terbentuk
profag
(prophage). Selama dalam kondisi profag, materi genetik virus akan dipertahankan dorman atau diam serta tidak akan diterjemahkan sehingga sel inang tidak akan sadar kalau materi genetiknya telah disisipi materi genetik virus.
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.
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.
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.
Tahap Litik. 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.
1.6 Peran Virus Dalam Kehidupan a.
Virus Menguntungkan
o Virus dapat digunakan untuk memproduksi interveron yaitu sejenis senyawa yang dimanfaatkan untuk mencegah replikasi virus di dalam sel.
o Virus juga dimanfaatkan untuk pembuatan vaksin berbagai jenis mikroba penyebab penyakit bagi manusia seperti: vaksin sabin dan salk untuk mencegah penyakit polio. o Virus dapat dimanfaatkan sebagai antibakterial karena dapat menghancurkan bakteribakteri yang mengganggu pada produk-produk makanan yang diawetkan. o Virus dapat dimanfaatkan sebagai bahan pembuatan insulin. Sebagai contoh virus penyebab kanker dapat dicangkokkan bersama dengan gen-gen penghasil insulin atau zat lain ke bakteri sehingga bakteri tersebut dapat berkembangbiak dengan cepat dan sekaligus memproduksi insulin atau zat lain. o Beberapa virus dapat dimanfaatkan untuk re-kombinasi genetika. Melalui terapi gen, gen penyebab inveksi yang terdapat di dalam virus dapat diubah menjadi gen baik (gen Penyembuh). o Virus bermanfaat sebagai antibodi pada serum darah sebagaimana sekresi pada membran mukosa yang membantu tubuh menghancurkan unsur-unsur asing seperti virus (virus melawan virus). o Virus berguna sebagai model sistem untuk mempelajari peristiwa-peristiwa yang mengendalikan informasi genetik, karena virus sebenarnya adalah potongan-potongan informasi genetik yang berbeda dengan informasi genetik sel.
b.
Virus Merugikan
o Menyebabkan penyakit pada manusia 1) Virus influenza, virus ini menyerang bagian atas saluran pernapasan. 2) Paramyxovirus, menyebabkan penyakit campak. 3) Herpesvirus varicella, menyebabkan cacar air. 4) Corona, menyebabkan SARS (Severe Accute Respiratory Syndroms), merupakan penyakit yang menyerang sistem pernapasan. 5) Virus Cikungunya, menyebabkan penyakit cikungunya. 6) Virus hepatitis A dan hepatitis B, menyebabkan penyakit hepatitis. 7) Virus Onkogen, menyebabkan kanker. 8) Tagovirus (flavovirus), menyebabkan demam berdarah.
9) HIV
(Human
Imunodeficiency
Virus),
menyebabkan
AIDS
(Acquired
Imunodeficiency Syndrome). o Menyebabkan penyakit pada hewan 1) Polyma, penyebab tumor pada hewan. 2) Rous Sarcoma Virus (RSV), penyebab kanker pada ayam. 3) Rhabdovirus, penyebab rabies pada vertebrata (anjing, kera, dan lain lain). Vaksin rabies ditemukan oleh Louis Pasteur. 4) Tetelo pada ayam atau NCD (New Castle Disease). 5) Penyakit kuku dan mulut pada ternak, seperti sapi dan kambing. o Menyebabkan penyakit pada tumbuhan 1) Virus mozaik penyebab mozaik (bercak kuning) pada tembakau. 2) CVPD (Citrus Vein Phloem Degeneration) penyebab penyakit pada jeruk. 3) Virus tungro, penyebab penyakit pada tanaman padi. Vektornya adalah wereng hijau dan wereng cokelat
LATIHAN SOAL . Jawablah pertanyaan di bawah ini! 1. Jelaskan lima ciri-ciri dari virus! 2. Apakah yang dimaksud dengan genom? 3. Penamaan virus berdasarkan asam nukleat yang dikandungnya sehingga ada yang dikelompokan menjadi virus RNA dan virus DNA, berikan tiga contoh sari masing-masing kelompok tersebut! 4. Apakah manfaat virus bagi kehidupan? 5. Jelaskan dengan contoh virus flu burung, apa yang dimaksud dengan virus memiliki kisaran inang? 6. Jelaskan perbedaan siklus litik dan lisogenik! 7. Jelaskan tiga faktor yang menyebabkan virus dapat menjadi masalah global! 8. Sebutkan dan jelaskan struktur virus! 9. Bagaimanakah agar kita tidak terinfeksi penyakit flu burung? 10. Sebutkan masing-masing empat contoh penyakit yang disebabkan oleh virus pada tanaman, hewan dan manusia!