A. Pengertian Virus
Virus adalah parasit berukuran mikroskopis yang menginfeksi sel organisme biologis.Virus bersifata parasit obligat,hal tersebut disebabkan karena virus hanya dapat bereproduksi didalam material hidup dengan menginvasi dan memanfaatkan sel makhluk hidup karena virus tidak memiliki perlengkapan selular untuk bereproduksi sendiri.Biasanya virus mengandung sejumlah kecil asam nukleat (DNA atau RNA,tetapi tidak kombinasi keduanya) yang diselubungi semacam bahan pelindung yang terdiri atas protein lipid,glikoprotein atau digunakan untuk memuat bahan genetik maupun protein yang dibutuhkan dalam daur hidupnya.
Virus dapat berbiak jika hanya asam nukleat dari genom virus yang masuk ke dalam sel, berarti asam nukleatnya juga infektif. Sebaliknya, pada semua tingkatan siklus hidup organisme nonvirus terdiri atas sel yang dikelilingi oleh membran sel dan mempunyai sistem metabolisme lengkap dan mandiri yang mencakup mitokondria dan ribosom.
Virus merupakan kesatuan yang mengandung asam nukleat DNA atau RNA,mengandung protein selubung. Kadang-kadang virus tertutup oleh envelope dari lipid, protein dan karbohidrat yang mengelilingi asam nukleat virus. Virus bermultivikasi didalam sel hidup dengan menggunakan mesin penyintesis dari sel inang.
Kisaran inang virus amat luas meliputi bakteri, fungi, protista, tanman, hewan vertebrata maupun hewan nonvetebrata. Permukaan virus berinteraksi dengan reseptor spesifik pada permukaan sel inang dengan pengikatan hidrogen. Ukuran virus dapat ditentukan dengan bantuan mikroskop elektron, diketahui panjangnya berkisar antara 20-14.000 nm.
Informasi sel didalam kromosom disebut genom. Genom sel diorganisasi didalam kromosom. Kromosom adalah suati struktur yang mengandung DNA, dimana DNA secara fisik membawa informasi herediter. Kromosom mengandung gen, gen adalah segmen dari DNA (keculai pada beberapa virus RNA), dimana gen mengkode protein.
Virus DNA adalah virus yang materi genetiknya berupa asam nukleat yang berbentuk rantai ganda berpilin. Di dalam sel inangnya, DNA pada virus akan mengalami replikasi menjadi beberapa DNA dan juga akan mengalami transkripsi menjadi mRNA. mRNA akan mengalami translasi untuk menghasilkan protein selubung virus. Masih di dalam sel inang, DNA dan protein virus mengkonstruksikan diri menjadi virus – virus baru. mRNA juga akan membentuk enzim penghancur (Lisozim) sehingga sel inang lisis (hancur) dan virus – virus keluar untuk menginfeksi sel inang lainnya
Virus RNA adalah virus yang materi genetiknya berupa asam nukleat yang berbentuk rantai tunggal atau ganda tidak berpilin. Di dalam sel inangnya, RNA pada virus akan mengalami transkripsi balik menjadi Hibrid RNA-DNA dan akhirnya membentuk DNA. Selanjutnya DNA virus akan masuk ke inti sel inangnya, menyisip ke dalam DNA inangnya. DNA virus akan merusak DNA inangnya dan membentuk mRNA. mRNA akan mengalami translasi untuk menghasilkan protein selubung virus untuk menbentuk virus – virus baru.
B. Komponen Penyusun Virus
· Genom Virus
Virus mempunyai keberagaman genetik lebih besar ketimbang kelompok organisme yang lain. Keberagaman yang besar itu terjadi melalui seleksi alam yang bekerja pada genom virus yang berubah secara sinambung sebagai akibat dari mutasi, rekombinasi, dan penggabungan kembali.
Kita biasanya membayangkan bahwa gen terbuat dari DNA untai ganda heliks ganda yang konvensional tetapi virus seringkali melanggar anggapan ini. Virus terdiri dari Genom (kumpulan gen) mungkin terdiri dari DNA untai-ganda, DNA untai tunggal, RNA untai-ganda, atau RNA untai-tunggal, tergantung tipe virusnya. Suatu virus bisa disebut sebagai virus DNA atau virus RNA, tergantung dari asam nukleat yang mennyusun genomnya. Pada masing-masing kasus, genomnya biasanya tersusun menjadi molekul asam nukleat linear tunggal atau sirkuler, Virus yang terkecil hanya memiliki 4 gen, sedangkan yang besar memiliki beberapa ratus.
· Kapsid dan Selubung
Kulit protein yang menyelubungi genom virus disebut Kapsid, Tergantung dari tipe virusnya, kapsid dapat berbentuk batang (lebih tepatnya heliks), polihedral, atau bentuk yang lebih kompleks. Kapsid terbentuk dari banyak subunit protein yang disebut kapsomer, tetapi jumlah jenis proteinnya biasanya sedikit. Virus mosaik tembakau, misalnya, memiliki kapsid batang yang kaku, yang terbuat lebih dari seribu molekul tetapi dari satu jenis protein saja (gambar 2.1a). Adenovirus, yang menginfeksi saluran pernapasan hewan, memiliki 252 molekul protein identik yang tersusun menjadi kapsid polihedral dengan 20 faset segitiga—suatu ikosahedron.
Virus terdiri dari asam nukleat (DNA atau RNA) yang terbungkus di dalam suatu lapisan protein (kapsid) dan kadangkala masih terbungkus lagi di dalam suatu selubung membran. Masing-masing subunit protein yang menyusun kapsid disebut kapsomer. Walaupun virus memiliki berbagai ukuran dan bentuk, mereka memiliki motif struktural yang sama, sebagian besar termasuk dalam keempat contoh yang diperlihatkan di sini. (a) Virus mosaik tembakau memiliki kapsid heliks dengan bentuk keseluruhan seperti batang yang kaku. (b) Adenovirus memiliki kapsid polihedral dengan tanduk glikoprotein nada setiap puncak (c) Virus influenza memiliki selubung luar yang dihiasi oleh tanduk glikoprotein. Genomnya terdiri dari delapan molekul RNA, masing-masing terbungkusdi dalam sebuah kapsid heliks. (d) Faga adalah virus yang menginfeksi bakteri. Faga T-genap, seperti T4, memiliki sebuah kapsid yang kompleks, yang tersusun dari sebuah kepala polihedral dan sebuah perlengkapan ekor. DNA disimpan di kepala, dan bagian ekor berfungsi dalam penginjeksian DNA ini ke dalam bakteri.
C. DNA dan RNA Virus
DNA adalah makromolekul yang terusun atas unit berulang yang disebut nukleotida tediri atas basa nitrogen adenin (A), timin (T), sitosin(C) atau guanin (G) ; deoksiribosa (suatu gula pentosa) dan sebuah gugus fosfat. DNA didalam sel terdapat sebagai rantai panjang nukleotida yan berpasangan dan membelit menjadi satu membentuk struktur heliks ganda (double heliks). Kedua rantai terkait oleh ikatan hidrogen yang terdapat diantara basa-basa nitrogen. Pasangan basa selalu terdapat dalam pola spesifik yaitu adenin yang selalu berpasangan dengan timin, dan sitosin yang selau berpasangan dengan guanin.
DNA merupakan polimer yang terdiri dari tiga komponen utama,yaitu :
· gugus fosfat
· gula deoksiribosa
· basa nitrogen, yang terdiri dari: Adenina (A), Guanina (G), Sitosina (C), dan Timina (T)
Sebuah unit monomer DNA yang terdiri dari ketiga komponen tersebut dinamakan nukleotida, sehingga DNA tergolong sebagai polinukleotida. Rantai DNA memiliki lebar 22-24 Å, sementara panjang satu unit nukleotida 3,3 Å. Walaupun unit monomer ini sangatlah kecil, DNA dapat memiliki jutaan nukleotida yang terangkai seperti rantai. Misalnya, kromosom terbesar pada manusia terdiri atas 220 juta nukleotida
Rangka utama untai DNA terdiri dari gugus fosfat dan gula yang berselang-seling. Gula pada DNA adalah gula pentosa(berkarbon lima), yaitu 2-deoksiribosa. Dua gugus gula terhubung dengan fosfat melalui ikatan fosfodiester antara atom karbon ketiga pada cincin satu gula dan atom karbon kelima pada gula lainnya. Salah satu perbedaan utama DNA dan RNA adalah gula penyusunnya; gula RNA adalah ribosa.
RNA atau asam ribonukleat merupakan asam nukleat polimer yang melakukan peran penting dalam menerjemahkan kode genetik dari DNA untuk produk protein. Hal ini ditemukan dalam inti sel dan sitoplasma. Hal ini biasanya molekul beruntai tunggal dengan rantai nukleotida lebih pendek. Gula ini adalah ribosa. Beberapa virus RNA menanamkan RNA ke sel inang dan melewatkan host DNA untuk duplikasi dan decoding. DNA di sini bertindak sebagai pola untuk virus RNA kemudian mentranskripsi menjadi protein virus. Beberapa virus RNA menanamkan enzim transkriptase yang mentransfer virus RNA terhadap virus DNA dan menggabungkan ke dalam DNA inang. Kemudian mengikuti proses replikasi DNA. Replikasi biasanya terjadi di sitoplasma. Mutasi adalah penyebab utama perubahan dalam kode genetik dari virus. Dalam RNA mutasi lebih tinggi karena RNA. polimerase adalah mungkin untuk melakukan kesalahan. Mereka tidak stabil dan mengganti mantel protein yang bisa menipu sistem kekebalan tubuh.
D. Aliran Genetik
Aliran informasi genetik mengikuti dogma sentral ( central dogma ) dalam genetika. Dogma sentral merupakan konsep dasar sifat hereditas yang menentukan ciri-ciri spesifik suatu spesies,yaitu aliran informasi bahan genetik dari DNA ke asam amino protein.Pada dogma genetik dikenal tiga proses yaitu :
· Proses replikasi yaitu proses pengadaan bahan informasi genetik.
· Proses transkripsi yaitu prses sintesis RNA dengan menggunakan DNA sebagai cetakan.
· Proses translasi yaitu proses penerjamahan kode genetik pada mRNA menjadi urusan asam amino dalam sintesis protein.
DNA direplikasi sebelum pembelahan sel,sehingga kedua sel anak menerima kromosom yang identik dengan induknya.Pada setiap sel DNA selanjutnya ditranskripsi kedalam mRNA dan kemudian ditranslasi menjadi protein.
· Replikasi DNA
Pada replikasi DNA, satu molekul DNA heliks ganda di konversi menjadi dua molekul nak yang identik.Karena bas pada kedua rantai heliks ganda saling komlementer,maka suatu rantai berfungsi sebgai cetakan bagi produksi suatu rantai anak yang baru.
Proses replikasi mulamula berlangsung dengan bekerjanya enzim topoisomerase ( girase ) dengan mengendorkan lilitan DNA dupleks.Enzim helikase selanjutnya bekerja dengan cara memotongikatan hdrogen diantara basa-basa penyusun Dna sehingga lilitan ratai ganda DNA menjadi terbuka.Enzim singel strand binding (ssb) protein akan menstabilkan DNA untai tunggal yang terbenuk dengan cara menjaga DNA untai tuggal untuk tidk bersatu kembali.Pada tahap replikasi selanjutnya ,enzim perimase menyintesis Rna berupa potongan pendek RNA.
· Transkripsi RNA dan Sintesis Protein
Transkripsi merupakan pembentukan/sintesis RNA dari salah satu rantai DNA, sehingga terjadi proses pemindahan informasi genetik dari DNA ke RNA. Fungsi ini disebut fungsi heterokatalis DNA karena DNA mampu mensintesis senyawa lain yaitu RNA. Sebuah rantai DNA digunakan untuk mencetak rantai tunggal mRNA dengan bantuan enzim polimerase. Enzim tersebut menempel pada kodon permulaan, umumnya adalah kodon untuk asam amino metionin. Pertama-tama, ikatan hidrogen di bagian DNA yang disalin terbuka. Akibatnya, dua utas DNA berpisah.
Salah satu polinukleotida berfungsi sebagai pencetak atau sense, yang lain sebagai gen atau antisense. Misalnya pencetak memiliki urutan basa G-A-G-A-C-T, dan yang berfungsi sebagai gen memiliki urutan basa komplemen C-T-C-T-G-A. Karena pencetaknya G-A-G-A-C-T, maka RNA hasil cetakannya C-U-C-U-G-A. Jadi, RNA C-U-C-U-G-A merupakan hasil kopian dari DNA C-T-C-T-G-A (gen), dan merupakan komplemen dari pencetak.
Transkripsi DNA akan menghasilkan mRNA (messenger RNA). Pada organisme eukariot, mRNA yang dihasilkan itu tidak langsung dapat berfungsi dalam sintesis polipeptida, sebab masih mengandung segmen-segmen yang tidak berfungsi yang disebut intron. Sedangkan segmen-segmen yang berfungsi untuk sintesis protein disebut ekson. Di dalam nukleus terjadi pematangan/pemasakan mRNA yaitu dengan jalan melepaskan segmen-segmen intron dan merangkaikan segmen-segmen ekson. Gabungan segmen-segmen ekson membentuk satu rantai/utas mRNA yang mengandung sejumlah kodon untuk penyusunan polipeptida. Rantai mRNA ini dikenal sebagai sistron.
Fungsi dasar yang harus dijalankan oleh DNA sebagai materi genetik adalah fungsi fenotipik. Artinya, DNA harus mampu mengatur pertumbuhan dan diferensiasi individu organisme sehingga dihasilkan suatu fenotipe tertentu. Fungsi ini dilaksanakan melalui ekspresi gen, yang tahap pertamanya adalah proses transkripsi, yaitu perubahan urutan basa molekul DNA menjadi urutan basa molekul RNA. Dengan perkataan lain, transkripsi merupakan proses sintesis RNA menggunakan salah satu untai molekul DNA sebagai cetakan (templat)nya.
E. Perbedaan Virus DNA dan RNA
Pada virus DNA, integrasi DNA virus adalah sama seperti bagaimana host awalnya akan menggabungkan DNA. Virus akan menanamkan kode genetik khusus untuk membran DNA inang kemudian dengan bantuan RNA polimerase duplikasi terjadi. Replikasi biasanya terjadi dalam nukleus. Dengan terbentuknya virus dilakukan selama fase litik, membran sel inang dan memisahkan virus baru dibebaskan. Tingkat mutasi pada DNA lebih rendah karena DNA polymerase adalah memiliki aktivitas penyulingan. Mereka adalah parasit intraseluler menarik dan mereka tanpa perasaan menghubungkan dengan perubahan yang terjadi dalam host. Kekhasan dari virus DNA sering menyimpulkan pada tingkat transkripsi. Jenis virus yang mengapa vaksin bekerja secara efektif sepanjang tahun.
RNA atau asam ribonukleat merupakan asam nukleat polimer yang melakukan peran penting dalam menerjemahkan kode genetik dari DNA untuk produk protein. Hal ini ditemukan dalam inti sel dan sitoplasma. Hal ini biasanya molekul beruntai tunggal dengan rantai nukleotida lebih pendek. Gula ini adalah ribosa. Beberapa virus RNA menanamkan RNA ke sel inang dan melewatkan host DNA untuk duplikasi dan decoding. DNA di sini bertindak sebagai pola untuk virus RNA kemudian mentranskripsi menjadi protein virus. Beberapa virus RNA menanamkan enzim transkriptase yang mentransfer virus RNA terhadap virus DNA dan menggabungkan ke dalam DNA inang. Kemudian mengikuti proses replikasi DNA. Replikasi biasanya terjadi di sitoplasma. Mutasi adalah penyebab utama perubahan dalam kode genetik dari virus. Dalam RNA mutasi lebih tinggi karena RNA. polimerase adalah mungkin untuk melakukan kesalahan. Mereka tidak stabil dan mengganti mantel protein yang bisa menipu sistem kekebalan tubuh.
Perbedaan Virus RNA vs DNA:
· DNA virus sebagian besar beruntai ganda sedangkan virus RNA beruntai tunggal.
· RNA tingkat mutasi lebih tinggi dari laju mutasi DNA.
· Replikasi DNA terjadi di inti sementara replikasi RNA terjadi dalam sitoplasma.
· DNA virus yang stabil sementara virus RNA tidak stabil.
· Pada virus DNA, kode genetik virus disuntikkan dalam DNA inang untuk duplikasi dan decoding. RNA virus melewatkan DNA untuk duplikasi dan decoding.
F. Mutasi gen
Virus mengalami perubahan genetik dengan beberapa mekanisme. Ini termasuk proses yang disebut antigenic drift di mana basis individu dalam DNA atau RNA bermutasi menjadi basis lain. Sebagian besar mutasi titik adalah "diam" mereka tidak mengubah protein gen mengkodekan. Tetapi yang lain dapat memberikan keuntungan evolusi seperti resistensi terhadap obat antivirus pergeseran antigenik terjadi ketika ada perubahan besar dalam genom virus. Hal ini dapat menjadi hasil dari rekombinasi atau reassortment. Ketika hal ini terjadi dengan virus influenza, pandemi mungkin timbul. virus RNA sering ada sebagai quasispecies atau kawanan virus dari spesies yang sama tetapi dengan genom urutan nukleosida sedikit berbeda. Quasispecies tersebut adalah target utama untuk seleksi alam. Genom tersegmentasi memberikan keuntungan evolusi; strain yang berbeda dari virus dengan genom tersegmentasi dapat ber-shuffle dan menggabungkan gen dan menghasilkan virus keturunan atau (keturunan) yang memiliki karakteristik yang unik. Ini disebut reassortment atau seks virus. Rekombinasi genetik adalah proses dimana sebuah untai DNA rusak dan kemudian bergabung ke ujung molekul DNA yang berbeda. Hal ini dapat terjadi ketika virus menginfeksi sel-sel secara simultan dan studi tentang evolusi virus telah menunjukkan bahwa rekombinasi telah merajalela dalam spesies yang diteliti. Rekombinasi adalah sama untuk kedua RNA dan DNA virus.
Daftar Pustaka
Brooks, F.G. 2005. Mikrobiologi Kedokteran. Jakarta : Salemba Medika
Frank, F., dkk. 1995. Virologi veteriner edisi kedua. Semarang : IKIP semarang press
Pratiwi.C.S. 2008. Mikrobiologi Farmasi. Bandung: Erlangga