Learning Objectiv [Virus]

Learning Objectiv

1. Mengetahui Struktur,Komponen Kimia, Bentuk, dan Taksonomi Virus

2. Mengetahui Struktur DNA dan RNA

3. Mengetahui Tentang Replikasi Virus dan Metabolisme Virus

4. Mengetahui Beberapa Contoh Obat Anti Viral

Pembahasan

A. Definisi dan Ciri – Ciri Virus

Virus adalah parasit obligat interseluler berukuran mikroskopik yang menginfeksi sel organisme biologis karena untuk melakukan pertumbuhan dan perkembangan memerlukan sel hidup. Virus adalah parasit tingkat genetis, karena virus mampu menimbulkan berbagai penyakit. Adapun sifat-sifat khusus menurut Lwoff, Horne dan Tauriner (1966) adalah :

1. Bahan genetic virus terdiri dari asam ribonukleat (RNA) atau asam deoksi ribonukleat (DNA), akan tetapi tidak terdiri dari kedua jenis asam nukleat sekaligus.
2. Struktur virus secara relative sangat sederhana, yaitu terdiri dari pembungkus yang mengelilingi atau melindungi asam nukleat.
3. Virus mengadakan reproduksi hanya dalam sel hidup, yaitu di dalam nucleus, sitoplasma atau di dalam kedua-duanya dan tidak menadakan kegiatan metabolisme jikaberada di luar sel hidup.
4. Virus mempunyai informasi genetic system Lipman untuk sintesis energy berpotensi tinggi.
5. Virus tidak membelah diri dengan cara pembelahan biner(binary fission). Partikel virus baru dibentuk dengan suatu proses biosintesis majemuk yang dimulai dengan pemecahan suatu partikel virus nfektif menjadi lapisan protein pelindung dan komponen asam nukleat infektif.
6. Asam nukleat partikel virus yang menginfeksi sel mengambil alih kekuasaan dan pengawasan system enzim sel hospesnya, sehingga selaras dengan proses sintesis asam nukleat dan protein virus.
7. Virus yang menginfeksi sela akan mepergunakan ribosom sel hospes untuk keperluan metabolismenya.
8. Komponen-komponen utama virus dibentuk secara terpisah dan baru digabung di dalam sel hospes tidak lama sebelum dibebaskan.
9. Selama berlangsungnya proses pembebasan, beberapa partikel virus mendapat selubung luar yang mengandung lipid protein dan bahan-bahan yang sebagian beasal dari sel hospes.
10. Partikel virus lengkap disebut virion dan terdiri dari inti asam nukleat yang dikelilingi lapisan protein yang bersifat antigenic yang disebut kapsid dengan atau tanpa selubung luar kapsid (Syahrurachman, A : 1993).


B. Taksonomi Virus

Pengklasifikasian virus yang meliputi banayk hal yaitu mulai dari karakteristik (morfologi, genom,fisika-kimia,dan sifat fisiologisnya,protein,antigenic, dan sifat biologisnya) hingga tingkatan ordo, famili, genus, dan spesies

Ordo virus: Ordo ditandai dengang akhiran ”Virales”. Salah satu virus yg telah diberi penamaan oleh ICTV (International Commitee on Taxonomy of Virus) adalah “Mononegavirales”,yg terdiri dari famili “Paramyxoviridae,Rhabdoviridae,dan Filoviridae”
Famili virus: Famili ditandai dengan adanya kata akhiran yaitu adalah “Viridae”. Contohnya : Pironaviridae, Togaviridae, Poxiviridae.
Genus virus: Genus virus ditandai dg tambahan Virus”. Ditandai dengan akhiran “Virus” (misal: Genus Simplex virus dan genus Varicellovirus pada Alphaherpesvirinae).
Spesies virus: Menggambarkan suatu kelas polythetic pada virus yang merupakan replikasi keturunan dan menempati bagian relung ekologinya (Nicklin,1999).


Agar dapat melindungi nukleoprotein, molekul polipeptida harus tersusun simetris, dan sampai saat ini dikenal 2 simetris yaitu :

1. Simetris ikosahedral
Adalah bentuk tata ruang yang dibatasi 20 segitiga sama sisi. Bentuk ini mempunyai aksis rotasi berganda. Karena keteraturannya, jumlah kapsomer yang ada pada virion dapat dihitung dengan rumus tertentu. Pada piconavirus terdapat 60 kapsomer, adenovirus 252 kapsomer, herpesvirus 162, papovirus 72 (Pelczar, M.J & Chan, E.C.S. 1986).
2. Simetris heliks
Asam nukleat yang memanjang dikelilingi oleh molekul-molekul protein yang tersusun seperti spiral, sehingga hanya mempunyai 1 aksis rotasi. Contoh simetris demikian ditemukan pada myxovirus dan rhabdivirus (Pelczar, M.J & Chan, E.C.S. 1986).


C.Struktur,Komponen, dan Macam – Macam Bentuk Virus

Struktur Virus

• Kapsid
Kapsid merupakan lapisan pembungkus tubuh virus, yang tersusun atas protein. Kapsid terdiri dari sejumlah kapsomer yan terikat satu sama lain dengan ikatan nonkovalen. Fungsi kapsid adalah untuk memberi bentuk virus, sebagai pelindung dari kondisi lingkungan yang dapat merugikan dirinya, mempermudah proses penempelan pada proses penembusan ke dalam sel (Pelczar, M.J & Chan, E.C.S. 1986).
Di luar kapsid terdapat selubung luar (envelope) yang terdiri dari protein dan lipid, dimana spike glikoprotein (peplomer)menempel. Hanya 5 kelompok virus yang terdapat dalam keadaan telanjang yaitu piconarvirus, reovirus, adenovirus, papovirus, dan parvovirus (Pelczar, M.J & Chan, E.C.S. 1986).

• Isi
Berada di dalam kapsid berupa materi genetik yaitu DNA dan RNA. Virus hanya memiliki satu asam nukleat saja. Asam nukleat sering bergabung dengan protein membentuk nukleoprotein. Virus tumbuhan berisi RNA dan DNA, virus hewan mengandung RNA atau DNA saja, sedang virus bakteri berisi DNA (Pelczar, M.J & Chan, E.C.S. 1986).

• Kepala dan Ekor
Ekor virus berfungsi melekatkan tubuh virus pada inang. Struktur virus ada 2 macam, yaitu virus telanjang dan virus terselubung. Virus telanjang terdiri dari 5 kelompok yaitu Piconavirus, Reovirus, Adenovirus, Papovavirus, dan Parvovirus. Sedang virus lain di luar kapsid terdapat selubung luar (envelope) yang terdiri dari protein (Pelczar, M.J & Chan, E.C.S. 1986).


Komponen Kimia Virus

• Asam Nukleat
DNA dan RNA ditemukan pada virus. Akan tetapi, satu jenis virus hanya terdiri dari DNA saja atau RNA saja. Asam nukleat pada virus diselubungi oleh kapsid, yang disebut nukleokapsid (Josowinodo, 1993).
• Kapsid
Kapsid adalah selubung yang berupa protein. Kapsid terdiri dari bagian-bagian yang disebut kapsomer. Ada dua macam nukleokapsid, yaitu: Nukleokapsit telanjang. Nukleokapsid yang diselubungi satu membrane pembungkus( Josowinodo, 1993 )
• Protein
Protein ialah komponen kimiawi utama yang lain pada virus, dan merupakan bagian terbesar dalam kapsid (Pelczar, M.J & Chan, E.C.S. 1986).
• Lipid
Berbagai ragam senyawa lipid telah ditemukan pada virus. Senyawa ini meliputi fosfolipid, glikolipid, lemak-lemak alamiah, asam lemak, aldehide lemak, dan kolesterol. Fosfolipid adalah substansi lipid yang predominan dan dijumpai pada sampul virus (Pelczar, M.J & Chan, E.C.S. 1986).
• Karbohidrat
Semua virus mengandung karbohidrat karena asam nukleatnya itu sendiri mengandung ribose dan deoksiribose (Pelczar, M.J & Chan, E.C.S. 1986)


D . Struktur DNA dan RNA

Struktur DNA

DNA merupakan makromolekul polinukleotida yang tersusun atas polimer nukleotida yang berulang-ulang, tersusun rangkap, membentuk DNA haliks ganda dan berpilin ke kanan.Setiap nukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu : Gula 5 karbon (2-deoksiribosa), basa nitrogen yang terdiri golongan purin yaitu adenin (Adenin = A) dan guanin (guanini = G), serta golongan pirimidin, yaitu sitosin (cytosine = C) dan timin (thymine = T), gugus fosfat (Campbell et al., 2000).

Berikut susunan struktur kimia komponen penyusun DNA : Baik purin ataupun pirimidin yang berkaitan dengan deoksiribosa membentuk suatu molekul yang dinamakan nukleosida atau deoksiribonukleosida yang merupakan prekursor elementer untuk sintesis DNA.Prekursor merupakan suatu unsur awal pembentukan senyawa deoksiribonukleosida yang berkaitan dengan gugus fosfat. DNA tersusun dari empat jenis monomer nukleotida.

Keempat basa nitrogen nukleotida di dalam DNA tidak berjumlah sama rata.Akan tetapi, pada setiap molekul DNA, jumlah adenin (A) selalu sama dengan jumlah timin (T).Demikian pula jumlah guanin (G) dengan sitisin(C) selalu sama.Fenomena ini dinamakan ketentuan Chargaff.Adenin (A) selalu berpasangan dengan timin (T) dan membentuk dua ikatan hidrogen (A=T), sedagkan sitosin (C) selalu berpasangan dengan guanin (G) dan membentuk 3 ikatan hirogen (C = G) (Campbell et al., 2000).

Stabilitas DNA heliks ganda ditentukan oleh susunan basa dan ikatan hidrogen yang terbentuk sepanjang rantai tersebut.karean perubahan jumlah hidrogen ini, tidak mengehrankan bahwa ikatan C=G memerlukan tenaga yang lebih besar untuk memisahkannya.

DNA merupakan makromolekul yang struktur primernya adalah polinukleotida rantai rangkap berpilin.Sturktur ini diibaratkan sebagai sebuah tangga.Anak tangganya adalah susunan basa nitrogen, dengan ikatan A-T dan G-C.Kedua “tulang punggung tangganya” adalah gula ribosa.Antara mononukleotida satu dengan yang lainnya berhubungan secara kimia melalui ikatan fosfodiester.DNA heliks ganda yang panjangnya juga memiliki suatu polaritas.Polaritas heliks ganda berlawanan orientasi satu sama lain.Kedua rantai polinukleotida DNA yang membentuk heliks ganda berjajar secara antipararel (Campbell et al., 2000).

Replikasi DNA

Replikasi adalah peristiwa sintesis DNA.Saat suatu sel membelah secara mitosis, tiap-tiap sel hasila pembelahan mengandung DNA penuh dan identik seperti induknya.Dengan demikian, DNA harus secara tepat direplikasi sebelum pembelahan dimulai.Replikasi DNA dapat terjadi dengan adanya sintesis rantai nukleotida baru dari rantai nukleotida lama.Proses komplementasi pasangan basa menghasilkan suatu molekul DNA baru yang sama dengan molekul DNA lama sebagai cetakan.Kemungkinan terjadinya replikasi dapat melalui tiga model.

Model pertama adalah model konservatif, yaitu dua rantai DNA lama tetap tidak berubah, berfungsi sebagai cetakan untuk dua dua rantai DNA baru.

Model kedua disebut model semikonservatif, yaitu dua rantai DNA lama terpisah dan rantai baru disintesis dengan prinsip komplementasi pada masing-masing rantai DNA lama tersebut.Model ketiga adalah model dispersif, yaitu beberapa bagian dari kedua rantai DNA lama digunakan sebgai cetakan untuk sintesis rantai DNA baru(Campbell et al., 2000).

Berikut adalah gambaran replikasi yang terjadi terhadap DNA : Dari ketiga model replikasi tersebut, model semikonservatif merupakan model yang tepat untuk proses replikasi DNA.Replikasi DNA semikonservatif ini berlaku bagi organisme prokariot maupun eukariot.Perbedaan replikasi antara organisme prokariot dengan eukariot adalah dalam hal jenis dan jumlah enzim yang terlibat, serta kecepatan dan kompleksitas replkasi DNA.Pada organisme eukariot, peristiwa replikasi terjadi sebelum pembelahan mitosis, tepatnya pada fase sintsis dalam siklus pembelahan sel (Campbell et al., 2000).

Struktur RNA

RNA merupakan rantai tungga polinukleotida.Setiap ribonukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu : 5 karbon, basa nitrogen yang terdiri dari golongan purin (yang sama dengan DNA) dan golongan pirimidin yang berbeda yaitu sitosin (C) dan Urasil (U),gugus fosfat( Campbell et al., 2000).

Purin dan pirimidin yang berkaitan dengan ribosa membentuk suatu molekul yang dinamakan nukleosida atau ribonukleosida, yang merupakan prekursor dasar untuk sintesis DNA.Ribonukleosida yang berkaitan dengan gugus fosfat membentuk suatu nukleotida atau ribonukleotida.RNA merupakan hasil transkripsi dari suatu fragmen DNA, sehingga RNA merupakan polimer yang jauh lebih pendek dibandingkan DNA (Campbell et al., 2000).

Tipe RNA

RNA terdiri dari tiga tipe, yaitu mRNA ( messenger RNA ) atau RNAd ( RNA duta ), tRNA ( transfer RNA ) atau RNAt ( RNA transfer ), dan rRNA ( ribosomal RNA ) atau RNAr ( RNA ribosomal ) (Campbell et al., 2000).

RNAd

RNAd merupakan RNA yang urutan basanya komplementer dengan salah satu urutan basa rantai DNA.RNAd membawa pesan atau kode genetik (kodon) dari kromosom (di dalam inti sel) ke ribosom (di sitoplasma).Kode genetik RNAd tersebut kemudian menjadi cetakan utnuk menetukan spesifitas urutan asam amino pada rantai polipeptida.RNAd berupa rantai tunggal yang relatif panjang (Campbell et al., 2000).

RNAr

RNAr merupakan komponen struktural yang utama di dalam ribosom.Setiap subunit ribosom terdiri dari 30 – 46% molekul RNAr dan 70 – 80% protein (Campbell et al., 2000).

RNAt

RNAt merupakan RNA yang membawa asam amino satu per satu ke ribosom.Pada salah satu ujung RNAt terdapat tiga rangkaian baa pendek ( disebut antikodon ).Suatu asam amino akan melekat pada ujung RNAt yang berseberangan dengan ujung antikodon.Pelekatan ini merupakan cara berfungsinya RNAt, yaitu membawa asam amino spesifik yang nantinya berguna dalam sintesis protein yaitu pengurutan asam amino sesuai urutan kodonnya pada RNAd (Campbell et al., 2000).


E. Replikasi Virus dan Metabolisme Virus di Dalam Hospes

Reproduksi virus secera general terbagi menjadi 2 yaitu litik dan lisogenik proses-proses pada siklus litik: pertama, virus akan mengadakan adsorpsi atau attachment yang ditandai dengan menempelnya virus pada dinding sel,kemudian pada virus tertentu (bakteriofage), melakukan penetrasi yaitu dengan cara melubangi membran sel dengan menggunakan enzim, setelah itu virus akan memulai mereplikasi materi genetik dan selubung protein, kemudian virus akan memanfaatkan organel-organel sel, kemudian sel mengalami lisis (Waluyo, Lud. 2007).

Proses-proses pada siklus lisogenik: Reduksi dari siklus litik ke profage( dimana materi genetiak virus dan sel inang bergabung), bakteri mengalami pembelan binner, dan profage keluar dari kromosom bakteri.

siklus litik: • Waktu relatif singkat • Menonaktifkan bakteri • Berproduksi dengan bebas tanpa terikat pada kromosom bakteri

siklus lisogenik • Waktu relatif lama • Mengkominasi materi genetic bakteri dengn virus • Terikat pada kromosom bakteri (Waluyo, Lud. 2007).


Tahap-tahap secara lebih rinci multiplikasi pada virus menurut Waluyo 2007 adalah :

a. Adsorpsi, yaitu virus menempel pada dinding sel bakteri kemudian menempelkan sisi tempel atau reseptor site ke dinding sel bakteri.
b. Penetrasi, yaitu virus melubangi dinding sel bakteri dengan enzim.Molekul asam nukleat (ARN dan ADN) virus bergerak ke luar melalui pipa ekor dan masuk ke dalam sitoplasma sel melalui dinding sel yang terbuka. Pada virus telanjang, proses penyusupan ini terjadi dengan cara fagositosis virion (viropexis). Sedangkan pada virus berselubung dapat terjadi dengan cara fusi yang diikuti masuknya nukleokapsid ke sitoplasma.
c. Eklipase, DNA virus dalam bacteri akan mempengaruhi metabolisme bacteri kemudian dibentuklah DNA virus dan protein yang baru.
d. Pembentukan virus baru, komponen-komponen virus dalam sel bacteri dirakit kembali dan terbentuklah bacteriofage yang baru.
e. Pemecahan sel inang, bacteriofage-bateriofage yang baru melepaskan diri dari bakteri karena di dalam sel bateri terbentuk enzim lisoenzim yang mampu melarutkan ikatan kimia dinding sel bakteri. sehingga sel bakteri pecah dan munculah virus-virus baru (antara 200 - 300 ekor) yang siap menginfeksi bakteri yang lain (Waluyo, Lud. 2007).


F. Beberapa Obat Anti Viral

Terapi anti viral dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu :

Imunologycal Control : Dengan menggunakan vaksin atau anti serum sehingga tubuh kebal.
Chemo Therapy : Dengan menggunakan zat kimia untuk meganggu enzim virus tanpa harus menganggu metabolisme sel inang / hospes (Mycek,1995).

Klasifikasi penggolongan obatantvirus menurut Tan Hoan Tjay 2007 adalah :

1. Antinonretovirus : Antivirus untuk ,influenza, HBV dan HCV
2. Antiretrovirus : Nukleuside reverse transcriptase inhhibiror (NRTI), NNRTI (non neokleoside reverse transcriptase inhibitor), Protease inhibitor (PI), Viral entry inhibitor

Antinonretovirus

1. Anti Virus Untuk Herpes
Virus herpes dihubungkan dengan spectrum luas penyakit-penyakit, yaitu bisul dingin, essence valitis, dan infeksi genital, yang terakhir merupakan bahaya untuk bayi baru lahir selama persalinan. Obat-obat yang efektif terhadap virus ini bekerja selama fase akut infeksi virus dan tidak memberikan efek pada fase laten. Kecuali foskarnet, obat-obat tersebut adalah analokpurin atau pirimidin yang menghambat sintesis virus DNA. Contohnya : Asiklovir, Gansiklovir, Famsiklovir, Foskarnet, Trifluridin ( Tjay,2007 ).

2. Anti Virus Untuk Influenza
Pengobatan untuk infekksi antivirus pada saluran pernapasan termasuk influenza tipe A & B, virus sinsitial pernapasan (RSV). Contohnya : Amantadin dan Rimantadin untuk influenza tipe A, Inhibitor Neuraminidase ( Oseltamivir, Zanamivir ) bekerja pada influenza tipe A dan B. Ribavirin efektiv pada virus DNA atau RNA ( Tjay,2007 ).
3. Anti Virus Untuk HBV dan HCV
Beberapa contoh obat yang digunakan adalah Lamivudin, Adefovir, Entekavir, dan Interferon ( Tjay,2007 ).


Antiretrovirus

1. Nucleuside Reverse Tranciptase Inhibitor ( NRTI )
Reverse transkripstase (RT ) mengubah RNA virus menjadi DNA proviral sebelum bergabung dengan kromosom hospes. Karena antivirus golongan ini bekerja pada tahap awal replikasi HIV, obat obat golongan ini menghambat terjadinya infeksi akut sel yang rentan, tapi hanya sedikit berefek pada sel yang telah terinfeksi HIV. Untuk dapat bekerja, semua obat golongan NRTI harus mengalami fosforilasi oleh enzim sel hospes di sitoplasma. Yang termasuk komplikasi oleh obat obat ini adalah asidosilaktat dan hepatomegali berat dengan steatosis. Contohnya adalah : Zidovudin, Didanosin, Zalsitabin, Stavudi, Lamivudi, Emtrisitabin, dan Abakavir ( Tjay,2007 ).

2. Non Neokleoside Reverse Transcriptase Inhibitor ( NNRTI )
Merupakan kelas obat yang menghambat aktivitas enzim revers transcriptase dengan cara berikatan ditempat yang dekat dengan tempat aktif enzim dan menginduksi perubahan konformasi pada situs akif ini. Semuasenyawa NNRTI dimetabolisme oleh sitokrom P450 sehingga cendrung untuk berinteraksi dengan obat lain. Contohnya adalah : Nevirapin, Delaviridin, Efavirenz ( Tjay,2007 ).


3. Protease inhibitor (PI)
Semua PI bekerja dengan cara berikatan secara reversible dengan situs aktif HIV – protease.HIV-protease sangat penting untuk infektivitas virus dan penglepasan poliprotein virus. Hal ini menyebabkan terhambatnya penglepasan polipeptida prekusor virus oleh enzim protease sehingga dapat menghambat maturasi virus, maka sel akan menghasilkan partikel virus yang imatur dan tidak virulen. Contohnya : Sakuinavir, Ritonavir, Indinavir, Nelfinavir, Amprenavir, Atazanavir dan Lopinavir ( Tjay,2007 ).

4. Viral entry inhibitor
Enfuvirtid merupakan obat pertama yang masuk ke dalam golongan viral entry inhibitor. Obat ini bekarja dengan cara menghambat fusi virus ke sel. Selain enfuvitid ; bisiklam saat ini sedang berada dalam study klinis. Obat ini bekerrja dengan cara menghambat masukan HIV ke sel melalui reseptor CXCR ( Tjay,2007 ).



DAFTAR PUSTAKA

Campbell, N.A., reece, J. B., Mitchell, L. G. 2000. Biologi. Editor Safitri, A., Simarmata, L., hardadi, H.W. Diterjemahkan oleh Penerbit Erlangga, Jakarta.
Josodiwondo, S. 1993. Mikrobiologi Kedokteran Bab 27. Jakarta : Staf Pengajar Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia
Michae J. Pelczar, Jr. 1986. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Jakarta : UI-Press
Mycek, Mary J. Ph.D. dkk. 1995. Ed. 2. Farmakologi Ulasan bergambar. Jakarta.
Nicklin,dkk.1999.Microbiology.Bios Scientific publishers.UK
Syahrurachman, Agus et al. 1994. Buku Ajar Mikrobiologi Kedokteran Edisi Revisi. Binarupa Aksara : Jakarta
Tjay, Tan Hoan, Drs, et all. 2007. Obat-obat Penting ed. 6.DEPKES RI. Jakarta.
Waluyo, Lud. 2007. Mikrobiologi Umum Edisi Revisi. UPT Penerbitan Universitas Muhammadyah Malang : Malang.

credit:izrablog.blogspot