Virus 1 : Definisi, Struktur, Sifat dan Interaksi dengan Sel Inang

1.      Pendahuluan

Setelah diketahui bahwa beberapa penyakit dapat disebabkan karena bakteri, muncul pikiran bahwa organisme serupa memiliki peran pada penyebaran penyakit menular. Pada infeksius dari kasus rabies yang dapat melewati filter khusus dari ukuran bakteri dan bakteri-bebas filtrat yang dihasilkan terbukti masih mampu merangsang rabies ketika diinokulasi ke dalam hewan uji. Istilah virus digunakan untuk menggambarkan agen penyebab penyakit yang diperoleh dari filtrasi bakteri sehingga awalnya disebut sebagai virus terfiltrasi. Seiring berjalannya waktu, istilah filtrasi dihapuskan, dan saat ini istilah virus dikenal sebagai kelompok khas mikroorganisme yang berbeda dalam struktur dan metode replikasi.

2.      Sifat Umum dari Virus

2.1  Ukuran

Virus cacar, virus patogen manusia dengan ukuran terbesar hanya memiliki ukuran diameter 250 nm, dan virus patogen manusia terkecil yaitu virus polio memiliki diameter 26 nm. Sebagaian besar dari virus memiliki ukuran diluar dari batas resolusi mikroskop cahaya sehingga harus divisualisasikan dengan mikroskop elektron.

2.2  Kandungan asam nukleat

Virus hanya berisi satu jenis asam nukleat, baik DNA atau RNA.

2.3  Kemampuan metabolisme

Virus tidak memiliki mesin metabolisme mereka sendiri. Mereka tidak dapat mensintesis protein dan asam nukleat mereka sendiri dari media sehingga gagal untuk tumbuh. Virus merupakan parasit intraseluler obligat, hanya tumbuh dalam sel hidup lainnya yang energi dan sistem produksi proteinnya mengarahkan untuk tujuan pembuatan komponen virus baru. Produksi partikel virus baru umumnya menyebabkan kematian dari sel inang dan partikelnya akan menyebar dari sel ke sel sehingga infeksi dapat menyebar dan menjadi jelas.

3.      Struktur Virus

Pada dasarnya, partikel virus yang terdiri dari inti dari materi genetik, baik DNA atau RNA, dikelilingi oleh mantel protein. Fungsi dari mantel adalah untuk melindungi gen virus dari inaktivasi oleh faktor lingkungan yang merugikan, seperti enzim nuklease jaringan yang tidak akan mencerna kromosom virus selama perjalanan panjangnya dari sel ke sel dalam inang. Dalam sejumlah virus mantel juga memainkan bagian penting dalam lampiran virus dengan reseptor pada sel yang rentan, dan banyak virus bakteri modifikasi lebih lanjut untuk memfasilitasi penyisipan genom virus melalui penghalang struktural dari bakteri dinding sel. Morfologi berbagai virus diilustrasikan pada Gambar 1.

 

Gambar 1. Morfologi berbagai virus

Mantel protein virus, atau kapsid, terdiri dari sejumlah besar subunit, yang kapsomer.  Selain kapsid, banyak partikel virus hewan dikelilingi oleh lipoprotein yang secara umum telah diturunkan dari membran sitoplasma sel inang mereka. Geometri dari hasil kapsomer dalam perakitan mereka menunjukkan dua perbedaan arsitektur yaitu heliks simetris atau ikosahedral (Gambar 2). 

                     (a)                                (b)

Gambar 2. Ikosahedral dan heliks simetris pada virus

3.1  Heliks Simetris

Beberapa partikel virus telah membentuk subunit protein mereka secara simetris heliks, membentuk silinder berongga. Data difraksi X-ray data dan mikrograf elektron Tobacco Mosaic Virus (TMV)  menunjukkan bahwa ada 16 subunit per pergantian proyek helix dari lubang aksial pusat yang membentang. Asam nukleat tidak terletak pada lubang ini, tapi tertanam ke pegunungan di bagian dalam setiap subunit dan menggambarkan helix sendiri dari satu ujung partikel yang lain.

Pada awalnya bentuk heliks simetris diperkirakan hanya ada pada virus tanaman. Namun saat ini ditemukan juga pada sejumlah partikel virus hewan. Influenza dan gondok virus, misalnya, yang pertama kali terlihat di mikrograf elektron adalah partikel kasar seperti bola, kini telah diamati sebagai partikel diselimuti kapsid spiral simetris dan muncul mirip dengan batang TMV.

3.2  Ikosahedral

Virus dalam kelompok arsitektur ini memiliki kapsomer mereka yang diatur dalam bentuk ikosahedra biasa, yaitu poligon yang memiliki 12 simpul, 20 wajah dan 30 sisi. Pada masing-masing dari 12 simpul atau sudut dari partikel-partikel ikosahedral adalah kapsomer (disebut apenton) yang dikelilingi oleh lima unit tetangga. Masing-masing dari 20 wajah segitiga berisi jumlah yang sama dari kapsomer yang dikelilingi oleh enam tetangga dan disebut hekson. Virus hewan dan tanaman umumnya menunjukkan jenis simetri, yang hexons dan pentons terdiri dari rantai polipeptida yang sama, meskipun di virus hewan mungkin protein yang dimiliki berbeda. Jumlah hexons per kapsid bervariasi dalam virus yang berbeda. Adenovirus, misalnya, dibangun dari 240 hexons dan 12 pentons, sedangkan virus polio jauh lebih kecil terdiri dari 20 hexons dan 12 pentons.

4.      Pengaruh Fisika dan Kimia Pada Virus

Pemanasan merupakan metode yang paling diandalkan dalam desinfeksi virus. Kebanyakan virus patogen manusia tidak aktif pada paparan panas 60°C selama 30 menit. Virus hepatitis serum mampu bertahan pada suhu tersebut hingga 4 jam. Virus stabil pada suhu rendah dan secara rutin disimpan pada -40 sampai -70 C. Beberapa virus yang cepat tidak aktif oleh pengeringan. Sinar ultraviolet dapat menonaktifkan virus dengan merusak asam nukleat dan telah digunakan untuk mempersiapkan vaksin virus. Fakta-fakta ini harus diperhitungkan dalam penyimpanan dan persiapan vaksin virus.

Virus yang mengandung lipid dinonaktifkan dengan pelarut organik seperti kloroform dan eter. Virus yang tidak mengandung lipid resisten terhadap agen ini. Perbedaan ini telah digunakan untuk mengklasifikasikan virus. Banyak disinfektan kimia digunakan untuk melawan bakteri, misalnya fenol, alkohol dan senyawa amonium kuaterner yang memiliki aktivitas virucidal minimal. Agen yang paling umum aktif adalah klorin, hipoklorit, yodium, aldehid dan etilen oksida.

5.      Interaksi Virus-Sel Inang

Urutan yang tepat dari peristiwa infeksi sel oleh virus akan berbeda dengan sistem virus-sel dengan inang yang berbeda, tetapi mereka akan mengikuti 4 urutan dasar, yaitu:

1)      Perbanyakan virus dan perusakan sel inang.

2)      Penghapusan virus dari sel dan infeksi dibatalkan tanpa efek dikenali pada sel.

3)      Sel yang terinfeksi tidak berubah, kecuali bahwa sekarang membawa virus dalam keadaan laten.

4)      Sel yang terinfeksi diubah dalam keadaan dramatis misalnya transformasi sel normal untuk memiliki sifat-sifat sel kanker.

Sumber Literatur
Pharmaceutical Microbiology 6th Edition Edited by W.B. Hugo and A.D. Russell

Catatan :
Tulisan diajukan untuk memenuhi tugas Mikrobiologi Farmasi, Magister Farmasi Sains dan Teknologi UGM, Yogyakarta.


Baca Juga:
Virus 2 : Bakteriofag
Virus 3 : Perbanyakan Virus Pada Manusia
Virus 4 : Tumor Virus, HIV dan Prion

Follow my IG / twitter @ermayunita26