MAKALAH BIOLOGI SELULER DAN MOLEKULER
SEL PROKARIOTIK, SEL EUKARIOTIK DAN VIRUS
Kelompok 6 : Susan Pramitasari (12304241007) Ika Feby Putriana (12304241018) Dwi Zunitasari (12304241026) Aprilia Dwi Anggani (12304241031) Maulita Wulan Nugraheni (12304241033)
JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2013
A. Biologi Seluler dan Molekuler Biologi sel dan molekuler adalah ilmu – ilmu yang mempelajari semua proses kehidupan di dalam sel dan pada tingkat molekuler. Untuk melakukan hal itu, ilmu – ilmu ini memanfaatkan pengetahuan dari sejumlah disiplin ilmu diantaranya biokimia, sitology, genetika, mikrobiologi, embriologi, danevolusi. Sel adalah unit terkecil yang menunjukkan semua sifat yang dihubungkan dengan kehidupan. Suatu sel memperoleh energy dari luar untuk digunakan dalam proses-proses vitalnya seperti pertumbuhan, perbaikan, dan reproduksi. Semua reaksi kimiawi, dan fisika yang terjadi di dalam sel untuk mendukung fungsi – fungsi tersebut disebut metabolisme. Reaksi metabolic dikatalis oleh enzim. Enzim adalah molekul protein yang dapat mempercepat terjadinya reaksi biokimiawi tanpa diubah secara permanen ataupun dikonsumsi dalam proses tersebut. Struktur tiap enzim ( ataupun protein lainnya) dikodekan oleh suatu segmen asam dioksiribonukleat yang disebut gen. (Stansfield. 2006: 1)
B. Organisasi Seluler Sel yang hidup bebas dan sel organisme multiseluler dikelompokkan lagi menjadi dua golongan utama, yaitu eukariot dan prokariot. Pada eukariot, unsur pokok inti sel dibungkus oleh membran inti, terpisah dari sitoplasma. Pada prokariot unsur pokok inti tidak dibungkus oleh membran inti. Pada dasarnya sel hewan dan sel tumbuhan termasuk eukariot, sedangkan sel prokariot meliputi bakteria, ganggang hijau-biru (Sianobakteria) dan Pleuropneumonia Like Organism (PPLO) atau mikroplasma. 1. Sel Prokariot a. Pengertian Walaupun jauh dari sederhana, sel prokaryotic (termasuk bakteri dan archae) umumnya berukuran lebih kecil dan mempunyai struktur lebih sederhana daripada sel eukariotik. Perbedaan utama antara kedua jenis sel itu adalah bahwa materi genetic (DNA) sel prokariotik tidak terletak dalam suatu struktur membran ganda yang disebut nucleus. Sedangkan pada sel eukariotik, semua materi genetiknya terdapat pada molekul DNA, yang terdapat sebagai kromosom. Kromosom adalah struktur – struktur linier berjumlah banyak yang terletak didalam nucleus. (Stansfield. 2006: 2)
b. Struktur dan fungsi sel prokariotik
Struktur sel prokariotik secara umum dapat dilihat pada gambar struktur sel bakteria di atas. Struktur umum sel prokariotik terdiri dari kapsul, dinding sel (membran luar dan peptidoglikan merupakan anggota karbohidrat), membran plasma, sitoplasma yang mengandung ribosom dan nukleoid. Bagian luar sel bakteri terdiri dari kapsula, dinding sel, dan membran plasma. Kapsula yaitu bagian yang paling luar berupa lender. Beberapa bakteri mempunyai kapsul polisakarida atau glikokaliks yang mengelilingi dinding selnya. Kapsul tersebut dapat melindungi bakteri dari sel predator dan berfungsi sebagai tempat melekatnya berbagai objek dan sesama bakteri. (Stansfield. 2006: 5) Bahan kimia pembangun kapsula adalah polisakarida. Hampir semua bakteri mempunyai dinding sel kaku yang mengelilingi membran plasmanya, tetapi strukturnya berbeda dari sel tumbuhan, yaitu pada kandungan protein, lipid maupun polisakaridanya. Dinding sel ini terbuat dari peptidoglikan dan terdiri dari berbagai bahan seperti karbohidrat, protein, beberapa garam anorganik, dan berbagai asam amino. Setiap struktur pada sel bakteri tersebut memiliki fungsinya masing-masing. Dinding sel memiliki fungsi sebagai pelindung, mengatur pertukaran zat dan reproduksi. Sedangkan membran dalam merupakan bagian penutup yang paling dalam. Membran plasma bakteri mengadung enzim oksida dan respirasi. Fungsinya serupa dengan fungsi mitokondria pada sel eukariotik. Pada beberapa daerah membran plasma membentuk lipatan ke arah dalam disebut mesosom. Fungsi mesosom yaitu untuk respirasi dan sekresi dan menerima DNA pada saat konjugasi. (Stansfield. 2006: 6)
Ada susunan lamellar dari membran di sitoplasma bakteri mengandung ribosom lebih banyak,
sebagian besar bebas dalam sitosol, beberapa mungkin menambat pada permukaan membran plasma. Ribosom berfungsi sebagai tempat sintesa protein. Lamela sitoplasmik, terutama terdapat pada bakteria autotropik yang membantu pertumbuhan melalui proses fotosintesis. (Yoni. 2004: 6-7) c. Reproduksi
Pembelahan pada sel prokariotik dikenal dengan pembelahan biner yang artinya pembelahan ini berlangsung secara sederhana dan spontan. Proses pembelahan ini juga dikenal dengan proses pembelahan amitosis. Amitosis artinya pembelahan yang tidak melibatkan kromosom. Pembelahan biner dapat ditemukan pada sel bakteri, proses pertumbuhan sel, duplikasi materi genetik, pembagian kromosom, dan pembelahan sitoplasma. Pada pembelahan biner, kromosom diduplikasi dan akan menempel pada membrane plasma. Kemudian akan terjadi pertumbuhan di antara dua tempat pelekatan kromosom tersebut. Hal ini untuk melakukan pemisahan inti. Sitokinesis dan pembentukan dinding sel kemudian terbentuk sehingga 2 sel anak terbentuk. d. Cara gerak organisme prokariotik Beberapa bakteri memiliki alat gerak berupa flagel. Beberapa bakteri lainnya mengandung villi yang berfungsi untuk melekatkan diri. Bakteri motil biasanya didorong oleh satu atau lebih embelan serupa rambut yang disebut flagela. Flagela berasal dari membran plasma dan berputar
seperti baling-baling. Filamen ini tersusun atas protein flagelin. Beberapa jenis bakteri lainnya mempunyai rambut panjang yang disebut pili atau fimbriae yang terdiri dari protein yang disebut pilin. Struktur ini tidak berperan dalam motilitas, akan tetapi berperan dalam daya lekat bakteri terhadap bakteri lain dan proses konjugasi. (Stansfield. 2006: 5) 1.
Sel Eukariot a. Pengertian Sel eukariotik juga mempunyai organel – organel bermembran lain di dalam sitoplasmanya
(suatu daerah antara nucleus dan membrane plasma). Struktur – struktur subseluler ini mempunyai struktur dan fungsi yang amat beragam. Sebagian besar
sel eukariotik mempunyai mitokondria, yang mengandung enzim dan
mekanisme untuk resprasi aerob dan fosforilasi oksidatif. Dengan demikian, fungsi utama mitokondria adalah menghasilkan adenosine trifosfat (ATP), satuan utama pertukaran energy yang terjadi didalam sel. Organel ini dikelilingi oleh membrane ganda. Membrane dalamnya, yang mengandung rantai transport electron dan enzim yang dibutuhkan untuk menghasilkan ATP, terdiri dari lipatan – lipatan yang disebut krista (cristae). Krista tersebut menonjol ke dalam matriks atau rongga sentral. Mitokondria mempunyai DNA dan ribosom sendiri, akan tetapi sebagian proteinnya diimpor dari sitoplasma. (Stansfield. 2006: 2). Sel eukariot meliputi sel hewan dan tumbuhan. 1. Sel hewan
Sel-sel hewan sangat berbeda-beda dalam ukuran, bentuk, susunan organel dan fungsi utama secara fisiologi. Oleh karena itu, tidak ada sel yang khas dapat menjadi sebagai suatu contoh dari
semua sel-sel hewan. Walaupun demikian dalam organisasinya ada sejumlah struktur sel yang umum bagi sebagian besar sel-sel hewan. Yang dimiliki sel hewan namun tidak dimiliki oleh sel tumbuhan yaitu lisosom dan sentrosom . 2. Sel tumbuhan
Semua organel yang diuraikan sebagai penyusun tetap dari sel hewan, juga ditemukan pada banyak sel tumbuhan. Namun selain organel tersebut banyak lain yang unik pada sel tumbuhan, meliputi dinding sel yang kaya karbohidrat, plasmodesmata, kloroplas dan vakuola yang besar.. Organel yang dimiliki oleh sel tumbuhan tetapi tidak dimiliki oleh sel hewan adalah kloroplas, vakuola yang besar, dinding sel, dan plasmodesma. Komponen komponen sel eukariotik 1. Mikrofilamen(filamen aktin) Merupakan komponen-komponen sitoskeleton, strukturnya antara lain; dua untai aktin yang teranyam, masing-masing merupakan polimer sub unit aktin. Fungsi utama yaitu untuk mempertahankan bentuk sel dan perubahan bentuk sel. 2. Mikrotubulus(polimer tubulin) Merupakan komponen-komponen sitoskeleton strukturnya antara lain tabung berongga, dinding terdiri dari 13 kolom molekul tubulin. Fungsi utama yaiu untuk mempertahankan bentuk sel 3. Mitokondria Struktur mitokondria dibatasi oleh membran ganda; membran dalam memiliki pelipatan ke dalam (krista). Fungsinya untuk respirasi selular. 4. Ribosom Struktur ribososm terdiri atas dua sub unit yang terbuat dari RNAribosom dan
protein; dapat bebas dalam sitosol atau terikat ke RE. Fungsinya adalah untuk sintesis protein. 5. Kloroplas Struktur kloroplas umumnya terdiri dari dua membran di sekeliling stroma cair, yang mengandung tilakoid bermembran yang tertumpuk menjadi grana (dalam tumbuhan). Fungsinya untuk fotosintesis 6. Plasmodesmata Berupa saluran yang menembus dinding sel yang menghubungkan sitoplasma pada sel-sel yang bersebelahan 7. Badan golgi Strukturnya berupa tumpukan kantong pipih bermembran. Fungsinya adalah untuk modifikasi protein, karbohidrat pada protein, dan fosfolipid; sintesis banyak polisakarida; pemilahan produk-produk Golgi, yang kemudiandilepaskan dalam vesikel. Atau bisa dianggap aparatus golgi sebagai pusat pembuatan, penggudangan, pemilahan, dan pengiriman 8. Membran plasma Strukturnya berupa
molekul lemak dan protein menyusun tepi luar dan dalam
membran; selain itu ada protein yang menembus ke dalam dua lapisan lemak (disebut protein integral). Fungsinya: sangat penting untuk menjaga kehidupan sel, melindungi isi sel (mempertahankan isi sel), mengatur keluar masuknya molekul-molekul. 9. Dinding sel Strukturnya terdiri atas selulosa , polisakarida, dan protein. Fungsinya adalah untuk mempertahankan bentuk sel dan melindungi sel dari kerusakan mekanis. 10. Peroksisom Strukturnya antara lain kompartemen metabolik terspesialisasi yang dibatasi membran tunggal. Fungsinya adalah untuk mentransfer hidrogen ke air (karena mengandung enzim), menghasilkan hidrogen peroksida sebagai produk sampingan, yang diubah menjadi air oleh enzim-enzim lain di peroksisom. 11. Retikulum Endoplasma Strukturnya jejaring luas tubulus dan kantong yang dibatasi membran. Membran memisahkan lumen dari sitosol;tersambung dengan selaput nukleus. RE Halus berfungsi untuk sintesis lipid, metabolisme karbohidrat, penyimpanan Ca 2+, detoksifikasi obat dan racun. RE Kasar berfungsi membantu sintesis protein sekresi dan berbagai nprotein lain dari ribosom terikat. 12. Nukleolus Strukturnya dikelilingi oleh selaput nukleus (membran ganda) berpori-pori. Selaput nukleus tersambung dengan retikulum endoplasma. Fungsinya untuk mewadahi kromosom yang terbuat dari kromatin. Tempat subunit ribosom dibuat. 13. Vakuola Strukturnya adalah vesikel besar yang dibatasi membran besar dalam tumbuhan. Fungsinya adalah untuk pencernaan, penyimpanan, pembuangan zat sisa, keseimbangan air , pertumbuhan sel , dan perlindungan.
b. Reproduksi sel eukariotik Pembelahan sel eukaryotik secara tak langsung melalui tahapan dibedakan menjadi pembelahan mitosis dan pembelahan meiosis. Mitosis yaitu pembelahan nukleus yang pada umumnya disertai dengan sitokinesis, pembelahan sitoplasma. Sel yang semula satu menjadi dua sel yang memiliki genetik yang sama dengan sel induk. Meiosis pembelahan sel yang menghasilkan 4 sel anakan dengan jumlah kromosom ½ kromosom induknya. (Campbell. 2009 :245-246) Siklus sel eukariotik terdiri dari 4 fase. Fase S adalah tahap dimana terjadi sintesis DNA untuk mereplikasi kromosom dengan cara membentuk dua sister kromatid yang identik. Periode antara fase S dan awal
mitosis (fase M) merupakan suatu gap, atau masa
pertumbuhan, yang disebut fase G2 , Gap atau masa pertumbuhan lain yang disebut fase G 1 terjadi antara fase M dan S dan menyempurnakan siklus yang terjadi. (William D . 2006 : 910) Tabel Perbedaan sel hewan dan sel tumbuhan No
Sel hewan
Sel tumbuhan
1
Tidak mempunyai dinding sel
Mempunyai dinding sel
2
Mempunyai sentrosom
Tidak mempunyai sentrosom
3
Tidak mempunyai plastida
Mempunyai plastida
4
Mempunyai lisosom
Tidak mempunyai lisosom
5
Cadangan makanan brupa lemak dan glikogen
Cadangan makanan berupa pati atau amilum
6
Ukuran Sel tumbuhan lebih besar daripada sel Ukuran Sel hewan lebih hewan. daripada sel tumbuhan. Bentuk tidak tetap Bentuk tetap
7
kecil
8
Diktiosom
Badan golgi
9
Tidak mempunyai vakuola, walaupun terkadang beberapa sel hewan uniseluler memiliki vakuola yang berukuran kecil baik pada sel muda maupun sel dewasa
Vakuola, Pada sel muda kecil dan banyak, pada sel dewasa tunggal dan besar
Secara garis besar, sel prokariotik dan sel eukariotik dapat dibedakan berdasar beberapa faktor pembeda, yaitu : Perbedaan umum sel prokariotik dan eukariotik.
Faktor pembeda Organisme Ukuran sel
Sel prokariotik Bacteria dan cyanobakteria 1-10 mikrometer
Sel eukariotik Fungi, tumbuhan dan hewan 10-100 mikrometer
Metabolisme Organela
Anaerobic atau aerobic Tidak ada
Aerobic Berbagai macam: nucleus, mitokondria, kloroplas, RE,
Letak : di sitoplasma
dll. Letak : di nukleoplasma
Bentuk : sirkuler
Bentuk : berupa benang halus
RNA dan Protein
RNA dan protein disintesis
yang sangat panjang RNA disintesis di nucleus.
Sitoplasma
dalam ruang yang sama Tanpa sitoskelet, tidak ada
Protein di sitoplasma Memiliki sitoskelet, terjadi
gerakan sitoplasma, proses
gerakan sitoplasma, proses
endositosis maupun
endositosis maupun
eksositosis Kromatin ditarik dengan
eksositosis Kromosoma dipisahkan oleh
jalan melekat pada selaput
apparatus mitosis yang terdiri
plasma Sebagian uniseluler
dari filament sitoskelet Sebagian besar multiseluler,
DNA
Pembelahan sel
Organisasi seluler
dengan diferensiasi menjadi beberapa macam sel
C. VIRUS 1. Pengertian Meskipun sel-sel merupakan unit fungsional terkecil dari organisme hidup, unit yang lebih sederhana dapat menyerbu sel-sel dan menumbangkan mesin sintetiknya. Ini adalah virus yang dalam keadaan bebas, bentuk menginfeksi terdiri lebih kecil daripada selubung protein mengelilingi satu atau lebih molekul asam nukleat, semuanya terpusat pada suatu struktur yang pada sebagian besar kejadian adalah lebih kecil daripada ribosom. Asam nukleat virus, bila masuk ke dalam sel inang dapat mengubah inangnya menjadi suatu pabrik perakitan dan membebaskan virus-virus dari jenis yang sama. Virus adalah penting bagi dirinya sendiri sebagai pembawa penyakit pada manusia, hewan dan tumbuhan. Virus juga mempunyai nilai yang besar sebagai subjek penelitian karena pola dari reflek infeksi kerja bagian dalam sel-sel inangnya. (Yoni. 2004: 11-12) 2. Ciri ciri virus Virus merupakan mikroorganisme yang belum dapat dikategorikan sebagai benda mati dan hidup karena virus memiliki ciri keduanya, sehingga virus dikatakan sebagai mikroorganisme yang berada dalam peralihan antara benda mati dan hidup. Ciri hidup -
Virus dapat bereproduksi dengan cepat, tetapi hanya terjadi pada sel inang yang hidup
-
Virus dapat bermutasi
Ciri mati - Virus adalah aseluler yang tidak memiliki sitoplasma dan organel lainnya - Virus tidak melakukan metabolisme sendiri, sehingga untuk memperbanyak diri, virus menggunakan metabolisme sel inangnya (Subandi. 2010: 126). Kriteria yang digunakan untuk menentukan virus: -
Virus hanya berisi satu macam asam nukleat yaitu DNA atau RNA, dan tidak keduanya
-
Virus untuk memperbanyak diri sangat bergantung pada sel inangnya
-
Komponen virus harus lengkap agar dapat berpindah dari satu sel inang ke sel inang lainnya
3. Struktur virus Di dunia ini terdapar berbagai macam jenis virus. Setiap virus tersebut memiliki bentuk yang berbeda-beda dan tentunya karakteristik serta struktur tersendiri. Berikut gambar bebrapa jenis virus yang dibedakan berdasar struktur dan fungsi yang dimiliki.
Virus bakteri adalah virus yang banyak ditelaah. Bakteriofag diklasifikasikan dengan mempertimbangkan perbedaan bentuk morfologi. Virus mikroba tampak memiliki spesifikasi yang sangat khas berdasarkan spesifikasi yang menempel pada spesifikasi inangnya. Bakteriofag diberi nama berdasarkan spesies bakteri yang diinfeksinya. Contohnya Coliphage untuk virus Escherichia coli yang diinfeksi. Perbanyakan fage bergantung pada kemampuan partikel fage menginfeksi sel inang bakteri yang cocok. (Subandi. 2010: 129)
-
Bagian kapsid tersusun dari protein merupakan pelindung asam nukleik dari kerusakan yang disebabkan oleh enzim perusak DNA.
-
Selubung spiral protein berfungsi menarik ke dalam sehingga asam nukleat dapat mengalir melewati bagian kepala (kapsid) ke sitoplasma sel bakteri.
-
Bagian pangkal dan ekor merupakan bagian tempat menempelnya bakteriofag pada titik tertentu sel bakteri. (Subandi. 2010: 127)
Asam nukleat dari partikel virus bebas, baik DNA ataupun RNA adalah pusat dari virus. Lapisan protein yang mengelilingi pusat adalah kapsid atau selubung. Beberapa virus adalah partikel sederhana yang terdiri atas pusat dengan molekul asam nukleat tunggal dan kapsid terakit dari molekul protein dari jenis tunggal. Virus tidak dapat diklasifikasikan sebagai sel karena virus tidak memiliki nukleus dan sitoplasma. Virus dapat berada di luar sel atau di dalam sel. Di luar sel virus merupakan partikel submikroskopis yang mengandung asam nukleat yang dibungkus oleh protein dan kadang mengandung makromolekul lain. 4. Perkembangbiakan virus Virus dapat berkembang biak dengan dua cara, yaitu daur litik dan lisogenik. a.
Daur Litik Daur litik dapat dijelaskan melalui infeksi fage terhadap bakteri yang digambarkan pada
gambar berikut:
Keterangan : 1) Virus menempel pada bakteri. 2) Dinding sel bakteri dilarutkan oleh enzim dari virus. Melalui lubang yang sudah dilarutkan oleh enzim virus tersebut, DNA virus dimasukkan ke dalam bakteri. Tahap ini disebut penetrasi.
3) DNA virus mengambil alih tugas DNA bakteri dan menggunakan metabolik bakteri untuk menghasilkan komponen-komponen virus, seperti kapsid, ekor, serabut ekor, dan kepala. Setiap komponen fage kemudian bersatu dalam proses pematangan. Virus baru yang terbentuk dapat mencapai jumlah 200–1.000 virus. 4) Virus yang baru terbentuk mengeluarkan enzim lisozimnya untuk menghancurkan dinding sel bakteri. Setelah dinding bakteri hancur atau lisis, virus-virus baru dapat keluar dan menyerang sel-sel bakteri lainnya. Akhirnya, bakteri mengalami kematian. Virus yang telah menginfeksi sel lain pun mengulangi siklus litiknya kembali. Siklus litik yang menghasilkan virus-virus baru ini hanya membutuhkan waktu lebih kurang 20 menit untuk setiap siklusnya. (Campbell, 1998:328) 2. Daur Lisogenik
Urutan prosesnya adalah sebagai berikut. 1) Virus hidup pada tempat yang spesifik pada permukaan tubuh sel bakteri. Setelah melisiskan dinding sel, virus melakukan penetrasi materi genetik DNA ke dalam tubuh bakteri. 2) DNA kemudian menyisip ke dalam DNA bakteri dan membentuk profage. 3) Jika bakteri membelah diri, profage ikut membelah sehingga anakan sel bakteri pun mengandung profage. Hal ini berlangsung terus-menerus sehingga jumlah bakteri yang mengandung profage menjadi amat banyak. Jika keadaan lingkungan mendukung, virus akan mengalami pematangan sehingga memasuki keadaan litik. 4) Virus-virus baru pun dibentuk dan siap menyerang sel-sel lainnya.
1. Macam – macam virus Jenis virus berdasar materi genetiknya dibagi menjadi dua, yaitu virus DNA dan virus RNA. Materi genetik (DNA/RNA) Virus –RNA beruntai tunggal adalah virus yang memiliki asam-asam nekleat yang tidak dapat ditranslasikan. Untai –RNA berperan sebagai cetakan untuk sintesis +RNA yang berfungsi sebagai mRNA. Protein virus yang ditranslasi dari mRNA mendorong sintesis untai +RNA secara penuh yang berfungsi sebagai cetakan untuk mensintesis untai-untai genom –RNA secara penuh. Biasanya virus akan membawa RNA polimerase yang tergantung –RNA ke dalam sel untuk membuat mRNA virus. Beberapa contoh penyakit yang disebabkan virus-RNA (cara reproduksi)
Influenza Campak Meningitis Demam berdarah Rabies
Virus DNA beruntai tunggal tidaklah biasa karena hanya mempunyai DNA sense atau antisense. DNA sense dapat berperan sebagai cetakan untuk sintesis mRNA dan DNA antisense tidak dapat berfungsi sebagai cetakan. DNA sense dapat segera ditranskripsi, tetapi DNA antisense harus sebagi cetakan dahulu untuk mensintesis untai sense. Beberapa contoh virus DNA : (cara reproduksi)
Adenovirus Herpesvirus Papillomavirus Poxvirus
(Stansfield,2006:90-93) Jenis virus berdasarkan inangnya, yaitu virus tumbuhan dan virus hewan.
Virus tumbuhan Sistematik virus tumbuhan yang formal memberikan informasi mengenai sel tumbuhan yang diinfeksi, sehingga pengelompokkan virus masih berdasarkan tipe penyakit yang disebabkannya, seperti Cauliflower mosaic merupakan virus DNA pada tumbuhan sayuran kol bunga. Tobravirus (virus tumbuhan tembakau), Nepovirus (virus bercak pada tembakau), Tobamovirus (virus mosaik daun tembakau), Tobacco necrosis, Bromovirus (virus tumbuhan tembakau), Cucumovirus (virus mosaik pada ketimun), Potyvirus (virus Y tanaman kentang), Potexvirus (virus X tanaman kentang), Tymovirus (mosaik kuning pada turnip), Luteovirus (virus kerdil kuning pada tanaman barley). Nama kelompok virus tersebut merupakan kunci petunjuk bagi tipe bagi penyakit yang disebabkan oleh virus dari kelompoknya. Penyakit mosaik, yakni jenis penyakit yang menyerang tanaman tembakau. Penyebabnya adalah tobacco mosaic virus (TMV) Penyakit tungro, yakni jenis penyakit yang menyerang tanaman padi. Penyebabnya adalah virus Tungro. Penyakit degenerasi pembuluh tapis pada
jeruk. Penyebabnya adalah virus citrus vein phloem degeneration (CVPD).
Virus hewan Pada sebagian besar virus hewan, tahap pertama proliferasi (perbanyakan diri) adalah
perlekatan atau penyerapan (absorbsi) ke permukaan sel inang, proses perlekatan itu diperantarai oleh protein spesifik yang berada pada kapsid atau membran yang disebut protein perlekatan virus. Protein perlekatan tersebut berinteraksi dengan protein atau polisakarida spesifik pada permukaan sel inang. Protein pada sel inang dinamakan reseptor. Spesifisitas protein perlekatan virus dan reseptor sel inang menentukan virus mana yang dapat menyerap dan kemudian menginfeksi sel inang. Setelah virus melekat, virus akan melakukan penetrasi melewati membran plasma sel inang secara endositosis atau fusi membran. Pada endositosis virus memasuki sitoplasma di dalam endosom yang merupakan invaginasi (lekukan) membran plasma. Penurunan pH di dalam endosom seringkali menyebabkan kapsid terdisintegrasi sehingga asam nukleat terlepas, proses ini dinamakan pelepasan selubung. Genom-genom dari sebagian besar virus DNA akan mencari jalan ke nukleus inang melalui mekanisme yang belum diketahui. Di dalam nukleus, genom virus akan direplikasi. Virus RNA biasanya bereplikasi di sitoplasma, namun ada sejumlah pengecualian pada retrovirus. Ketika asam nukleat menemukan tempat yang cocok di dalam sel, virus akan ditranskripsi dan transkrip (hasil transkripsinya) kemudian ditranslasi. Hal ini biasanya terjadi sebelum replikasi asam nukleat diinisasi, karena beberapa protein yang disintesis pada awal infeksi mempunyai peran penting dalam replikasi asam nukleat virus. Setelah replikasi genom, asam nukleat akan dikemas, virion dirakit dan kemudian lepas dari sel inang. Pada virus yang tidak memiliki selubung (envelope), akumulasi partikel-partikel virus di dalam sitoplasma menyebabkan sel inang pecah. Perakitan virusvirus berselubung berkaitan erat dengan proses pelepasannya dari sel. Nukleokapsid yang berikatan dengan protein virus pada membran plasma memicu timbulnya pertunasan (budding) sehingga terbentuklah virion yang berselubung. Replikasi asam nukleat virus sangat beragam,tetapi kita dapat menarik garis besar dari beberapa kesamaan yang ada. Virus-virus +RNA untai tunggal seperti pikornavirus dan togavirus, dapat langsung ditranslasi. Suatu RNA polimerase yang erantung pada RNA dan dikodekan oleh virus dihasilkan pada awal proses. RNA polimerase tersebut mengkatalisis transkripsi untai-untai komplementer intermediet –RNA. Untai-untai minus tersebut akan berperan sebagai cetakan untuk sintesis +RNA genomik. Retrovirus adalah kelompok virus +RNA yang tidak biasa karena dapat mensintesis +RNA baru menggunakan cetakan DNA. Genom plus akan dikonversi secara bertahap menjadi molekul dsDNA oleh enzim reverse transcriptase, yang dibawa oleh virus. Suatu enzim kedua, yaitu ribonuklease H, akan mendigesti RNA pada hibrid intermediet RNA-DNA. Enzim reverse transcriptase kemudian akan mensintesis sebuah untai DNA yang komplementer dengan yang pertama sehingga dihasilkan dsDNA yang berintegrasi dengan genom inang. Virus –RNA beruntai tunggal adalah virus yang memiliki asam-asam nekleat yang tidak dapat
ditranslasikan. Untai –RNA berperan sebagai cetakan untuk sintesis +RNA yang berfungsi sebagai mRNA. Pritein virus yang ditranslasi dari mRNA mendorong sintesis untai +RNA secara penuh yang berfungsi sebagai cetakan untuk mensintesis untai-untai genom –RNA secara penuh. Biasanya virus akan membawa RNA polimerase yang tergantung –RNA ke dalam sel untuk membuat mRNA virus. Beberapa contoh penyakit yang disebabkan virus-RNA)
Influenza Campak Meningitis Demam berdarah Rabies
Virus DNA beruntai tunggal tidaklah biasa karena hanya mempunyai DNA sense atau antisense. DNA sense dapat berperan sebagai cetakan untuk sintesis mRNA dan DNA antisense tidak dapat berfungsi sebagai cetakan. DNA sense dapat segera ditranskripsi, tetapi DNA antisense harus sebagi cetakan dahulu untuk mensintesis untai sense. Beberapa contoh virus dsDNA :
Adenovirus Herpesvirus Papillomavirus Poxvirus
(Stansfield,2006:90-93)
Virus bakteri Satu unit virus yang utuh, yang belum masuk ke dalam sel yang hidup, dinamakan virion.
Suatu virion terdiri atas asam nukleat (DNA atau RNA) dan protein pembungkus (kapsid). Pada kebanyakan bakteriofage dan virus yang menyerang sel-sel hewan asam nukleat tersebut berupa DNA. Protein kapsid terdiri atas sejumlah sub unit dengan bentuk yang khusus, yang dinamakan kapsomer. Bentuk kapsid dapat dibedakan menjadi bentuk heliks atau filamen dan bentuk polihedral. Virus yang menyerang sel hewan, manusia, dan bakteri mempunyai bentuk polihedral. Virus polihedral ada yang mempunyai struktur seperti ekor, yang melekat pada kapsidnya. Contoh Bakteriofage T-genap yang menyerang bakteri Escherichia coli. Ekor pada fage tersebut sangat kompleks karena terdiri atas : leher (collar), selubung(sheath), dan lempeng dasar. Pada lempeng dasar ada enam buah serabut ekor yang panjang, yang berfungsi untuk memasukkan asam nukleat ke dalam sel bakteri yang diserangnya. (Wayan Bawa,1988:204-205) Infeksi bakteri oleh virus merupakan suatu proses yang berlangsung secara bertahap , walaupun
waktunya
singkat.
Misalnya
serangan
Bakteriofage
Eschericha coli dapat dirinci menjadi tahapan berikut : 1. Bakteri dan virus (fage) yang cukup jumlahnya, bersentuhan.
T-genap
terhadap
bakteri
2. Serabut ekornya menempel pada dinding sel bakteri, untuk melekatkan fage pada tempat yang tepat; selanjutnya, tonjolan-tonjolan yang terdapat pada lempeng dasar melekatkan fage tersebut pada dinding sel bakteri. 3. Dengan enzim lisozim yang terdapat padanya, fage mencernakan sebagian dinding bakteri sehigga terbentuk lubang kecil. 4. Fage menyuntikkan DNA melalui lubang tersebut. Setelah DNA fage masuk ke dalam sel bakteri, lalu disusul oleh penghancuran DNA bakteri. Dengan demikian, yang ada dalam bakteri adalah DNA virus. 5. DNA virus membuat RNA virus untuk menyusun protein virus dengan menggunakan ribosom bakteri dan sumber energi (ATP) yang ada pada bakteri tersebut. 6. Protein virus yang terbentuk, membungkus DNA nya, yang juga telah banyak terbentuk sebagai hasil replikasi. Dengan demikian, terbentuklah partikel-partikel fage yang utuh. 7. Sel bakteri mengalami lisis, isinya keluar, sedangkan fage-fage yang terbentuk ke luar dengan bebas. Dari satu fage yang menginjeksi DNA ke dalam sel bakteri dapat dihasilkan “keturunan” sampai 200 partikel fage. (Wayan Bawa, 1988:206-207)
Virus onkogenik Onkogen adalah gen seluler yang telah termutasi atau terekspresikan secara salah dan
mengkode protein pada jalur - jalur transduksi sinyal. Onkoprotein adalah produk dari gen onkogenik yang berfungsi dalam jalur transduksi sinyal untuk mentranformasi sel, sehingga sel dapat memperbanyak diri secara tidak terkontrol yang biasanya menghasilkan pertumbuhan kanker, misalnya tumor ganaspada suatu jaringan keras. Virus - virus sepperti retrovirus membawa onkogen yang berasal dari gen seluler normal (proto onkogen) dan disebut onkovirus. Virus - virus tersebut juga mengandung gen - gen virus yang dapat menyebabkan terjadinya poliferasi seluler, sehingga nantinya bisa dihasilkan sel - sel lain yang proto onkogennya bisa mengalami mutasi. Virus ini akan mentransformasi sel pada saat virus berintegrasi ke dalam sel menjadi provirus dan mengganggu gen supresor tumor atau menyebabkan ekspresi yang salah pada proto onkogen yang normal . Sel yang ttelah tertransformasi biasanya akan memperbanyak diri secar tidak terkontrol, menjadi imortal, berubah bentuk, mempunyai sifat 0 sifat antigenik baru, dan kehilangan inhibisi kontak. Sel yang normal biasanya akan menghentikan poliferasinya pada saat sel tersebut melakukan kontak dengan sel lainnya. Hilangnya inhibisi kontak menyebabkan sel berpindah ke jaringan atau organ lain (metastasis), dan menyebabkan pertumbuhan kanker. Pada beberapa kasus, protein onkogenik merupakan protein normal namun diproduksi dalam jumlah yang melebihi produksi normal dalam hal sekuens nukleotidanya. Jika onkoprotein merupakan bagian dari suatu jalur transduksi sinyal, maka komponen normalnya akan menstimulasi sel untuk bereplikasi secara tidak normal. Transformasi yang terganggu ini dapat menghasilkan sel kanker setelah terjadi beberapa mutasi lainnya. Contoh - contoh Onkogen adalah: Ras, Src, Fos, Myb, Abl, Jun ( Stansfield. 2003: 94-95)
D. PENGARUH VIRUS DALAM KEHIDUPAN -
Positif
1. Virus dapat digunakan untuk memproduksi interveron yaitu sejenis senyawa yang dimanfaatkan untuk mencegah replikasi virus di dalam sel induk. 2. Virus juga dimanfaatkan untuk pembuatan vaksin berbagai jenis mikroba penyebab penyakit bagi manusia seperti: vaksin sabin dan salk untuk mencegah penyakit polio vaksin pasteur untuk mencegah penyakit rabies. 3. Virus juga dapat dimanfaatkan sebagai antibakterial karena dapat menghancurkan bakteribakteri yang mengganggu pada produk-produk makanan yang diawetkan. 4. Virus juga 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. 5. 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). 6. Virus bermanfaat sebagai antibodi pada serum darah sebagaimana sekresi pada membran mukosa yang membantu tubuh menghancurkan unsur-unsur asing seperti virus (virus melawan virus). 7. Virus berguna sebagai 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. 8. Membuat antitoksin 9. Melemahkan bakteri 10. Menyerang pathogen
-
Negatif 1. Pada Tumbuh-tumbuhan: Mozaik pada daun tembakau Tobacco Mozaic Virus Mozaik pada kentang Potato Mozaic Virus Mozaik pada tomat Tomato Aucuba Mozaic Virus Kerusakan floem pada jeruk Citrus Vein Phloem Degeneration 2. Pada Hewan Tetelo pada Unggas New Castle Disease Virus Cacar pada sapi Vicinia Virus Lidah biru pada biri-biri Orbivirus Tumor kelenjar susu monyet Monkey Mammary Tumor Virus 3. Pada Manusia Menyebabkan penyakit Influenza, Campak, Meningitis, Demam berdarah, Rabies, Herpes. ( Stansfield, 2003: 93-94)
Daftar Pustaka
Campbell. 2002. Biologi. Edisi kelim jilid 1. Jkarta: Erlangga Stansfield, William D, dkk. 2006. Biologi Molekuler dan Sel. Jakarta: Erlangga Subandi. 2010. Mikrobiologi.Bandung: PT Remaja Rosdakarya Suryani, Yoni. 2004. Biologi Seluler dan Molekuler. Yogyakarta: Universitas Negeri Yogyakarta Anonim. Pembelahan Biner. Diunduh dari http://web.ipb.ac.id pada tanggal 16 September 2013 pukul 18.45 WIB Anonim. Struktur dan Fungsi Sel Eukariotik. Diunduh dari http://www.file.upi.edu September 2013 pukul 18.50 WIB
pada tanggal 16
