MATERI PEMBELARAN IPA

PERTEMUAN PERTAMA

A.    Pengertian Virus

Kata Virus berasal dari kata latin yang berati "cairan berlendir" atau "racun". Virus bergantung pada sel inang untuk hampir semua fungsi mempertahankan hidup. Hal ini dikarenakan sebagian besar virus menyebabkan penyakit pada manusia, hewan, serangga, bakteri, dan tumbuhan. Saat ini ada sekitar 3.600 jenis virus yang telah terientifikasi, sebagian besar diantaranya merupakan penyebab penyakit pada manusia, hewan, serangga, bakteri, dan tumbuhan. Virus tidak dapat dikatakan sebagai sel karena hanya tersusun dari selubung protein dan asam nukleat. Virus belum mempunyai membran sel, sitoplasma, dan organel seperti ribosom, mitokondria, badan golgi, dan sebagainya. Hal ini menyebabkan virus tidak dapat melakukan metabolismenya sendiri.

Virus hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron. Setiap orang, baik anak-anak maupun orang dewasa, dapat terserang virus. Beberapa penyakit menular yang disebabkan oleh infeksi virus adalah influenza, batuk, pilek, tifus, gondong, cacar air, herpes, AIDS, dan hepatitis.

B.     Ciri-ciri virus

Virus memiliki ciri-ciri sesuai ukuran, bentuk dan struktur, yakni:

1.      Ukuran virus

Ukuran virus sangat kecil yakni sekitar 10 hingga 300 milimikron). Virus terkecil memiliki diameter hanya 20 nanometer, lebih kecil dari ribosom.

Ukuran virus tersebut sangat kecil. Sehingga untuk melihat bisa dengan berbagai, yakni:

a.       Observasi langsung menggunakan mikrosko elektron dengan ekstra atau sayatan ultratipis dari jaringan makhluk hidup yang terinfeksi.

b.      Filtrasi melalui selaput kolodion yang memiliki porositas bertingkat. Virus dilewati melalui serangkaian selaput yang ukuranya berbeda-beda. Ukuran virus dapat diperkiarakan melalui selaput yang dilewati.

c.       Sedimentasi dalam ultrasentrifugasi. Partikel virus disuspensikan ke dalam suatu cairan, kemudian partikel akan mengendap.

d.      Pengukuran perbandingan.

2.      Bentuk tubuh virus

Bentuk virus bermacam-macama. Ada yang berbentuk batang, oval, filame, persegi banyak, dan seperti huruf T.

a.       Virus yang berbentuk batang, Tobacco Mozaic Virus (TMV).

b.      Virus yang berbentuk oval, seperti Rhabdovirus.

c.       Virus berbentuk bulat, seperti human immunodeficiency virus (HIV).

d.      Virus berbentuk seperti huruf T, misalnya bakteriofag atau disingkat fage.

3.      Struktur tubuh virus

Tubuh virus bukan merupakan suatu sel, karena tidak memiliki dinding sel, membran sel, sitoplasma, inti sel, dan organ sel lainnya.

Virus berupa partikel yang disebut virion. Selain berukuran sangat kecil, virus juga memiliki sifat seperti benda mati.

Dikutip situs Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan (Kemendikbud), tubuh virus diisi oleh materi genetik yang dapat diturunkan dalam bentuk DNA atau RNA.

Sementara itu, ekor berfungsi sebagai alat kontak menuju tubuh organisme yang diserangnya. Bagian kepala virus dibungkus selubung protein yang biasa disebut kapsid berbentuk polihedral. Kapsid berfungsi pemberi bentuk tubuh virus.

Virus bisa disebut virus DNA atau virus RNA, tergantung dari asam nukleat yang menyusun genomnya. Asam nukleat, virus hanya mengandung satu jenis asam nukleat yaitu DNA atau RNA.

Virus yang mengandung DNA antara lain Parvovirus, Papovavirus, Adenovirus, Poliovirus, Herpes simplex virus, Paramyxovirus, virus Rubella. Sementara virus yang mengandung RNA, antara lain Togovirus, Rhabdovirus, Reovirus, TMV, Myxovirus, Reovirus, Orthomyxovirus, Hepatitis virus.

Artikel ini telah tayang di Kompas.com dengan judul "Ciri-ciri Virus", https://www.kompas.com/skola/read/2020/02/24/170000469/ciri-ciri-virus?page=all.
Penulis : Ari Welianto
Editor : Ari Welianto

MATERI LANJUTAN DAN BAHAN PELAJARAN TAMBAHAN

A.       Cara Hidup Virus

   Untuk melangsungkan kehidupannya, virus harus melakukan metabolisme. Dalam metabolisme diperlukan enzim untuk melangsungkan proses-proses biokimia di dalam tubuh. Virus mendapatkan enzim dan bahan-bahan metabolisme dari sel yang ditumpanginya karena itu virus tidak dapat menghasilkan energi sendiri dan mensintesis protein enzim. Virus hanya dapat berkembang dan memperbanyak diri pada sel hidup yang aktif melakukan metabolisme. Virus dapat memanfaatkan kemampuan metabolisme sel inang yang ditempatinya untuk dapat hidup dan memperbanyak diri. kehidupan dan perkembangan virus sangat tergantung pada sel hidup lainnya. Di luar sel hidup atau di dalam bebas, virus tidak aktif. Dengan kata lain, virus dapat dikatakan sebagai parasit sejati.

Virus tidak berkembang biak dengan cara pembelahan atau membelah diri. Reproduksi pada virus disebut dengan replikasi yaitu pembentukan komponen virus dan perakitannya untuk membuat virus baru. Replikasi dimulai ketika virus masuk ke dalam sel. Kemudian ARN/ADN virus masuk dan mengadakan kontak dengan ribosom di dalam sel. Ribosom merupakan organela tempat terjadinya sintesa protein yang spesifik sesuai ARN/ADN. ARN adalah asam ribonukleat sedangkan ADN adalah asam dioksiribounukleat. Asam nukleat virus mengganda, dan protein yang diperlukan sebagai pelindung juga dibentuk. Kemudian berlangsung perakitan partikel virus yang baru. Beberapa jenis virus keluar dari dalam sel bersamaan dengan rusaknya sel yang ditumpangi. Beberapa virus jenis yang lain dapat keluar dari sel melalui membran tanpa mematikan atau merusak sel yang ditumpanginya.

Virus tidak dapat berdiri sendiri atau hidup bebas di alam ini. Virus hidup secara parasit pada bakteri, tumbuhan, hewan, dan manusia.

1. Virus Bakteri

Tidak ada satu bakteri pun yang tidak mengandung virus. Virus yang menginfeksi bakteri adalah bakteriofag. Bakteriofag dapat berkembang cepat sehingga dalam waktu yang singkat dapat menghancurkan sejumlah bakteri. Bakteriofag memiliki inti asam nukleat berbentuk DNA ganda berpilin atau tunggal berpilin atau RNA rantai tunggal. Contoh bakteriofag adalah E. coli.

 2. Virus Tumbuh-tumbuhan

Virus tumbuhan adalah virus yang menginfeksi tumbuhan. Seperti virus lainnya, susunan kimia dan struktur fisik virus tumbuhan sangat sederhana, hanya terdiri dari asam nukleat dan protein. Virus tumbuhan berbeda dengan patogen tumbuhan lainnya, perbedaan tersebut terdapat pada metode infeksi, translokasi di dalam inang, perbanyakan diri, penyebaran, dan gejala yang dihasilkan inang.

Sebagian besar penyakit pada tumbuh-tumbuhan disebabkan oleh virus. Serangan virus tersebut dapat mengakibatkan kerugian secara ekonomi yang sangat besar, misalnya, virus yang menyerang tanaman kentang dan tembakau. Bahan genetik dari virus tumbuh-tumbuhan adalah RNA. Virus ini dapat memasuki bagian dalam sel secara aktif atau dapat melalui cedera, misalnya, cedera akibat pada gosokan daun. Di alam virus ditularkan secara kontak langsung atau melalui vektor. Sejumlah besar virus dapat juga ditularkan melalui serangga. Virus sering memperbanyak diri di dalam saluran pencernaan serangga (virus persisten). Virus dapat menginfeksi tumbuhan lain setelah terjadi masa inkubasi di dalam serangga. Sementara itu, virus yang tidak persistem dapat ditularkan melalui gigitan serangga secara langsung.

3. Virus Patogen pada Hewan

Bahan genetik virus hewan adalah DNA ganda berpilin atau RNA polinukleotida tunggal. Virus dapat menimbulkan penyakit rabies (anjing gila), sampar pada ayam, ebola pada kera, dan penyakit kuku pada ternak. Virus ini dapat ditularkan secara kontak langsung atau melalui perantara serangga.  Untuk penelitiannya, diperlukan hewan percobaan atau telur ayam yang sudah dierami. Selain itu, virus juga dapat diperbanyak dengan kultur jaringan. Perbanyakan ini dapat dilakukan di laboratorium.

4. Virus yang Menyerang Manusia

 Virus yang menyerang manusia, antara lain, virus cacar air, cacar, campak, influenza, polio, mata belek, hepatitis, demam berdarah, diare, HIV AIDS, dan virus AI. virus pada manusia dapat ditularkan secara kontak langsung maupun tidak langsung. Mata belek, influenza, dan cacar dapat ditularkan secara kontak langsung atau lewat udara. Hepatitis dan polio dapat ditularkan melalui air sumur yang tercemar dan sendok atau piring bekas penderita ataupun keringat penderita. Demam berdarah dapat ditularkan melalui gigitan nyamuk Aedes aegypti. Sementara itu, virus HIV AIDS dapat ditularkan melalui jarum suntik, air ludah, transfusi darah, air susu, plasenta ibu hamil pada janinnya, hubungan kelamin, serta cairan vagina dan sperma.

B.     Perkembangbiakan Virus

   Virus bukanlah sel yang dapat berkembangbiak sendiri. Cara berkembangbiak virus berbeda dengan makhluk hidup lain. Virus tidak mampu memperbanyak diri di luar sel-sel hidup sehingga dikatakan bahwa virus bukanlah makhluk hidup yang dapat hidup mandiri. Virus selalu memanfaatkan sel-sel hidup sebagai inang untuk memperbanyak dirinya. Replikasi terjadi di dalam sel inang. Untuk dapat mereplikasi asam nukleat dan mensistensi protein selubungnya, virus bergantung pada sel-sel inang. Replikasi ini menyebabkan rusaknya sel inang. Setelah itu, virus akan keluar dari sel inang. Di luar sel inang, virus disebut sebagai partikel virus yang disebut virion.

Ada beberapa tahapan dalam replikasi virus, yaitu tahap adsorpsi (penempelan) virus pada inang, tahap injeksi (masuknya) asam inti ke dalam sel inang, tahap sintesis (pembentukan), tahap perakitan, dan tahap litik (pemecahan sel inang). Berdasarkan tahapan tersebut, siklus hidup virus dapat dibedakan lagi menjadi siklus titik dan siklus lisogenik.

1. Siklus Titik

Replikasi virus dalam sel inang merupakan peristiwa yang sangat kompleks, tahap demi tahap dari proses sintesis, mulai dari terinfeksinya sel inang sampai pembebasan partikel-partikel virus. Seperti virus lain, bakteriofag tidak dapat bergerak. Jika suspensi bakteriofag bebas bercampur dengan suspensi bakteri, akan terjadi persinggungan kebetulan yang menyebabkan bakteriofag teradsorpsi pada permukaan bakteri. Selanjutnya, DNA bakteriofag terinjeksi ke dala bakteri. Setelah beberapa waktu, terjadilah lisis sel-sel inang yang ditandai dengan pembebasan bakteriofag bentukan, kemudian baru ke dalam medium suspensi

a. Tahap Adsorpsi

Pada tahap ini, ekor virus mulai menempel di dinding sel bakteri. Virus hanya menempel pada dinding sel yang mengadung 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.

b. 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 peristiwan 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.

c. Tahap Sintesis (Pembentukan)

Virus tidak dapat melakukan sintesis sendiri, tetapi virus akan melakukan sintesis dengan menggunakan sel inangnya. Setelah asam nukleat disuntikan ke dalam sel inang, segera menimbulkan perubahan-perubahan besar pada metabolisme sel yang terinfeksi (sel inang atau bakteri). Enzim penghancur yang dihasilkan oleh virus akan menghancurkan DNA bakteri yang menyebabkan sintesis DNA bakteri terhenti. Posisi ini digantikan oleh DNA virus yang kemudian mengendalikan kehidupannya. Dengan fasilitas dari DNA bakteri yang sudah tidak berdaya, DNA virus akan mereplikasi diri berulang kali dengan cara mengopi diri dalam jumlah yang sangat banyak. Sintesis DNA virus dan protein terbentuk atas kerugian sintesis bakteri yang telah rusak. DNA virus ini kemudian akan mengendalikan sintesis DNA dan protein yang akan dijadikan kapsid virus.

d. 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.

e. Tahap Litik

Dinding sel bakteri yang sudah dilunakkan oleh enzim lisozim akan pecah dan diikuti oleh pembebasan virus-virus baru yang siap untuk mencari sel-sel inang yang baru. Pemecahan sel-sel bakteri secara eksplosif dapat diamati dengan mikroskop lapangan gelap. Jangka waktu yang dilewati lima tahap ini dan jumlah virus yang dibebaskan sangat bervariasi, tergantung dari jenis virus, bakteri, dan kondisi lingkungan.

2. Siklus Lisogenik

Virus lambda dapat melakukan siklus litik, tetapi kadang-kadang juga melakukan siklus lisogenik. Pada siklus lisogenk, tahap yang dilalui lebih banyak dari pada siklus litik. Tahap adsorpsi dan tahap injeksi sama dengan siklus litik. Akan tetapi, sebelum tahap sintesis, terlebih dahulu virus melewati tahap penggabungan dan tahap pembelahan. Kemudian, dilanjutkan dengan tahap perakitan dan tahap litik.

a. Tahap Perakitan dan Tahap Injeksi

Tahap adsorpsi dan tahap injeksi pada siklus lisogenik sama seperti tahap adsorpsi dan tahap injeksi siklus litik.

b. Tahap penggabungan

Tahap ini adalah tahap ketika DNA virus masuk ke dalam tubuh bakteri dan terjadinya penggabungan antara DNA bakteri dan DNA virus. Proses ini terjadi ketika DNA yang berbentuk kalung tak berujung pangkal terputus dan DNA virus menyisip di antara DNA yang utuh yang telah terinfeksi atau tersisipi DNA virus.

c. Tahap Pembelahan

DNA virus telah bersambung dengan DNA bakteri. DNA virus tidak dapat bergerak atau disebut sebagai profag.  Karena bergabung dengan DNA bakteri, ketika DNA bakteri 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.

d. Tahap Sintesis

Pada kondisi lingkungan tertentu, profaag menjadi aktif. Profag dapat saja memisahkan diri dengan DNA bakteri dan merusak DNA bakteri. Kemudian menggantikan peran DNA bakteri dengan DNA virus untuk sistem protein yang berfungsi sebagai kapsid bagi virus-virus baru dan replikasi DNA.

e. Tahap Perakitan

Pada tahap ini, terjadi perakitan kapsid-kapsid virus yang utuh sebagai selubung virus. Setelah kapsid virus utuh, diisi dengan DNA hari replikasi, terjadi virus-virus baru.

f. Tahap Litik

Tahap ini sama dengan tahap litik pada siklus litik saat dinding sel bakteri akan pecah dan virus baru berhamburan keluar. Virus baru ini selanjutnya akan menyerang bakteri yang lain. Begitu seterusnya, virus akan mengalami siklus litik atau lisogenik. Berdasarkan asam intinya, replikasi virus dapat dibedakan menjadi virus  yang berasam inti DNA dan virus yang berasam inti RNA.

1) Virus dengan asam inti DNA
Virus ini menginfeksi sel inang dan memperbanyak diri menjadi beberapa DNA. Beberapa DNA virus mengalami transkripsi menjadi mRNA penghasil selubung protein virus. mRNA menghasilkan enzim yang dapat menghancurkan dinding sel inang. hancurnya sel inang menjadikan virus-virus baru berhamburan keluar dan virus-virus baru ini siap menginfeksi sel-sel inang lain. Contoh virus berasam inti DNA adalah virus cacar, virus herpes, dan bakteriofag.

2) Virus dengan asam inti RNA
Contohnya adalah virus AIDS. RNA virus AIDS menginfeksi sel inang, lalu melakukan penerjemahan balik membentuk RNA-DNA baru dan membentuk DNA virus. Selanjutnya, DNA virus masuk ke dalam inti sel inang yang menyebabkan DNA inang mengandung DNA virus. DNA virus membentuk mRNA dari inti. RNA virus membentuk protein virus di dalam sitoplasma sel inang. RNA virus dan protein virus akhirnya bergabung membentuk HIV.