TUGAS MATA KULIAH

PENGELOLAAN SUMBER BELAJAR ELEKTRONIK( DOSEN : DR. DJUNIADI, M.Pd)

BAHAN AJAR (TEKS) VIRUS BIOLOGI KELAS X

Oleh :

PROGRAM PASCA SARJANA

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG (UNNES) TAHUN AKADEMIK 2010 / 2011

1Nur Yahya , NIM. 0104510011 Prodi KTP – PPS UNNES

NUR YAHYA NIM - 0104510011

PRODI KTP

BAHAN AJAR BIOLOGI (TEKS)

Mata Pelajaran : BIOLOGIKelas : X (sepuluh)Semester : 1 (satu)Standar Kompetensi : 2. Memahami prinsip-prinsip pengelompokan makhluk hidup Kompetensi Dasar : 2.1 Mendeskripsikan ciri-ciri, replikasi, dan peran virus dalam

kehidupanIndikator

1. Menjelaskan sejarah penemuan virus2. Menyebutkan ciri-ciri virus3. Mendeskripsikan struktur tubuh virus4. Menjelaskan tahapan replikasi virus5. Menyebutkan peranan virus dalam kehidupan

Materi PembelajaranMateri Pokok : VirusSub materi : Sejarah virus, Ciri-ciri virus, Struktur virus, Replikasi virus, dan

peranan virus dalam kehidupan

1. Sejarah penemuan

Virus mosaik tembakau merupakan virus yang pertama kali divisualisasikan dengan mikroskop elektron.

Virus telah menginfeksi sejak jaman sebelum masehi, hal tersebut terbukti dengan adanya beberapa penemuan-penemuan yaitu laporan mengenai infeksi virus dalam hieroglyph di Memphis, ibu kota Mesir kuno (1400SM) yang menunjukkan adana penyakit poliomyelitis, selain itu, Raja Firaun Ramses V meninggal pada tahun 1196 SM dan dipercaya meninggal karena terserang virus Smallpox.

Pada jaman sebelum masehi, virus endemik yang cukup terkenal adalah virus Smallpox yang menyerang masyarakat cina pada tahun 1000. Akan tetapi pada pada tahun 1798 , Edward Jenner menemukan bahwa beberapa pemerah susu memiliki kekebalan terhadap virus pox. Hal tersebut diduga karena Virus Pox yang terdapat pada sapi, melindungi manusia dari Pox. Penemuan tersebut yang dipahami kemudian merupakan pelopor penggunaan vaksin.

Pada tahun 1880, Louis Pasteur dan Robert Koch mengemukakan suatu "germ theory" yaitu bahwa mikroorganisme merupakan penyebab penyakit. Pada saat itu juga terkenal Postulat Koch yang sangat terkenal hingga saat ini yaitu :

2Nur Yahya , NIM. 0104510011 Prodi KTP – PPS UNNES

1. Agen penyakit harus ada di dalam setiap kasus penyakit2. Agen harus bisa diisolasi dari inang dan bisa ditumbuhkan secara in vitro3. Ketika kultur agen muri diinokulasikan ke dalam sel inang sehat yang rentan maka ia

bisa menimbulkan penyakit4. Agen yang sama bisa di ambil dan diisolasi kembali dari inang yang terinfeksi tersebut

Penelitian mengenai virus dimulai dengan penelitian mengenai penyakit mosaik yang menghambat pertumbuhan tanaman tembakau dan membuat daun tanaman tersebut memiliki bercak-bercak. Pada tahun 1883, Adolf Mayer, seorang ilmuwan Jerman, menemukan bahwa penyakit tersebut dapat menular ketika tanaman yang ia teliti menjadi sakit setelah disemprot dengan getah tanaman yang sakit. Karena tidak berhasil menemukan mikroba di getah tanaman tersebut, Mayer menyimpulkan bahwa penyakit tersebut disebabkan oleh bakteri yang lebih kecil dari biasanya dan tidak dapat dilihat dengan mikroskop.

Pada tahun 1892, Dimitri Ivanowsky dari Rusia menemukan bahwa getah daun tembakau yang sudah disaring dengan penyaring bakteri masih dapat menimbulkan penyakit mosaik. Ivanowsky lalu menyimpulkan dua kemungkinan, yaitu bahwa bakteri penyebab penyakit tersebut berbentuk sangat kecil sehingga masih dapat melewati saringan, atau bakteri tersebut mengeluarkan toksin yang dapat menembus saringan.(Akin, H.M. : 2005)

Setelah itu, pada tahun 1898, Loeffler dan Frosch melaporkan bahwa penyebab penyakit mulut dan kaki sapi dapat melewati filter yang tidak dapat dilewati bakteri. Namun demikian, mereka menyimpulkan bahwa patogennya adalah bakteri yang sangat kecil. .(Akin, H.M. : 2005)

Pendapat Beijerinck baru terbukti pada tahun 1935, setelah Wendell Meredith Stanley dari Amerika Serikat berhasil mengkristalkan partikel penyebab penyakit mosaik yang kini dikenal sebagai virus mosaik tembakau. (Creager, A.N.H. :2002) Virus ini juga merupakan virus yang pertama kali divisualisasikan dengan mikroskop elektron pada tahun 1939 oleh ilmuwan Jerman G.A. Kausche, E. Pfankuch, dan H. Ruska

Pada tahun 1911, Peyton Rous menemukan jika ayam yang sehat diinduksi dengan sel tumor dari ayam yang sakit, maka pada ayam yang sehat tersebut juga akan terkena kanker (Rous P :1911). Selain itu, Rous juga mencoba melisis sel tumor dari ayam yang sakit lalu menyaring sari-sarinya dengan pori-pori yang tidak dapat dilalui oleh bakteri, lalu sari-sari tersebut di suntikkan dalam sel ayam yang sehat dan ternyata hal tersebut juga dapat menyebabkan kanker (Rous P : 1911). Rous menyimpulkan kanker disebabkan karena sel virus pada sel tumor ayam yang sakit yang menginfeksi sel ayam yang sehat Penemuan tersebut merupakan penemuan pertama virus onkogenik, yaitu virus yang dapat menyebabkan tumor. Virus yang ditemukan oleh Rous dinamakan Rous Sarcoma Virus(RSV)

Pada tahun 1933, Shope papilloma virus atau cottontail rabbit papilloma virus (CRPV)yang ditemukan oleh Dr Richard E Shope merupakan model kanker pertama pada manusia yag disebabkan oleh virus (Shope RE :1933). Dr Shope melakukan percobaan dengan mengambil filtrat dari tumor pada hewan lalu disuntikkan pada kelinci domestik yang sehat, dan ternyata timbul tumor pada kelinci tersebut.

Wendell Stanley merupakan orang pertama yang berhasil mengkristalkan virus pada tahun 1935.[6] Virus yang dikristalkan merupakan Tobacco Mozaic Virus (TMV).

3Nur Yahya , NIM. 0104510011 Prodi KTP – PPS UNNES

(Stanley WM :1933). Stanley mengemukakan bahwa virus akan dapat tetap aktif meskipun setelah kristalisasi

Martha Chase dan Alfred Hershey pada tahun 1952 berhasil menemukan bakteriofage. Bakterofage merupakan virus yang memiliki inang bakteri sehingga hanya dapat bereplikasi di dalam sel bakteri. (Hershey AD, Chase M :1952).

2. Ciri-ciri

Virus adalah parasit berukuran mikroskopik yang menginfeksi sel organisme biologis. Virus bersifat parasit obligat, hal tersebut disebabkan karena virus hanya dapat bereproduksi di dalam 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 kombinasi ketiganya. Genom virus akan diekspresikan menjadi baik protein yang digunakan untuk memuat bahan genetik maupun protein yang dibutuhkan dalam daur hidupnya.

Istilah virus biasanya merujuk pada partikel-partikel yang menginfeksi sel-sel eukariota (organisme multisel dan banyak jenis organisme sel tunggal), sementara istilah bakteriofage atau fage digunakan untuk jenis yang menyerang jenis-jenis sel prokariota (bakteri dan organisme lain yang tidak berinti sel).

3. Struktur Virus

Model skematik virus berkapsid heliks (virus mosaik tembakau): 1. asam nukleat (RNA), 2. kapsomer, 3. kapsid.

Bakteriofag terdiri dari kepala polihedral berisi asam nukleat dan ekor untuk menginfeksi inang.Bahan genetik virus diselubungi oleh suatu lapisan pelindung. Protein yang menjadi lapisan pelindung tersebut disebut kapsid. Bergantung pada tipe virusnya, kapsid bisa

4Nur Yahya , NIM. 0104510011 Prodi KTP – PPS UNNES

berbentuk bulat (sferik), heliks, polihedral, atau bentuk yang lebih kompleks dan terdiri atas protein yang disandikan oleh genom virus. (Wagner : 2008) Kapsid terbentuk dari banyak subunit protein yang disebut kapsomer.

Untuk virus berbentuk heliks, protein kapsid (biasanya disebut protein nukleokapsid) terikat langsung dengan genom virus. Misalnya, pada virus campak, setiap protein nukleokapsid terhubung dengan enam basa RNA membentuk heliks sepanjang sekitar 1,3 mikrometer (Wagner : 2008) Komposisi kompleks protein dan asam nukleat ini disebut nukleokapsid. Pada virus campak, nukleokapsid ini diselubungi oleh lapisan lipid yang didapatkan dari sel inang, dan glikoprotein yang disandikan oleh virus melekat pada selubung lipid tersebut. Bagian-bagian ini berfungsi dalam pengikatan pada dan pemasukan ke sel inang pada awal infeksi. (Wagner : 2008)

Virus cacar air memiliki selubung virus

Beberapa jenis virus memiliki unsur tambahan yang membantunya menginfeksi inang.Virus pada hewan memiliki selubung virus, yaitu membran menyelubungi kapsid.[12] Selubung ini mengandung fosfolipid dan protein dari sel inang, tetapi juga mengandung protein dan glikoprotein yang berasal dari virus. (Mahy, BWJ.; van Regenmortel, MHW. : 2010), Selain protein selubung dan protein kapsid, virus juga membawa beberapa molekul enzim di dalam kapsidnya. Ada pula beberapa jenis bakteriofag yang memiliki ekor protein yang melekat pada "kepala" kapsid. Serabut-serabut ekor tersebut digunakan oleh fag untuk menempel pada suatu bakteri. Partikel lengkap virus disebut virion. Virion berfungsi sebagai alat transportasi gen, sedangkan komponen selubung dan kapsid bertanggung jawab dalam mekanisme penginfeksian sel inang. (Strauss, JH.; Strauss, EG. : 2008),

4. Replikasi virusReplikasi virus terdiri atas beberapa tahapan-tahapan yaitu pelekatan virus, penetrasi, pelepasan mantel, replikasi genom dan ekspresi gen, perakitan, pematangan, dan pelepasan

a. Pelekatan VirusPelekatan virus merupakan proses interaksi awal antara partikel virus dengan molekul reseptor pada permukaan sel inang (Schneider-Schaulies J : 2000). Pada tahap ini, terjadi ikatan spesifik antara molekul reseptor seluler dengan antireseptor pada virus. Beberapa jenis virus memerlukan molekul lainnya untuk proses pelekatan yaitu koreseptor.

b. PenetrasiPenetrasi terjadi pada waktu yang sangat singkat setelah pelekatan virus pada reseptor di membran sel. (Mahy, BWJ.; van Regenmortel, MHW. : 2010), Proses ini memerlukan energi Tiga mekanisme yang terlibat:

5Nur Yahya , NIM. 0104510011 Prodi KTP – PPS UNNES

Translokasi partikel virusProses translokasi relatif jarang terjadi di antara virus dan mekanisme belom sepenuhnya dipahami benar, kemungkinan diperantarai oleh protein di dalam virus kapsid dan reseptor membran spesifik. (Cossart, P : 2005),

Endositosis virus ke dalam vakuola intraselulerproses endositosis merupakan mekanisme yang sangat umum sebagai jalan masuk virus ke dalam sel. Tidak diperlukan protein virus spesifik selain yang telah digunakan untuk pengikatan reseptor (Cheng, H.; Hammar, L. : 2004),

fusi dari envelope dengan membran sel (untuk virus yang berenvelope

c. Pelepasan Mantel Tahap ini terjadi setelah proses penetrasi dimana kapsid virus baik seluruhnya

maupun sebagian dipindahkan ke dalam sitoplasma sel inang. Pada tahap ini genom virus terekspos dalam bentuk kompleks nukleoprotein. Dalam beberapa kasus, tahap ini berlangsung cukup sederhana dan terjadi selama fusi pada membran virus dengan membran plasma. untuk virus lainnya, tahap ini merupakan proses multistep yang melibatkan jalur endositosis dan membran nukleus. (Mahy, BWJ.; van Regenmortel, MHW. : 2010),

d. Perakitan Perakitan merupakan proses pengumpulan komponen-komponen virion pada bagian

khusus di dalam sel. Selama proses ini, terjadi pembentukan struktur partikel virus. Proses ini tergantung kepada proses replikasi di dalam sel dan tempat di mana virus melepaskan diri dari sel. mekanisme perakitan bervariasi untuk virus yang berbeda-beda. Contoh : proses perakitan Picornavirus, Poxvirus, dan Reovirus terjadi di sitoplasma, sementara itu proses perakitan Adenovirus , Poliovirus, dan Parvovirus terjadi di nukleus. (Mahy, BWJ.; van Regenmortel, MHW. : 2010),

e. Pematangan Pematangan merupakan tahap dari siklus hidup virus dimana virus bersifat infeksius

pada tahap ini terjadi perubahan struktur dalam partikel virus yang kemungkinan dihasilkan oleh pemecahan spesifik protein kapsid untuk menghasilkan produk yang matang. protease virus dan enzim seluler lainnya biasanya terlibat dalam proses ini. (Mahy, BWJ.; van Regenmortel, MHW. : 2010),

f. PelepasanSemua virus kecuali virus tanaman melepaskan diri dari sel inang melalui dia mekanisme :

untuk virus litik (semua virus non-selubung), pelepasan merupakan proses yang sederhana, dimana sel yang terinfeksi terbuka dan virus keluar.

untuk virus berselubung, diperlukan membran lipid ketika virus keluar dari sel melewati membran , proses ini dikenal sebagai budding. (Mahy, BWJ.; van Regenmortel, MHW. : 2010),

Proses pelepasan partikel virus kemungkinan bisa merusak sel (Paramyxovirus, Rhabdovirus, dan Togavirus) , dan kemungkinan sebagian lagi tidak merusak sel (Retrovirus)

5. Peranan Virus dalam KehidupanPenyakit hewan akibat virus

6Nur Yahya , NIM. 0104510011 Prodi KTP – PPS UNNES

Penyakit tetelo, yakni jenis penyakit yang menyerang bangsa unggas, terutama ayam. Penyebabnya adalah new castle disease virus (NCDV). Penyakit kuku dan mulut, yakni jenis penyakit yang menyerang ternak sapi dan kerbau. Penyakit kanker pada ayam oleh rous sarcoma virus (RSV). Penyakit rabies, yakni jenis penyakit yang menyerang anjing, kucing, dan monyet, disebabkan oleh virus rabies. (Evans, AS.; Kaslow, RA. : 1997)

a. Penyakit tumbuhan akibat virusPenyakit mosaik, yakni jenis penyakit yang menyerang tanaman tembakau (Akin, H.M. : 2005) Penyebabnya adalah tobacco mosaic virus (TMV) Penyakit tungro, yakni jenis penyakit yang menyerang tanaman padi. Penyebabnya adalah virus Tungro. (Akin, H.M. : 2005) Penyakit degenerasi pembuluh tapis pada jeruk. Penyebabnya adalah virus citrus vein phloem degeneration (CVPD). (Akin, H.M. : 2005)

b. Penyakit manusia akibat virusContoh paling umum dari penyakit yang disebabkan oleh virus adalah pilek (yang bisa saja disebabkan oleh satu atau beberapa virus sekaligus), cacar, AIDS (yang disebabkan virus HIV), dan demam herpes (yang disebabkan virus herpes simpleks). (Crowley, LV. :2010), Kanker leher rahim juga diduga disebabkan sebagian oleh papilomavirus (yang menyebabkan papiloma, atau kutil), yang memperlihatkan contoh kasus pada manusia yang memperlihatkan hubungan antara kanker dan agen-agen infektan. Juga ada beberapa kontroversi mengenai apakah virus borna, yang sebelumnya diduga sebagai penyebab penyakit saraf pada kuda, juga bertanggung jawab kepada penyakit psikiatris pada manusia. (Crowley, LV. :2010), Potensi virus untuk menyebabkan wabah pada manusia menimbulkan kekhawatiran penggunaan virus sebagai senjata biologis. Kecurigaan meningkat seiring dengan ditemukannya cara penciptaan varian virus baru di laboratorium. (Crowley, LV. : 2010), Kekhawatiran juga terjadi terhadap penyebaran kembali virus sejenis cacar, yang telah menyebabkan wabah terbesar dalam sejarah manusia, dan mampu menyebabkan kepunahan suatu bangsa. Beberapa suku bangsa Indian telah punah akibat wabah, terutama penyakit cacar, yang dibawa oleh kolonis Eropa. Meskipun sebenarnya diragukan dalam jumlah pastinya, diyakini kematian telah terjadi dalam jumlah besar. Penyakit ini secara tidak langsung telah membantu dominasi bangsa Eropa di dunia baru Amerika. (Crowley, LV. :2010), Salah satu virus yang dianggap paling berbahaya adalah filovirus. Grup Filovirus terdiri atas Marburg, pertama kali ditemukan tahun 1967 di Marburg, Jerman, dan ebola. Filovirus adalah virus berbentuk panjang seperti cacing, yang dalam jumlah besar tampak seperti sepiring mi. Pada April 2005, virus Marburg menarik perhatian pers dengan terjadinya penyebaran di Angola. Sejak Oktober 2004 hingga 2005, kejadian ini menjadi epidemi terburuk di dalam kehidupan manusia. (Crowley, LV. : 2010),

DAFTAR PUSTAKA

7Nur Yahya , NIM. 0104510011 Prodi KTP – PPS UNNES

1. Akin, H.M. (2005) (Didigitalisasi oleh Google Penelusuran Buku). Virologi Tumbuhan. Yogyakarta: Kanisius. hlm. hlm. 17.

2. Campbell et al. (2002), hlm. 341. Diakses pada 26 Maret 2009.3. Creager, A.N.H. (2002) (Didigitalisasi oleh Google Penelusuran Buku). The life of a

virus: tobacco mosaic virus as an experimental model, 1930-1965 (edisi ke-Edisi ke-2). Chicago: University of Chicago Press. hlm. hlm. 119.

4. Rous P (1911). "A sarcoma of the fowl transmissible by an agent separable from the tumor cells" (pdf). J Exp Med 13: 397-399.

5. Shope RE (1933). "Infectious papillomatosis of rabbits; with a note on the histopathology" (pdf). J Exp Med 58: 607.

6. Stanley WM (1933). "Isolation of a crystalline protein possessing the properties of tobacco mosaic virus" (pdf). Science 81: 644-645.

7. Hershey AD, Chase M (1952). "Independent Function of Viral Protein and Nucleic Acid in Growth of Bacteriophage" (pdf). Journal of General Physiology 36: 39-56.

8. Wagner (2008), Basic Virology, Australia: Blackwell Publishing, 9. Mahy, BWJ.; van Regenmortel, MHW. (2010), Desk Encyclopedia of General

Virology, San Diego: Elsevier, 10. Strauss, JH.; Strauss, EG. (2008), Viruses and Human Disease, London: Elsevier, 11. Evans, AS.; Kaslow, RA. (1997), Viral Infections of Humans:epidemiology and

Control, New York: Plenum Publishing Corporation, 12. Schneider-Schaulies J (2000). "Cellular receptors for viruses: links to tropism and

pathogenesis" (pdf). Journal of General Virology 81: 1413-1429. 13. Cossart, P (2005), Cellular Microbiology, Washington DC: American Society for

Microbiology Press, 14. Cheng, H.; Hammar, L. (2004), Cellular Microbiology, Singapore: World Scientifis

Publishing Co. Pte. Ltd., 15. Crowley, LV. (2010), An Introduction to Human Disease: Pathology and

Pathophysiology, Sudburry: Jones and Bartlett Publishers,

8Nur Yahya , NIM. 0104510011 Prodi KTP – PPS UNNES