dasar-dasar virologi total

7/23/2019 Dasar-dasar Virologi Total

http://slidepdf.com/reader/full/dasar-dasar-virologi-total 1/76

DASAR-DASAR VIROLOGI

Adinda Dwi Nur’aini, S.Si, M.Kes

Akademi Kebidanan KendedesMalang



Standar Kompetensi – Mampu menjelaskan dasar-dasar virologi

Sub kompetensi dasar – Mahasiswa mampu menjelaskan sifat-sifat virus

dan perbedaan virus dan bakteria

– Mahasiswa mampu manjelaskan struktur danmorfologi virus

– Mahasiswa mampu menjelaskan taksonomi danklasifikasi virus



Sejarah Virologi

1892 Dmitri Iwanoski

Penyebab penyakit pada tembakau

Filter untuk bakteria

Tak ada mikroba yang tersaring

diinjeksikan ke pohon yang sehat

Timbul penyakit

1935 Wendel M. Staley Tobaco Mosaic Virus



VIRUS ?

Benda Hidup atau Benda mati ?

Ukuran : diameter 20-300 nm

Reproduksi hanya pada sel hidup : Sitoplasma, nukleus,

atau keduanya Parasit Obligat intracellular

Reproduksi tidak melalui pembelahan biner tetapidengan proses spesifik melalui pembongkaran dan

penyusunan kembali yang kompleks dalam tubuh sel

hospes



Sifat-sifat Virus :

1. Mempunyai satu macam asam nukleat, DNA atau RNA

2. Mempunyai Selubung protein ( yang membungkus

asam nukleat)

3. Bereplikasi pada sel hidup dengan menggunakan alat-

alat sintesis pada sel inang

4. Menyebabkan tersintesisnya struktur spesifik yang

dapat mentranfer asam nukleat dari virus ke sel lain



Perbedaan Virus dengan Bakteri

Table1. A Comparison of Viruses and Bacteria

Bacteria Viruses

Typical

Bacteria

R icket ts ia Ch lamyd ia

Intracellular parasite

Plasma membrane

Binary fission

Filterable through

Bacteriological filters

Possesses both DNA

and RNA

ATP generating

metabolism

Ribosomes

Sensitive to antibiotics

Sensitive to Interferon

-+

+

-

+

+

+

+

-

++

+

-

+

+

+

+

-

++

+

+

+

-

+

+

-

+-

-

+

-

-

-

-

+



Polio Virus, 30 nm

Bacteriophages

f2,MS2 24 nmTMV, 250nmx18nm

E. Coli , a bacterium

3000 nm x 1000nm

Vaccinia virus

300nmx200nmx100nm

Chlamydia, a bacterium

1500nmx200nm

UKURAN VIRUS

Human Red Blood

Cell

10.000 nm



Morfologi Virus

Enveloped Viruses

mempunyai selubung/

pembungkus

Naked Viruses

Tidak mempunyai selubung

Complex Viruses

mempunyai suatu simetri yang

tidak dapat didefinisikan

Helical viruses

Simetris mengelilingi asam

nukleat yang berulir disebutsusunan heliks

Polyhedral viruses

Kuboid mengelilingi asam

nukleat yang bulat dan

memiliki 20 permukaan disebutsusunan ikosahedral



Envelope Viruses



Naked-virusES

http://www.bocklabs.wisc.edu/images/cpv.jpg



Virus complex



Virus icosahedral



Virushelix

http://www.rkm.com.au/VIRUS/virusimages/flusection600.jpg



STRUKTUR VIRUS

Virion

A complete, fully developed viral particle composed of nucleic acid

surrounded by a coat that protects it from the environment and serves as a vehicle of transmission from one host cell to another

Genom / Asam Nukleat

Capsid

Nukleocapsid

Envelope

Spike



Struktur Virus

(a)

Capsid

Capsomer

Figure1. General structure of virus

(a). Naked virus(b). Enveloped virus with spikes

Nucleic acid Envelope

(b)

Spikes



GENOM Virus

Inti asam nukleat: DNA atau RNA

Genom dapat berantai tunggal (eg.Picorna virus)atau berantai ganda (eg. rotavirus)

Bentuk genom: sirkuler atau linear

Genom rantai tunggal dapat berupa:Positive sense (dapat diterjemahkan langsung untuk

menghasilkan polipeptida virus)

Negative sense (harus dirubah dulu ke mRNA)



CAPSID

Capsidadalahselubungproteinyangmengelilingi

genomdaripengaruhekstraseluler Mempermudahprosespenempelandanjuga

prosespenembusanpadadindingselhospes.

Setiapkapsiddibentukolehsubunitproteinyang

disebut kapsomer. Genompluskapsomerdisebut nukleokapsid



Kapsomer tersusun sebagai :

Simetris mengelilingi asam nukleat yang berulirdisebut susunan heliks

Kuboid mengelilingi asam nukleat yang bulat danmemiliki 20 permukaan disebut susunanikosahedral

Beberapa virus mempunyai suatu simetri yangtidak dapat didefinisikan misal Flaviviridae atau

poxviridae



Envelope/selubung

ENVELOPE VIRUS TERDIRI DARI KARBOHIDRAT,

PROTEIN DAN LIPID, YG MEMBUNGKUS PARTIKEL

VIRUS DIMANA SPIKE GLIKOPROTEIN MENEMPEL.

DURI GLIKOPROTEIN SPIKE) BERPERAN DALAM

PERLEKATAN DAN PENETRASI KEDALAM SEL

HOSPES.

SELUBUNG DAPAT DIBENTUK MELALUI TUNAS

VIRUS ATAU MELALUI MEMBRAN PLASMA.

MYXOVIRIDAE, RETROVIRIDAE,DAN

HERPESVIRIDAE)



Host Range & Trofisme Sel

Masing-masing virus mempunyai host range

dan tissue tropism yang berbeda-beda – Virus binatang-------binatang

– Virus tumbuhan-----tumbuhan

– Virus manusia-------manusia

– Virus binatang-------manusia

– Adanya kondisi yg dpt menyebabkan transmisi

– Menggunakan reseptor molekul yg ada pada kebanyakan

sel



Trofisme sel :

– Ada reseptor?

Attachment site pada permukaan host cell

Ligand dan viral attachment protein mengikat reseptor pada

permukaan plasma membrane sel target

eg. Gp120 attachment prot HIV CD4 reseptor pd membran T4

lymphocyte

– Adanya reseptor mrp hal yg fundamental utk menentukan

susceptibilty dari host thp infeksi viral

eg. Polio virus mengikat spesifik reseptor yg hanya ada pd

primate cell (human&monkey)



Taksonomi dan Klasifikasi Virus

Berdasarkan Host RangeBacteria Viruses, Animal Viruses, Plant Viruses

Berdasarkan : Asam Nukleat

Mekanisme replikasi asam nukleat

Ada tidaknya Envelope

Ukuran Capsid

Jumlah Capsomers

Sifat biologi, kimia, dan fisika

Metode penularan alami

Host, jaringan, dan trofisme sel

Simtomatologi



Virus dibagi dalam :

Famili-subfamili-genus-spesies-strain/tipe

Famili : ~viridae

Genus : ~virus

Kl ifik i i



Klasifikasi virus

berdasarkan sifat kimia & fisikanya

Asam

nukleat

Adanya

selubung

pada virion

Sensitivitas

thd eter

Ukuran

partikel

(nm)

Tipe fisik

asam nukleat

Famili virus

DNA Ikosahedral Telanjang Resisten 18-26

45-55

70-90

ss

ds melingkar

ds

Parvoviridae

Papovaviridae

Adenoviridae

Berselubung Sensitif 100 ds Herpesviridae

Kompleks Lapisan

kompleks

Resisten 230-400 ds Poxviridae

42 ds melingkar Hepadnaviridae

RNA Ikosahedral Telanjang Resisten 20-30

35-39

60-80

ss

ss

ds bersegmen

Pikornaviridae

Kalciviridae

Reoviridae

Berselubung Sensitif 50-70 ss Togaviridae

Tidak

diketahui/kompleks

Berselubung Sensitif 45-50

50-30080-160

~100

ss

ss bersegmenss

ss diploid

Flaviviridae

ArenaviridaeKoronaviridae

Retroviridae

Heliks Berselubung Sensitif 90-100

80-120

150-300

75-180

ss bersegmen

ss bersegmen

ss

ss

Bunyaviridae

Ortomiksoviridae

Paramiksoviridae

Rabdoviridae

Ket. ss: single strandedDs: double stranded



Klasifikasi Baltimore

I : Double-stranded DNA (Adenoviruses; Herpesviruses;

Poxviruses, etc)

II : Single-stranded (+) sense DNA (Parvoviruses)III : Double-stranded RNA (Reoviruses; Birnaviruses)

IV : Single-stranded (+) sense RNA (Picornaviruses; Togaviruses

V : Single-stranded (-) sense RNA (Orthomyxoviruses,

Rhabdoviruses)

VI : Single-stranded (+) sense RNA with DNA

intermediate in life-cycle/RNA Reverse

Transcribing Virus (Retroviruses)

VII: Double-stranded DNA with RNA

intermediate/Reverse Transcribing Virus (Hepadnaviruses)



KLASIFIKASI BERDASARKAN

SIMTOMATOLOGI

Penyakit saluran pernafasan

o Influenza/parainfluanza

o Pneumonia virus sintitial

o Faringitis adenovirus

o Penyakit susunan syaraf

o Rabieso Meningitis

o Campak



KLASIFIKASI BERDASARKAN

SIMTOMATOLOGI

enyakit pada kulit dan selaput lendir

– HERPES SIMPLEK TIPE I

– HERPES SIMPLEK TIPE II

– MOLUSKUM KONTAGIOSUM

– HERPES ZOSTER

enyakit mata

– KOJUNGTIVITIS ADENOVIRUS

– KERATOKONJUNGTIVITIS HERPES

– KONJUNGTIVITIS HEMORAGIK EPIDEMIK



Penyakit saluran pencernaan

– ADENO VIRUS,

– ENTERIKVIRUS ,

– ROTAVIRUS

Penyakit akibat hubungan sexual

– HERPES SIMPLEK, – VIRUS HEPATITIS B,

– VIRUS PAPILOMA,

– VIRUS MOLOSKUM KONTAGIOSUM,

– RETROVIRUS,



Dasar-dasar virologi

Adinda Dwi Nur’aini,

S.Si, M.Kes



Kompetensi dasar

– Mhs mampu menjelaskan dasar-dasar virologi

indikator

– Mhs mampu menjelaskan patogenesis infeksi virus

– Mhs mampu menjelaskan proses multiplikasi virus

– Mhs mampu menjelaskan replikasi virus DNA-RNA

– Mhs mampu menjelaskan cara identifikasi virus – Mhs mampu menjelaskan macam-macam vaksin untuk

pencegahan infeksi virus



Patogenesis infeksi virus

Entry into the host

– Skin - Most viruses which infect via the skin require a breach in thephysical integrity of this effective barrier, e.g. cuts or abrasions. Manyviruses employ vectors, e.g. ticks, mosquitos or vampire bats to breach thebarrier.

– Respiratory tract - In contrast to skin, the respiratory tract and all othermucosal surfaces possess sophisticated immune defence mechanisms, aswell as non-specific inhibitory mechanisms (cilliated epithelium, mucussecretion, lower temperature) which viruses must overcome.

– Gastrointestinal tract - a hostile environment; gastric acid, bile salts, etc

– Genitourinary tract - relatively less hostile than the above, but less

frequently exposed to extraneous viruses (?) – Conjunctiva - an exposed site and relatively unprotected

Primary Replication

Spread Throughout the Host

– via the bloodstream

– via the nervous system



Localized Infections:

Virus: Primary Replication:

Rhinoviruses U.R.T.

Rotaviruses Intestinal epithelium

Papillomaviruses Epidermis

Systemic Infections:

Virus: Primary Replication: Secondary Replication:

Enteroviruses Intestinal epithelium Lymphoid tissues, C.N.S.

Herpesviruses Oropharynx or G.U.tract Lymphoid cells, C.N.S.



Langkah-langkah patogenesis virus

Host Immune Response

Secondary Replication Cell/Tissue Damage

Penyembuhan dari infeksi

Pelepasan virus



Persistence vs. ClearanceAntigenic Drift Thegradualaccumulationofminormutations

(e.g.nucleotidesubstitutions)inthevirusgenomewhichresultinsubtlyalteredcodingpotentialandthereforealteredantigenicity,resultingindecreasedrecognitionbytheimmunesystem.

Antigenic Shift Isasuddenandmajorchangeintheantigenicityofavirusduetorecombinationofthevirusgenome

withanothergenomeofadifferentantigenictype.Thisprocessresultinitiallyinthefailureoftheimmunesystemtorecogniseanewantigenictype,givingthevirustheupperhand.



Multiplikasi virus

Replikasi bacteriophage

Replikasi Animal VirusVirus DNA

Virus RNA



Langkah-langkah UmumReplikasi Virus

Fase Awal (initiation phase)

– Attachment (penempelan)

–

Penetration (penyusupan) – Uncoating (pelepasan pembungkus)

Fase Replikasi

– Sintesa Genom

– Produksi RNA

– Sintesa Protein

Fase Pelepasan

– Assembly

– Maturation

– Exit from cell



ATTACHMENT

Viral Attachment Protein-Receptor binding

site/antireseptor

Homologi konfigurasi antara struktur

permukaan virion dan komponen

permukaan sel

Dapat diblok oleh antibodi yg mengikat

bagian virus/bagian seluler yg terlibat

Reversibel (detachment)



PENETRATION

Butuh energi

Mekanisme :

– Fusi

– Viropexis/pinocytosis (endositosis)

Melekat pd protein clathrin membransel (‘coated pit’)

– Menembus permukaan sel secaralangsung (virus telanjang)



PENETRATION



UNCOATING Terjadi bersamaan dg atau segera setelah penetrasi

Pd tahap ini kemampuan infeksi virus induk

menghilang Tjd karena kerja enzim proteolitik yg berasal dari

inang atau dari virus itu sendiri



REPLICATION Virus membuat protein utk mendukung

pembentukan genom, membungkus genom

asam nukleat virus mjd partikel virus, &mengubah metabolisme sel inang agar

mendukung produksi virus baru

Langkah-langkah replikasi tgt pd genom

asam nukleat yg dimilikinya



Remember…

INFORMATION FLOW IN CELLS GOES FROM: DNA TO DNA (REPLICATION)

DNA TO RNA (TRANSCRIPTION)

RNA TO PROTEIN (TRANSLATION)



RELEASE

Assembly/Morfogenesis

– Molekul Chaperon

Faktor morfogenetik

Bukan bagian dari struktur virus tapi diperlukan

utk proses morfogenesis/perakitan virus

Budding : virus ber-envelope



Multiplication of

T-even Bacteriophages

Attachment of phage to host cell

– Menggunakan fibers pd ekornya , phaga yg lain menggunakan flagellaatau fimbria

– Complementary receptor site ada pd bacterial cell wall

Penetration – Phaga lysozyme yg merusak dinding bakteri

Biosynthesis of viral component – Pd plasma sel bakteri

– Sintesis protein host dihentikan krn Virusmenginduksi degradasi host DNA

Virus protein interfere dg transcription

Represion of translation Maturation

Release

Lysogeny



Multiplication cycle of T-even Bacteriophages

1. attachment 2. Penetration

3. Biosyntesis ofviral component

4. Maturation;

virion are assembled

5. Lysis of the host

cell and release of

new virion



Multiplication of animal viruses

Attachment – Receptor site: protein dan glycoprotein

– Attachment site virus ada pd seluruh permukaan virus (tgt jenis virus)(fibers, spike)

– Receptor sites karakteristik pd host, berbeda tiap orang, menentukansustibility thp infeksi virus

Penetration – Endocytosis

– Fusion

Uncoating

– Adalah terlepasnya asam nukleat dari selubung protein Biosyntesis

– for DNA-containing viruses

– Biosyntesis for RNA-containing viruses

Multiplication of DNA virus



Multiplication of DNA virus

Host cell

Attachment

nukleusCytoplasma

Penetration and

uncoating

Early transcription

DNA transcription and

late transcription

Late

translation;syntesis of

capsid proteins

Maturation

Capsid

protein

mRNA

Capsid

Multiplication RNA viruses



Viral genom,

RNA

Viral

protein

Maturation

and release

Host cell

nukleus

Cytoplasma

ssRNA, + strand

(picornavirus)mRNA is

transcribed fromthe - strand

- Strand is

transcribed from

the + viral genom

Capsidprotein

+ strand

Envelope

protein

Capsid

protein

ssRNA, - strand

(Rhabdovirus)

+ Strand (mRNA) must be first

transcribed from the – viral

genom before proteins can be

syntezise

- Strand are

incorporated

into capsid

Additional – strand are

transcribed from mRNA

Multiplication RNA viruses Reovirus



Multiplication RNA viruses, Reovirus

dsRNA, + sense

strand with – or

antisense strands,

reovirus

mRNA is produced inside the

capsid and release into the

cytoplasm of the host

RNA polymerase initiates production of

– strands. The mRNA and – strands

form the ds RNA that is incorporated as

new viral genome

Maturationand release



Pemeriksaan laboratorium utk infeksi virus :

Metode diagnosa cepat :

– Antibodi monoklonal

– Test immunofluorescene

Direct fluorescent antibody method

Indirect fluorescent antibody method

– ELISA & RIA

– Latex agglutination test

– Mikroskop cahaya, mikroskop elektron & mikroskop immunoelektron

– Hibridisasi asam nukleat & PCR

Isolasi virus dlm kultur sel

Deteksi menggunakan antibodi antiviral

– Test menggunakan antibodi spesifik (IgM, IgG)

– Antibodi analisis dg Western Blot

– Test serologi : Complement fixation test, Radial haemolysis test



Antigen detection



Positive immunofluorescense test of Rabies

virus antigen

http://info.med.yale.edu/labmed/virology/index.html



Positive CMV DEAFF test

rapid culture technique)

http://info.med.yale.edu/labmed/virology/index.html



Complement Fixation

Test in Microtiter Plate



Microplate ELISA: coloured wells indicate

reactivity. The darker the colour, the higher

the reactivity

http://www.managingdesire.org/



Single Radial Haemolysis for Rubella antibody



Pencegahan & PengobatanInfeksi Virus



Mekanisme Kerja Antivirus : Pengikatan partikel virus yang bebas (jarang)

Mengganggu absorbsi/pelekatan virus

Menghambat masuknya virus, uncoating & pelepasan

asam nukleat

Mengganggu transkripsi & replikasi asam nukleat

Mengganggu pembentukan polipeptida viral

Mencegah assembly

Mencegah budding (belum)



Analog Nukleosida Menghambat replikasi asam nukleat

– Menghambat enzim utk metabolisme purin &

pirimidin

– Menghambat aktivitas polimerase

– Menghentikan sintesis asam nukleat

–

Mengubah fungsi



Analog Nukeosida…

Asiklovir (asikloguanosin)

– Difosforilasi oleh timidin kinase-virus,mengakibatkan penghambatan polimerase

DNA-virus (menghambat viral DDDP)

– Herpes virus yg menyandikan timidin kinase-nya sendiri (HSV1, HSV2, HHV3) lebih rentan

Gansiklovir

– Turunan metilguanin yg mirip asiklovir

– Menghambat polimerase DNA virus &menahan perpanjangan rantai

– Utk HHV5

http://bio221.mni.uwo.ca/




Analog Nukleosida…

Valacyclovir (Valtrex)

– Bioavaibilitas lebih baik drpd Acyclovir

– Utk Herpes genital

Famciclovir

– Afinitas thd HSV tymidin kinase > Acyclovir

– Afinitas thd HSV DNA polymerase < Acyclovir – Utk Shigles & Herpes genital



Aktivitas Interferon Dihasilkan < 48 jam setelah infeksi virus

Modulasi respon imun, menginduksi keadaan

antivirus dg mensintesis protein-protein lain

yg menghambat replikasi virus

– BUKAN senyawa antivirus

Bila ditambahkan pd sel sebelum infeksi,terlihat penghambatan replikasi virus yg

nyata, tetapi sel tetap berfungsi normal



Mekanisme Kerja Meningkatkan ekspresi glikoprotein MHC Klas I & Klas II

Efek immunoregulatory : mengaktifasi NK cell dan makrofag

Menghambat replikasi virus secara langsung : – memproduksi protein inhibitor spesifik

– menghambat penetrasi, uncoating , dan budding

– studi secara invitro : translasi, diblok melalui dua mekanisme :

– aktifasi dsRNA dependent protein kinase

– aktifasi 2-5 oligo A sintetase



Efek interferon thd sel yg tidak terinfeksi Menghambat replikasi sel.

Menghambat aktivasi limfosit pada lien.

Menghambat regenerasi hati.

Menghambat produksi trombosit dan leukosit. Menambah ekspresi histocompatibility antigen pada

permukaan limfosit.

Menginduksi degenerasi liver.

Menurunkan produksi antiviral melalui penghambatan terhadap

aktivitas sel B. Meningkatkan aktifitas sel T.

Meningkatkan aktifitas sitotoksik dari NK cell terhadap sel yangterinfeksi virus.



Vaksin Virus Dipengaruhi oleh patogenesis infeksi virus

Vaksinasi tidak selalu menghasilkan perlindungan yg

menyeluruh Vaksin yg efektif :

– Mampu mengaktifkan Antigen Presenting Cells untukmemulai pemrosesan antigen dan produksi interleukin.

– Mampu mengaktifkan sel T dan sel B.

– Menurunkan kepada Th dan sel Tc untuk masing-masingepitop, untuk mengatasi variasi respon imun mengacu padapolimorfisme MHC.

– Mempunyai antigen yang persisten



Vaksin Virus Utuh Inaktif Perlu ketelitian yg tinggi (jangan sampai ada virus

virulen yg tertinggal)

Imunitas yg didapat biasanya singkat & harusditingkatkan

Pemberian secara parenteral memberikan

perlindungan yg terbatas karena resistensi lokal

(IgA) tidak cukup diinduksi pd tempat masuk alami Imunitas seluler thd vaksin biasanya lemah

Dpt menginduksi reaksi hipersensitivitas



Vaksin Virus yg Dilemahkan Keuntungan : bekerja scr alami, antibodi

tahan lama, imunitas seluler baik,

menginduksi produksi antibodi & resistensipd tempat masuk virus

Kerugian : – Resiko virulensi

– Pencemar

– Kemungkinan infeksi persisten

– Penyimpanan & keterbatasan hidup

Human Antiviral Vaccines Currently in Use



Virus Administered Attenuated InactivatedRecombinant

/Sub-unit

Hepatitis A im X

Hepatitis B im/sc X

Influenza im X

Japanese B encephalitis sc X

Measles, Mumps,

Rubella (MMR)im X

Poliovirus o/im X X

Rabies im X (X)

Smallpox sc X

Tick-borne encephalitis im X

Varicella-Zoster im X

Yellow fever sc X

Human Antiviral Vaccines Currently in Use

dasar-dasar virologi total

Documents