Virus & BakteriVirus & Bakteri

Chapter 14Chapter 14

Biology 11Biology 11DR. HARUN RASYID, MPDR. HARUN RASYID, MP

What are VirusesVirus adalah partikel non seluler yang terbuat dari materi genetik

dan protein yang dapat menginvasi sel hidup

Virus ukurannya sangat kecil dan dapat melalui saringan (filter) bakteri. Ukuran virus umumnya 0,01-0,1 µ. Virus tidak dapat diendapkan dengan sentrifugasi biasa. Untuk melihat virus diperlukan mikroskop elektron.

Sifat-sifat virus yang penting antara lain: 1. Virus hanya mempunyai 1 macam asam nuklein (RNA atau DNA) 2. Untuk reproduksinya hanya memerlukan asam nuklein saja. 3. Virus tidak dapat tumbuh atau membelah diri seperti mikrobia lainnya Virus memiliki sifat-sifat khas dan tidak merupakan jasad yang dapat berdiri sendiri.

Virus memperbanyak diri dalam sel jasad inang (parasit obligat) dan menyebabkan sel-sel itu mati.

Sel inang adalah sel manusia, hewan, tumbuhan, atau pada jasad renik yang lain.

Sel jasad yang ditumpangi virus dan mati itu akan mempengaruhi sel-sel sehat yang ada didekatnya, dan karenanya dapat mengganggu seluruh kompleks sel (bercak-bercak daun, bercak-bercak nekrotik dan sebagainya.

BAKTERIOPHAGE (VIRUS YANG MENYERANG BAKTERI)

Virus pada bakteri coli (T-phage) terdiri atas dua bagian, yaitu bagian kepala yang berbentuk heksagonal dan bagian ekornya.

Bentuk demikian itu hanya dapat dilihat pada pengamatan dengan mikroskop elektron.

Bagian kepala terdiri atas bagian utama yang bagian pusatnya terdiri atas DNA; sedang bagian luarnya merupakan selubung protein yang berfungsi sebagai pelindung.

Bagian ekornya berupa tubus yang mempunyai sumbat, selain itu dilengkapi pula dengan serabut ekor.

Bakteri yang terserang bakteriofag akan lisis.

T4 BacteriophageT4 Bacteriophage

BAKTERIOPHAGE (VIRUS YANG MENYERANG BAKTERI)

Untuk mendapatkan gambaran tentang siklus hidup bakteriofag, perlu ditinjau tingkatan-tingkatan yang terjadi pada waktu phage menyerang bakteri:a. Pada permulaannya phage melekat dengan bagian ekornya pada bagian tertentu dari sel (fase adsorpsi phage pada sel) .b. DNA phage dimasukkan ke dalam sel melalui tubus ekornya, DNA phage merusak DNA bakteri sehingga proses di dalam sel dikendalikan oleh DNA phage, kemudian akan terbentuk protein (selubung) phage dan DNA phage yang baru (fase perkembangan phage).c. Fase yang terakhir ialah keluarnya partikel-partikel virus (bekteriophage) dari sel. Sel bakteri mengalami lisis (bakteriolisis/ fase pembebasan phage).

Herpes VirusHerpes Virus

Escherichia Coli Escherichia Coli BacteriumBacterium

E. coli is a bacterium. That is a crude cell, it is not a E. coli is a bacterium. That is a crude cell, it is not a virus because viruses are protein containers with DNA virus because viruses are protein containers with DNA

cores or RNA cores.cores or RNA cores.

E. Coli and the E. Coli and the BacteriophageBacteriophage

What it looks like in What it looks like in real lifereal life

The Structure Of a VirusThe Structure Of a Virus

Viruses are Viruses are composed of a core composed of a core of nucleic acidof nucleic acid

The Nucleic acid core The Nucleic acid core is surrounded by a is surrounded by a protein coat called a protein coat called a capsidcapsid

The Nucleic core is The Nucleic core is either made up of either made up of DNA or RNA but DNA or RNA but never bothnever both

Cycle of Lytic and LysogenicCycle of Lytic and Lysogenic

VIRUS TUMBUHANVIRUS TUMBUHAN Virus tumbuhan pada umumnya masuk ke dalam sel melalui Virus tumbuhan pada umumnya masuk ke dalam sel melalui

luka, jadi tidak dapat menerobos secara aktif.luka, jadi tidak dapat menerobos secara aktif. Di alam virus tumbuhan disebarkan dengan pertolongan Di alam virus tumbuhan disebarkan dengan pertolongan

hewan serangga vektor atau dengan cara lain, misalnya hewan serangga vektor atau dengan cara lain, misalnya tanaman Cuscuta dengan haustorianya juga memindahkan tanaman Cuscuta dengan haustorianya juga memindahkan virus melalui sistem jaringan angkutannya (buluh-buluh virus melalui sistem jaringan angkutannya (buluh-buluh pengangkutan).pengangkutan).

Banyak jenis virus yang memperbanyak diri terlebih dahulu di Banyak jenis virus yang memperbanyak diri terlebih dahulu di dalam tractus digestivus dalam tractus digestivus hewan-hewanhewan-hewan vektornya.vektornya.

SetelahSetelah masamasa inkubasiinkubasi tertentutertentu dapat dapat menyebabkan infeksi pada tumbuh-tumbuhan lagi. Virus menyebabkan infeksi pada tumbuh-tumbuhan lagi. Virus semacam itu dikenal sebagai virus yang persisten. semacam itu dikenal sebagai virus yang persisten.

Virus tumbuhan yang telah banyak dipelajari adalah TMV Virus tumbuhan yang telah banyak dipelajari adalah TMV (Tobacco Mozaic)(Tobacco Mozaic)

Virus = Virus Mozaik Tembakau). Bahan genetik virus ini ialah Virus = Virus Mozaik Tembakau). Bahan genetik virus ini ialah RNA.RNA.

Plant VirusesPlant Viruses Tobacco Mosaic Virus (TMV) causes mottling Tobacco Mosaic Virus (TMV) causes mottling

symptomssymptoms Rose mosaic virusRose mosaic virus Spots on fruitSpots on fruit Wheat stunt virusWheat stunt virus

BENTUK VIRUSBENTUK VIRUS

Suatu virion terdiri atas bahan genetik (RNA atau DNA) yang Suatu virion terdiri atas bahan genetik (RNA atau DNA) yang diselubungi oleh selubung protein. diselubungi oleh selubung protein.

Selubung protein ini disebut kapsid. Selubung protein ini disebut kapsid. Asam nuklein yang diselubungi kapsid disebut nukleokapsid.Asam nuklein yang diselubungi kapsid disebut nukleokapsid.

Nukleokapsid dapat telanjang misalnya pada TMV (Tobacco Nukleokapsid dapat telanjang misalnya pada TMV (Tobacco

Mozaik Mozaik

Virus yang menyebabkan penyakit bercak daun), Virus yang menyebabkan penyakit bercak daun), Adenovirus dan virus kutil (Warzervirus); atau diselubungi Adenovirus dan virus kutil (Warzervirus); atau diselubungi oleh suatu membran pembungkus misalnya pada virus oleh suatu membran pembungkus misalnya pada virus influenza, virus herpes. influenza, virus herpes.

BENTUK VIRUSBENTUK VIRUS Kapsid terdiri atas bagian-bagian yang disebut kapsomer Kapsid terdiri atas bagian-bagian yang disebut kapsomer

(misalnya pada TMV dapat terdiri atas hanya satu rantaian (misalnya pada TMV dapat terdiri atas hanya satu rantaian polipeptida, juga dapat terdiri atas protein monomer-protein polipeptida, juga dapat terdiri atas protein monomer-protein monomer yang identik yang masing-masing terdiri atas monomer yang identik yang masing-masing terdiri atas rantaian polipeptida). rantaian polipeptida).

Pada dasarnya kapsid terdiri atas banyak satuan-satuan dasar Pada dasarnya kapsid terdiri atas banyak satuan-satuan dasar yang identik. Pada umumnya kapsid tersusun simetris. yang identik. Pada umumnya kapsid tersusun simetris.

Pada TMV (suatu virus yang berbentuk batang) kapsomernya Pada TMV (suatu virus yang berbentuk batang) kapsomernya tersusun dalam bentuk anak tangga uliran spiral. tersusun dalam bentuk anak tangga uliran spiral.

Bentuk dasar virus adalah yang bulat, silindris, kubus, Bentuk dasar virus adalah yang bulat, silindris, kubus, polihedral, seperti huruf T, dan lain-lain.polihedral, seperti huruf T, dan lain-lain.

Virus structureVirus structure Viruses: Just a protein coat Viruses: Just a protein coat

for protection (capsid) and a for protection (capsid) and a nucleic acid (RNA or DNA) for nucleic acid (RNA or DNA) for information on how to make information on how to make more copies of the same virusmore copies of the same virus

Cannot replicate/reproduce onCannot replicate/reproduce onits own! Needs a host…its own! Needs a host…

Virus is a cellular parasiteVirus is a cellular parasite Uses cell machinery of a Uses cell machinery of a

host cell to replicate and host cell to replicate and to produce more virusesto produce more viruses

They come in They come in many varieties, many varieties, sizes & shapessizes & shapes

Viruses cause diseasesViruses cause diseases Viruses cause numerous diseases in Plants, Viruses cause numerous diseases in Plants,

animals, bacteria & fungi…animals, bacteria & fungi… Examples of human viruses:Examples of human viruses: Herpes virusHerpes virus Hepatitis virusHepatitis virus RabiesRabies Ebola – emerging epidemicsEbola – emerging epidemics Influenza (“flu”) – respiratory infection (fever, Influenza (“flu”) – respiratory infection (fever,

headache, chills, cough, stuffy nose, sore headache, chills, cough, stuffy nose, sore throat) caused by a variety of viruses. Flu throat) caused by a variety of viruses. Flu season: Nov. – March. season: Nov. – March.

Passed on by sneezing, coughing – air, hand-Passed on by sneezing, coughing – air, hand-to-mouth, etc. to-mouth, etc.

Vaccine helps prevent outbreaks.Vaccine helps prevent outbreaks.

Human VirusesHuman Viruses Human Immunodeficiency Virus (HIV) – Human Immunodeficiency Virus (HIV) –

causes AIDS. causes AIDS. Transmitted through Transmitted through

sexual contact, sexual contact, sharing infected needles, sharing infected needles, blood transfusions, blood transfusions, mother to baby.mother to baby.

Severe Acute Respiratory Syndrome Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS) – brand new deadly virus, (SARS) – brand new deadly virus, started in China, causes atypical started in China, causes atypical pneumonia. Spreads quickly.pneumonia. Spreads quickly.

Retrovirus

Change DNA into RNA.

Example of a Retrovirus is HIV

A typical, "minimal" retrovirus consists of: •an outer envelope which was derived from the plasma membrane of its host •many copies of an envelope protein embedded in the lipid bilayer of its envelope •a capsid; a protein shell containing •two molecules of RNA and •molecules of the enzyme reverse transcriptase

Bacteria Cell

Bakteri merupakan mikrobia prokariotik uniselular, termasuk klas Schizomycetes, berkembang biak secara aseksual dengan pembelahan sel. Bakteri tidak berklorofil kecuali beberapa yang bersifat fotosintetik.

Cara hidup bakteri ada yang dapat hidup bebas, parasitik, saprofitik, patogen pada manusia, hewan dan tumbuhan. Habitatnya tersebar luas di alam, dalam tanah, atmosfer (sampai + 10 km diatas bumi), di dalam lumpur, dan di laut.

Bakteri mempunyai bentuk dasar bulat, batang, dan lengkung. Bentuk bakteri juga dapat dipengaruhi oleh umur dan syarat pertumbuhan tertentu.

Bakteri dapat mengalami involusi, yaitu perubahan bentuk yang disebabkan faktor makanan, suhu, dan lingkungan yang kurang menguntungkan bagi bakteri. Selain itu dapat mengalami pleomorfi, yaitu bentuk yang bermacam-macam dan teratur walaupun ditumbuhkan pada syarat pertumbuhan yang sesuai. Umumnya bakteri berukuran 0,5-10 µ.

Berdasarkan klasifikasi artifisial yang dimuat dalam buku “Bergey’s manual of determinative bacteriology” tahun 1974, bakteri diklasifikasikan berdasarkan deskripsi sifat morfologi dan fisiologi.

Dalam buku ini juga terdapat kunci determinasi untuk mengklasifikasikan isolat bakteri yang baru ditemukan.

Menurut Bergey’s manual, bakteri dibagi menjadi 1 kelompok (grup), dengan Cyanobacteria pada grup 20.

Pembagian ini berdasarkan bentuk, sifat gram, kebutuhan oksigen, dan apabila tidak dapat dibedakan menurut ketiganya maka dimasukkan ke dalam kelompok khusus.

Prokaryotes

Cells that do not have a nucleus

Exist almost every where on earth

Grow in numbers so great you can see them with the unaided eye

Are placed in either the Eubacteria or the Archebacteria Kingdoms

Make up the smaller of the two kingdoms

EubacteriaEubacteria

Make up the larger of Make up the larger of the two prokaryote the two prokaryote kingdomskingdoms

Generally are Generally are surrounded by a cell surrounded by a cell wall composed of wall composed of complex complex carbohydratescarbohydrates

CyanobacteriaCyanobacteria Photosynthetic Photosynthetic

bacteriumbacterium Bluish-greenish Bluish-greenish

colorcolor Contain membranes Contain membranes

that carry out the that carry out the process of process of photosynthesisphotosynthesis

Do not contain the Do not contain the same type of same type of chloroplasts as chloroplasts as plants doplants do

This bluish-greenish This bluish-greenish algae can be found algae can be found nearly everywhere nearly everywhere on earth.on earth.

Can survive in Can survive in extremely hot extremely hot environments and environments and even extremely cold even extremely cold environmentenvironment

ArchaebacteriaArchaebacteria Lack important Lack important

carbohydrate found carbohydrate found in cell wallsin cell walls

Have different lipids Have different lipids in their cell in their cell membranemembrane

Different types of Different types of ribosomesribosomes

Very different gene Very different gene sequencessequences

Archaebacteria can Archaebacteria can live in extremely live in extremely harsh environmentsharsh environments

They do not require They do not require oxygen and can live oxygen and can live in extremely salty in extremely salty environments as well environments as well as extremely hot as extremely hot environments.environments.

Identifying ProkaryotesIdentifying Prokaryotes

Cell ShapeCell Shape

Cell WallCell Wall

MovementMovement

Bacterium Shapes

Cocci~ Sphere shaped bacteria

Bacillus~ Rod shaped bacteria Spirrillium ~ Spiral shaped

bacteria Flagella~ Leg-like structures

that help to propel the bacterium.

Gram + and Gram – Gram + and Gram – Bacterium Cell WallsBacterium Cell Walls

Cellular WallsCellular Walls Chemical nature of a cell wall can be Chemical nature of a cell wall can be

determined by Gram Stainingdetermined by Gram Staining By finding out what color the cell produces By finding out what color the cell produces

when it is gram stained you can figure out when it is gram stained you can figure out the type of carbohydrates in the cell wallthe type of carbohydrates in the cell wall

Movement

• Flagella ~ Tail like structure the whips around to propel the bacterium

• Cillia ~ Miniature flagella surround the cell that help to “swim”

• Non motile ~ Sticky cillia like structures that keep the bacterium from moving

FlagellaFlagella

Bacteria and their energyBacteria and their energy

AutotrophsAutotrophs ChemotrophsChemotrophs HeterotrophsHeterotrophs

AutotrophsAutotrophs

Make their own Make their own energyenergy

Using Solar energyUsing Solar energy Eg. CyanobacteriaEg. Cyanobacteria

ChemotrophsChemotrophs

Make own EnergyMake own Energy Using Chemical Using Chemical

energyenergy Eg. ArchaebacteriaEg. Archaebacteria

HeterotrophsHeterotrophs

Obtain foodObtain food By eatingBy eating Eg. E-coliEg. E-coli

Bacteria RespirationBacteria Respiration

Obligate AnaerobesObligate Anaerobes Facultative Facultative

AnaerobesAnaerobes

Obligate AerobesObligate Aerobes

Live without Live without OxygenOxygen

Can live with or Can live with or without oxygenwithout oxygen

Cannot live without Cannot live without oxygen. oxygen.

Bacteria ReproductionBacteria Reproduction

Binary FissionBinary Fission ConjugationConjugation Spore FormationSpore Formation

Cellular organism copies it’s genetic information then splits into two identical daughter cells

Conjugation

A type of Bacteria Sex

Two organism swap genetic information, that contains the information such as a resistance to penicillin

Spore Formation: Spore Formation: EndosporeEndospore A type of dormant cell A type of dormant cell Exhibit no signs of lifeExhibit no signs of life Highly resistant to Highly resistant to

environmental stresses environmental stresses such as:such as:

-High temperatures-High temperatures-Irradiation-Irradiation-Strong acids-Strong acids-Disinfectants-Disinfectants

Endospores are formed by Endospores are formed by vegetative cells in response vegetative cells in response to environmental signals to environmental signals that indicate a limiting that indicate a limiting factor for vegetative factor for vegetative growth, such as exhaustion growth, such as exhaustion of an essential nutrient. of an essential nutrient.

SymbiosisSymbiosis

Close relationship Close relationship between to species between to species in which at least in which at least one species one species benefits from the benefits from the otherother

Live together for Live together for LIFELIFE

Parasitism

Bacteria exploit the host cell, injuring them

Eg. Mychobacterium tuberculosis

Mutualism

Symbiosis in which two of the species live together in such a way that both benefit from the relationship

Eg. E-coli

Nitrogen Fixations Nitrogen Fixations

Process by which nitrogen in the Process by which nitrogen in the atmosphere is converted into a form that atmosphere is converted into a form that can be used by living things can be used by living things

THE END