VIROLOGI: SEJARAH, APA YANG DIPELAJARI, JENIS VIRUS, CONTOH - BIOLOGI - 2025

The virologi adalah cabang dari biologi yang mempelajari asal-usul, evolusi, klasifikasi, patologi dan aplikasi biomedis dan bioteknologi dari virus. Virus adalah partikel kecil, 0,01–1 µm, yang informasi genetiknya hanya untuk replikasi mereka sendiri.

Gen virus diterjemahkan oleh mesin molekuler dari sel yang terinfeksi untuk perkalian. Oleh karena itu, virus merupakan parasit obligat intraseluler yang bergantung pada fungsi metabolisme sel hidup.

Sumber: Kredit Foto: Cynthia Goldsmith Penyedia Konten: CDC / Dr. Erskine. L. Palmer; Dr. ML Martin

Materi genetik yang paling melimpah di planet ini berhubungan dengan virus. Mereka menginfeksi virus lain dan semua makhluk hidup. Sistem kekebalan tidak selalu berhasil mempertahankan diri dari virus: beberapa penyakit manusia dan hewan yang paling merusak disebabkan oleh virus.

Penyakit virus pada manusia termasuk demam kuning, polio, influenza, AIDS, cacar, dan campak. Virus terlibat dalam sekitar 20% kanker pada manusia. Setiap tahun, infeksi virus pernapasan dan usus membunuh jutaan anak di negara berkembang.

Beberapa virus berguna untuk pengetikan bakteri, sebagai sumber enzim, untuk pengendalian hama, sebagai agen antibakteri, untuk melawan kanker, dan sebagai vektor gen.

Sejarah

Pada akhir abad ke-19, Martinus Beijerinck dan Dmitri Ivanovski secara independen menentukan bahwa filtrat bebas bakteri dari tanaman tembakau yang sakit mengandung zat yang mampu menginfeksi tanaman sehat. Beijerinck menyebut agen ini contagium vivum fluidum.

Sekarang kita tahu bahwa filtrat Beijerinck dan Ivanovski mengandung virus mosaik tembakau. Juga pada abad ke-19, Friedrich Loeffler dan Paul Frosch menyimpulkan bahwa PMK pada sapi disebabkan oleh agen non-bakteri.

Pada dekade pertama abad ke-20, Vilhelm Ellerman dan Olaf Bang mendemonstrasikan penularan leukemia pada ayam, menggunakan filtrat bebas sel. Percobaan ini memungkinkan untuk menyimpulkan bahwa ada virus hewan yang dapat menyebabkan kanker.

Pada dekade kedua abad ke-20, Frederick Twort mengamati lisis mikrokokus pada pelat agar-agar di mana ia mencoba menumbuhkan virus cacar, dengan asumsi bahwa lisis ini disebabkan oleh virus atau enzim bakteri. Sementara itu, Felix d'Hérelle menemukan bahwa basil yang menyebabkan disentri dilisis oleh virus yang disebutnya bakteriofag.

Pada tahun 1960 Peter Medawar menerima Hadiah Nobel karena menemukan bahwa virus mengandung materi genetik (DNA atau RNA).

Jenis virus

Virus diklasifikasikan menurut ciri-ciri yang dimilikinya. Ini adalah morfologi, genom dan interaksi dengan inang.

Klasifikasi berdasarkan interaksi virus dengan inang didasarkan pada empat kriteria: 1) produksi keturunan yang menular; 2) apakah virus membunuh inang atau tidak; 3) bila ada gejala klinis; 4) durasi infeksi.

Sistem kekebalan memainkan peran penting dalam interaksi antara virus dan inang karena menentukan perkembangan infeksi. Dengan demikian infeksi bisa akut dan subklinis (virus dikeluarkan dari tubuh), atau persisten dan kronis (virus tidak dihilangkan dari tubuh).

Klasifikasi berdasarkan perbedaan genom (Sistem Baltimore) dan klasifikasi taksonomi, yang memperhitungkan semua karakteristik virus, adalah sistem yang paling banyak digunakan saat ini untuk membuat katalog virus.

Klasifikasi berdasarkan morfologi

Untuk memahami klasifikasi ini perlu diketahui bagian-bagian yang menyusun suatu virus. Virus terdiri dari genom dan kapsid, dan mungkin memiliki atau tidak memiliki amplop. Genom dapat berupa DNA atau RNA, untai tunggal atau ganda, linier atau melingkar.

Kapsid adalah struktur kompleks yang terdiri dari banyak subunit protein virus identik, yang disebut kapsomer. Fungsi utamanya adalah melindungi genom. Ini juga berfungsi untuk mengenali dan mengikat ke sel inang, dan untuk memastikan pengangkutan genom ke dalam sel.

Amplop adalah selaput yang tersusun dari lipid dan glikoprotein yang mengelilingi kapsid. Itu berasal dari sel inang. Ini sangat bervariasi dalam ukuran, morfologi, dan kompleksitas. Ada atau tidak adanya amplop berfungsi sebagai kriteria untuk klasifikasi virus.

Ada tiga kategori virus non-envelope yang dikenali: 1) isometrik, kira-kira berbentuk bola (icosahedrons atau icosadeltahedrons); 2) berserabut, dengan bentuk heliks sederhana; 3) kompleks, tanpa bentuk sebelumnya. Beberapa virus, seperti bakteriofag T2, menggabungkan bentuk isometrik dan filamen.

Jika virus terbungkus, mereka juga dapat dimasukkan ke dalam kategori morfologi berdasarkan karakteristik nukleokapsid di dalam membran.

Klasifikasi berbasis genom: Sistem Baltimore

Klasifikasi ini, yang diusulkan oleh David Baltimore, mempertimbangkan sifat genom virus dalam kaitannya dengan mekanisme yang digunakannya untuk mereplikasi asam nukleat dan mentranskripsi messenger RNA (mRNA) untuk biosintesis protein.

Pada sistem Baltimore, virus yang genom RNAnya memiliki pengertian yang sama dengan mRNA disebut virus dengan sense positif RNA (+), sedangkan virus yang genomnya memiliki sense yang berlawanan (komplementer) dengan mRNA disebut virus dengan sense positif (+). RNA sense negatif (-). Virus genom beruntai ganda berjalan dua arah.

Kerugian dari klasifikasi ini adalah bahwa virus yang memiliki mekanisme replikasi yang serupa tidak selalu memiliki karakteristik lain.

Kelas Sistem Baltimore

Kelas I. Virus dengan genom DNA beruntai ganda. Transkripsi mirip dengan sel inang.

Kelas II. Virus dengan genom DNA untai tunggal. DNA dapat memiliki polaritas (+) dan (-). Dikonversi menjadi untai ganda sebelum sintesis mRNA.

Kelas III. Virus dengan genom RNA untai ganda (dsRNA). Dengan genom tersegmentasi dan mRNA disintesis dari setiap segmen templat DNA. Enzim yang berpartisipasi dalam transkripsi yang dikodekan oleh genom virus.

Kelas IV. Virus dengan genom RNA untai tunggal (ssRNA), polaritas (+). Sintesis mRNA diawali dengan sintesis untai komplementer. Transkripsi mirip dengan kelas 3.

Kelas V. Virus dengan genom ssRNA dengan pengertian yang berlawanan dengan yang ada pada indera mRNA (-). Sintesis mRNA yang membutuhkan enzim yang dikodekan virus. Produksi virus generasi baru membutuhkan sintesis dsRNA perantara.

Kelas VI. Virus dengan genom ssRNA yang menghasilkan dsDNA perantara sebelum bereplikasi. Ia menggunakan enzim yang dibawa virus.

Kelas VII. Virus yang mereplikasi dsDNA mereka melalui ssRNA perantara.

Klasifikasi taksonomi

Komite Internasional Taksonomi Virus membentuk skema taksonomi untuk mengklasifikasikan virus. Sistem ini menggunakan urutan divisi, keluarga, subfamili dan jenis kelamin. Masih ada perdebatan tentang penerapan konsep spesies pada virus.

Kriteria yang digunakan untuk klasifikasi taksonomi adalah kisaran inang, ciri morfologi, dan sifat genom. Selain itu, kriteria lain yang dipertimbangkan, seperti panjang fag ekor (virus yang menginfeksi bakteri), ada atau tidaknya gen tertentu dalam genom, dan hubungan filogenetik antar virus.

Contoh dari klasifikasi ini adalah: ordo Mononegavirales; keluarga Paramyxoviridae; Subfamili Paramyxovirinae, genus Morbillivirus; spesies, virus campak.

Nama famili, subfamili, dan genera terinspirasi oleh tempat asal, inang, atau gejala penyakit yang dihasilkan virus. Misalnya, Sungai Ebola di Zaire memberi nama untuk genus Ebola; mosaik tembakau memberi nama pada genus Tomabovirus.

Banyak nama grup virus yang berasal dari bahasa Latin atau Yunani. Misalnya Podoviridae, berasal dari bahasa Yunani podos yang artinya kaki. Nama ini mengacu pada fag berekor pendek.

Contoh virus

Virus influenza

Mereka menginfeksi burung dan mamalia. Mereka memiliki morfologi yang beragam, dengan amplop. Genom RNA untai tunggal. Mereka berasal dari Kelas V Baltimore dan keluarga Orthomyxoviridae.

Virus influenza termasuk dalam keluarga ini. Kebanyakan kasus influenza disebabkan oleh virus influenza A. Wabah yang disebabkan oleh virus influenza B terjadi setiap 2-3 tahun. Yang dihasilkan oleh virus influenza C lebih jarang.

Virus influenza A telah menyebabkan empat pandemi: 1) flu Spanyol (1918-1919), subtipe virus H1N1 yang tidak diketahui asalnya; 2) flu Asia (1957–1958), subtipe H2N2, yang berasal dari unggas; 3) Flu Hong Kong (1968–1969), subtipe H3N3, dari unggas; 4) flu babi (2009-2010), subtipe H1N1, asal babi.

Pandemi paling dahsyat yang diketahui disebabkan oleh flu Spanyol. Itu membunuh lebih banyak orang daripada Perang Dunia Pertama.

Huruf H dan N masing-masing berasal dari membran glikoprotein hemagglutinin dan neuraminidase. Glikoprotein ini hadir dalam berbagai macam bentuk antigenik dan terlibat dalam varian baru.

Retrovirus

Mereka menginfeksi mamalia, burung, dan vertebrata lainnya. Morfologi bulat, dengan amplop. Genom RNA untai tunggal. Mereka termasuk dalam kelas VI Baltimore dan keluarga Retroviridae.

Virus human immunodeficiency (HIV), genus Lentivirus, termasuk dalam keluarga ini. Virus ini menyebabkan kerusakan sistem kekebalan tubuh orang yang terinfeksi, sehingga rentan terhadap infeksi bakteri, virus, jamur, dan protozoa. Penyakit yang disebabkan oleh HIV ini dikenal sebagai sindrom imunodefisiensi didapat (AIDS).

Genera lain yang tergolong Retroviridae juga menyebabkan penyakit serius. Misalnya: Spumavirus (simian fluffy virus); Epsilonretrovirus (virus Walleye dermal sarcoma); Gammaretrovirus (virus leukemia murine, virus leukemia kucing); Betaretrovirus (virus tumor payudara murine); dan Alpharetrovirus (virus Rous sarcoma).

Virus herpes

Ini menginfeksi mamalia berdarah dingin, burung, dan vertebrata. Morfologi virus: kapsul ikosahedral, dengan amplop. Genom DNA beruntai ganda. Mereka termasuk dalam kelas I Baltimore dan dalam ordo Herpesviral.

Beberapa anggotanya adalah: Herpes simplex virus 2 (menyebabkan herpes genital); sitomegalovirus manusia (menyebabkan cacat lahir); Herpesvirus KaposiB ^™ sarkoma (menyebabkan sarkoma Kaposi); Virus EpsteinBƂBarr atau EBV (menyebabkan demam dan tumor kelenjar).

Virus yang menyebabkan polio dan virus terkait lainnya

Ini menginfeksi mamalia dan burung. Morfologi virus: isometrik atau ikosahedral. Genom RNA untai tunggal. Mereka termasuk dalam kelas Baltimore IV dan keluarga Picornaviridae.

Beberapa genera dari famili ini adalah: Hepatovirus (penyebab hepatitis A); Enterovirus (menyebabkan poliomielitis); Aphthovirus (menyebabkan penyakit kaki dan mulut).

Virus yang menyebabkan rabies dan virus terkait

Mereka menginfeksi mamalia, ikan, serangga, dan tumbuhan. Morfologi heliks, dengan amplop. Genom RNA untai tunggal. Mereka termasuk kelas V Baltimore dan keluarga Rhabdoviridae.

Virus penyebab penyakit seperti rabies, yang disebabkan oleh genus Lyssavirus, termasuk dalam famili ini; stomatitis vesikuler, yang disebabkan oleh genus Vesiculovirus; dan kentang kerdil kuning, yang disebabkan oleh genus Novirirhabdovirus.

Virus yang menyebabkan eritrema menular

Ini menginfeksi mamalia, burung, dan serangga. Morfologi ikosahedral simetris. Genom DNA untai tunggal. Mereka termasuk Kelas II Baltimore dan keluarga Parvoviridae.

Salah satu anggota famili ini adalah virus B19, yang termasuk dalam genus Erithrovirus, yang menyebabkan eritrema menular pada manusia, yang biasanya tidak menimbulkan gejala. Virus B19 menginfeksi sel prekursor sel darah merah.

Beberapa anggota Parvoviridae digunakan sebagai vektor gen.

Aplikasi Virus

Virus dapat digunakan untuk keuntungan manusia dengan membangun virus rekombinan. Mereka memiliki genom yang dimodifikasi dengan teknik biologi molekuler.

Virus rekombinan berpotensi berguna untuk terapi gen, yang tujuannya adalah untuk menyembuhkan penyakit tertentu, atau produksi vaksin.

HIV telah digunakan untuk membangun vektor gen (vektor lentiviral) untuk terapi gen. Vektor ini telah terbukti efisien pada model hewan untuk penyakit epitel pigmen retina, seperti retinitis pigmentosa yang disebabkan oleh pewarisan atau mutasi resesif autosom.

Virus yang digunakan sebagai vektor vaksin harus memiliki potensi patogen yang rendah. Ini diverifikasi menggunakan model hewan. Ini adalah kasus vaksin yang dikembangkan atau dikembangkan untuk melawan virus cacar, stomatitis vesikuler, dan Ebola.

Referensi

1. Carter, JB, Saunders, VA 2013. Virologi: prinsip dan aplikasi. Wiley, Chichester.
2. Dimmock, NJ, Easton, AJ, Leppard, KN 2007. Pengantar virologi modern. Blackwell Malden.
3. Flint, J., Racaniello, VR, Rall, GF, Skalka, AM, Enquist, LW 2015. Prinsip virologi. Masyarakat Amerika untuk Mikrobiologi, Washington.
4. Hull, R. 2009. Virologi tumbuhan komparatif. Elsevier, Amsterdam.
5. Louten, J. 2016. virologi manusia penting. Elsevier, Amsterdam.
6. Richman, DD, Whitley, RJ, Hayden, FG 2017. Virologi klinis. Masyarakat Amerika untuk Mikrobiologi, Washington.
7. Voevodin, AF, Marx, PA, Jr. 2009. Virologi Simian. Wiley-Blackwell, Ames.
8. Wagner, EK, Hewlett, MJ, Bloom, DC, Camerini, D. 2008. Virologi dasar. Blackwell Malden.