Genetika Mikroba

5/28/2018 Genetika Mikroba

1/35

BAB I

PENDAHULUAN

I. 1 Latar Belakang

I. 2 Rumusan masalah

I. 3 Tujuan Penulisan


2/35


3/35

BAB II

TELAAH PUSTAKA


4/35

BAB III

METODE PENULISAN


5/35

BAB IV

PEMBAHASAN

Virus

A. Virus merupakan metaorganisme, yaituorganisme peralihan antara benda hidup dan benda

mati. Virus dikatakan benda hidup karena dapat mengandakan diri atau memperbanyak diri

ketika di dalam suatu sel inang. Kemampuan menggandakan diri (replikasi) di dalam sel inang

ini disebabkan virus memiliki materi genetik, yaitu DNA atau RNA. Semua virus adalah parasit

obligat intraseluler. Artinya, virus hanya mampu hidup di dalam sel atau jaringan makhluk hidup

lain. Ketika suatu virus berada di luar sel, virus hanyalah sebatas materi yang tidak berdaya yang

tidak dapat melakukan fungsi kehidupan. Selain itu virus juga dapat dikristalkan.

Adolf Meyer (Sumber: dihancollege.blogspot.com)

Virus pertama kali ditemukan pada tahun 1882 oleh A. Meyer. Penyakit yang disebabkan oleh

virus tersebut adalah adanya bintik-bintik kekuningan pada daun tembakau. Dia melakukan

percobaan sederhana berupa ekstraksi tanaman tembakau yang sakit dan mengambil getah dari

ekstrak tersebut untuk disemprotkan ke daun tembakau yang sehat. Hasil percobaan

menunjukkan bahwa daun tembakau yang semula sehat menjadi sakit (memiliki bintik-bintik

kuning di seluruh permukaan daun). Artinya ada sesuatu yang dipindahkan dari tembakau yang

sakit ke tembakau yang sehat yang merupakan agen penyakit dari binti-bintik kekuningan pada

daun tembakau.
http://dihancollege.blogspot.com/2009/05/penemuan-virus.html


6/35

Penyakit Bintik-bintik Kuning Daun Tembakau (Sumber:www.en.cigarclan.com)

Selanjutnya di tahun 1892, Dimitri Ivanowsky (rusia) melanjutkan percobaan Meyer dengan cara

menyaring getah tanaman tembakau yang sakit dengan penyaring bakteri. Hasil saringan tersebut

dioleskan pada tanaman tembakau yang sehat. Ternyata tanaman tembakau yang sehat berubah

menjadi sakit. Artinya penyakit bintik-bintik kekuningan masih dapat berpindah ke tanaman

tembakau yang sehat walaupun sudah disaring dengan penyaring bakteri. Hasil ini juga

menunjukkan bahwa agen penyakit tersebut bukanlah bakteri, tetapi sesuatu oragnisme lain yang

ukurannya lebih kecil dari bakteri.

Tahun 1897, M. Beijerink menemukan fakta bahwa organism penyerang tembakau memiliki

sifat dapat bereproduksi pada tanaman yang ditumpanginya (tumbuhan inang), tidak dapat

dibiakkan pada medium pertumbuhan bakteri dan tidak mati oleh alkohol. Penemuan ini

memperkuat bahwa organisme penyebab penyakit bintikbintik kekuningan pada tembakau

bukanlah bakteri. Wendell Stanley seorang kelahiran Amerika (1935) berhasil mengkristalkan

makhluk yang menyerang tanaman tembakau dan selanjutnya dinamakan TMV (Tobaco Mosaic

Virus).

Tobacco Mozaic Virus (sumber:http://www.britannica.com)

Virus berbeda dengan organism kecil lainya, termasuk dengan bakteri. Virus memiliki ciri-ciri

khusus seperti : (1) tidak dapat dilihat atau diamati dengan mikroskop cahaya; (2) merupakan

organisme aseluler, artinya tidak memiliki struktur internal seluler; (3) memiliki asam nukleat

berupa DNA atau RNA; (4) tidak mampu menggandakan diri tanpa menumpangi sel inang yang

tepat; dan (5) tidak mampu melakukan metabolisme.
http://www.britannica.com/http://http/www.britannica.com/EBchecked/topic-art/630244/696/Schematic-structure-of-the-tobacco-mosaic-virus/EBchecked/topic-art/630244/696/Schematic-structure-of-the-tobacco-mosaic-virushttp://www.en.cigarclan.com/articles/2005/2/07/http://http/www.britannica.com/EBchecked/topic-art/630244/696/Schematic-structure-of-the-tobacco-mosaic-virus/EBchecked/topic-art/630244/696/Schematic-structure-of-the-tobacco-mosaic-virushttp://www.en.cigarclan.com/articles/2005/2/07/http://www.britannica.com/


7/35

Struktur virus

Pada umumnya virus memiliki asam nukleat yang dilindungi oleh lapisan protein yang disebut

capsid. Gabungan struktur asam nukleeat dengan capsid dinamakan nucleocapsid. Virus

memiliki ukuran lebih kecil dari bakteri (2-20 milimikron).

Virus yang sering dikenal adalah virus yang menyerang bakteri (disebut bakteriofage) yang

memilki struktur virus bentuk T. virus bakterofage memiliki struktur kepala dan ekor. Virus ini

memiliki asam nukleat berupa DNA yang diketahui mengandung lebih dari 100 gen yang

tersimpan dalam struktur kepala virus (capsid isohedral).

Struktur Bakteriofage (Sumber: answers.com)

Perkembangbiakan virus

Virus selama hidupnya di dalam organisme inang mengalami dua macam daur hidup, yaitu

daurlitik dan daur lisogenik. Daur hidup litik terdiri dari fase adsorbsi (penempelan),

fase infeksi(penetrasi), fase replikasi (sintesis), fase perakitan dan fase lisis (pembebasan virus

baru). Sedangkan daur hidup lisogenik terdiri dari fase adsorbsi (penempelan), fase infeksi

(penetrasi), fase pengabungan dan fase pembelahan.
http://www.answers.com/topic/bacteriophage


8/35

Daur Hidup Virus (Sumber:http://www.coryvannote.com)

Fase Adsorbsi

Virus (bakteriofage) dalam fase ini mulai melekatkan diri dengan organisme inang

(bakteriEscherichia coli) pada bagian permukaan sel bakteri. Alat yang digunakan oleh virus

untuk melakukan perlekatan adalah serabut ekor yang ada di bagian dekat struktur ekor. Virus

harus mengenali reseptor virus pada permukaan sel bakteri sebelum melakuan perlekatan.

Fase Infeksi (Penetrasi)

Fase infeksi merupakan fase yang melibatkan pemasukan materi genetik virus (asam nukleat) ke

dalam sel organisme inang. Asam nukleat (molekul DNA atau RNA) dimasukkan ke dalam sel

dan akan melakukan tugasnya sebagai blue print kehidupan virus. Setelah asam nukleat masuk

ke dalam sitoplasma sel, tahap selanjutnya ditentukan apakah masuk ke dalam siklus litik atau

siklus lisogenik. Apabila virus masuk ke dalam siklus litik maka tahapan selanjutnya berturut-

turut adalah replikasi, perakitan dan lisis sel bakteri. Tetapi jika virus masuk ke dalam siklus

lisogenik maka tahapan selanjutnya adalah pengabungan kedua macam asam nukleat (miliki

virus dan milik sel inang), dan fase pembelahan.

Fase Replikasi (sintesis)

Molekul DNA Virus dalam fase ini memulai fungsinya sebagai materi genetik, yaitu mensintesis

protein yang berhubungan dengan struktur dan enzim virus. Struktur virus pada fase ini mulai

dibentuk, seperti struktur capsid, ekor dan serabut ekor.

Fase Perakitan

Struktur tubuh virus setelah disintesis mulai dirakit menjadi struktur virus yang utuh sebagai

virus-virus baru. Setiap virus hasil perakitan memiliki struktur lengkap seperti virus pada

umunya (memiliki capsid, ekor dan serabut ekor).

Fase lisis

Virus-virus baru yang telah matang dan telah sempurna bentuk dan strukturnya akan keluar dari

sel inang. Proses keluarnya virus-virus baru dengan cara merusak struktur sel (lisis) sehingga sel
http://www.coryvannote.com/http://www.coryvannote.com/http://www.coryvannote.com/folio/more/bio_virus.htmlhttp://www.coryvannote.com/


9/35

innag pecah dan virus-virus dapat keluar dari sel. virus-virus yang baru ini siap untuk

menginfeksi sel inang lain.

Fase Penggabungan

Fase penggabungan dapat dialami oleh virus ketika memasuki siklus hidup lisogenik. Setelahasam nukleat virus berhasil dimasukkan ke dalam oragnisme inang, selanjutnya asama nuklaet

tersebut bergabung dengan DNA Kromosom organisme inang, dalam hal ini DNA Kromosom

bakteri. Penggabungan materi genetik ini bertujuan untuk menitipkan DNA atau RNA virus ke

DNA Kromosom untuk selanjutnya ikut digandakan saat proses pembelahan sel. DNA

Kromosom bakteri adalah DNA yang memiliki informasi genetik bakteri termasuk salah satunya

adalah informasi perintah untuk melakukan pembelahan sel.

Fase pembelahan

Virus pada fase ini akan memanfaatkan proses pembelahan sel bakteri untuk penggandaan materi

genetiknya yang sudah bergabung dengan DNA Kromosom. Jika satu sel bakteri membelah

menjadi dua bakteri (saat pembelahan biner), maka akan didapat dua sel bakteri yang masing-

masing di dalamnya terdapat DNA virus. Begitu juga seterusnya, dari dua sel bakteri tersebut

akan tersu mengalami pembelahan dan jumlah DNA virus yang dihasilkan adalah sebanding

dengan jumlah sel bakteri hasil pembelahan. Jika jumlah DNA virus yang dibutuhkan sudah

cukup, DNA virus akan memisahkan kembali dan virus akan masuk ke daur litik melalui fase

sintesis (replikasi).

Daur Litik (Sumber :coryvannote.com)
http://www.coryvannote.com/folio/more/bio_virus.html


10/35

Daur Lisogenik (Sumber: coryvannote.com)

A. Definisi Virus

Para peneliti menemukan virus ketika mempelajari penyakit tanaman, para ahli mikrobiologi

sebenarnya telah dapat mendeteksi virus secara tidak langsung jauh sebelum mereka benar-benar

dapat melihatnya. Cerita bagaimana virus ditemukan dimulai pada tahun 1883 oleh Adolf Mayer,

seorang saintis Jerman yang sedang mencari penyebab penyakit mosaik pada tembakau.

Virus merupakan genom yang terbungkus di dalam suatu lapisan pelindung, Virus terkecil

memiliki diameter hanya 20 nmlebih kecil dari ribosom. Jutaan virus dapat dengan mudah

menempati kepala jarum. Bahkan virus yang paling besar sekalipun sukar dilihat dengan

mikroskop cahaya. Penemuan Stanley bahwa beberapa virus dapat dikristalkan merupakan berita

yang menggairahkah sekaligus membingungkan. Sel yang paling sederhana sekalipun tidak

dapat beragregasi menjadi kristal yang teratur. Virus bukan merupakan sel, karena hanya terdiri

dari nukleus saja, Virus merupakan penginfeksi yang terdiri dari asam nukleat yang terbungkus

di dalam lapisan pelindung dan, di beberapa kasus, di dalam selubung membran.
http://www.coryvannote.com/folio/more/bio_virus.html


11/35

B. Komponen Penyusun Virus

Genom Virus

Kita biasanya membayangkan bahwa gen terbuat dari DNA untaigandaheliks ganda yang

konvensionaltetapi virus seringkali melanggar anggapan ini. Virus terdiri dari Genom (kumpulan

gen) mungkin terdiri dari DNA untai-ganda, DNA untai tunggal, RNA untai-ganda, atau RNA

untai-tunggal, tergantung tipe virusnya. Suatu virus bisa disebut sebagai virus DNA atau virus

RNA, tergantung dari asam nukleat yang mennyusun genomnya. Pada masing-masing kasus,

genomnya biasanya tersusun menjadi molekul asam nukleat linear tunggal atau sirkuler, Virus

yang terkecil hanya memiliki 4 gen, sedangkan yang besar memiliki beberapa ratus.

Kapsid dan Selubung

Kulit protein yang menyelubungi genom virus disebut Kapsid, Tergantung dari tipe virusnya,

kapsid dapat berbentuk batang (lebih tepatnya heliks), polihedral, atau bentuk yang lebih

kompleks. Kapsid terbentuk dari banyak subunit protein yang disebut kapsomer, tetapi jumlah

jenis proteinnya biasanya sedikit. Virus mosaik tembakau, misalnya, memiliki kapsid batang

yang kaku, yang terbuat lebih dari seribu molekul tetapi dari satu jenis protein saja (gambar

2.1a). Adenovirus, yang menginfeksi saluran pernapasan hewan, memiliki 252 molekul protein

identik yang tersusun menjadi kapsid polihedral dengan 20 faset segitigasuatu ikosahedron

(gambar 2.1b).


12/35

Gambar 2.1 Struktur Virus

Sumber Gambar unduhan google

Virus terdiri dari asam nukleat (DNA atau RNA) yang terbungkus di dalam suatu lapisan protein

(kapsid) dan kadangkala masih terbungkus lagi di dalam suatu selubung membran. Masing-

masing subunit protein yang menyusun kapsid disebut kapsomer. Walaupun virus memiliki

berbagai ukuran dan bentuk, mereka memiliki motif struktural yang sama, sebagian besar

termasuk dalam keempat contoh yang diperlihatkan di sini. (a) Virus mosaik tembakau memiliki

kapsid heliks dengan bentuk keseluruhan seperti batang yang kaku. (b) Adenovirus memiliki

kapsid polihedral dengan tanduk glikoprotein nada setiap puncak (c) Virus influenza memiliki

selubung luar yang dihiasi oleh tanduk glikoprotein. Genomnya terdiri dari delapan molekul

RNA, masing-masing terbungkusdi dalam sebuah kapsid heliks. (d) Faga adalah virus yang

menginfeksi bakteri. Faga T-genap, seperti T4, memiliki sebuah kapsid yang kompleks, yang

tersusun dari sebuah kepala polihedral dan sebuah perlengkapan ekor. DNA disimpan di kepala,

dan bagian ekor berfungsi dalam penginjeksian DNA ini ke dalam bakteri


13/35

C. Penggolongan Virus

Penggolongan Virus berdasarkan tipe Asam Nukleat yaitu :

Kelas* Contoh penyakit

I. dsDNA**

Pavovavirus

Adenovirus

Herpesvirus

Poxvirus

Papiloma (kutil manusia, kanker serviks); polioma

(tumor pada hewan lertentu)

Penyakit saluran pernapasan; beberapa

menyebabkan tumor pada hewan-hewan tertentu

Herpes simpleks I (luka di sekeliling mulut);

herpes simpleks II (perlukaan genital); varicella zoster

(cacar air (chicken pox), ruam); virus Epstein-Barr

(mononukleosis, Hmfoma Burkitt)

Cacar (smallpox); vaccinia; cacar sapi (cov/pox)

II. ssDNA (parvovirus) Roseola; sebagian besar parvovirus harus

mclakukan infeksi bersama-sama dengan adenovirus

agar bisa tumbuh

III. dsRNA (reovirus) Diare; penyakit saluran pernapasan yang ringan

IV. ssRNA yang dapat

berfungsi sebagai Mrna

Picomavirus Poliovirus: rhinovirus (pilek biasa); virus enterik

(usus)


14/35


15/35

membuat proteinnya sendiri. Oleh karena itu, virus yang terisolasi hanya merupakan paket-paket

yang berisi sckumpulan gen yang berpindah-pindah dari satu sel inang ke sel inang lainnya.

Setiap tipe virus hanya dapat menginfeksi dan memparasiti beberapa jenis sel inang tertentu.

Jenis-jenis inang yang dapat diinfeksi dan diparasiti oleh virus ini disebut kisaran

inang. Penentuan inang ini bergantung pada evolusi sistem pengenalan yang dilakukan oleh virus

tersebut. Virus mengidentifikasi sel inangnya dengan menggunakan kesesuaian lock-and-

keyatau lubang-dan-kunci" ancara protein di bagian luar virus itu dengan molekul-molekul

reseptor spesifik pada permukaan sel. (Kemung-kinan reseptor muncul pertama kali karena ia

menjalankan fungsi yang bermanfaat bagi organisme tersebut.) Beberapa virus memiliki kisaran

inang yang cukup luas sehingga dapat melingkupi beberapa spesies.

Gambar 2.3 Siklus Reproduksi Virus


Virus merupakan parasit intraseluler obligat yang menggunakan peralatan dari sel inangnya

untuk bereproduksi. Dalam siklus virus yang paling sederhana (di antara semua siklus virus) ini,

parasitnya adalah virus DNA dengan kapsid yang lerdiri dari satu jens protein. 1) Setelah

memasuki sel, DNA virus menggunakan nukleotida dari enzim inangnya untuk mereplikasi


16/35

dirinya sendiri. 2) Virus menggunakan materi inang dan peralatan lainnya untuk memproduksi

protein kapsidnya 3) DNA virus dan protein kapsid kemudian tersusun membentuk partikel virus

baru, yang meninggalkan sel tersebut

Untuk mereplikasi genomnya, virus RNA harus menggunakan polimerase khusus yang dikode

oleh virus, yaitu polimerase yang menggunakan RNA sebagai cetakan. (Biasanya sel tidak

memiliki enzim untuk menjalankan proses tersebut.)

Adapun tipe genom virusnya, parasit tersebut mengalihkan sumberdaya inangnya untuk produksi

yang dilakukan oleh virus. Inang tersebut menyediakan nukleotida-nukleotida untuk mensintesis

asam nukleat. Inang ini juga menyediakan enzim, ribosom, tRNA, asam amino, ATP dan

komponen lainnya yang dibutuhkan untuk membuat protein virus yang diarahkan oleh mRNA

yang ditranskripsi dari gen-gen virus.

Setelah molekul asam nukleat dan kapsomer virus diproduksi, proses penyusunan molekul dan

kapsomer ini menjadi virus baru sering kali merupakan proses yang spontan, proses penyusunan

sendiri.

Tipe siklus reproduktif virus yang paling sederhana selesai ketika ratusan atau ribuan virus

muncul dari sel inang yang terinfeksi. Sel inang sering kali hancur pada proses ini. Sebenarnya

beberapa gejala infeksi virus pada manusia, seperti pilek dan influenza, adalah hasil dari

kerusakan dan kematian seluler serta merupakan hasil dari respons tubuh terhadap penghancuran

ini. Progeni virus yang keluar dari sel memiliki potensi untuk menginfeksi sel-sel sekitarnya, dan

menyebarluaskan infeksi virus.


17/35

Gambar 2.4 Contoh siklus reproduksi pada Faga T4


E. Cara Virus menginfeksi inangnya

Infeksi virus dimulai ketika genom dari virus mulai memasuki suatu sel inang (gambar 2.3).

Mekanisme yang digunakan asam nukleat ini untuk masuk ke dalam sel berbeda-beda,

tergantung tipe virusnya. Misalnya, faga T-genap menggunakan ekornya yang rumit untuk

menginjeksikan DNA ke dalam bakteri (gambar 2.2). Begitu berada di dalam, genom virus

tersebut dapat memerintah inangnya, memprogram-ulang sel tersebut untuk membuat salinan

asam nukleat virus itu dan menghasilkan protein virus. Kebanyakan virus DNA menggunakan

DNA polimerase dari sel inang untuk mensintesis genom-genom baru yang cetakannya berasal

dari DNA virus.


18/35

Gambar 2.5 Contoh siklus reproduksi pada Faga T4


Virus yang diperlihatkan di atas memiliki genom RNA untai tunggal

IRI VIRUS

Ukuran dan bentuk

Virus memiliki ukuran sangat renik, yaitu antara 25 300 nm ( 1 nm = 10-9

m). Virus yang

berukuran paling kecil adalah virus polio (Poliovirus). Panjang tubuhnya hanya 25nm. Virus

yang berukuran adalah virus penyerang bakteri yang panjang tubuhnya 100nm dan virus mosaictembakau (TMV) yang panjang tubuhnya 300nm, oleh karena ukuran tubuhnya sangat renik,

virus hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron. Virus mulai dapat diamati

dengan mikroskop electron pada tahun 1930.


19/35

Virus memiliki bentuk bermacam-macam. Ada yang bulat, batang, dan ada yang seperti huruf T.

Virus yang berbentuk bulat misalnya virus influenza (influenza virus) dan virus penyebab

AIDS (Human immunidefiency virus / HIV). Virus berbentuk oval misalnya virus rabies. Virus

yang berbentuk batang misalnya virus mosaik tembakau (Tobacco mosaic virus/ TMV). Virus

yang berbentuk polihendral misalnyaAdenovirus(penyebab penyakit demam). Virus yang

berbentuk T misalnya yang menyerang bakteri (Bakteriofage atau disingkat fage).

Struktur dan Fungsi

Virus bukan berupa sel (aseluler). Virus berupa partikel yang disebut virion. Virion dapat

dikristalkan sehingga lebih menunjukkan cirri mineral daripada cirri kehidupan. Oleh karena itu,

sebagian ilmuan biologi menganggap virus bukan makhluk hidup. Namun, ilmuwanbiologi yang

menganggap bahwa virus merupakan makhluk hidup. Karena menunjukkan ciri kehidupan, yaitu

reproduksi, meskipun hanya dapat dilakukan di dalam sel organisme lain. Sel organisme tempat

hidup virus disebut sel inang.

Oleh karena virus bukan sel, virus tidak memiliki bagian-bagian sel seperti membran plasma,

sitoplasma, dan inti. Virus tersusun dari asam nukleat dan selubung protein yang disebut kaspid.

Asam Nukleat


20/35

Asam nukleat adalah molekul pembawa informasi genetika. Virus hanya memiliki satu jenis

asam nukleat, yaitu DNA saja atau RNA saja. Materi genetik tersebut dapat berbentuk rantai

tunggal atau rantai ganda. Rantainya dapat berbentuk melingkar atau linier.

Selubung Protein (kaspid)

Selubung protein (kaspid) adalah pembungkus asam nukleat. Kapsid tersusun dari subunit

protein yang disebut kapsomer. Kapsid inilah yang member bentuk virus. Kapsid dapat

berbentuk batang yang merupakan susunan heliks (ulir) dari kapsomer, berbentuk polihendral

(segi banyak), atau bentuk yang kompleks.

Virus kompleks memiliki bagian yang disebut kepala dan ekor. Kepala virus kompleks memiliki

bentuk polihendral, sedangkan bagian ekor terdiri dari tiga struktur yaitu selubung ekor,

lempengan dasar, dan serabut ekor. Lempengan dasar dan serabut ekor berfungsi untuk melekatpada sel yang diinfeksi. Contoh virus kompleks adalah virus penyerang bakteri yang berbentuk

T (bakteriofage).

gabungan asam nukleat dan kapsid disebut nukleokapsid. Pada beberapa virus, nukleokapsid

diselubungi oleh membrane yang disebut sampul virus. Sampul virus tersusun dari lipid dan

protein.berfungsi membantu virus memasuki sel. Contoh virus yang memiliki sampul virus

adalah virus influenza. Virus yang tidak memiliki sampul virus disebut sebagai virus telanjang.

REPRODUKSI

Virus menunjukkan satu ciri kehidupan, yaitu reproduksi. Namun, reproduksi virus hanya terjadi

jika berada dalam sel organisme lain. Dengan demikian, virus hanya dapat hidup secara parasit.

Pada dasarnya reproduksi virus terjadi melalui lima tahap, yaitu tahap perlekatan, penetrasi,

replika dan sintesis, pematangan dan pelepasan.

Tahap pelekatan

Tahap pelekatan adalah saat partikel virus (virion) melekat pada sel yang diinfeksi. Tempat

pelekatan virus pada sel inang terjadi pada reseptor (protein khusus pada membrane plasma sel

inang yang mengenali virus).

Tahap penetrasi

Tahap penetrasi adalah tahap virus atau materi genetik virus masuk ke dalam sitoplasma sel

inang.

Tahap replikasi dan sintesis


21/35

Tahap replikasi dan sintesis adalah tahap terjadinya perbanyakan partikel virus di dalam sel

inang. Sel inang akan dikendalikan oleh materi genetik dari virus sehingga sel dapat membuat

komponen virus, yaitu asam nukleat dan protein untuk kapsid.

Tahap pematangan

Tahap pematangan adalah tahap penyusunan asam nukleat dan protein virus menjadi partikel

virus yang utuh.

Tahap pelepasan

Tahap pelepasan adalah tahap partikel virus keluar dari sel inang dengan memecahkan sel

tersebut

REPRODUKSI BAKTERIOFAGE

Reproduksi bakteriofage dapat terjadi melalui dua siklus, yaitu siklus litik dan siklus lisogenik.

Pada siklus litik, tahap pelekatan, penetrasi, replikasi dan sintesis, serta pematangan berlangsung

cepat. Partikel virus kemudian keluar dari sel yang diinfeksi dengan memecah sel tersebut

sehingga sel inang mati (lisis).

Pada siklus lisogenik, DNA/RNA virus akan disisipkan pada kromosom sel inang. Kromosom

yang tersisipi DNA/RNA virus akan mengadakan replikasi secara terus-menerus, menghasilkan

banyak sel anakan yang telah terinfeksi materi genetic. Infeksi virus akan memasuki masa laten,

artinya sel inang tidak pecah (mati).

REPRODUKSI VIRUS HEWAN

Salah satu jenis virus hewan adalah virus yang memiliki sampul virus. Pada tahap pelekatan,

sampul virus melekat dan berdifusi (bergabung) dengan membrane sel inang. Pada tahap

penetrasi, DNA virus dan kapsid terpisah. Selanjutnya pada tahap replikasi dan sintesis, terjadi

replikasi DNA virus, kapsid, dan sampul virus. Pada tahap pematangan, terbentuklah partikel-

partikel virus baru. Pada tahap pelepasan, virus baru keluar dari sel inang dan siap menginfeksi

sel lain.

HABITAT

Virus menunjukkan ciri kehidupan hanya jika berada pada sel organisme lain (sel inang). Sel

inang virus berupa bakteri, mikroorganisme, eukariot (seperti Protozoa dan Khamir), sel

tumbuhan, sel hewan, dan sel manusia. Virus yang menyerang tumbuhan dapat masuk ke dalam

tumbuhan inang, melalui perantara serangga (vektor). Virus yang menyerang hewan atau


22/35

manusia dapat memasuki tubuh inang misalnya melalui makanan, minuman, udara, darah, luka

atau gigitan.

KLASIFIKASI

Klasifikasi virus tidak mengikuti system Linnaeus, melainkan system ICTV (International

Committee on Taxonomy of Viruses= Komite Internasional untuk Taksonomi Virus). Klasifikasi

virus terbagi dalam tiga tingkat takson, yaitu family, genus, dan spesies. Nama family virus

diakhiri dengan viridae, sedangkan nama genus diakhiri virus. Nama spesies menggunakan

bahasa inggris dan diakhiri virus. Saat ini, jenis virus yang sudah teridentifikasi adalah lebih dari

2,000 spesies.

Contoh klasifikasi adalah sebagai berikut.

Famil: Retroviridae

Genus:Lentivirus

Spesies:Human immunodefiency virus(HIV)

Berbagai jenis virus diklasifikasikan berdasarkan jenis sel inang. Inang spesifik terutama

ditentukan dari kesesuaian repseptor pada permukaan sel inang tempat virus melekat.

Berdasarkan jenis sel inangnya, virus diklasifikasikan dalam empat kelompok, yaitu virus

bakteri, virus mikroorganisme eukariot, virus tumbuhan, dan virus hewan termasuk manusia.

Virus Bakteri

Virus bakteri adalah virus yang sel inangnya adalah sel bakteri. Virus bakteri disebut juga

dengan bakteriofage atau fage (Latin, phage = memakan). Virus bakteri mengandung materi

genetic berupa DNA. Contoh virus bakteri adalah bakteriofage T-4 virusyang menyerang

bakteriEscherichia coli. E.Coli merupakan bakteri yang hidup di saluran percernaan manusia.

Virus Mikroorganisme Eukariot

Virus mikroorganisme eukariot adalah virus yang sel inangnya berupa mikroorganisme yang

tergolong eukariot, seperti Protozoa dan khamir. Virus ini terutama menyerang jamur

disebutMycovirus.

Virus Tumbuhan

Virus tumbuhan adalah virus yang sel inangnya adalah sel tumbuhan. Virus tumbuhan sebagian

besar mengandung RNA. Contohnya adalah virus mosaik tembakau (Tobacco mosaic virus/

TMV).

Virus Hewan


23/35

Virus hewan adalah virus yang menginfeksi hewan atau sel manusia. Virus hewan ini

mengandung DNA atau RNA. Contohnya virus penyakit mulut dan kaki pada sapi, serta virus

penyakit rabies pada anjing.

VIRUS DALAM KEHIDUPAN MANUSIA

Beberapa jenis virus ada yang member manfaat bagi manusia, misalnya sebagai bahan dasar

rekayasa genetik.

Virus yang Memberi Manfaat

Virus berperan penting dalam bidang rekayasa genetika karena dapat digunakan untuk kloning

gen (produksi DNA yang secara genetis identik) sebagao contoh adalah virus yang membawa

gen untuk mengendalikan pertumbuhan serangga. Virus juga digunakan untuk terapi gen

manusia sehingga diharapkan penyakit genetis, seperti diabetes dan kanker dapat disembuhkan.

Virus yang Merugikan

Virus dapat merugikan karena menyebabkan berbagai jenis penyakit pada manusia, hewan, dan

tumbuhan.

Virus yang Menyebabkan Penyakit pada Manusia

Virus yang menyebabkan penyakit pada manusia antara lain sebagai berikut.

Influenza virus,penyebab penyakit influenza (flu). Virus ini menyerang sel-sel saluranpernafasan bagian atas. Gejala penyakitnya adalah demam, pilek, pusing, pegal, dan batuk.

Human immunodeficiency virus (HIV), penyebab AIDS (Acquired Immuno DeficiencySyndrome) yang mematikan. Virus ini menyerah sel-sel darah putih jenis limfosit B. Gejala

penyakitnya adalah gejala gabungan beberapa jenis penyakit dikarenakan menurunnyakekebalan tubuh.

Hepatitis delta virus,penyebab penyakit hepatitis B. Virus ini menyerang sel-sel hatisehingga menimbulkan gejala perut membesar dan tubuh penderita berwarna kuning.

Ebola virus,penyebab penyakit ebola yang mematikan. Virus ini menyerang sel-selpertahanan tubuh. Gejala penyakit ebola adalah demam yang disertai dengan perdarahan.

Measles virus,penyebab penyakit cacar. Virus ini menyerang sel kulit dan menimbulkangejala awal seperti demam, batuk, pilek, kemudian muncul luka cacar mulai dari wajah

kemudian ke seluruh tubuh. Polio virus,penyebab penyakit polio. Virus polio menyerang sel-sel pada system saraf pusat

sehingga mengakibatkan kelumpuhan. Mumps virus,penyebab penyakit gondong. Virus gondong menyerang sel-sel kelenjar ludah

sehingga menimbulkan bengkak di belakang telinga. Herpes simplex virus,penyebab penyakit herpes. Virus ini menyerang membran mukus

(lendir) di mulut, alat kelamin, dan kulit. Gejala penyakitnya adalah kulit memerah dan

muncul bintil seperti luka melepuh.


24/35

Human papillomavirus,penyebab kutil pada kulit menyerang sel-sel kulit dan dapatberkembang menjadi kanker. Gejalanya adalah adanya benjolan di kulit.

Virus yang Menyebabkan Penyakit pada Hewan Rous sarcoma virus (RSV), penyebab tumor pada ayam.Bovine papillomavirus, penyebab

tumor pada sapi.

Virus penyakit mulut dan kaki pada sapi dengan gejala melepuh dan berlendir di sekitarmulut dan kaki sapi.

Virus penyakit tetelo pada ayam (Newcastle disease) dengan gejala diare dan batuk-batuk. Rabies virus, penyebab rabies pada anjing, monyet, kucing, dan juga manusia. Virus ini

menyerang sistem saraf pusat sehingga menimbulkan gejala takut air, gelisah, hilangnya

control otot, dan agresif.

Virus yang Menyebabkan Penyakit pada Tumbuhan

Virus yang menyebabkan penyakit pada tumbuhan antara lain sebagai berikut.

Tobacco mosaic virus(TMV), penyebab penyakit mosaik pada tembakau dengan gejalapertumbuhan terhambat dan daun bercak-bercak. TMV juga dapat menyerang tanaman lain,misalnya tomat.

Citrus leprosies virus (CiLV), penyebab penyakit pada jeruk. Virus tungro pada tanaman padi menyebabkan padi menjadi kerdil. Virus yang menyerang tanaman hias, misalnya bunga tulip dan anggrek.PENCEGAHAN TERHADAP VIRUS

Tindakan pencegahan yang dapat dilakukan terhadap serangan virus adalah dengan pemberian

vaksin. Vaksin adalah suatu zat yang mengandung mikroorganisme pathogen yang sudah

dilemahkan. Pemberian vaksin memberikan kekebalan secara pasif. Contoh vaksin untuk

pencegahan penyakit yang disebabkan oleh virus adalah sebagai berikut:

OPV (Oral Polio Vaccine) atau vaksin polio. Vaksin rabies Vaksin hepatitis B Vaksin influenza Vaksin cacar Vaksin MMR (Measles, Mumps, Rubella) untuk cacar, gondong, dan campak.


25/35

2.3 DNA Bakteri

Bakteri memiliki kekurangan unsur-unsur yang mengacu pada stuktur komplek

yang terlibat dalam pemisahan kromsom-kromosom eukariota menjadi nukleid anak yang

berbeda. Replikasi dari DNA bakteri dimulai pada satu titik dan bergerak ke semua arah.

Dalam prosesnya, dua pita lama DNA terpisah dan digunakan sebagai model untuk

mensistensiskan pita-pita baru (replikasi semikonservatif). Strukur dimana dua pita

terpisah dan sintesis baru terjadi disebut sebagai percabangan replikasi. Replikasi

kromosom bakteri sangat terkontrol, dan kromosom tiap sel yang tumbuh berkisar antara

satu dan empat. Beberapa plasmida bakteri bias memiliki sampai 30 tiruan dalam satu sel

bakteri, dan mutasi yang menyebabkan control bebas dari relikasi plasmida bahkan bias

menghasilkan tiruan yang lebih banyak.

Replikasi pita DNA ganda sirkular dimulai pada locus ori dan membutuhkan

interaksi dengan beberapa protein. Dalam E coli, replikasi kromosom berakhir pada suatu

tempat yang disebut ter. Dua kromosom anak terpisah, atau terpecah sebelum pembagian

sel, sehingga tiap-tiap keturunan memiliki satu DNA anak. Hal ini dapat disempurnakan

dengan bantuan topoisomerase atau melakukan pengkombinasian. Proses serupa yang

mengacu pada replikasi DNA plasmida, kecuali pada beberpa kasus, replikasinya adalah

tidak terarah.

Transposon tidak membawa informasi genetika yang dibutuhkan untuk

memasangkan replikasi sendiri terhadap pembagian sel, sehingga perkembangbiakannya

tergantung pada penyatuan fisiknya dengan replika bakteri. Penyatuan ini dibantu oleh

kemampuan transposon untuk membentuk tiruannya sendiri, yang mungkin disisipkan


26/35

dalam replika yang sama atau mungkin disatukan pada replika lainnya. Spesifisitas dari

rangkaian pada bagian sisipan biasanya rendah, sehingga transposon kadang cenderung

menyisip dalam sistem acak. Sebagian besar plasmida ditransfer antar sel-sel bakteri, dan

penyisipan dari sebuah transposon ke dalam suatu plasmida bisa menyebabkan penyebaran

dalam sebuah populasi.

2.3.1 ReplikasiDNA

Sintesis perbanyakan bahan genetik seperti DNA, dilakukan melalui proses

yang disebut replikasi. Replikasi dapat dikatakan merupakan reaksi kimia yang

mencirikan proses kehidupan. Melalui suatu replikasi, senyawa kimia dapat

membentuk dirinya untuk menghasilkan senyawa baru yang mirip dengan dirinya.

Replikasi hanya terjadi pada asam nukleat, DNA atau RNA. Molekul asam nukleat

yang mampu bereplikasi disebut replikon. Tidak ditemukan senyawa lain yang

sintesisnya dilakukan melalui replikasi.

Pada sel, replikasi DNA terjadi sebelum pembelahan sel. Prokariota terus-

menerus melakukan replikasi DNA. Pada eukariota, waktu terjadinya replikasi

DNA sangatlah teratur, yaitu pada fase S daur sel, sebelum mitosis atau meiosis I.

Penggandaan tersebut memanfaatkan enzim DNA polimerase yang membantu

pembentukan ikatan antara nukleotida-nukleotida penyusun polimer DNA. Proses

replikasi DNA dapat pula dilakukan in vitro dalam proses yang disebut reaksi

berantai polimerase (PCR). Dengan demikian, setiap sel yang melakukan mitosis

akan dihasilkan 2 sel anak yang memilki DNA lengkap sama persis dengan yang

dimiliki induknya.


27/35

Biosintesis Nukleotida

Sebelum rantai polinukleotida DNA dapat disintesis oleh bakteri atau

organisme lain, harus tersedia sekumpulan nukleotida seluler. Pada bakteri tertentu,

nukleotida harus disuplai dalam medium dalam bentuk jadi. Pada bakteri lain dapat

mensintesis nukleotida dari nutrien yang sederhana, seperti glukosa, ammonium

sulfat, dan mineral. Perubahan nutrien sederhana menjadi nukleotida bagi sintesis

DNA menyangkut sederetan reaksi yang rumit, beberapa di antaranya

membutuhkan energi berupa ATP. Salah satu dari reaksi-reaksi ini ialah

pembentukan bentuk teraktivasi nukleotida bagi sintesis rantai polinukleotida DNA

berutasan ganda:

nukleotida-fosfat + ADPNukleotida + ATP kinase

nukleotida-difosfat + ADPNukleotida-fosfat + ATP kinase

Energi dalam bentuk ATP disediakan. Pada setiap nukleotida teraktivasi terikat dua

gugusan fosfat yang berasal dari peruraian dua ATP.

Regulasi Replikasi DNA

Kromosom suatu bakteri yang khas ialah sebuah molekul DNA berutasan-

ganda, yang mempunyai berat molekul kira-kira 2,5 x 109 Dalton (satu Dalton

sama dengan massa satu atom hidrogen). Jumlah pasangan basanya kurang lebih 4

x 106. Bila kromosom tersebut ditarik secara linier dalam bentuk heliks-ganda,

ukurannya akan mencapai kira-kira 1,25 mm, yaitu beberapa ratus kali lebih

panjang daripada sel bakteri yang memilikinya.

a. Replikasi mensyaratkan situs awal


28/35

Syarat pertama agar suatu DNA dapat bereplikasi ialah bahwa pada DNA

tersebut terdapat situs awal replikasi. Hasil pengamatan terhadap kromosom

E.coli memperlihatkan bahwa replikasi selalu dimulai dari titik awal tertentu

(Cairns, 1963). Situs awal replikasi dikenal dengan istilah titik ori (singkatan

dari origin of replication). Pada kromosom bakteri diketahui hanya ada satu

titik ori, sedangkan pada kromosom eukariot terbukti mempunyai banyak titik

ori. DNA yang tidak mempunyai titik ori tidak akan dapat bereplikasi.

b. Replikasi memerlukan untaian gandaPersyaratan kedua untuk dapat berlangsungnya proses replikasi ialah bahwa

asam nukleat harus berada dalam bentuk untaian ganda. Hal ini telah

diuraikan oleh Watson dan Crick (1953), yaitu bahwa implikasi genetik dari

heliks ganda ialah memungkinkan pembentukan DNA baru secara

swaproduksi (replikasi). Adanya dua untai polinukleotida serta per pasangan

antiparalel antara basa-basanya akan mendukung proses replikasi, yaitu setiap

untaian akan menjadi model bagi pembentukan untai pasangannya. Bukti

bahwa untai ganda menjadi syarat dalam replikasi dapat dilihat pada DNA

virus yang sedang bereplikasi. Virus mempunyai genom bervariasi, baik

beruntai ganda maupun tunggal, tetapi pada saat bereplikasi virus selalu

berada dalam keadaan untai ganda.

c.

Replikasi DNA mengikuti pola hipotesis semikonservatif

Untuk dapat terjadi proses replikasi seperti yang telah dijelaskan sebelumnya,

Watson dan Crick mengajukan suatu usulan pola replikasi DNA yang disebut

pola semikonservatif. Pola konservatif mula-mula dibuktikan oleh Mathew


29/35

Maselson dan Francis Stahl yang bekerja dengan E.coli yang telah

menggunakan teknik radio isotop, sentrifugasi, dan spektrofotometer. Dengan

pola semikonservatif ini akan terpenuhi dua hal. Pertama, fungsi pewarisan

dalam replikasi satu utasan DNA. Kedua, fungsi pemeliharaan sifat, yaitu

struktur DNA yang baru akan sama dengan struktur DNA sebelumnya. 3

d. Sintesis DNA mempunyai arah pertumbuhan 5 Molekul nukleotida dalamkeadaan bebas akan terbentuk nukleotida tripospat. Dalam proses sintesis

DNA, dua nukleotida digabungkan satu dengan yang lainnya dengan cara

merangkaikan karbon gula kelima (C5) yang mengandung fosfat dari satu

nukleotida kepada karbon gula ketiga (C3) yang mengandung OH dari

nukleotida lain dan membentuk ikatan 5-3 fosfodieter.

e. Replikasi berjalan secara bertahapDalam proses replikasi terjadi dua proses. Pertama, pelepasan heliks ganda

menjadi untai tunggal dan membentuk cabang replikasi. Kedua, sintesis rantai

baru dengan menggunakan untaian tunggal tersebut sebagai model. Pada situs

awal replikasi, enzim DNA polimerase akan memutus pilinan heliks ganda

menjadi dua untaian tunggal. Dalam proses ini akan terbentuk struktur huruf

Y, titik persimpangannya disebut titik tumbuh. Replikasi bergerak berurutan

dari titik tumbuh, baik pada satu arah (replikasi satu arah) atau dua arah

(replikasi dua arah). Situs awal dan titik tumbuh terikat pada membran sel dan

dari sinilah kedua utasan diduplikasi. Masing-masing utasan mempunyai

urutan basa pada utasan-utasan DNA yang mula-mula.

f. Sintesis DNA bersifat tidak sinambung


30/35

Utasan-utasannya direplikasi dalam bentuk segmen-segmen kecil yang disebut

fragmen Okazaki, dengan arah 5ke 3.

Fragmen-fragmen ini kemudian digabungkan menjadi satu oleh enzim DNA

ligase. Inisiasi (pengawalan) replikasi DNA membutuhkan suatu pancingan,

yaitu sepotong pendek RNA yang disintesis oleh RNA polimerase dan

komplementer terhadap DNA. Dengan adanya pemula ini, DNA polimerase

dapat mulai mensintesis deoksiribonukleotida. Sekali pancingan mengena,

DNA polimerase lalu mencerna RNA tersebut dan menggantikannya dengan

DNA. Berpartisipasinya RNA sebagai pancing tampaknya ekstensif karena

setiap fragmen Okazaki juga mengandung sebagian RNA sebagai pancing.

2.3.2 Perpindahan Gen

Perpindahan gen merupakan suatu kegiatan yang dilakukan bakteri dengan

mengirimkan informasi genetik (DNA) dari sel donor ke sel resipien. Kegiatan

perpindahan gen ini ada tiga yakni :

1. TransformasiTransformasi pertama kali ditemukan oleh Frederick Griffith pada tahun 1928.

Dia mempelajari transformasi satu tipe Streptococcus pneumoniae menjadi

tipe yang berbeda. S. pneumoniae dibagi menjadi 100 tipe lain yang berbeda

atas dasar perbedaan kimia pada kapsulnya. Jadi, tipe 1 menghasilkan kapsul

yang berbeda dengan tipe 2, dan seterusnya. Transformasi ialah proses

pemindahan DNA bebas sel yang mengandung sejumlah informasi genetik

(DNA) dari satu sel ke sel lainnya. DNA tersebut diperoleh dari sel donor


31/35

melalui lisis sel alamiah atau dengan cara ekstraksi kimiawi. Begitu fragmen

DNA dari sel donor tertangkap oleh sel resipien, maka terjadilah rekombinasi.

Manfaat yang didapat dari transformasi gen pada bakteri adalah

a. Sarana penting dalam rekayasa genetika.b. Memetakan kromosom bakteri.c. Bermanfaat dalam penelitian-penelitian genetik bakteri di laboratorium.

2. KonjugasiKonjugasi merupakan mekanisme perpindahan informasi genetik (DNA) dari

sel donor ke sel resipien yang terjadi akibat adanya kontak sel dengan sel.

Konjugasi bakteri pertama kali ditemukan oleh Lederberg dan Tatum pada

tahun 1946. Mereka menggabungkan dua galur mutan Escherichia coli yang

berbeda yang tidak mampu mensintesis satu atau lebih faktor tumbuh esensiil

dan memberinya kesempatan untuk kawin.
http://2.bp.blogspot.com/-a2OG-Opt5iA/T7aXtyJ4A5I/AAAAAAAAA_A/imLAE03P7B8/s1600/Untitled.png


32/35

Pada proses konjugasi, sel donor (jantan) memasukkan sebagian DNA ke

dalam sel resipien melalui pili seks yang dimiliki oleh sel jantan. Setelah

DNA donor masuk ke dalam sel resipien, enzim-enzim yang bekerja pada

DNA resipien menggunting dan mengeksisi suatu fragmen DNA resipien.

Kemudian DNA donor dipadukan ke dalam kromosom resipien di tempat

DNA yang tereksisi. Mekanisme ini sebenarnya berlangsung juga pada

kegiatan transformasi dan transduksi.

Dengan adanya proses konjugasi ini, gen-gen tertentu yang membawa sifat

resistensi pada obat dapat berpindah dari populasi bakteri yang resisten ke

populasi bakteri yang tidak resisten. Oleh karenanya, bila hal tersebut terjadi

pada populasi bakteri bisa timbul multi drug resistance.
http://3.bp.blogspot.com/-eDy-UQBPGPM/T7aYRfd55VI/AAAAAAAAA_I/KhzicJv9wWo/s1600/Untitled.png


33/35

3. TransduksiBeberapa jenis virus berkembang biak di dalam sel bakteri. Virus-virus yang

inangnya adalah bakteri seringkali disebut bakteriofage atau fage. Pada waktu

fage menginfeksi bakteri, fage memasukkan DNA-nya ke dalam bakteri

tersebut. DNA fage ini kemudian bereplikasi di dalam sel bakteri atau

berintegrasi dengan kromosom bakteri. Inilah yang dikenal dengan transduksi.

Jadi, transduksi adalah proses perpindahan gen dari suatu bakteri ke bakteri

lain oleh bakteriofage lalu oleh bakteriofage tersebut plasmid ditransfer ke

populasi bakteri. Transduksi ditemukan oleh Norton Zinder dan Joshua

Lederberg pada tahun 1952. Pada waktu DNA fage dikemas di dalam

pembungkusnya untuk membentuk bakteri-bakteri fage baru, DNA fage

tersebut dapat membawa sebagian dari DNA bakteri yang telah menjadi

inangnya. Selanjutnya, bila fage menginfeksi bakteri lainnya, maka fage akan

memasukkan DNA-nya yang mengandung sebagian dari DNA bakteri inang

sebelumnya. Dengan demikian, fage tidak hanya memasukkan DNA-nya

sendiri ke dalam sel bakteri yang diinfeksinya, tetapi juga memasukkan DNA

dari bakteri lain yang ikut terbawa pada DNA fage. Jadi, secara alami fage

memindahkan DNA dari satu sel bakteri ke bakteri lainnya.
http://1.bp.blogspot.com/-lK9RZpfuTbg/T7aYwxaXO3I/AAAAAAAAA_Q/5YA81UT1k0Y/s1600/Untitled.png


34/35


35/35

BAB V

PENUTUP

Genetika Mikroba

Documents

Transcript of Genetika Mikroba