VIROLOGI Kelompok 4: Dwi Yulianti 1306397066 Eka Febriani S. F. 1306397186 Fatin Mutiara D. 1406639604 Nadhirah Atikafaza 1306480673 Nadya Febri H. 1306376856 Riky Redmawati 1306377070 Satya Muslimah 1306377171

PENDAHULUAN

Ukuranya terlalu kecil Tidak dapat dibiakkan di luar inangnya Belum dapat dipelajari dengan baik

400 SM 1886 1892 Aristoteles Menemukan Penyakit Rabies Adolf Meyer Menemukan bahwa mikroorganisme penyebab Tobacco Mosaic Disease tidak dapat dibiakkan dalam pembenihan 1892 Dimitri Iwanoski Melaporkan penularan infeksi oleh filtrat saringan bakteri pada tembakau

1898 Martinus Bejerink Menyatakan bahwa penyebab infeksi pada filtrat yang bebas bakteri tersebut hidup dan bukan partikel namun diberi nama Contagium vivum fluidum 1930 Contagium vivum fluidum disebut Virus Virus dalam bahasa latin artinya racun 1935 Wendel Stanley Mengisolasi tobacco mosaic virus dan memurnikannya  mempelajari sifat-sifat kimia dan struktur virus

Ditemukannya Mikroskop Elektron  Perkembangan Virologi 1942 & 1944 Luria dan Anderson serta Williams dan Wyckoff Mempelajari morfologi virus dengan mikroskop elektron Pembiakan Virus 1928 Rivers Menyatakan bahwa untuk mengembangkan virus diperlukan sel hidup 1931 Good Pasteur dan Burnet Pembiakan virus dalam telur berembrio 1952 John Enders Membiakkan Poliomyelitis dalam biakan sel kera

Ditemukannya teknik pock forming unit (PFU) dan teknik plaque forming unit untuk menentukan titer infektifitas virus secara in vitro Pada tahun 1980an dan tahun 1990an, terjadi berbagai penemuan virus baru seperti HIV, Virus Hepatitis C, Virus Sars, Hanta Virus Sin Nombre, dan lain-lain

Kendala dalam Pemberantasan Virus Diperlukan pengembangan yang lebih sensitif dan akurat Terbatasnya obat-obat antiviral Belum tersedianya vaksin yang dapat mencegah infeksi virus tertentu Sanitasi lingkungan dan pola hidup masyarakat yang belum mendukung

SIFAT-SIFAT VIRUS

Virus Organisasi Hidup? Hidup: di dalam sel hospes Mati: materi inert di luar sel hospes Parasit intraseluler obligat

SIFAT-SIFAT SPESIFIK VIRUS Virus hanya memiliki satu tipe asam nukleat (RNA atau DNA) Struktur virus sangat sederhana (kapsid yang membungkus asam nukleat) Virus tidak memiliki info genetik sistem lipman untuk sintesis energi Virus bermultiplikasi dalam sel hidup, dengan menggunakan sistem reproduksi yang dimiliki oleh sel hospes  parasit intraseluler obligat Asam nukleat virus dengan mudah dapat dipindahkan ke dalam sel hidup lainnya

Perbandingan Sifat Virus dan Bakteri Keterangan Bakteri Klamidia Rickettsia Virus Parasit Intraseluler Tidak Ya Membran Plasma Pembelahan Biner Dapat melalui saringan bakteri Terdiri dari DNA dan RNA Mempunyai Ribosom Peka terhadap Antibiotika Sensitif terhadap Interferon Memproduksi energi ATP

Mengambil alih dan menggunakan perangkat metabolisme sel hospesnya Parasit Intraseluler Obligat Enzim Metabolisme sedikit Mengambil alih dan menggunakan perangkat metabolisme sel hospesnya Tujuan penemuan obat yang dapat menghambat multiplikasi dari virus

STRUKTUR DAN TAKSONOMI VIRUS

Struktur Virus Struktur partikel virus lengkap  virion Virion terdiri dari asam nukleat yang dikelilingi oleh lapisan protein yang disebut kaspid.

Asam Nukleat Asam Nukleat  virus hanya memiliki salah satu dari DNA atau RNA. Asam nukleat virus terdapat dalam 2 bentuk yaitu untai tunggal dan untai ganda. Penggolongan virus ada 4 yaitu: Virus yang mengandung DNA untai tunggal Virus yang mengandung DNA untai ganda Virus yang mengandung RNA untai tunggal Virus yang mengandung RNA untai ganda

Kapsid dan Kapsomer Asam nukleat virus dikelilingi oleh mantel protein yang disebut kapsid. Kapsid terdiri dari subunit protein yang disebut kapsomer. Kapsomer dapat dilihat dengan mikroskop elektron. Kegunaan kaspid: Melindungi asam nukleat dari pengaruh ekstraseluler Mempermudah penempelan pada sel hospes Berfungsi untuk menembus ke dalam sel

Cont’d Molekul polipetida penyusun kaspid berbentuk simetri  simetri heliks dan simetri ikosahedral. Simetri Heliks  asam nukleat memanjang dikelilingi protein yang tersusun spiral, ex. Virus rabies dan virus ebola. Simetri Ikosahedral  bentuk tata ruang yang dibatasi oleh 20 segitiga sama sisi. Bentuk ini memiliki aksis rotasi ganda yang jumlah kapsomernya dapat dihitung menggunakan rumus. Ex. Picornavirus memiliki 60 kapsomer dan herpesvirus memiliki 162 kapsomer.

Selubung (envelope) Selubung virus protein kapsid memiliki selubung yang terdiri dari lipida, protein, dan karbohidrat. Beberapa selubung virus memiliki tonjolan (spikes) yang terdiri dari kompleks protein dan karbohidrat. Contoh: virus influenza dapat mengaglutinasi sel darah merah melalui ikatan antara spikes virus dengan hemoglobin. Virus yang kaspidnya tidak memiliki envelope disebut non-envelope virus.

Taksonomi Virus International Commitee on the Taxonomy of Viruses (ICTV) mengelompokan virus ke dalam famili berdasarkan: Jenis asam nukleat virus Cara replikasi dan multiplikasi virus Morfologi virus Taksonomi virus: Nama famili diakhiri dengan –viriae Nama ordo diakhiri dengan –ales Nama genus diakhiri dengan -virus

MULTIPLIKASI VIRUS

Perkembangan virus hanya terjadi pada sel inang yang hidup. Gambaran perkembangan virus : Setelah adanya interaksi dengan sel inang, virion yang menginfeksi dirusak dan infektivitas yang dapat diukur hilang → Periode Eclipse. Lama siklus replikasi : 6-8 jam (picornavirus), lebih dari 40 jam (virus herpes).

Multiplikasi Bakteriofaga DAUR LITIK FASE ADSORPSI Ekor virus melekat di dinding sel bakteri Mengeluarkan enzim lisozim→lubang FASE PENETRASI Kapsid virus berkontraksi untuk memasukkan asam nukleat ke dalam sel FASE BIOSINTESIS DNA virus memproduksi enzim penghancur DNA bakteri DNA virus mereplikasi diri→ sintesis virus yang akan dijadikan kapsid FASE PERAKITAN Perakitan kapsid virus menjadi utuh→DNA virus masuk→virus utuh FASE LITIK Virus utuh memproduksi enzim lisozim→dinding sel bakteri hancur→virus baru keluar

DAUR LISOGENIK FASE ADSORPSI FASE PENETRASI FASE PENGGABUNGAN Sama seperti pada daur litik FASE PENETRASI Pemasukan asam nukleat virus ke tubuh bakteri FASE PENGGABUNGAN DNA virus bergabung dengan DNA bakteri FASE PEMBELAHAN Jumlah profaga mengikuti jumlah sel bakteri yang terkopi FASE BIOSINTESIS Profaga menjadi aktif→memisahkan dari DNA bakteri→multiplikasi DNA virus→mensintesis protein untuk kapsid virus FASE PERAKITAN Sama seperti daur litik FASE LITIK

Multiplikasi Virus Manusia FASE PENEMPELAN Virus menempel pada protein dan glikoprotein pada membran sel FASE PENETRASI Akan terbentuk lekukan pada membran plasma→visikel Virion→vesikel→kapsid virus pecah→asam nukleat virus masuk ke sitoplasma FASE PELEPASAN SELUBUNG LUAR Pelepasan asam nukleat virus dengan protein pembungkusnya FASE BIOSINTESIS Replikasi asam nukleat dan biosintesis komponen virus terjadi setelah pelepasan asam nuklet virus ke dalam sel hospes

VIRUS MANUSIA ATAU BINATANG FASE MULTIPLIKASI BAKTERIOFAGA VIRUS MANUSIA ATAU BINATANG PENEMPELAN SERABUT EKOR MENEMPEL PADA PROTEIN YANG TERDAPAT PADA DINDING SEL BAKTERI VIRUS MENEMPEL PADA PROTEIN DAN GLIKOPROTEIN YANG TERDAPAT PADA MEMBRAN SEL HOSPES PENETRASI DNA VIRUS DIINJEKSI KE DALAM SEL HOSPES KAPSID VIRUS MASUK MELALUI PROSES ENDOSITOSIS PELEPASAN SELUBUNG TIDAK DIPERLUKAN PELEPASAN KAPSID DILAKUKAN DENGAN BANTUAN ENZIM BIOSINTESIS TERJADI DI SITOPLASMA TERJADI PADA INTI SEL VIRUS INFEKSI KRONIS LISOGENI INFEKSI LATEN, INFEKSI BERJALAN LAMBAT MENYENANKAN KANKER PEMBEBASAN SEL VIRUS MELISISKAN DINDING SEL HOSPES PEMBENTUKAN SEL BUDDING DAN PERUSAKAN PLASMA SEL HOSPES PADA VIRUS YANG TIDAK BERSIMPAI

BIOSINTESIS VIRUS DNA

Biosintesis virus DNA Virus DNA umumnya melakukan replikasi DNA dalam ini hospes, dengan menggunakan enzim sel hospes, proses: Sintesis kapsid dan protein-protein lain dilakukan di sitoplasma menggunakan enzim sel hospesnya. Protein yang terbentuk masuk ke dalam inti sel, bergabung dengan DNA virus membentuk virion. Virion bergerak menuju membran sel melalui Retikulum Endoplasmik untuk keluar dari dalam sel hospes. DWI YULIANTI - 1306397066

Kebanyakan dari virus DNA dilepaskan dalam inti sel hospes Transkripsi dan translasi awal menghasilkan enzim untuk memproduksi dna virus Transkripsi dan translasi akhir menghasilkan protein kapsid di sitoplasma

Multiplikasi Virus DNA

Multiplikasi Virus DNA Fase penempelan virus pada reseptor virus yang terdapat pada permukaan sel hospes Proses penetrasi virus dan pelepasan selubung virus di dalam sitoplasma, DNA virus masuk ke dalam inti sel. Di dalam inti sel terjadi transkrip dari fragmen gen virus yang mengkode produksi enzim virus yang dibutuhkan untuk multiplikasi DNA virus. Setelah multiplikasi DNA virus, akan berlangsung proses transkripsi dan translasi protein struktural dan non struktural dikode oleh genom virus.

Multiplikasi Virus DNA Sintesis protein kapsid berlangsung di dalam sitoplasma sel hospes Protein kapsid bermigrasi ke dalam inti sel hospes, terjadi pematangan dan morfogenesis dimana asam nukleat virus diselubungi oleh nukleokapsid sehingga terbentuk virus yang lengkap Virus yang terbentuk akan melepaskan diri dari sel hospes dengan cara merusak membran sel hospes dan sangat infektif bagi sel-sel lainnya.

BIOSINTESIS VIRUS RNA

Biosintesis Virus RNA Prinsip multiplikasi virus RNA sama dengan DNA, namun ada perbedaan dalam pembentukan mRNA yang terjadi pada beberapa jenis virus RNA.

Tahapan multiplikasi virus RNA Fase penempelan virus pada reseptor virus yang terdapat pada permukaan sel hospes. Setelah penempelan terjadi proses penetrasi virus dan pelepasan selubung virus didalam sitoplasma, RNA virus berada dalam sitoplasma sel. Fase replikasi RNA virus. Fase translasi dan sintesis protein virus. Fase perakitan dan pelepasan virus.

MULTIPLIKASI RETROVIRUS

Retrovirus Menurut the National Human Genome Research Institute: A retrovirus is a virus that uses RNA as its genetic material. When a retrovirus infects a cell, it makes a DNA copy of its genome that is inserted into the DNA of the host cell. Menurut National Cancer Institute: A type of virus that has RNA instead of DNA as its genetic material. It uses an enzyme called reverse transcriptase to become part of the host cells' DNA. This allows many copies of the virus to be made in the host cells. The virus that causes AIDS, the human immunodeficiency virus (HIV), is a type of retrovirus. Sumber: http://ghr.nlm.nih.gov/glossary=retrovirus

Multiplikasi Retrovirus Sumber:http://classes.midlandstech.com/carterp/Courses/bio225/chap13/lecture3.htm Retrovirus masuk ke dalam sel secara endositosis (sel membentuk tonjolan kemudian molekul di telan masuk ke dalam sel) Jadi dengan cara endositosis, baik inti maupun kapsid retrovirus ikut masuk ke dalam sel inang. Di daalm sel inang, RNA, retrovirus dapat membuat kopi DNA ( cDNA). Hal ini dapat terjadi karena retrovirus memiliki enzim  transcriptase balik,, yaitu suatu enzim yng dapat membuat kopi DNA  dari RNA. Kemampuan ini  tidak  dimiliki organisme, dan hanya dimiliki  oleh virus. DNA kopi ini kemudian diintegrasikan kedalam DNA inang ( pada umumnya sel hewan )DNA kemudian mengalami transkripsi membentuk RNA, baik RNA Yang akan  menjadi RNA inti virus, maupun mRNA yang membawa kodon yang  akan ditranslasikan  menjadi protein dan enzim transcriptase balik Selanjutnya RNA – RNA inti virus, enzim transriptase balik, dan protein virus mengkontruksi  diri membentuk  virus – virus baru. Retrovirus tidak memproduksi enzim penghancur, jadi virus – virus baru yang di bentuk di dalam sel inang keluar sel tanpa menghancurkn membrane sel, yaitu dengan eksositosis, eksositosis adalah kebalikan dari endositosis

Tahap 1 retrovirus masuk ke dalam sel secara endositosis Tahap 2  virus masuk ke dalam sel setelah melepas selubung virus. Tahap 3  enzim reverse transcriptase mengkopi RNA virus untuk membentuk double-stranded DNA Tahap 4  DNA virus yang terbentuk ditranspor ke nukleus sel inang, dimana DNA tersebut berintegrasi dengan kromosom sel inang sebagai provirus oleh viral integrase. Provirus ini akan bereplikasi ketika sel inang mengalami replikasi Tahap 5  proses transkripsi provirus menjadi RNA kembali sebagai genom virus yang baru. Selain itu, DNA provirus ditranskripsi menjadi mRNA untuk produksi protein kapsid Tahap 6 pembentukan protein virus oleh viral protease. Beberapa protein virus yang terbentuk pindah ke mambran plasma Tahap 7 Retrovirus dewasa akan keluar sel secara eksositosis untuk menginfeksi sel lain

ISOLASI VIRUS

Virus merupakan mikroorganisme yang bersifat parasit obligat dan hanya bisa hidup pada media yang hidup. Berkaitan dengan sifatnya tersebut, virus hanya dapat dibiakan pada sel hidup.Pemilihan media yang digunakan tergantung dari jenis virusnya dan organ target dari virus tersebut.

Untuk menumbuhkan virus dalam rangka mengisolasi suatu virus dapat dilakukan secara : in ovo yaitu metode menumbuhkan pada media telur berembrio (telur yang sudahdibuahi) in vivo adalah metode menumbuhkanpada hewan percobaan sebagai model 3. in vitro yaitu menumbuhkan virus di dalam gelas- gelas atau tabung menggunakan media biakan jaringan (tissue culture) atau biakan sel (cell culture).

Virus Isolation: Telur Embrio Tunas (TET) Telur berembrio telah lama dan paling sering digunakan sebagai media isolasi dan propagasi atau pembiakan virus. Telur berembrio atau sering disebut dengan telur embrio tertunas (TET) atau telur ayam berembrio (TAB) sangat penting dalam perkembangan virologi karena pada telur tertunas dapat ditemukan bermacam-macam tipe sel yang mampu ditumbuhi/menjadi media tumbuhnya berbagai jenis virus.

Keberhasilan isolasi dan propagasi virus pada telur dipengaruhi oleh : Rute inokulasi Umur embrio pada telur  Temperatur/suhu inkubasi Lamanya waktu inkubasi setelah inokulasi Volume dan pengenceran inokulum yangdigunakan Status kekebalan flok dari induk tempattelur berasal

Sebelum diinokulasi telur diperiksa dengan teropong (candling), pemeriksaan ini dilakukan untuk mengetahui apakahtelur dalam kondisi normal, sesuai dengan umurnya atau ada kelainan. Kelainan yang terjadi misalnya tidak adanyakantung udara, infertile (tidak dibuahi),embrio lemah atau mati. Telur-telur yangtidak normal tidak bisa digunakan.

Inokulasi virus kedalam telur dapat dilakukan dibeberapa tempat tergantung jenis virusnya, misalnya pada virus yanglebih menyukai sel epitel sebagai tempat berkembang biaknya dapat diinokulasikan pada membran khorioalantois. Rute inokulasi yang dapat dilakukan antara lain adalah kedalam ruang amnion (amnionic cavity), ruang alantois (allantoiccavity), membran khorio alantois, kantong kuning telur (yolk sac), intravena (pembuluh darah ) & kedalam otak embrio.

Dalam menginokulasi virus ke telur selain rute, umur telur juga harus diperhatikan, sebab pada umur tertentu, pada daerah tertentu kondisinya optimal. Bila akan menginokulasi kedaerah ruangamnion , pembuluh darah (intra vena) dankantong kuning telur sebaiknya digunakantelur yang berumur 5-7 hari karena padaumur tersebut embrio masih muda dan kecil sehingga kuning telur masih cukup besar ukurannya demikian juga ruang amnionnya.

Pembiakan virus pada kultur sel Virus dapat diperbanyak dengan melakukan kultur sel yaitu menumbuhkan sel yang terinfeksi virus secara in vitro. Why do we need Cell culture? Research Reduce animal use Commercial or large-scale production Production of cell material: vaccine, antigen

Kultur sel/ Cell Cultures Teknik kultur sel telah menggantikan sebagian besar peranan binatang percobaan dan telur berembrio yang mahal dan sulit penanganannya. Dengan kultur sel ini selain pembiakan virus  juga dapat dilakukan berbagai macam tindakan, misalnya penemuan berbagai virus baru, penelitian sifat virus dalam jangka panjang misalnya virus polio dan juga usaha untuk menemukan vaksin terhadap penyakit virus. Terdapat tiga dasar jenis kultur sel hewani yaitu: a. kultur primer dan kultur sekunder b. diploid cell strains c. continous cell lines.

Kultur primer berasal langsung dari jaringan hewan atau telur berembrio dan merupakan sel-sel satu lapis (monolayer) sedangkan kultur sekunder merupakan subkultur dari kultur primer jaringan normal. Sesudah melalui 30 sampai 50 subkultur atau bila dilakukan subkultur ulangan, sel-sel mengalami degenerasi atau mati. Kadang-kadang sel mengalami perubahan sehingga mampu hidup sesudah melewati subkultur lebih dari 50 kali atau lebih. Sel-sel ini umumnya telah mengalami perubahan morfologi meskipun jumlah kromosom tidak berubah dan disebut sebagai diploid cell strains. Selama mengadakan kultur dari cell strains dapat terjadi continuous cell lines yang berubah sifat-sifat khasnya, tumbuh dengan cepat, membentuk beberapa lapis sel dan juga berubah jumlah kromosomnya. Continuous cell lines ini juga dapat terbentuk dari kultur primer dari jaringan maglina secara langsung atau tumbuh dari kultur primer yang diinfeksi dengan virus onkogenik.

Komponen kultur sel/jaringan : 2.Serum 3.Sistem buffer (penyangga) PH 4.Antibiotik 5.Anti jamur

Kelebihan : Dapat memproduksi dalam jumlah banyak Semua jenis virus dapat dibiakan pada kultur sel (tergantung jenis selnya) Kekurangannya : Pengerjaan harus aseptis Perlu peralatan yang lebih kompleks dibandingpembiakan pada telur 

Isolasi Virus Metode Kultur Sel

Pembiakan virus pada hewan percobaan Metode ini sudah jarang dilakukan terkait dengan kesejahteraan hewan. Selain itu dikarenakan Penelitian mengenai isolasi virus sudah demikian maju, sehingga sudah banyak jenis kultur sel yang dapat digunakan untuk menumbuhkan virus dibandingkan dengan metode ini. Banyak perbedaan kepekaan hewan percobaan terhadap infeksi dengan virus sehingga timbul reaksi berbeda baik bagi yg spesiesnya tidak sejenis maupun spesiesnya sejenis. Metode ini pada nyatanya masih digunakan untuk mempelajari sifat2 onkogenik virus, patogenesis penyakit virus. Reaksi imun trhdp virus, pengaruh lingkungan terhadap infeksi virus dan isolasi primer trhdp beberapa  jenis virus, misalnya: virus coxsackie A.

Kelemahan dari metode ini: Biaya mahal Butuh pemeliharaan Dipengaruhi oleh sistem imun Variasi individu Sulit memilih hewan yang cocok

Referensi Radji, Maksum. Imunologi Dan Virologi. 2nd ed. Jakarta: PT. ISFI Penerbitan, 2015. Print. http://ghr.nlm.nih.gov/glossary=retrovirus http://classes.midlandstech.com/carterp/Courses/bio225/chap13/lecture3.htm