Maxs U. E. Sanam

 Genetika adalah ilmu yang mempelajari tentang sifat-sifat menurun pada organisme.  Genom: Keseluruhan materi genetik dari suatu organisme  DNA (deoxyribonucleic acid)—Molekul yang mengandung informasi genetik utama dalam bentuk suatu sekuen nukleotida linear dalam kelompok-kelompok triplet  Kromosom adalah struktur pembawa gen  Lokus gen: posisi dari suatu gen pada kromososm  Produk gen—polipeptida atau RNA ribosomal yang disandi oleh suatu gen.  Asam nukleat— suatu molekul DNA ataupun RNA yang dapat menyimpan informasi genetik

Company Name

O=P-O OPhosphate Group Group N Nitrogenous base ( A, G, C, or T ) ( A, G, C, or T ) CH2 O C1C1 C4C4 C3C3 C2C2 5 Sugar Sugar(deoxyribose)

P P P O O O P P P O O O G C TA

DNA RNA PROTEIN Protein Fungsional 1. Bioregulator (Hormon) 2. Biokatalisator (Enzim) 3. Protein Transport (hemoglobin) 4. Protein Pelindung (Antibodi) 5. Protein struktural (Glikoprotein) 6. Porotein kontraktil (Miosin, Actin) Company Name

Company Name

 Komposisi kimia partikel virus sangat bervariasi (antar famili)  Parvovirus ─ virus paling sederhana, virion-nya tersusun atas protein-protein struktural dan DNA; pada enteroviruses, t.a. protein2 virus dan RNA.  Genom dr virus-virus vertebrata tersimpan/ terselebungi oleh suatu shell ‘cangkang’ protein disebut capsid  Capsid tersusun atas polimer unit-2 kecil, capsomer

 herpesviruses dan pneumoviruses memiliki struktur yg lebih kompleks -- adanya Amplop.  Protein utama pada eksterior amplop adalah glikoprotein  Ada/tidaknya lipid pada amplop klas virus— dapat diinaktivasi oleh pelarut organik (amplop) dan virus yang resisten (non- enveloped).

 Jenis asam nukleat & struktur genom dasar klasifikasi virus  Virus hanya memiliki satu jenis asam nukleat untuk memindahkan informasi genetik  Virus dikelompokkan menjadi virus RNA, dan virus DNA  Untuk virus RNA viruses, satu pembeda utama adalah apakah virion RNA merupakan positive sense... secara langsung ditranslasi menjadi protein, ataukah perlu ditranskripsi terlebih dahulu menjadi mRNA sebelum translasi protein.

 Dalam kelompok negativestrand, ada virus dengan genom single-strand utuh (e.g., Paramyxoviridae) dan virus dengan genom yang tersegmentasi (e.g., Orthomyxoviridae— 6, 7, atau 8 segmen; Bunyaviridae— 3 segmen; Arenaviridae— 2 segmen).  Genom Retroviridae bersifat diploid, yakni virion mengandung genom utuh RNA positive-sense.  Genom RNA. Birnaviridae memeiliki 2 segmen; Reoviridae miliki 10, 11, or 12 segmen, tergantung pada genus virus.  Ukuran genom virus RNA 2 kb (Deltavirus) hingga > 30 kb (Virus RNA terbesar—Coronaviridae).

 Untuk virus DNA, struktur genom kurang kompleks, berbentuk molekul tunggal single- stranded (ss)DNA ataupun molekul tunggal doublestranded (ds)DNA.  Genom virus dsDNA, sirkuler sederhana pada Polyomaviridae dan Papillomaviridae (5–8 kbp); linear— Herpesvirinae (125–235 kbp)  Genom virus ssDNA dapat berupa linear (Parvoviridae) atau sirkuler (Circoviridae & Anellovirus), ukuran berkisar 2,8 — 5 kbp.

 Ukuran genom mencerminkan kapasitas penyandian protein dari virus.  Sebagian genom berperan penting sebagai elemen pengatur/regulator bagi proses translasi protein, replikasi genom, transkripsi gen virus (promoter, sinyal terminasi, situs poliadenilasi, situs pemotongan RNA, etc.).  Untuk sintesis protein, virus memanfaatkan beragam strategi untuk tingkatkan kapasitas penyandian genom. Misalnya, gen P pada virus Sendai Respirovirus) mengatur sintesis 7 protein berbeda dengan menggunakan beragam mekanisme.

 Virion adalah partikel virus komplit  Suatu virus sederhana terdiri atas sebuah molekul asam nukleat (DNA or RNA) yang diselebungi/dikelilingi oleh sebuah capsid yang tersusun atas subunit-subunit protein  Subunit-subunit protein tsb dapat meng- gabungkan diri membentuk unit multimer (unit-unit struktural), yang mengandung satu atau beberapa rantai polipeptida.

 Genom virus hewan menyandi satu hingga > 100 protein.  Protein yang terdapat pada virion (partikel virus mature) dikenal sebagai protein- protein struktural  Protein-protein yang terlibat dalam penyusunan partikel virus, replikasi genom, modifikasi respon imun hospes terhadap infeksi, dirujuk sebagai protein-protein nonstruktural.

 Menyebabkan perubahan antigenisitas dan patogenisitas virus.  Mutasi merupakan penyebab perubahan genetik yang paling umum  Sedikit umum, interaksi genetik dikenal sebagai rekombinasi, dapat terjadi antar virus atau antara virus dan sel hospes, akibatkan perubahan karakteristik virus.

 Mutasi adalah kesalahan bersifat acak dan spontan yang terjadi saat penggandaan asam nukleat; paling banyak terjadi saat replikasi virus.  Tingkat mutasi genom pada virus DNA ‒ per sintesis/pemasangan nukleotida; pada virus RNA lebih tinggi, 10 3 ‒ 10 8  Normal: koreksi error dikerjakan oleh enzim eksonuklease (DNA/RNA polimerase)  Rendahnya fidelitas replikasi genom virus RNA dikarenakan buruknya mekanisme koreksi error oleh enzim replikasi RNA

 Paparan sinar X, radiasi sinar UV, mutagen kimiawi tingkatkan frekuensi mutasi.  Mutasi nohtah (Point mutations) atau substitusi basa tunggal (single base substitution) sebabkan substitusi satu nukleotida; tipe mutasi yang paling umum.  Delesi ataupun insersi satu nukleotida... Mutasi yang jarang terjadi  Efek aditif dari point mutations yang terjadi selama beberapa generasi timbulkan variasi fenotipe yang dipengaruhi oleh proses seleksi

 Rekombinasi viral Pertukaran atau pemindahan materi genetik antara virus yang berbeda (namun berhubungan erat) dan menginfeksi sel yang sama disebut rekombinasi genetik  Jenis pertukaran ini dapat pula terjadi antara virus dan sel-sel hospes. Genom dari rekombinan tsb memiliki informasi genetik baru.  Perubahan informasi genetik tsb dapat terjadi melalui: rekombinasi intramolekular, rekombinasi copy-choice, reassortment atau reaktivasi genetik.

 Rekombinasi intramokelur biasanya terjadi pada virus2 DNA dilakukan dengan cara pelepasan dan penggabungan kembali ikatan- ikatan kovalen pada asam nukleat.  Rekombinasi copy-choice terjadi pada virus-2 RNAss+ melalui mekanisme template switching. Enzim polimerase RNA ‘melompat’ pada untaian templat saat sintesis untaian sense negatif komplementer.

 Reassortment dapat terjadi pada virus-virus RNA yang genom-nya bersegmen, seperti orthomyxoviruses, reoviruses & bunyaviruses.  Pertukaran ≥ 2 segmen genom dari virus-virus yang berkekerabatan dekat yang menginfeksi sel yang sama  Sebabkan variabilitas genetik, adapatasi cepat virus pada host baru, karakteristik antigenik baru, perubahan virulensi.

 Rekombinasi virus-sel hospes adalah rekombinasi materi genetik antara virus dan sel hospes  Penting untuk evolusi virus dan virulensi. Beberapa retrovirus merupakan Oncogenic potensial karena dapat menggabungkan onkogen seluler pada genom-nya.  Integrasi DNA seluler ke dalam genom viral kadang sebabkan hilangnya materi genetik yang penting untuk replikasi virus pada progeni-nya. (membutuhkan virus helper untuk bantuan replikasi)

 Teknik Kultur Sel (Cell culture) tidak lagi diperlukan untuk hasilkan sejumlah partikel virus untuk studi genomnya.  Saat ini dimungkinkan untuk hasilkan sejumlah besar as nukleat virus gunakan teknik kloning molekuler ataupun dengan reaksi berantai polimerisasi (PCR) terhadap ekstraksi as nukeat virus dari sampel klinis  Asam nukleat bovine papillomavirus dan rabbit haemorrhagic disease virus telah dianalisis dan disekuen tanpa harus menumbuhkan virus-virus tersebut in vitro.

 Informasi yang sangat berguna bagi diagnosis dan vaksinasi  Kemajuan teknologi telah hasilkan metode sekuensing secara otomatis yang murah dan praktis terhadap genom virus  Sekuen, baik parsial maupun komplit (utuh) gen dari berbagai mikroorganisme telah tersedia dalam bank data internasional, seperti: GenBank ( ncbi.nlm.nih.gov/GenBank).

 Dua metode tersedia. Metode Sanger, gunakan rekasi enzymatik dan Metode Maxam and Gilbert yg terapkan prinsip degradasi kimia  Metode Sanger lebih banyak digunakan karena sederhana  Didasarkan atas sintesis suatu untai tunggal DNA yg komplementer terhadap DNA sampel, yg digunakan sebagai template atau cetakan

 Enzim restriksi endonuklease adalah enzim pemotong DNA yang bersifat sangat spesifik terhadap sekuen DNA tertentu (biasanya 4 ‒ 9 pasang nukleotida)  Restriction fragment length polymorphism, atau DNA fingerprinting, merupakan teknik pemotongan DNA yang menghasilkan banyak fragmen  Fragmen-fragmen terpotong tsb diseparasi dengan elektroforesis, dan pola/motif yang terbentuk dianalisis.  Jumlah dan ukuran fragmen akibat aksi enzim restriksi pada molekul DNA ttu bersifat sangat karakterisitik  Dapat digunakan untuk membedakan species dan strain virus

 Perubahan genetik, akibat mutasi dan rekombinasi, terjadi dalam kecepatan yg berbeda pada berbagai famili virus  Secara periodik, perubahan genom dapat menyebabkan munculnya outbreak (wabah) penyakit baru  Suatu mutasi titik (point mutation) pada genom virus feline panleukopenia diduga bertanggungjawab terhadap munculnya canine parvovirus, yg menyebabkan penyakit serius pada anjing

 Perubahan genom juga dikaitkan dengan infeksi kuda dengan virus Hendra dan infeksi babi dengan virus Nipah.  Kedua paramyxoviruses ini memiliki resorvoar hewan liar, diduga kelelawar pemakan buah  Influenza A virus dan mxoma virus memberikan contoh yang jelas tentang evolusi virus  Influenza A virus dapat menginfeksi sejumlah besar species hewan

 Isolate virus asal burung dan manusia dapat menginfeksi babi dan, pada species ini, dapat melakukan reassortment sehingga memunculkan subtipe virus baru  Perubahan virus dengan metode ini, yg berlangsung dalam periode waktu lebih 10 tahun, sangat mungkin berlangsung di Asia Tenggara karena memiliki populasi penduduk yang padat dan memiliki kontak yang dekat dengan babi dan itik.  Varian virus yang dihasilkan dengan cara ini dapat menghindari netralisasi antibodi, dan menjadi strain dominan yang bersirkulasi, dan menyebabkan pandemik.

Thank you Proud to be a Vet