Bab 29 Struktur Dan Stabilitas Virus

STRUKTUR DANSTABILITAS VIRUS Agus SyahrurachmanMorfologi dan komponen virus simetri yang dikenal, yaitu simetri heliks dan simetri ikosahedral.Virus merupakan mikroorganisme terkecil yangpernah dikenal. Umumnya tidak dapat dilihat Bentuk simetri ikosahedral adalah bentuk tata ruang yang dibatasi oleh 20 segitiga sama sisi.dengan mikroskop biasa, kecuali poxvirus.Ukuran virus bervariasi mulai dari poxvirus Bentuk ini mempunyai aksis rotasi berganda.yang kira-kira 300 x 25a x 100 nm sampai Karena keteraturannya, jumlah kapsomer yang ada pada virion dapat dihitung dengan rumusparvovirus yang kira-kira berdiameter 20 nm. tertentu. Pada picornavirus terdapat 60 kapso- mer, adenovirus252 kapsomer, herpesvirus 162Karena itu, mudah dimengerti iika morfo- kapsomer, papovavirus 72 kapsomer. Reoviruslogi virus baru diketahui setelah dikembang- menduduki kelas tersendiri karena ia mem-kan mikroskop elektron dan metode difraksi punyai dua lapis kapsid, yang keduanya tersusunsinar X. menurut simetri ikosahedral. Inti virion merupakan asam nukleat yang Pada simetri heliks, asam nukle^t yang me- manjang dikelilingi oleh molekul-molekul pro-seringkali bergabung dengan protein sehingga tein yang tersusun seperti spiral, sehingga hanya mempunyai satu aksis rotasi. Contoh simetri demi-disebut nukleoprotein. Di luar nukleoprotein kian ditemui pada myxovirus dan rhabdovirus.terdapat lapisan protein lain sebagai pem- Hanya lima kelompok virus yang terdapatbungkus yang dikenal sebagai bapsid. Kapsid dalam keadaan telanjang, yaitu picornavirus,terdiri dari sejumlah kapsomer yang terikat satu reovirus, adenovirus, papovavirus dan parvo-sama lain dengan ikatan nonkovalen. Kapsid vims. Sedangkan pada virus-virus lainnya, di luarmelindungi asam nukle at dart pengaruh ekstra- dari kapsid terdapat selubung luar (envelope) yang terdiri dari protein dan lipid, dimana spikeseluler, mempermudah proses penempelan dan glikoprotein (peplomer) menempel.mungkin pula proses penembusan ke dalam sei.Polipeptida yang menyusun kapsid dapat sama,dapat pula tidak. Agar dapat melindungi asamnukleat, molekutr polipeptida harus tersusunsimetris, dan sampai saat ini hanya dua jenis291

292 Buk'u Ajar Mikrobiologi Kedokteran Tabel29-l MORFOLOGI VIRUS BINATANGVirus Parvoviridae Sferis 20 Ikosahedral 32DNA Papovaviridae Sferis 45-55 72Virus Adenoviridae Sferis z0-80 Ikosahedral 252DNA Herpesviridae Sferis Ikosahedral 162 Poxviridae Brickshaped 150 100x240x300 + Ikosahedral 60o Picornaviridae Sferis + Ikosahedral 20-30 : Flaviviridae Sferis 40-60 Ikosahedral 60-70 + Ikosahedral ; Togaviridae Sferis 90-100 + Ikosahedral 85-1,20 Bunyaviridae Sferis 80-120 + Helik 100-200 + Helik (?) Arenaviridae Sferis 80-120 + Helik 100*200 + Helik Coronaviridae Sferis ZO-80 + Helik 50-80 + Helik Retroviridae Sferis + Helik Orthom;.xoviridae Sferis/filamenosa Ikosahedral Paramyxoviridae Sferis/filamenosa Rhabdoviridae Seperti peluru Reoviridae Sferis Gambar 29-1, MORFOLOGI DAN STRUKTUR BERBAGAI ViRUS Virus DNA s V;rus RNA Pa rvovi rus Papovavirus Bacteriophaqe M52 s Picornavirus Adenovirus d, Bacteriophage M53 \17;., Togavirus Herpesvirus Iobacco mosaic virus -l- 1$ Coronavirus \1 g Orthomyxovirus r\ ,{ffi| Rhabdovirus {.. . ,l/ {ffiPoxvirus 0 6Jcnra-ra' r\",\"'r*ou,.u, ,*i ,,t| :t_ -{.,1-,.:: 1 Escherichia coli (long diameter) (Dikutip dal/' Medical Microbiolog,,)

Struktur dan Stabilitas Virus 293Gambar 29-2 STRUKTUR VIRUS. Dua macam struktur virus: virus telanjang dan virus berselubung dengan simetri lkosahedral (kiri) atau heliks (kanan) (Dikutip dari MedicaL Microbiology). Ringkasan mengenai uraian morfologi virus arti. Sebalik ny a bany ak virus berselubung tidakdapat dilihat pada Tabel 29-1.,Gambar 29-1. dan mudah dimurnikan, karena jumlah selubung perGambar 29-2. virion bervariasi sehingga virion-virion bersifat heterogen baik dalam ukuran maupun dalam Untuk dapat menganalisis komponen kimiavirus, diperlukan virus murni. Untuk pemur- densitasnya.nian dipakai bahan-bahan yang mengandung Asam nukleat virus binatangternyat^ sangatvirus dalam jumlah yang besar, misalnya bahan heterogen. Beberapa di antaranya merupakanseluler yang berasal dari jaringan atav biakan sel DNA sedang yang lainnya RNA, sebagian rantarterinfeksi atau bahan ekstraseluler seperti plasma,cairan alantois, medium biakan sel/jaringan. tunggal sebagian lagi rantai ganda, sebagian mem- Pemurnian virus ikosahedral tak berselubung punyai polaritas positif sebagian lagi negatif.umumnya tidak mengalami kesulitan yang ber- Pengertian tentang asam nukleat virus mem- punyai arti penting untuk dapat memahami pro-

294 Buku Ajar Mikrobiologi Kedokteranses perkembangbiakan virus, sifat biologik dan Selain itu beberapa virus juga mengandungsebagainya. Misalnya saja ukuran asam nukleatdihubungkan dengan jumlah informasi genetik enzim, yang dapat dikategorikan ke dalam tigayang dibawanya; segmentasi asam nukleat pada golongan,virus influensa dihubungkan dengan terjadtnyarekombinasi genetika yang menimbulkan ter- 1. Neuraminid^sa yang menghidrolisis galak-jadinya antigenic sbift, derajar homolog basa asamnukleat dihubungkan dengan taksonomi virus. tosa N asetil neuraminat. Enzim ini terdapatAsam nukleat picornaviridae dan arbovirus pada orthomyxovirus yaitu pada salah satumampu langsung bergabung dengan ribosom sel tonjolan glikoprotein ny a. Enzim ini berfungsihospes atau berpolaritas positif, sehingga informasi membantu proses penetrasi ke dalam sel.genetik yang diperlukan untuk pembentukan 2. Beberapa jenis virion mengandung RNAprogeni dapat langsung ditranslasikan darinya. polimerasa. Jika genom virus merupakanKejadian tersebut terakhir tak dapat feramati genom yang langsung dapat bertindak seba-jika asam nukleat berpolaritas negatif atau anti gai mRNA, maka ekspresi genom dapat ter-ffiessage, seperti pada myxovirus dan rhabdo- jadi secara langsung. Hal demikian ditemu- kan pada picornavirus dan arbovirus. Tetapivirus. jika genom virus berupa DNA atau RNA Bagian terbesar dari struktur virus adalah dengan polaritas negatif, maka sebelum genomprotein. Protein merupakan komponen tunggalkapsid, bagian terbesar dari selubung dan dapat tersebut diekspresikan dalam bentuk prorein,merupakan bagian proteininti (core protein) pada terlebih dahulu harus ditranskripsikan men-beberapa virus ikosahedral. Protein tersebut di jadi RNA dengan polaritas positif. Dalamatas disebut juga sebagai protein struktural, haI yang disebut terakhir, terdapat dua jeniskarena mempunyai fungsi membentuk rangka sumber enzim polimerasa. Pertama virusvirion. Selubung virus sering mengandung gliko- menggunakan polimerasa yang terdapat di dalam sel hospes, seperti pada herpesvirus,protein. IJnsur karbohidratnya terdiri dari adenovirus, papovavirus. Kedua, virion mengandung polimerasa sendiri seperti padamonosakari da y ang dihubungkan dengan r antai poxvirus, myxovirus, rhabdovirus. Retro-polipeptida oleh ikatan glikosida. virus mempunyai enzim transkriptasa ter- Protein dari beberapa virus yang termasuk ballk (reoerse transcriptase) yang berfungsidalam golongan arbovirus, myxovirus, picorna- membentuk DNA dari cetakan RNA.virus, reovirus, adenovirus dan papovavirus 3. Beberapa virion juga mengandung enzimmempunyai sifat dapat menggumpalkan sel yang bekerja pada asam nukleat. Adenovi-darah merah berbagai spesies binatang. Protein rus, poxvirus dan retrovirus misalnya me- ngandung enzim nukleasa.tersebut dikenal dengan haemaglutinin.

Struktur dan Stabilitas Vitus 295 Virus yang berselubung mengandung lipid dihitung dalam: detik pada suhu 60\"C, menitnetral, fosfolipid dan glikolipid pada selubung- pada suhu 37\"C,jam pada 2)\"C,hari pada 4\"C,nya. Komposisi dari campuran ini tergantung bulan sampai tahun pada suhu lebih rendah ataupada jenis sel yang diinfeksinya, medium dimana sama dengan minus 7OoC. Karena itu untuksel tumbuh, dan jenis virus yang menginfeksi. penyimpanan jangka lama, suspensi virus harus disimpan pada suhu sangat rendah atau denganStabilitas virus cara liofilisa si (freeze-drying).Karena virus hanya terdiri dari asam nukleat Suspensi virus lebih baik bila terdapat dalamyang dikelilingi oleh protein, virus sangat mu- larutan isotonik dan pH faali, walaupun demi-dah dipengaruhi faktor-faktor luar. Pengetahuan kian batas toleransinya cukup luas. Dalam hubungannya dengan pH dikenal tes stabilitastentang faktor fisik dan kimiawi yang meng- terhadap pH rendah yang berguna untuk mem-hilangkan infektivitas virus penting tidak hanya bedakan enterovirus dan rhinovirus. Pada tes iniuntuk disinfeksi dan antisepsis, tetapi juga dalam virus disuspensikan dalam larutan dengan pH 3hubungannya dengan pembuatan vaksin, iso-lasi virus dari bahan pemeriksaan dan Penga- dan dieram selama 3 jam, kemudian infek-wetan virus. tivitasnya diukur. Enterovirus stabil, sedangkan rhinovirus dan rubela virus tidak stabil. Dike- Pada umumnya virus sangat labil terha-dap pengaruh panas. Kecuali virus hepatitis B tahui pula bahwa beberapa jenis garam bersifatdan virus scrapie, pemaparan virus pada suhu55-60oC selama beberapa menit menyebabkan sebagai stabilisator. Larutan garam ; ijirji lir: :{;::'\"i1 , secafa berturut-turut dapatdenaturasi kapsid dan hilangnya infektivitas mempertinggi stabilitas enterovirus, sebagianvirion akibat ketidak-mamPuannya melekat pada rhinovirus, reovirus; myxovirus, rubela virus;sel atau/dan gangguan pada proses pelepasan dan herpesvirus. Dengan cara menambahkanselubung kapsid (uncoating). Bahkan pada suhu ii.',;i--.i7 misalnya, enterovirus tahan suhu pema-tubuhpun, kehilangan infektivitas terjadi. Bebe- nasan 56oC selama 1jam.rapa virus lebih stabil terhadap pengaruh panas Semua virus dapat diinaktifkan oleh radiasidaripada virus lainnya. Adenovirus, enterovirus' elektromagnetik, terutama sinar pengion danpapovavirus termasuk virus yang relatif stabil sinar gelombang pendek. Sinar X menginaktif-terhadap pengaruh panas, sedangkan flavivirus, kan virus dengan cara memecah asam nukleat.Respiratory sync)'tial virus termasuk yang Oleh karena itu inaktivasi oleh sinar X padarelatif labil. Virus berselubung umumnya lebih virus dengan asam nukleat rantai tunggal lebihlabil terhadap pengaruh panas daripada virus efektif dartpada virus dengan asam nukleatikosahedral telanjang. Dapat dikatakan bahwa rantai ganda. Sinar ultra ungu juga merusak asamwaktu paruh untuk hampir semua virus dapat nukleat yaitu dengan terjadinya ikatan kovalen

296 Buku Ajar Mikrobiologi Kedokteranantaradua molekul pirimidin berdekatan mem- disinfeksi bakteri dibandingkan virus berselubung.bentuk derivat siklobutan, akhirnya mengaki- Sabun, garam empedu, pengudaraan (aerasi) jugabatkan ketidakmampuan asam nukleat berepli-kasi dan juga mungkin translasi. Selain itu sinar dapat menginakti{kan virus.ultra ungu juga menyebabkan ikatan stlang(crosslink) antara dua rantai DNA dan pembentukan Di antara berbagai zat kimiq terdapat bebe-fotohidrat (derivat 6 hidroksi 5-6 dihidro) yang r^p^ z t kimia yang sering dipakai dalam pene-keduanya berperan dalam mekanisme inakti-vasi. Pada dosis radiasi sangat tinggi, selain asam litian virologis, antara lain: polioksietilen eter atau sorbitan yang melarutkan komponen lipidnukleat, kapsid juga menjadi rusak sehingga virus selubung virus sehingga komponen bagian dalamkehilangan kemampuan untuk mengadakan terbuka dan memungkinkan untuk mempelajari morfologi, aktivitas enzimatik, konstitusi anti-interferensi, haemaglutinasi dan sifat-sifat khas gennya; guanidin, urea dan fenol yang bekerjakeantigenannya. Diketahui pula bahwa viriondapat berinteraksi dengan zat warna seperti biru mengurangi ikatan hidrogen sehingga kapsidmetilen, merah netral, sedemikian rupa sehingga terpecah menjadi 'rantai-rantai polipeptid a,\" for-iluminasi oleh cahaya akan menginaktifkan virus maldehid yangbanyak dipakai untuk membuattersebut. Fenomena tersebut dikenal sebagai efek vaksin tanpa banyak mengganggu sifat imuno-fotodinamik. Poliovirus; adenovirus dan reo- genitasnya, eter atau natrium deoksikolat pela-virus; herpesvirus dan vaccinia berturut-turut rut lipid yang dapat digunakan untuk membeda-merup akan virus-virus y ang tahan, kuran g tahandan peka terhadap efek fotodinamik. kan enterovirus, rhinovirus, reovirus, parvovirus, adenovirus, poxvirus, papovavirus (kelompok Bahan-bahan kimia seperti fenol, kresol, HCI tahan terhadap eter) dari arbovirus, arenavirus,encer, natrium hipoklorit dapat menginaktifkanvirus dengan cepat. Dalam hal ini virus telanjang rubelavirus, coronavirus, myxovirus, herpesvirus,umumnya lebih tahan terhadap pengaruh ber- rhabdovirus (kelompok peka terhadap eter).bagat zat kimia yang biasa digunakan untuk Di samping zat kimia yang bersifat inakti- vator, terdapat juga zat kimia yang bersifat stabilisator, misalnya: serum normal, albumin, susu bebas lemak (skimnted milk) dan gliserol.