Virus – Pengertian, Ciri, Struktur, Bentuk, Klasifikasi & Siklus Hidup

Ada banyak sekali jenis makhluk hidup yang ada di bumi, termasuk organisme parasit yang mengandalkan inang sebagai tempat hidup. Organisme seperti ini disebut virus yang wujudnya tidak kasat mata dan bisa menjadi penyebab berbagai jenis penyakit. Bahkan beberapa diantaranya bisa menyebabkan kematian.

Sebenarnya virus tidak bisa disebut sebagai makhluk hidup, karena berada di antara fase hidup dan fase mati, yaitu peralihan. Meski membutuhkan inang untuk hidup, namun pada kenyataannya beberapa virus mampu bertahan pada kondisi ekstrem.

Pengertian Virus

Virus bukanlah istilah asing bagi, sebab penggunaan kata ini cukup sering dalam kehidupan sehari-hari khususnya di bidang biologi dan ilmu komputer. Secara etimologis kata virus berasal dari Bahasa Yunani, yaitu ‘venom’ yang artinya ‘racun’.

Hingga saat ini tidak ada pengertian pasti tentang virus, akan tetapi dalam ilmu biologi virus diartikan sebagai parasit mikroskopis yang menginfeksi sel hidup dari suatu organisme. Dengan begitu virus hanya memanfaatkan sel inang untuk hidup dan bereproduksi, karena mikroorganisme ini tidak bisa melakukan reproduksi sendiri.

bentuk virus Pixabay

Beberapa ilmuwan dan ahli sepakat bahwa virus adalah peralihan dari makhluk hidup dan makhluk tak hidup. Virus bisa disebut makhluk hidup karena mempunyai material genetik dalam tubuhnya berupa RNA dan DNA. Sedangkan disebut makhluk tak hidup karena virus tidak bisa melakukan fungsi biologis dengan sendirinya.

Sejarah Virus

Sejarah virus telah lama dimulai, bahkan pada masa sebelum Masehi. Hal ini sesuai catatan pada hieroglif yang ditemukan di ibu kota Mesir Kuno, Memphis, tepatnya pada tahun 1400 SM. Catatan tersebut memuat laporan tentang apa yang menyebabkan munculnya penyakit Poliomyelitis.

Pada tahun 1000 SM penyakit yang disebabkan oleh virus sudah mulai menyerang masyarakat. Adapun penyakit tersebut adalah Smallpox yang mewabah di masyarakat Tiongkok. Penelitian tentang penyakit ini kemudian dimulai kembali pada tahun 1798.

1. Pengamatan Edward Jenner

Pada tahun tersebut Edward Jenner mengamati suatu peristiwa cukup aneh yang dialami oleh pemerah susu. Orang ini ternyata kebal terhadap penyakit Smallpox. Dugaan paling masuk akal tentang kekebalan tersebut adalah pox yang terdapat pada sapi mampu melindungi manusia. Hal ini kemudian menjadi cikal bakal penemuan vaksin.

2. Germ Theory oleh Louis Pasteur dan Robert Kich

Selanjutnya pada tahun 1880 seorang ahli kimia dan ahli mikrobiologi berkebangsaan Prancis, Louis Pasteur dan Robert Kich mengemukakan tentang penyakit yang disebabkan oleh mikroorganisme. Penyakit ini kemudian dikenal dengan sebutan germ theory atau Prostulat Koch.

3. Penelitian Adolf Meyer

Penelitian tentang virus baru benar-benar difokuskan oleh seorang ilmuwan berkebangsaan Jerman, Adolf Meyer. Objek penelitian Meyer adalah penyakit mosaik yang mengakibatkan munculnya bercak-bercak di daun tembakau. Pada hasil penelitiannya, bercak tersebut dapat menular pada daun yang sehat apabila getah daun sakit disemprotkan.

Sayangnya Meyer belum bisa menemukan keberadaan mikroorganisme yang menyebabkan penyakit di getah tembakau. Akan tetapi ia mengungkapkan hipotesisnya bahwa penyakit pada daun tembakau tersebut disebabkan oleh mikroba yang tidak bisa diamati hanya dengan menggunakan mikroskop.

4. Penelitian Dimtri Ivanovsky

Seorang ilmuwan berkebangsaan Rusia, Dimitri Ivanovsky kemudian melanjutkan penelitian Adolf Meyer pada tahun 1892. Ia melakukan penyaringan terhadap getah tembakau yang sakit menggunakan penyaring bakteri. Hasilnya, getah hasil saringan masih bisa menularkan penyakit ketika disemprot ke tembakau yang sehat.

Penelitian Dimitri berakhir dengan dua hipotesis. Pertama, penyakit bercak di daun tembakau disebabkan oleh mikroorganisme yang ukurannya lebih kecil dari pada bakteri. Kedua, mikroorganisme tersebut mempunyai zat toksin yang mampu untuk menembus jaringan.

5. Sanggahan Martinus Beijerinck

Tidak lama setelah dua kemungkinan yang dikemukakan oleh Dimitri Ivanovsky, pada tahun 1897 Martinus Beijerinck menyanggah dua hipotesis tersebut. Menurutnya penyebab penyakit tembakau bukan bakteri, melainkan contagium vivum fluidum atau cairan hidup patogen, karena infeksi getah masih mampu bereproduksi setelah disaring.

6. Pembuktian Meredith Stanley

Di tahun 1935 seorang ahli yang berasal dari Amerika kemudian membuktikan kebenaran pendapat Martinus Beijerinck. Meredith Stanley mengkristalkan partikel yang menyebabkan penyakit mosaik pada tembakau, dimana partikel tersebut kemudian disebut sebagai Tobacco Mosaic Virus.

Stanley berhasil menemukan bahwa pada fase kristal virus masih tetap bisa aktif. Penemuan tersebut kemudian menjadi penemuan pertama yang diumumkan bersama dengan mikroskop elektron di tahun 1939, empat tahun setelah Stanley berhasil mengemukakan penelitiannya.

Ciri & Karakteristik Virus

Sebagai mikroba yang berada pada fase peralihan antara makhluk hidup dan makhluk tak hidup, maka virus juga mempunyai ciri-ciri tersendiri. Karakter tersebut sekaligus menjadi pembeda makhluk obligat ini dengan makhluk hidup maupun makhluk tak hidup.

Berikut ini beberapa ciri-ciri dari virus, antara lain:

  • Mempunyai RNA atau DNA, virus mempunyai materi genetik berupa RNA atau DNA yang bersifat unik. Makhluk hidup dapat memiliki kedua materi ini, tetapi tidak bersifat unik karena hanya berupa RNA rantai tunggal dan DNA rantai ganda.
  • Tidak menghasilkan ATP, zat yang dihasilkan oleh metabolisme makhluk hidup ini tidak bisa dihasilkan oleh virus.
  • Tidak mempunyai organel sel, ketidakadaan organel sel pada virus artinya ribosom juga tidak ada, sehingga membuat mikroba ini tidak mampu melakukan sintetis protein. Oleh sebab itu virus sangat mengandalkan inang untuk mengambil protein.
  • Ukurannya sangat kecil, dalam berbagai kelompok taksonomi virus adalah makhluk yang paling kecil dengan ukuran mulai dari 20 nm sampai 450 nm. Virus juga mempunyai 4 buah gen dan tidak bisa diamati hanya dengan menggunakan mikroskop cahaya.
  • Membutuhkan inang untuk berkembangbiak, virus hanya bisa memperbanyak diri dengan mengandalkan sel-sel makhluk hidup. Tanpa sel hidup inangnya, virus tidak akan bisa berkembangbiak.

Struktur Virus

Meski ukurannya sangat kecil, tubuh virus terdiri atas beberapa bagian. Secara umum bagian tubuh virus dibagi menjadi tiga bagian, yaitu kepala, isi tubuh, serta ekor. Struktur tubuh ini didasarkan pada virus T atau bakteriofage.

struktur virus Wikipedia Commons
  • Kepala – Kepala virus diselubungi oleh kapsid yang berbentuk polihedral dan berisi DNA. Kapsid tersebut adalah unsur protein di mana satu protein disebut sebagai kapsomer.
  • Isi Tubuh – Isi tubuh virus adalah susunan asam inti berupa RNA atau DNA yang berperan sebagai virion. Materi genetik itulah yang berisi serangkaian kode dari sifat virus. Rangkaian genetik tersebut sekaligus menjadi pembeda virus, misalnya virus DNA berupa virus cacar dan virus T, sedangkan virus RNA berupa HIV dan influenza.
  • Ekor – Bagian ekor virus terdiri atas tubus bersumbat yang memiliki benang atau serabut. Ekor ini berfungsi untuk menempelkan virus pada inang, kecuali virus yang menginfeksi sel eukariotik adalah virus tak berekor.
  • Kapsid – Kapsid adalah selubung protein yang terdiri atas kapsomer dan protein monomer berupa rantai polipeptida. Fungsi kapsid selain untuk melindungi kepala virus, juga membentuk tubuh virus dan melindungi dari lingkungan yang bisa merugikan virus.  

Bentuk Virus

Virus mempunyai bentuk yang bermacam-macam yang ditentukan oleh bentuk kapsid atau selubungnya. Keragaman bentuk virus tersebut juga membuat fungsinya menjadi bervariasi, sehingga beda bentuk maka beda fungsi.

Secara umum ada lima bentuk virus, meski yang paling banyak adalah berbentuk ikosahedral, antara lain:

1. Helical

Helical adalah virus yang berbentuk menyerupai tangga spiral atau seperti untaian benang. Genom asam nukleat yang dimiliki oleh virus ini melilit di bagian dalam kapsid protein dan lilitannya menghasilkan bentuk silindris. Contoh virus berbentuk Helical adalah Tobacco Mosaic Virus atau TMV.

2. Icosahedral

Icosahedral adalah virus yang berbentuk ikosahedron atau bangun ruang yang memiliki sisi berjumlah 20. Kadang juga jenis virus ini disebut nyaris berbentuk lingkaran. Virus yang berbentuk Icosahedral sangat mudah untuk diidentifikasi, karena bentuknya simetris. Contoh virus ini adalah virus penyakit kuku dan mulut atau FMDV.

3. Prolate

Prolate merupakan virus yang bentuknya hampir sama dengan virus Icosahedral, akan tetapi sumbu pada virus ini lebih panjang. Umumnya virus yang berbentuk Prolate banyak dijumpai pada kepala Bakteriofage.

4. Envelope

Envelope atau disebut juga berselubung adalah virus yang mempunyai selubung. Maksudnya kapsid virus diselubungi oleh membran lipid atau disebut juga selubung virus. Selubung pada virus ini berfungsi sebagai pelindung dari sistem imun inangnya. Adapun contoh dari virus Envelope adalah HIV dan virus Influenza.

5. Complex

Complex adalah virus yang terdiri atas beberapa protein berbeda, tetapi bekerjasama untuk melindungi genom, kemudian menempel pada sel inang, kemudian akhirnya menyuntikkan asam nukleat ke dalam sel tersebut. Contoh virus Complex adalah Bacteriofage T4, dimana Bakteriofage berbentuk Prolate bertemu struktur lain, sehingga memiliki leher dan kaki.

Klasifikasi Virus

Ada beragam cara cara melakukukan pengklasifikasian virus oleh para ilmuwan. Salah satu klasifikasi virus yang terkenal adalah versi International Committee on Taxonomy of Viruses atau ICTV. Menurut versi tersebut virus dikelompokkan dalam 7 grup utama dan dipisahkan dari sistem klasifikasi makhluk hidup.

Pengklasifikasian menurut ICTV tersebut didasarkan pada jenis materi genetik yang dimiliki oleh virus. Pada tahun 2012 ICTV menyatakan bahwa virus terdiri atas 7 ordo, 96 famili, 22 sub-famili, 420 genus, dan 2618 jenis.

Adapun ketujuh grup besar dari virus tersebut adalah sebagai berikut:

  • Grup pertama adalah virus yang mempunyai untaian DNA ganda. Contoh virus ini adalah Parvovirus yang membutuhkan Adenovirus agar bisa berkembang.
  • Grup kedua adalah virus yang mempunyai untaian DNA tunggal. Contoh virus ini adalah Adenovirs yang mengakibatkan penyakit saluran pernapasan.
  • Grup ketiga adalah virus yang mempunyai untaian RNA ganda. Contoh virus ini adalah Reovirus yang mengakibatkan diare.
  • Grup keempat adalah virus yang mempunyai untaian RNA tunggal + (positif). Contoh virus ini adalah Picorna yang mengakibatkan penyakit polio.
  • Grup kelima adalah virus yang mempunyai untaian RNA tunggal – (negatif). Contoh virus ini adalah Rhabdovirus yang mengakibatkan penyakit rabies.
  • Grup keenam adalah virus yang mempunyai untaian RNA tunggal dan mereplikasi dengan menggunakan DNA intermediet.
  • Grup ketujuh adalah virus yang mempunyai untaian DNA ganda dan mereplikasi dengan enzim reverse transcriptase.

Cara Hidup Virus

Virus hanya mampu hidup apabila berhasil menginfeksi sel inang baik yang berupa sel organisme monoseluler ataupun organisme multiseluler. Oleh sebab itu virus mempunyai kemampuan untuk mengidentifikasi inang yang bisa ditumpanginya. Materi genetik yang dibawa juga bergantung pada sel inangnya.

Apabila akan menyerang hewan dan manusia, maka virus membawa materi genetik berbentuk DNA. Sedangkan jika menyerang tumbuhan virus akan membawa materi genetik berupa RNA.

Berikut ini adalah beberapa cara virus untuk bertahan hidup dengan memanfaatkan inang, antara lain:

1. Inang Bakteri

Salah satu organisme monoseluler yang bisa dijadikan sebagai inang oleh virus adalah bakteri. Dengan bergantung hidup pada bakteri, maka virus dapat mereplikasi dirinya. Misalnya virus berupa bakteriofage bisa menyerang bakteri Escherichia coli untuk bertahan hidup.

2. Inang Organisme Eukariotik

Perlu diketahui bahwa virus yang menginfeksi organisme eukariotik hanya mampu menyerang jaringan tertentu saja. Adapun organisme eukariotik adalah tumbuhan, hewan, dan manusia. Seperti telah disebutkan bahwa ada perbedaan materi genetik yang dibawa oleh virus sesuai dengan sel inangnya.

Virus yang menyerang tumbuhan umumnya membawa materi genetik RNA akan menginfeksi jaringan yang luka pada tanaman tersebut atau bisa juga pada pergerakan aktif. Selanjutnya tumbuhan akan menularkan penyakit akibat virus ke tumbuhan lain dengan perantara serangga.

Virus patogen yang menyerang hewan dan manusia membawa materi genetik DNA serta menginfeksi melalui proses fagositosis. Meski jenis virus yang menyerang manusia dan hewan kebanyakan berbeda, akan tetapi ada beberapa yang mampu menyerang keduanya seperti virus Avian Influenza A yang menginfeksi manusia dan unggas.

Perkembangbiakan Virus

Salah satu alasan mengapa virus bisa disebut sebagai makhluk hidup adalah karena mikroba ini mempunyai kemampuan untuk berkembangbiak memperbanyak diri. Meskipun dalam prosesnya untuk berkembangbiak dengan replikasi, virus membutuhkan sel inang untuk diinfekesi.

siklus hidup virus lumenlearning.com

Virus akan bereplikasi dengan menyuntikkan materi genetiknya pada sel target. Selanjutnya sel target tersebut akan memberi respon dan menerjemahkan materi tersebut, lalu menghasilkan tubuh virus yang baru. Akibat dari ditimbulkan apabila virus bereplikasi adalah munculnya berbagai jenis penyakit di tubuh inang.

Ada dua cara virus berkembangbiak, yaitu siklus litik dan siklus lisogenik. Pada siklus litik virus bereplikasi di dalam sel targetnya dan kemudian memecahkan sel tersebut atau lisis. Adapun siklus lisogenik virus menyatukan materi genetiknya dengan materi genetik target, sehingga materi genetik virus akan ikut membelah diri ketika sel target membelah diri.

Tahapan pada kedua siklus tersebut pada dasarnya berbeda, akan tetapi pada siklus lisogenik nantinya akan kembali dilanjutkan sesuai proses pada siklus litik. Pengamatan mengenai cara perkembangbiakan virus ini dilakukan dengan menjadikan bakteriofage sebagai objek penelitian.

1. Siklus Litik

Perkembangbiakan virus dengan siklus litik melalui lima tahap, yaitu fase absorbsi, fase penetrasi, fasa sintesis, fase perakitan, dan diakhiri dengan fase lisis. Cara ini umumnya dilakukan oleh virus virulen dengan langsung membunuh sel target yang dimiliki oleh inang.

Berikut ini adalah tahapan dari siklus litik, yaitu:

  • Pada fase absorbsi virus akan menempel dengan sel targetnya dengan menggunakan ekor. Kemudian virus mengeluarkan enzim untuk melubangi dinding sel target pada bakteri.
  • Setelah dinding sel target lubang, materi genetik virus akan melakukan penetrasi atau memasuki sel target pada bakteri.
  • Materi genetik virus yang sudah masuk ke dalam sel target akan mengendalikan proses metabolisme pada bakteri yang nantinya menghasilkan tubuh baru atau disebut sebagai tahap sintesis. Pada tahap ini akan ada perakitan yang membentuk individu baru dalam jumlah banyak.
  • Virus akan memanfaatkan enzimnya untuk memecah atau lisis sel bakteri untuk kemudian keluar dari sel target tersebut.

2. Siklus Lisogenik

Perkembangbiakan dengan siklus lisogenik juga terbagi dalam lima tahap yaitu fase absorbsi, fase penetrasi, fase penyisipan, fase penggandaan, dan kemudian fase pemisahan. Seperti disebutkan sebelumnya, siklus ini nantinya akan berlanjut ke siklus litik kembali.

Siklus lisogenik biasanya dilakukan oleh virus temperat dengan tidak langsung membunuh sel target pada inangnya. Adapun tahapan-tahapan yang dilalui pada siklus lisogenik adalah sebagai berikut:

  • Pada fase absorbsi virus akan menempel pada sel target dari inangnya dalam hal ini misalnya bakteri, kemudian dilanjutkan dengan memasukkan materi genetik ke dalam sel target tersebut atau penetrasi.
  • Berikutnya virus akan memutuskan rantai DNA dari sel targetnya dan kemudian menyisipkan materi genetiknya di antara rantai DNA bakteri yang sudah putus tadi, sehingga DNA bakteri mempunyai materi genetik virus.
  • Setelah virus menyisipkan materi genetiknya pada rantai DNA bakteri, pada tahap tersebut virus tidak aktif atau berada dalam masa profag. Sementara itu DNA bakteri tetap bekerja dan melakukan pembelahan dengan mereplikasi dirinya.
  • Materi genetik virus yang ada di dalam DNA bakteri akan melakukan pembentukan bagian baru atau disebut dengan proses sintesis, kemudian materi genetik virus akan masuk ke dalam bagian baru tersebut untuk menghasilkan virus yang baru.
  • Apabila proses pembuatan virus baru tersebut telah selesai, maka berikutnya virus-virus tersebut akan dilepaskan dari sel target bakteri tadi. Selanjutnya virus-virus tersebut akan mencari inang baru untuk diinfeksi kembali.

Peran Virus di Kehidupan

Secara pengertian virus merupakan mikroorganisme parasit yang dapat menimbulkan penyakit pada tubuh inangnya. Akan tetapi, sebenarnya virus juga mempunyai manfaat untuk kehidupan.

Berikut ini adalah peran virus bagi manusia baik berupa dampak positif ataupun dampak negatif, antara lain:

1. Dampak Positif

Meski sejatinya merugikan, tetapi virus juga bisa bermanfaat. Berikut ini adalah beberapa manfaat dari virus, yaitu:

  • Bahan untuk membuat zat antitoksin.
  • Bahan pembuat antibakterial seperti bakteri pangan yang diawetkan.
  • Bahan pembuat vaksin untuk menurunkan risiko tubuh diserang patogen seperti vaksin campak, vaksin polio, dan vaksin cacar.
  • Bahan untuk membuat insulin, yaitu virus penyebab kanker dicangkok ke gen yang menghasilkan hormon insulin dan dimaksukkan ke dalam sel bakteri. Dengan begitu ketika sel bakteri bereplikasi, hormon insulin juga akan diahasilkan.

2. Dampak Negatif

Ada banyak sekali dampak negatif yang ditimbulkan oleh virus. Berikut ini adalah dampak buruk virus pada manusia, hewan, dan tumbuhan, yaitu:

  • Pada manusia virus dapat menyebabkan berbagai jenis penyakit seperti Human Immunodeficiency Virus atau HIV yang mengakibatkan AIDS. Virus ini sangat mematikan dan sulit dideteksi, karena butuh delapan tahun untuk menghancurkan antibodi penderita. Penularan HIV melalui transusi darah, hubungan seks, dan pemakaian jarum suntik yang tidak steril.
  • Pada hewan virus juga memicu banyak penyakit dan sebagian sama seperti penyakit yang dialami manusia. Contohnya adalah penyakit rabies pada anjing, kucing, dan monyet yang disebabkan oleh Rhabdovirus.
  • Pada tumbuhan virus juga berdampak buruk seperti Virus Tungro yang mengakibatkan padi menjadi kerdil dan Citrus Leprosis Virus atau CLV yang mengakibatkan tanaman jeruk menjadi sakit.