Makalah Virus

MAKALAH VIRUS

Oleh

I Putu Danu Amerta Yoga

Blok FBS III

111 – 0211 – 036

VIRUS

Definisi & Istilah Pada Virus

Virus adalah salah satu golongan agen infeksi yang sangat kecil yang hanya dapat tumbuh di dalam se lain. Karena struktur dan ukurannya yang sangat sederhana, virus tidak dapat dilihat dengan mikroskop biasa, virus hanya dapat diamati melalui perbesaran yang ada pada mikroskop elektron. Virus juga tidak dapat melakukan metabolisme independen. Berbeda dengan mikroorganisme lain, virus tidak dapat tumbuh dan berkembang biak pada media mati, virus hanya dapat hidup pada inang (media) yang hidup pula, karena alasan inilah virus disebut parasit intraseluler obligat. Virus juga merupakan mikroorganisme yang dapat menembus barier plasenta dan pori-pori saringan yang bahkan tidak dapat ditembus oleh bakteri terkecil sekalipun, atas alasan ini pula oleh Beijerinck virus disebut mkroorganisme contagium vivum fluidum. Struktur partikel virus lengkap disebut virion, dan istilah lain pada virologi yakni viroid dan Prion.

a. Viroid

Viroid merupakan agen infektif yang mengandung untai kecil RNA yang tidak disertai dengan protein apapun. Viroid menyebabkan beberapa penyakit pada tanaman. Viroid mirip dengan virus, yaitu hanya mampu bereproduksi di dalam sel hidup sebagai partikel RNA. Akan tetapi, viroid berbeda dengan virus dimana setiap partikel RNA berisi RNA tunggal yang spesifik. Sebagai tambahan, viroid tidak mempunyai kapsid ataupun dinding luar.

b. Prion

Prion merupakan partikel infektif kecil yang berisi protein. Beberapa peneliti percaya bahwa prion berisi protein tanpa asam nukleat, karena prion terlalu kecil untuk menampung asam nukleat dan karena prion tidak dapat dirusak oleh agen pencerna asam nukleat. Prion menyebabkan beberapa penyakit pada hewan.

Sifat-Sifat Virus

1. Menurut Lwoff, Horne dan Tournier, virus memiliki sifat-sifat khusus yakni:

2. Bahan genetik virus terdiri atas asam ribonukleat (RNA) atau asam deoksirionukleat (DNA), akan tetapi tidak terdiri dari kedua jenis asam nukleat sekaligus.

3. Virus tidak membelah diri dengan cara pembelahan biner (binnary fission). Partikel virus baru dibentuk dengan suatu proses biosintesis majemuk yang dimulai dengan pemecahan suatu partikel virus infektif menjadi lapisan protein pelindung dan komponen asam nukleat infektif.

4. Virus mengadakan reproduksi hanya dalam sel hidup, yakni di dalam nukleus, sitoplasma, atau di dalam kedua-duanya dan tidak mengadakan kegiatan metabolisme jika berada di luar sel hidup.

5. Komponen-komponen utama virus dibentuk secara terpisah dan baru digabung di dalam sel hospes tidak lama sebelum dibebaskan.

Fudamental Biomedical Science III “Virologi” Page 2

6. Partikel virus lengkap disebut virion dan terdiri dari inti asam nukleat yang dikelilingi lapisan protein yang bersifat antigenik yang disebut kapsid dengan atau tanpa selubung diluar kapsid.

7. Asam nukleat partikel virus yang menginfeksi sel mengambil alih kekuasaan dan pengawasan sistem enzim sel hospesnya, sehingga selaras dengan proses sintesis asam nukleat dan protein virus.

8. Struktur virus secara relatif sangat sederhana, yaitu terdiri dari pembungkus yang mengelilingi/melindungi asam nukleat.

9. Selama berlangsungnya proses pembebasan, beberapa partikel virus mendapat selubung luar yang mengandung lipid protein dan bahan-bahan lain yang sebagian berasal dari sel hospes.

10. Virus yang menginfeksi sel menggunakan ribosom sel hospes untuk keperluan metabolismenya.

Klasifikasi Virus

Pada awalnya kriteria menentukan apakah suatau jasad termasuk virus atau bukan hanya atas dasar kemampuannya melewati saringan kuman. Dengan lebih diketahuinya penyakit yang ditimbulkannya, cara penularannya dan ekologinya, penggolongan virus dikembangkan lebih lanjut. Penggolongan tersebut kurang menguntungkan Karena kurang kuat dipakai sebagai sarana pengembangan ilmu, walaupun dari segi praktis klinis menguntungkan. Atas dasar itu pada tahun 1966 dibentuk komite internasional untuk penamaan dan penggolongan virus. Pada saat ini hirarki penggolongan virus meliputi pembagian atas family, subfamily, genus, dan spesies.

Tetapi, pengelompokan virus atas spesies merupakan hal yang masih diperdebatkan. Ada yang mengganggap bahwa spesies merupakan kumpulan galur dengan sifa tertentu yang berbeda dari kumpulan galur lain. Sifat yang dipakai sebagai criteria penentuan spesies dapat berupa sifat fisikokimia, sifat serologic ataupun sifat biologic lain.

Akhirnya lowff, horne dan tournier merupakan ahli yang berjasa dalam pengembangan taksonomi virus, mengajukan beberapa kriteria sebagai dasar penggolongan virus. Menurut Lwoff, dkk (1966) dalam Syahrurachman, dkk (1994) dalam klasifikasi virus digunakan kriteria sebagai berikut:

1. Jenis asam nukleat, RNA dan DNA2. Simetri Kapsid3. Ada –tidaknya selubung4. Banyaknya kapsomer untuk virus ikosahedral atau diameter nukleokapsid untuk virus

helikoidal

Sedangkan menurut Jawetz, dkk (1992) dalam Darkuni (2001) sifat dasar yang digunakan dalam klasifikasi virus adalah :

1. Jenis asam nukleat, DNA atau RNA; beruntai tunggal atau ganda.2. Ukuran dan morfologi, termasuk tipe simetris, jumlah kapsomer dan dan adanya selaput

(envelope).

Fudamental Biomedical Science III “Virologi” Page 3

3. Adanya enzim-enzim spesifik terutama polimerase RNA dan DNA yang penting dalam proses replikasi gen, dan neurominidase yang penting untuk pelepasan partikel virus tertentu (misal influenza) dari sel-sel yang membentuknya.

4. Kepekaan terhadap zat kimia dan keadaan fisik, terutama eter5. Sifat-sifat imunologik6. Cara-cara penyebaran alamiah7. Patologi8. Gejala-gejala yang ditimbulkannya

1. Berdasarkan Asam Nukleatnya

a) Virus DNA,Virus DNA (Deoxiribosa Nucleat Acid) adalah virus yang materi genetiknya berupa asam nukleat yang berbentuk rantai ganda berpilin (double helix). Di dalam sel inangnya, DNA pada virus akan mengalami replikasi menjadi beberapa DNA dan juga akan mengalami transkripsi menjadi mRNA. mRNA akan mengalami translasi untuk menghasilkan protein selubung virus. Masih di dalam sel inang, DNA dan protein virus mengkonstruksikan diri menjadi virus – virus baru. mRNA juga akan membentuk enzim penghancur (Lisozim) sehingga sel inang lisis (hancur) dan virus – virus keluar untuk menginfeksi sel inang lainnya. contohnya: Poxvirus, Herpesviruses, Adenoviruses, Papovaviruses, Parvoviruses.

b) Virus RNA, Virus RNA (Ribosa Nucleat Acid) adalah virus yang materi genetiknya berupa asam nukleat yang berbentuk rantai tunggal atau ganda tidak berpilin. Di dalam sel inangnya, RNA pada virus akan mengalami transkripsi balik menjadi Hibrid RNA-DNA dan akhirnya membentuk DNA. Selanjutnya DNA virus akan masuk ke inti sel inangnya, menyisip ke dalam DNA inangnya. DNA virus akan merusak DNA inangnya dan membentuk mRNA. mRNA akan mengalami translasi untuk menghasilkan protein selubung virus untuk menbentuk virus–virus baru. contohnya: Orthomyxoviruses, Paramyxoviruses, Rhabdoviruses, Picornaviruses, Togaviruses, Reoviruses, Retroviruses.

2. Berdasarkan Bentuk Dasarnya

a) Virus bentuk Ikosahedral. Bentuk tata ruang yang dibatasi oleh 20 segitiga sama sisi, dengan sumbu rotasi ganda, contohnya virus polio dan adenovirus.Kebanyakan virus binatang adalah icosahedral atau near-spherical dengan icosahedral simetri. Suatu bidang dua puluh reguler adalah jumlah maksimum suatu kelopak tertutup dari sub-unit tersebut. Jumlah minimum capsomers yang diperlukan adalah duabelas, masing-masing terdiri atas lima sub-unit serupa. Banyak virus, seperti rotavirus, mempunyai lebih dari duabelas capsomers dan nampak berbentuk bola tetapi mereka mempertahankan simetri ini. Capsomers di apices dikelilingi oleh lima capsomers lain dan disebut pentons. Capsomers pada atas muka yang bersegi tiga adalah mengepung dengan enam capsomers yang lain dan yang disebut hexons.Contohnya adalah adenovirus.

b) Virus bentuk Heliks. Menyerupai batang panjang, nukleokapsid merupakan suatu struktur yang tidak kaku dalam selaput pembungkus lipoprotein yang berumbai dan berbentuk heliks, memiliki satu sumbu rotasi. Pada bagian atas terlihat RNA virus dengan kapsomer, misalnya

Fudamental Biomedical Science III “Virologi” Page 4

virus influenza, TMV. Contoh struktur heliks pada virus mosaik tembakau: RNA virus bergulung berbentuk garis sekerup / spiral selenoid yang disebabkan pengulangan sub-unit protein. Kapsid terdiri atas satu jenis capsomer berbadan tegap di sekitar suatu poros pusat untuk membentuk suatu struktur seperti bentuk sekerup yang mungkin punya suatu rongga pusat.

c) Virus bentuk Kompleks. Struktur yang amat kompleks dan pada umumnya lebih lengkap dibanding dengan virus lainnya. Contoh virus pox (virus cacar) yang mempunyai selubung yang menyelubungi asam nukelat.Struktur khas dari suatu bacteriophage Virus ini memiliki suatu kapsid yang tidak berbentuk seperti bentuk sekerup, walaupun semata-mata serupa dengan icosahedral, dan memiliki struktur ekstra seperti jas berekor protein atau suatu dinding sebelah luar yang kompleks. Beberapa bacteriophages mempunyai suatu struktur kompleks terdiri dari suatu icosahedral di depan dan diikuti suatu ekor seperti bentuk sekerup yang memiliki suatu pelat dasar bersudut enam dengan serat ekor protein yang menonjol.

3. Berdasarkan ada-tidaknya selubung yang melapisi nukleokapsid

a) Virus berselubung. Mempunyai selubung yang tersusun atas lipoprotein atau glikoprotein, contoh: Poxvirus, Herpesviruses, Orthomyxoviruses, Paramyxoviruses, Rhabdoviruses, Togaviruses.

b) Virus telanjang. Nukleokapsid tidak diselubungi oleh lapisan yang lain. Contoh: Adenoviruses, Papovaviruses, Parvoviruses, Picornaviruses, Reoviruses.

4. Berdasarkan jumlah kapsomernya

a) Virus dengan 252 kapsomer, contoh adenovirus.

b) Virus dengan 162 kapsomer, contoh herpesvirus.

c) Virus dengan 72 kapsomer, contoh papovavirus.

d) Virus dengan 60 kapsomer, contoh picornavirus.

e) Virus dengan 32 kapsomer, contoh parvovirus.

5. Berdasarkan sel Inangnya

a) Virus yang menyerang manusia, contoh HIV. HIV virus termasuk salah satu retrovirus yang secara khusus menyerang sel darah putih (sel T). Retrovirus adalah virus ARN hewan yang mempunyai tahap ADN. Virus tersebut mempunyai suatu enzim, yaitu enzim transkriptase balik yang mengubah rantai tunggal ARN (sebagai cetakan) menjadi rantai ganda kopian ADN (cADN). Selanjutnya, cADN bergabung dengan ADN inang mengikuti replikasi ADN inang. Pada saat ADN inang mengalami replikasi, secara langsung ADN virus ikut mengalami replikasi.

Fudamental Biomedical Science III “Virologi” Page 5

b) Virus yang menyerang hewan, contoh rabies. Rabies disebabkan oleh virus rabies yang masuk ke keluarga Rhabdoviridae dan genus Lysavirus. Karakteristik utama virus keluarga Rhabdoviridae adalah hanya memiliki satu utas negatif RNA yang tidak bersegmen. Virus ini hidup pada beberapa jenis hewan yang berperan sebagai perantara penularan. Spesies hewan perantara bervariasi pada berbagai letak geografis. Hewan-hewan yang diketahui dapat menjadi perantara rabies antara lain rakun (Procyon lotor) dan sigung (Memphitis memphitis) di Amerika Utara, rubah merah (Vulpes vulpes) di Eropa, dan anjing di Afrika, Asia, dan Amerika Latin. Afrika, Asia, dan Amerika Latin memiliki tingkat rabies yang masih tinggi. Hewan perantara menginfeksi inang yang bisa berupa hewan lain atau manusia melalui gigitan. Infeksi juga dapat terjadi melalui jilatan hewan perantara pada kulit yang terluka. Setelah infeksi, virus akan masuk melalui saraf-saraf menuju ke sumsum tulang belakang dan otak dan bereplikasi di sana. [2] Selanjutnya virus akan berpindah lagi melalui saraf ke jaringan non saraf, misalnya kelenjar liur dan masuk ke dalam air liur. Hewan yang terinfeksi bisa mengalami rabies buas/ ganas ataupun rabies jinak/ tenang. Pada rabies buas/ ganas, hewan yang terinfeksi tampak galak, agresif, menggigit dan menelan segala macam barang, air liur terus menetes, meraung-raung gelisah kemudian menjadi lumpuh dan mati. Pada rabies jinak/tenang, hewan yang terinfeksi mengalami kelumpuhan lokal atau kelumpuhan total, suka bersembunyi di tempat gelap, mengalami kejang dan sulit bernapas, serta menunjukkan kegalakan. Meskipun sangat jarang terjadi, rabies bisa ditularkan melalui penghirupan udara yang tercemar virus rabies. Dua pekerja laboratorium telah mengkonfirmasi hal ini setelah mereka terekspos udara yang mengandung virus rabies. Pada tahun 1950, dilaporkan dua kasus rabies terjadi pada penjelajah gua di Frio Cave, Texas yang menghirup udara di mana ada jutaan kelelawar hidup di tempat tersebut. [10] Mereka diduga tertular lewat udara karena tidak ditemukan sama sekali adanya tanda-tanda bekas gigitan kelelawar.

c) Virus yang menyerang tumbuhan, contoh TMV. Virus mosaik tembakau (Tobacco mosaic virus, TMV) adalah virus yang menyebabkan penyakit pada tembakau dan tumbuhan anggota suku terung-terungan (Solanaceae) lain. Gejala yang ditimbulkan adalah bercak-bercak kuning pada daun yang menyebar, seperti mosaik. TMV adalah virus pertama yang ditemukan orang. Adolf Meyer (1883) menunjukkan pertama kali bahwa gejala mosaik ini dapat menular, seperti penyakit bakteri. Keberadaan adanya substansi non-bakteri pertama kali ditunjukkan oleh Dmitri Ivanovski, biologiwan Rusia, pada tahun 1892. Daun sehat yang diolesi ekstrak daun tembakau yang menunjukkan gejala mosaik dapat tertular. Ketika ekstrak itu disaring dengan saringan keramik -- yang sangat halus sehingga bakteri pun tidak dapat menembus -- dan dioleskan pada daun sehat, daun itu pun tetap tertular. Ivanovski berpendapat ada substansi super kecil yang bertanggung jawab atas gejala tersebut. Martinus Beijerinck mengonfirmasi hal ini. Isolasi pertama kali dilakukan oleh Wendell M. Stanley (1935) dari Institut Rockefeller AS.

Virus yang menyerang bakteri, contoh virus T. Bakteriofage berasal dari kata bacteria dan phagus (bahasa Yunani). Dari asal kata tersebut, maka dapat disimpulkan bahwa bakteriofage merupakan virus yang menyerang bakteri. Bakteriofage memiliki 2 macam cara untuk mereplikasikan dirinya, yaitu daur litik dan daur lisogenik. Replikasi tersebut baru dapat dilakukan ketika virus ini telah masuk ke dalam sel inangnya (bakteri). Bakteriofage

Fudamental Biomedical Science III “Virologi” Page 6

termasuk ke dalam ordo Caudovirales. Salah satu contoh bakteriofage adalah T4 virus yang menyerang bakteri Eschericia coli. E. coli merupakan bakteri yang hidup pada saluran pencernaan manusia.

MORFOLOGI VIRUS

Virus adalah mikroorganisme terkecil yang dikenal. Umumnya tidak dapat dilihat dengan mikroskop biasa. Ukuran virus bervariasi, mulai dari yang kira-kira 300x250x100 nm sampai dengan yang kira-kira berdiameter 20nm.

Morfologi virus baru diketahui setelah mikroskop elektron dan metode difraksi sinar X berkembang. Inti virion merupakan asam nukleat yang seringkali bergabung dengan protein sehingga disebut nukleoprotein. Diluar nukleoprotein terdapat lapisan protein lain sebagai pembungkus yang dikenal sebagai kapsid. Kapsid terdiri dari sejumlah kapsomer yang terikat satu sama lain dengan ikatan non kovalen. Kapsid melindungi asam nukleat dari pengaruh ekstraseluler, mempermudah proses penempelan, dan mungkin pula proses penembusan ke dalam sel. Polipeptida yang menyusun kapsid dapat beda tetapi juga dapat sama. Agar dapat melindungi asam nukleat, molekul polipeptida harus tersusun simetris. Arsitektur virus dibedakan menjadi 3 jenis berdasarkan pada penyusunan sub unit morfologi.

1. Simetri kubus

Semua bentuk simetri kubus berpola icosahedral, yaitu susunan subunit yang paling efisien di dalam mantel tertutup. Icosahedral mempunyai 20 muka (masing-masing sebuah segitiga ekuilateral), 12 puncak dan bentuk aksis rotasionalnya 5 lipatan, 3 lipatan dan 2 lipatan. Unit puncak mempunyai lima perbatasan (pentavalen), dan yang lain mempunyai 6 (heksavalen). Ada 60 subunit identik yang nyata pada permukaan dari icosahedron. Untuk membangun suatu ukuran partikel yang adekuat dalam menyelubungi genom virus, mantel virus disusun multipel dari 60 struktur unit. Pemakaian sejumlah besar subunit protein yang identik secara kimiawi, sambil menjaga aturan bentuk tangkup icosahedral, dikerjakan oleh sub triangulasi masing-masing permukaan icosahedron. Kebanyakan virus yang mempunyai tangkup icosahedral, tidak berbentuk kosahedral ; tampilan fisik partikelnya lebih berbentuk spheris. Kapsid icosahedral terbentuk tidak bergantung dari asam nukleat. Kebanyakan preparasi virus isometrik akan berisi beberapa partikel kosong yang tidak berisi asam nukleat virus. Baik kelompok virus DNA maupun RNA menunjukkan simetri bentuk kubus.

2. Simetri heliks

Protein subunit terikat terhadap asam nukleat virus secara periodik, dan membelitnya ke dalam heliks. Kompleks protein asam nukleat virus filamentosa (nukleoplasmid) kemudian terlilit ke dalam bungkus (amplop) yang mengandung lemak. Virus dengan tangkup berbentuk heliks terdapat interaksi periodik, reguler antara protein kapsid dan asam nukleat. Partikel heliks

Fudamental Biomedical Science III “Virologi” Page 7

kosong tidak mungkin terbentuk. Simetri heliks berisi genom RNA dan dengan pengecualian pada rhabdovirus, mempunyai nukleoplasmid fleksibel yang melilit ke dalam bola di dalam amplop.

3. Struktur kompleks

Beberapa partikel virus tidak menunjukkan bentuk tangkup kubus atau heliks yang sederhana tetapi bentuknya lebih kompleks. Contohnya virus pox, berbentuk batu bata yang berhubungan pada permukaan eksternal dan sebelah dalam antara inti dan badan lateral.

Komposisi Kimia Virus

1. Protein virusProtein virus mempunyai beberapa fungsi penting. Diantaranya adalah untuk mempermudah perpindahan asam nukleat virus dari sel inang satu ke sel inang lain. Berguna juga untuk melindungi gen virus terhadap inaktivasi oleh nukleus-nukleus berperan serta dalam melengkapi partikel virus untuk dapat memasuki sel yang rentan terhadapnya, serta menyokong struktur tangkup partikel virus. Protein menentukan karakter antigen virus. Respon imunitas sel inang, secara langsung akan melawan faktor antigen protein atau glikoprotein virus yang tak terlindungi di permukaan partikel virus. Beberapa virus membawa enzim (yang merupakan protein) di dalam virion.Enzim-enzim ini muncul dalam jumlah yang sangat kecil dan mungkin tidak penting dalam struktur partikel virus. Namun enzim ini esensial untuk mengawali siklus replikasi virus ketika virion masuk ke dalam sel inang.

2. Asam Nukleat virusVirus hanya berisi satu jenis asam nukleat yaitu DNA saja atau RNA saja, yang berfungsi memberikan sandi informasi genetika penting untuk replikasi virus. Genom bisa untai tunggal atau untai ganda, sirkuler atau linier dan bersegmen atau tidak bersegmen. Untuk mengklasifikasikan famili virus terutama tergantung dari jenis asam nukleatnya baik dari segi untaian maupun ukurannya. Ukuran gen DNA virus antara 3,2 kbp sampai 375 kbp. Ukuran gen RNA virus antara 7kb sampai 30kb. Semua kelompok virus DNA secara umum mempunyai genom molekul DNA tunggal dan mempunyai susunan linier atau sirkuler.RNA virus terdapat dalam beberapa bentuk. Molekul RNA bisa berupa molekul linier tunggal. Tetapi virus yang lain, gen terdiri dari beberapa segmen RNA yang terkait agak longgar didalam virion. Virus yang mempunyai RNA terpisah dan gen positif sense adalah bersifat infeksifus, dan molekul berfungsi sebagai mRNA di dalam sel terinfeksiSedangkan virus yang mempunyai RNA terpisah dan gen negatif sense adalah tidak bersifat infeksifus.

3. Selubung lipid virusBeberapa virus yang berbeda mempunyai selubung lipid sebagai bagian struktur. Lipid diperoleh ketika nukleokapsid virus melakukan proses budding melalui membran seluler pada proses maturasi. Budding terjadi hanya di tempat protein spesifik virus telah dimasukkan ke dalam membran sel penjamu. Proses budding sangat bervariasi

Fudamental Biomedical Science III “Virologi” Page 8

bergantung pada cara replikasi virus dan struktur nukleokapsid. Komposisi fosfolipid yang khusus dari suatu selubung virion ditentukan oleh jenis khusus membran sel yang terlibat dalam proses budding.Selalu terdapat protein virus yang mengalami glikosilasi yang menonjol dari selubung dan terpajan di permukaan luar partikel virus. Ada protein yang tidak terglikosilasi yang berasal dari virus dibawah selubung yang menyatukan partikel. Virus yang mengandung lipid sensitif terhadap pengobatan dengan eter dan pelarut organik lain yang menunjukan bahwa gangguan atau hilangnya lipid menyebabkan hilangnya kemampuan menginfeksi. Virus yang tidak mengandung lipid umumnya resistan terhadap eter.

4. Glikoprotein virusSelubung virus mengandung glikoprotein. Kebalikan dengan lipid pada membran virus, glikoprotein merupakan selubung yang disandikan virus. Namun, karbohidrat yang ditambahkan pada glikoprotein virus sering menunjukan sel penjamu tempat tumbuhnya virus.Glikoprotein permukaan pada virus berselubung melekatkan partikel virus ke sel target dengan cara berinteraksi dengan reseptor selular.glikoprotein juga terlibat untuk fusi membran pada infeksi. Glikoprotein juga merupakan antigen virus yang penting. Karena posisinya di permukaan luar virion. Glikoprotein sering kali terlibat dalam interaksi partikel virus dengan antibodi penetralisir. Glikosilasi yang luas dapat mencegah neutralisasi efektif partikel virus oleh antibodi spesik.Struktur 3 dimensi dari regio yang menonjol keluar pada kedua glikoprotein membran.

Bentuk Virus

Fudamental Biomedical Science III “Virologi” Page 9

Perkembangbiakan virus

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

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

1. Fase Pelekatan (Attachment)Pelekatan virion pada membran sel menggunakan serabut ekor dan berlandaskan

mekanisme elektrostatik dan dipermudah oleh ion logam terutama Mg2+, serta terjadi setelah adanya tumbukan antara sel dan virion pada reseptor spesifik. Molekul reseptor berbeda untuk virus yang berbeda, tetapi umumnya merupakan glikoprotein. Misalnya pada virus polio, yang tidak menempel pada sel binatang pengerat, namun menempel pada sel primata, karena sel primata memiliki reseptor spesifik tersebut.

2. Fase Infeksi (Penetrasi)

Fudamental Biomedical Science III “Virologi”Page 10

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.

3. Pelepasan Selubung (Uncoating)Uncoating terjadi segera setelah proses penetrasi. Pelepasan selubung adalah pemisahan

fisis asam nukleat virus dari komponen structural luar virion sehingga asam nukleat virus dapat berfungsi. Genom dapat dilepaskan sebagai asam nukleat bebas (picornavirus) atau sebagai nukleokapsid (reovirus). Nukleokapsid biasanya mengandung polimerase. Pelepasan selubung mungkin memerlukan pH asam dalam endosom.

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 (milik virus dan milik sel inang), dan fase pembelahan.

Litik1. 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.

2. Fase PerakitanStruktur 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).

3. Fase lisis atau pembebasan virusVirus-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 inang pecah dan virus-virus dapat keluar dari sel. virus-virus yang baru ini siap untuk menginfeksi sel inang lain.

Lisogenik1. Fase Penggabungan

Fase penggabungan dapat dialami oleh virus ketika memasuki siklus hidup lisogenik. Setelah asam 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.

2. 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

Fudamental Biomedical Science III “Virologi”Page 11

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 terus 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)

Daur Lisogenik (Sumber: coryvannote.com)

Fudamental Biomedical Science III “Virologi”Page 12

PATOGENESIS VIRUS

1. Prinsip-Prinsip Penyakit VirusProses dasar dari infeksi virus adalah gambaran dari siklus replikasi virus (parsial atau

komplit) dalam sebuah sel inang. Respons seluler terhadap infeksi itu bisa mulai dari sitopatologi dengan disertai kematian sel sampai hiperplasia atau kanker hingga efek yang tidak nyata.

Penyakit virus merupakan beberapa abnormalitas (struktur atau fungsional) yang dihasilkan dari infeksi virus pada organisme inang. Infeksi virus yang gagal menimbulkan gejala-gejala pada inang disebut infeksi tidak nyata (subklinis). Sedangkan penyakit klinis pada inang terdiri dari gejala-gejala dan tanda-tanda. Suatu sindroma disebut kumpulan spesifik dari gejala-gejala dan tanda-tanda. Pada kenyataannya, sebagian besar infeksi virus tidak menyebabkan penyakit.

Lebih dari 300 virus tertentu telah diketahui menginfeksi lebih dari 50 sindroma yang bebeda.

Prinsip-prinsip penyakit virus :a) Banyak ineksi virus bersifat subklinis.b) Penyakit yang sama dapat disebabkan oleh virus yang berbeda.c) Virus yang sama bisa menyebabkan penyakit yang berbeda-beda.d) Penyakit yang dihasilkan tidak ada hubungannya dengan mofologi virus.e) Hasil keluaran dari kasus yang khusus ditentukan oleh interaksi dari virus dengan

inang dan dipengaruhi oleh genetika masing-masing.Patogenesis virus merupakan interaksi antara virus dengan faktor inang yang mengarah

pada timbulnya penyakit. Suatu virus bersifat patogen jika bisa menginfeksinya dan menyebabkan tanda-tanda penyakit pada inang tersebut. Suatu jenis virus tertentu lebih virulen daripada jenis virus lainnya, biasanya jika virus tersebut menyebabkan penyakit lebih berat pada inangnya. Virulensi virus padaa makhluk hidup sebaiknya tidak dikacaukan sebaiknya tidak dikacaukan dengan sitopatogenesitas untuk biakan sel, virus-virus yang sangat sitosidal (merusak sel) secara in vitro mungkin tidak merusak secara in vivo. Sebaliknya, virus-virus nonsitosidal mungkin menyebabkan penyakit berat.

2. Patogenesis Penyakit VirusLangkah-langkah dalam patogenesis virus :

a) Memasuki inang dan berreplikasi pada letak primer virus.Untuk menyebabkan infeksi pada inang, pertama-tama virus harus menempel dan memasuki sel dari salah atau permukaan tubuh (kulit), saluran pernapasan, saluran pencernanan, saluran kencing atau konjungtiva dan aliran darah. Sebagian besar virus memasuki inang mereka melalui mukosa pernapasan dan saluran pencernaan.

Fudamental Biomedical Science III “Virologi”Page 13

Perkecualian virus yang langsung melalui aliran darah lewat jarum contoh (hepatitis B, HIV), lewat transfusi darah, atau lewat vektor serangga (arbovirus).Virus biasanya bereplikasi pada letak primer pintu masuk. Beberapa virus, misalnya virus influenza (infeksi pernapasan), menimbulkan penyakit hanya pada jalan masuk dan tidak menyebar secara sistematik ke tempat yang lebih jauh. Mereka menyebar secara lokal melalui permukaan epitel dan tidak mengadakan invasi ke jaringan dibawahnya.

b) Penyebaran virus dan tropisme selAdapun virus yang menyebabkan penyakit pada tempat yang jauh dari pintu masuknya disebut penyebaran virus (misalnya enterovirus yang masuk pada saluran pencernaan tetapi dapat menimbulkan penyakit susunan saraf pusat. Terdapat bermacam-macam mekanisme penyebaran virus, tetapi rute yang paling sering adalah melalui aliran atau darah atau limfe disebut viremia. Virion bisa bebas di dalam plasma (misalnya enterovirus, togavirus) atau berhubungan dengan tipe sel tertentu (misalnya virus campak). Fase viremia pada banyak infeksi virus umumnya pendek.Faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan gen virus adalah penentu penting dari tropisme sel. Daerah-daerah penambah yang menunjukan spesifik beberapa sel bisa mengatur transkripsi gen virus.Penyebaran virus mungkin ditentukan oleh gen virus yang spesifik. Contoh retrovirus menunjukan bahwa perluasan penyebaran dari saluran pencernaan ditentukan oleh salah satu protein kapsid terluar.

Infeksi lokal Infeksi sistematik

Contoh penyakit spesifik

Pernapasan (rhinovirus)

Campak

Tempat patologi Pintu masuk Tempat jauh

Masa inkubasi Relatif pendek Relatif panjang

Viremia Tidak ada Ada

Durasi imunitas Bervariasi, biasanya pendek

Biasanya lama

Peran antibodi (IgA) sekretori dalam resistenst

Biasanya penting Biasanya tidak penting

c) Kerusakan sel dan penyakit klinisKerusakan sel oleh infeksi virus dalam jaringan target dan perubahan fisiologis inang karena kerusakan jaringan menyebabakan berkembangnya penyakit. Penyakit klinis

Fudamental Biomedical Science III “Virologi”Page 14

dari infeksi virus merupakan hasil dari kejadian-kejadian kompleks yang saling berhubungan dan banyak faktor yang menentukan derajat kesakitan tidak diketahui, oleh karena itu penyakit klinis adalah indikator yang tidak peka terhadap infeksi virus.

d) Penyembuhan dari infeksiInang bisa menyerah ataupun sembuh dari infeksi virus. Mekanisme penyembuhan melibatkan imunitas humoral yang diperantarai oleh sel, interferon dan sitokinin dan kemungkinan faktor-faktor pertahanan inang lainnya. Pada infeksi akut, penyembuhan berhubungan dengan klirens virus. Tetapi, ada saat dimana inang menjadi terinfeksi secara persisten oleh virus.

e) Pelepasan virus Stadium terakhir dalam patogenesis adalah pelepasan pelepasan virus infeksius ke dalam lingkungan, pelepasan ini merupakan langkah penting untuk mempertahankan infeksi virus dalam populasi inang. Pelepasan biasanya terjadi dari permukaan tubuh yang terlibat dalam jalan masuk masuk virus. Pelepasan terjadi pada stadium yang berbeda-beda pada setiap penyakit yang terinfeksi oleh virus, tergantung agen tertentu yang terlibat. Sebagai contoh pada infeksi virus seprti rabies, manusia mewakili infeksi buntu dan pelepasan tidak terjadi.

3. Respon Imun InangBaik komponen humoral maupun selular dari respon imun terlibat dalam pengndalian

infeksi virus. Virus menimbulkan respon jaringan yang berbeda dari respons terhadap bakteri patogen. Protein petanda virus biasanya protein kapsid, membantu sebagai target untuk respon imun. Sel yang terinfeksi virus mungkin dilisis oleh limfosit T sitotoksik pada permukaan sel. Imunitas humoral meindungi inang terhadap infeksi ulang oleh virus yang sama. Antibodi penetralisir memblokir permulaan infeksi virus, kemungkinan pada stadium pengikatan atau pelepasan mantel. Antibodi IgA sekretorik penting dalam melindungi terhadap infeksi oleh virus melalui saluran pernapasan atau pencernaan. Selain imunitas spesifik, beberapa makanisme lain pertahanan inang mungkin dapat ditimbulkan oleh infeksi virus yang sama sebelumnya keadaan ini disebut respon non-imun. Yang paling menonjol diantara respon non-imun adalah induksi interferon.

Efek respon imun yang kurang baik terhadap infeksi virus, seperti virus tertentu tidak selalu membunuh sel yang diinfeksikannya, dalam situasi demikian respon imunologis inang mungkin terlibat dalam perkembangan perubahan patologi dan penyakit klinisnya. Efek buruk lain dari respon imun adalah terjadinya autoantbodi. Jika virus menimbulkan antibodi yang kebetulan dikenali determinannya,sehingga antigen protein seluler pada jaringan normal membuat perlukaan sel atau hilangnya fungsi yang tidak berhubungan dengan infeksi virus. Sampai kini belum diketahui seberapa besar potensi perubahan ini pada penyakit manusia.

Kultur Virus

Fudamental Biomedical Science III “Virologi”Page 15

Kultur sel adalah sistem tunggal untuk isolasi virus di sebagian besar laboratorium. Pengembangan metode untuk kultur sel hewan telah menjadi faktor kemajuan bagi virologi hewan. Langkah-langakh untuk kultur sel :

1. Fragmen jaringan yang akan dikultur pertama dipisahkan, biasanya dengan bantuan tripsin atau kolagenase.

2. Suspensi sel ini kemudian ditempatkan pada kaca datar atau wadah plastik (cawan petri atau tabung reaksi) bersama dengen media cair yang cocok, contoh sel ginjal monyet.

3. Setalah muncul kultur primer. Sel dari kultur primer dapat di transfer beberapa kali. Akhirnya, setelah melewati sejumlah transfer, sel-sel tersebut mengalami penuaan dan tidak dapat ditransfer lagi.

4. Untuk memepertahankan hidup kultur sel harus dilakukan pembentukkan sel garis dan sel strain. Sebuah sel garis dan sel strain memiliki kemampuan untuk berkembang biak tanpa batas baik melalui mutasi acak atau modifikasi yang disengaja, seperti buatan ekspresi dari telomerase gen.

Kultur sel adalah proses kompleks dimana sel-sel yang tumbuh berada dibawah sel-sel yang terkendali. Macam-macam kultur sel:

a. Kultur sel primerContohnya adalah sel pada ginjal monyet. Sel-sel ini adalah pada dasarnya sel normal yang diperoleh dari hewan dewasa baru dibunuh. Sel-sel ini hanya dapat digunakan sekali atau dua kali.

b. Semi-kontinu diploid selSel-sel ini berasal dari jaringan janin manusia dan dapat disub-kultur 20 samapi 50 kali, contohnya adalah diploid fibroblast manusia seperti MRC-5

c. Kontinu selKontinu sel berasal dari tumor hewan atau manusia, misalnya jaringan vero, Hep2, LLC-MK2, BGM.

Kontinu sel:a. Herpes simplex vero hep-2, human diploid (HEK dan HEL). Human amnionb. VZV human diploid (HEL, HEK)c. CMV human diploid fibroblast manusiad. Adenivirus Hep2, HEKe. Poliovirus MK, BGM, LLC-MK2, diploid manusia, vero, Hep-2, Rhadomyosarcomaf. Coxsackie B MK, BGM, LLC-MK2, vero, hep-2g. Echo MK, BGM, LLC-MK2, vero, hep-2h. Influenza A MK, LLC-MK2, MDCKi. Influenza B MK, LLC-MK2, MDCKj. Parainfluenza MK, LLC-MK2, MDCK

Variasi kultur sel dibagi berdasarkan kepekaannya terhapa virus yang berbeda. Hal ini menunjukan bahwa kultur sel paling sensitif terhadap virus yang dicurigai. Spesimen untuk kutur sel harus diangkut ke laboratorium sesegera mungkin setelah diambil. Spesimen yang diinokolasi ke beberapa jenis kultur sel tergantung pada sifat dari spesimen dan presentasi klinis. Tabung inokulasi harus terlebih dahulu di inkubasi pada 35-37oC dalam drum putar. Rotasi optimal yang dihasilkan

Fudamental Biomedical Science III “Virologi”Page 16

mengakibatkan spesimen tertentu mengahasilkan efek sitopatik yang khas (CPE). Ketika CPE terlihat, disarankan untuk melewatkan cairan kultur sel yang telah terinfeksi menuju ke bangian kultur sel yang segar. Jika kultur sel yang terinfeksi bakteri, maka kultur sel harus disimpan selama 1-2 minggu dan pembacaan tabung terus dilakukan setiap hari agar tidak terbentuk efek sitopatik.

Ada beberapa virus dapat langsung menghasilan CPE, misalnya virus sinsitial pernafasan. Tetapi, ada beberapa virus yang tidak mengahsilkan perubahan sitopatik langsung, tetapi dapat dideteksi melalui gangguan virus tersebut terhadap perubahan sitopatik virus (interferensi virus), misalnya, virus influenza dan virus parainfluenza. Walaupun virus-virus tersebut tidak mengahsilkan CPE secara langsung, namun virus-virus tersebut mempunyai hemaglutinin dan dengan demikian eritrosit dapat mengadsorpsi dipermukaan sel (hemadsorpsi).

Pertumbuhan beberapa virus cukup lama dengan biakan kultur sel. Teknik kultur cepat pun diinginkan, contoh pada uji DEAFF CMV, lembar sel tumbuh pada cover slip individu dalam botol plastik. Setelah inokulasi, botol kemudian berputar pada kecepatan rendah selama satu jam (untuk mempercepat adsorpsi virus) dan kemudian inkubasi selama 2 sampai 4 hari. Slip cover kemudian diambil dan diperiksa kehadiran antigen CMV dini oleh imminofluorescence.

Peran kultur sel (baik konvensional maupun teknik cepat) dalam diagnosis infeksi virus sedang semakin ditantang dengen metode diagnostic cepat, yaitu deteksi antigen dan metode molekuler.

PURIFIKASI DAN IDENTIFIKASI VIRUS

1. Cara Mengukur Virusa) Melihat langsung dengan mengunakan mikroskop elektron

Karena mikroskop elektron mengunakan lensa elektromagnetik, panjang gelombang kecil sehingga obyek kecil dapat terlihat jelas. Mikrosokop elektron ini merupakan cara atau metode yang paling luas digunakan untuk memperkirakan ukuran partikel virus.

b) Filtrasi melalui membran penyerapan bertingkatMembran ini mempunyai ukuran pori-pori yang berbeda-beda. Apabila preparat virus berhasil melalui membran yang sudah diketahuin ukuran pori-porinya maka dapat diperkirakan ukuran dari virus tersebut yaitu dengan cara menentukan membran mana yang dilewati oleh unit infektif dan membran mana yang menahannya. Cara menghitung diameter virus : ukuran rata-rata diameter pori-pori dikalikan 0,64. Cara ini hanya bisa memperkirakan ukuran virus yang paling mendekati.

c) Sedimentasi dengan mengunakan ultrasentrifuseDengan ultrasentrifuse dengan kekuatan lebih dari 100.000 kali gravitasi bisa digunakan untuk menggiring partikel agar mengendap didasar tabung. Hubungan antara ukuran dan bentuk partikel serta rata-rata pengendapannya bisa menentukan ukuran parikel virus.

d) Pengukuran dengan perbandinganSebagai contoh, partikel-partikel dengan perbedaan diameter 2 kali lipat maka mempunyai perbedaan volume 8 kali lipat. Maka masa dari virus pox kira-kira 1000 kali lebih besar daripada partikel virus polio dan memiliki massa 50.000 kali lebih besar dari bakteri kecil.

2. Mendeteksi Sel yang Terinfeksi Virusa) Perkembangan efek sitopatik

Fudamental Biomedical Science III “Virologi”Page 17

Yaitu perubahan morfologi di dalam sel. Jenis-jenis efek sitopatik yang diinduksi virus yaitu meliputi lisis sel (nekrosis sel), pembentukan inklusi, pembentukan giant sel dan vakuolisasi sitoplasmik. Kebanyakan virus menghasilkan beberapa efek sitopatik nyata didalam sel terinfeksi, yang merupakan ciri khas secara umum dari kelompok virus.

b) Pemunculan protein yang di kode virusSeperti hemaglutinin pada virus influenza. Antisera spesifik dapat digunakan untuk mendeteksi sintesis protein virus di dalam sel yang terinfeksi.

c) Adsorpsi eritrosit terhadap sel yang terinfeksiCara ini disebut hemadsorpsi, yang menunjukan adanya encoded hemaglutinin virus di dalam membran sel. Reaksi ini menjadi positif sebelum tampak perubahan sitopatik.

d) Mendeteksi asam nukleat spesifik virusPengujian bedasarkan molekul asam nukleat seperti reaksi rantai polimerase memberikan metode deteksi yang cepat, sensitif dan spesifik.

e) Mendeteksi virus yang tumbuh di dalam embrio telur ayamSebagai contoh, virus ensefalitis dapat menyebabkan kematian embrio, virus harpes menghasilkan bintik atau plak pada membran chorioallantoik, virus influenza menghasilkan perkembangan hemoglutinin di dalam cairan atau jaringan embrio, dan virus polio dapat menyebabkan perkembangan virus yang infektif.

3. Purifikasi Partikel Virusa) Memekatkan partikel virus

Dengan cara presipitasi dengan ammonium sulfat, athanol, polietilen glikol atau dengan cara ultrafiltrasi.

b) Sentrifugasi diferensialDalam zona rata-rata sentrifugasi, sampel virus pekat paling atas dilapisi oleh sebuah bentuk densitas linear dari sukrosa atau gliserol.

c) Sentrifugasi kecepatan tinggi dalam densitas bertingkatMaterial yang digunakan dari atas adalah cessium chlorie, pottassium tartrate dan pottassium citrate.

d) Kromatografi kolomVirus diikat pada sebuah substansi diethylaminoethyl atau phosphocellulose dan kemudian terlepas karena perubahan PH atau konsentrasi garam.

e) ElektroforesisMemisahkan partikel virus dari kontaminan pada dasar pengisian dengan mengunakan antisera spesifik terhadap virus.

4. Indentifikasi partikel sebagai sebuah virusKetika karakter secara fisik telah diketahui, maka seharusnya memenuhi kriteria ini sebelum

diindentifikasi sebagai sebuah partikel virus :a) Partikel yang diperoleh hanya dari sel atau jaringan yang terinfeksi oleh virus.b) Partikel yang diperoleh dari berbagai sumber yang identik, tanpa menghiraukan

spesies sel dimana virus itu tumbuh.c) Tingkat aktivitas infektif virus dari berbagai sediaan yang tepat dengan jumlah

partikel yang ada

Fudamental Biomedical Science III “Virologi”Page 18

d) Perusakan fisik secara fisika atau kimia terkait dengan hilangnya aktivitas virus.e) Sifat-sifat pasti dari partikel dan infektivitas virus harus identik, seperti kebiasaan

sedimentasi mereka di dalam ultrasentrifugasi dan kurva stabilitas PH-nya.f) Spektrum adsorpsi partikel murni dalam rentang ultraviolet seharusnya serupa

dengan spektrum inaktivasi ultraviolet virus.g) Antisera yang disiapkan untuk melawan virus infektif seharusnya bereaksi dengan

karakteristik partikel dan seebaliknya. h) Partikel seharusnya mampu membuat karakteristik penyakit in vivo pada virus.i) Jalur partikel-partikel di dalam biakan jaringan seharusnya akibat produksi dari

keturunan dari sifat biologis dan antigen virus.

PRINSIP PENGENDALIAN MIKROBA

Pada prinsipnya proses sterilisasi adalah dengan cara pemanasan berulang kali. Tahap pertama yang harus kita lakukan adalah dengan memanaskan hingga 100 0C dengan tujuan agar mikroba yang ada mati. Langkah selanjutnya adalah didinginkan sehingga suhu turun berkisar antara 30 0 C hingga 400 C dengan tujuan memberi kesempatan agar supaya spora tumbuh menjadi bakteri/virus lagi selama 24 jam.Tahap kedua adalah sama dengan tahap pertama yaitu memanaskan hingga 100 0 C dengan tujuan agar bakteri/virus baru mati. Andaikata masih ada sisa spora bakteri/virus, maka suhu didinginkan lagi seperti tahap pertama sampai semua bakteri dan virus hilang atau mati.

Pengertian Desinfeksi ialah perusakan semua jenis mikroorganisme yang bersifat vegetative. Membunuh organisme-organisme pathogen dengan cara fisik dan kimia, sedangkan Desinfektan adalah zat biasanya kimia yang dipakai untuk maksud disinfeksi. Hingga sekarang semakin banyak zat-zat kimia yang dipakai untuk membunuh atau mengurangi jumlah organisme, oleh karena tidak adanya bahan kimia yang ideal atau yang dapat digunakan untuk segala keperluan maka pilihan jatuh untuk bahan kimia yang mampu membunuh organisme yang ada, dalam waktu tersingkat dan tanpa merusak bahan yang di disinfeksi.

Perlu diketahui bahwa tidak semua disinfeksi cocok untuk semua atau setiap keadaan, pada saat pemilihan disinfeksi perlu memperhatikan:

a. Rongga (space) yang cukup diantara alat-alat yang didisinfeksi sehingga seluruh permukaan alat2 tsbt dapat berkontak dengan disinfektan.

b. Sebaiknya disinfektan yang dipakai bersifat membunuh (germisid)c. Waktu (lamanya) disinfeksi harus tepat, alat2 yang didisinfeksi jangan di angkat

sebelum waktunyad. Solusi yang dipakai untuk membunuh spora kuman biasanya bersifat sangat mudah

menguap sehingga ventilisasi ruangan perlu diperhatikane. Pengenceran disinfektan harus sesuai dengan yang dianjurkan. Disinfekta yang sudah

menunjukan tanda2 pengeruhan atau pengendapan harus diganti dengan yang baru.

Fudamental Biomedical Science III “Virologi”Page 19

f. Sebaiknya menyedian hand lotion untuk merawat tangan setelah berkontak dengan disinfektan.

Sterilisasi adalah setiap proses kimia atau fisik yang membunuh semua bentuk hidup terutama mikroorganisme. Bahan kimia yang digunakan sebagai agen sterilisasi disebut chemisterilants. Proses menghancurkan semua jenis kehidupan sehingga menjadi steril. Sterilisasi seringkali dilakukan dengan pengaplikasian udara panas. Ada dua metode yang sering digunakan, yaitu :1) Panas lembab dengan uap jenuh bertekanan. Sangat efektif untuk sterilisasi karena menyediakan suhu jauh di atas titik didih, proses cepat, daya tembus kuat dan kelembaban sangat tinggi sehingga mempermudah koagulasi protein sel-sel mikroba yang menyebabkan sel hancur. Suhu efektifnya adalah 121oC pada tekanan 5 kg/cm2 dengan waktu standar 15 menit. Alat yang digunakan : pressure cooker, autoklaf (autoclave) dan retort.2) Panas kering, biasanya digunakan untuk mensterilisasi alat-alat laboratorium. Suhu efektifnya adalah 160oC selama 2 jam. Alat yang digunakan pada umumnya adalah oven.

Sterilisasi dan Desinfeksi

Sterilisasi

Sterilisasi merupakan proses dimana semua mikroorganisme hidup, mencakup spora bakteri dibunuh. Sterilisasi dapat dicapai dengan proses secara fisik dan kimiawi. Bahan kimia yang digunakan sebagai agen sterilisasi disebut chemisterilants.

Desinfeksi

Desinfeksi merupakan proses menghilangkan mikroorganisme patogenik pada benda mati. Desinfeksi dapat dicapai melalui proses secara fisik atau kimiawi. Bahan kimia yang digunakan dalam desinfeksi disebut desinfektan. Tidak semua desinfektan dapat membunuh seluruh mikroorganisme pada suatu benda karena desinfektan memiliki jenis berbeda yang mempengaruhi jangkauan target yang dapat dibunuhnya. Berbeda dengan sterilisasi, terdapat metode dalam desinfeksi yang tidak membunuh bakteri, yakni filtrasi yang hanya memisahkan bakteri, sehingga pada saat sterilisasi dapat dikatakan seluruh mikroorganisme telah dihilangkan sedangkan pada desinfeksi tidak (hanya mengurangi mikroorganisme).

Fudamental Biomedical Science III “Virologi”Page 20

Metode Sterilisasi / Desinfeksi

Fisik

Sinar

Mataha

Panas

Vibrasi

Radiasi

Fi ltras

Kimia

Cairan Gas

Fisik-kimia

Metode sterilisasi / desinfeksi

Terdapat 3 macam metode, yaitu fisik, kimia, dan fisik-kimia.

1. Metode fisikTerdapat 5 macam metode, yaitu dengan sinar matahari, panas, getaran, radiasi, dan filtrasi.a) Sinar matahari

Penghilangan mikroba dengan metode ini dikarenakan adanya sinar UV di dalam sinar matahari. Metode ini digunakan untuk sterilisasi spontan pada kondisi alami. Pada negara tropis, cara ini lebih efektif untuk membunuh kuman-kuman karena kombinasi sinar UV dan panasnya. Sinar matahari juga berfungsi sebagai disinfektan pada air yang ada pada tanki air dan danau karena dapat membunuh bakteri. Sinar matahari tidak bersifat sporicidal, sehingga tidak dapat membunuh spora

b) Panas Panas dapat dikatakan sebagai metode sterilisasi yang paling dapat diandalkan. Metode

panas bekerja dengan bantuan efek oksidatif beserta denaturasi dan koagulasi protein. Faktor yang berpengaruh :

- Sifat panas panas yang lembab lebih efektif dari panas yang kering- Temperatur dan waktu berhubungan secara terbalik, apabila temperatur naik,

waktu yang dibutuhkan untuk sterilisasi mengurang- Jumlah mikroorganisme semakin banyak, semakin tinggi suhu yang dibutuhkan

atau durasi lebih lama.- Sifat mikroorganisme spesies mempengaruhi sensitivitas mikroorganisme

terhadap panas. Spora memiliki resistensi tinggi terhadap panas- Tipe material mikroorganisme yang telah terkontaminasi berat memerlukan

temperatur lebih tinggi- Adanya materi organik materi organik seperti protein, gula, lemak meningkatkan

waktu yang dibutuhkan. Klasifikasi metode panas

- Panas kering (bekerja melalui denaturasi protein, perusakan oksidatif, dan peningkatan efek toksik elektrolit)

Panas merah [Red heat] (spatula, kawat lurus disterilkan dengan menahan mereka dalam api bunsen hingga warna alat tersebut menjadi merah dan panas)

Diapikan [Flaming] (alat hanya dilewatkan di atas api bunsen, tidak dipanaskan hingga berwarna merah)

Dihancurkan [Incineration] (menghancurkan materi yang terkontaminasi dalam incinerator)

Fudamental Biomedical Science III “Virologi”Page 21

Fi ltras

Alkohol , aldehid, fenol, halogen, logam berat, agen aktif permukaan, pewarna

Formaldehid, etilen oksida, plasma

Oven udara panas [Hot air oven] (dikenalkan oleh Louis Pasteur, alat yang akan disterilkan diekspos pada temperatur tinggi (160 Celcius) selama 1 jam dalam oven elektrik)

Sinar infrared [Infra red rays] (melakukan sterilisasi dengan menciptakan panas. Alat yang akan disterilkan ditempatkan pada conveyer belt dan melalui terowongan yang panasnya 180 Celcius, berada di terowongan selama 7.5 menit)

- Panas lembab (bekerja melalui koagulasi dan denaturasi protein, lebih efektif dari panas kering)

Dibawah temperatur 100 Celciuso Pasteurisasi (terdiri dari 2 metode : 1. metode holder (63 Celcius selama 30

menit) dan metode flash (72 Celcius selama 15 detik) diikuti dengan pendinginan pada 13 Celcius; 2. Dengan Ultra-High Temperature (140 Celcius selama 15 detik dan 149 Celcius selama 0.5 detik))

o Vaccine bath (bakteri terkontaminasi pada persiapan membuat vaksin dapat dibuat inaktif dengan dipanaskan dalam water bath selama satu jam dengan temperatur 60 Celcius)

o Serum bath (bakteri terkontaminasi dalam persiapan membuat serum dibuat inaktif dengan dipanaskan dalam air pada 56 Celcius selama satu jam dalam beberapa hari berturut-turut)

o Inspissation (untuk membuat padat serta mendisinfeksi telur dan media mengandung serum. Media yang mengandung serum atau telur diletakkan dalam inspissator dan dipanaskan pada temperatur 80-85 Celcius selama 30 menit dalam 3 hari berturut)

Pada temperatur 100 Celciuso Mendidih (air mendidih (100 Celcius) membunuh bakteri dan virus dengan

cepat)o Dikukus (materi yang disterilisasi akan diuapkan, berbeda dengan mendidih

dimana materi dimasukkan ke dalam air. Dilakukan selama 20 menit dalam 3 hari berturut)

Pada temperatur diatas 100 Celciuso Autoclave (dilakukan dalam sebuah tabung tertutup, dilakukan manipulasi

tekanan dengan cara dinaikkan sehingga titik didih air naik, pada tekanan 15 lbs titik didih menjadi 121 Celcius. Alat yang dipanaskan pada temperatur ini sekama 15 menit akan menjadi steril)

c) Radiasi Disebut “sterilisasi dingin” karena tidak menghasilkan panas. Terdapat 2 macam sterilisasi

- Sinar non ionisasi (non-ionizing rays) Sinar yang gelombangnya lebih panjang dari cahaya tampak disebut non-ionizing.

Pada gelombang UV 200-280 nm, mikroorganisme akan menyerap sinar penghancur mikroba secara maksimum sehingga terjadi efek penghancuran kuman

- Sinar ionisasi (Ionizing rays) Terdapat 2 jenis ionizing rays :

Fudamental Biomedical Science III “Virologi”Page 22

o Particulate rays (menggunakan sinar elektron, sterilisasi dilakukan dalam hitungan detik dan alat yang menimbulkan sinar elektron dapat dimatikan)

o Electromagnetic rays (menggunakan sinar gamma dari disintegrasi nuklir isotop radioaktif tertentu, lebih kuat dari particulate rays tetapi membutuhkan waktu ekspos lebih lama)

d) Filtrasi Filtrasi berfungsi untuk memisahkan mikroba, tidak membunuhnya. Berfungsi untuk memisahkan mikroba dari cairan yang sensitif terhadap panas. Proses filtrasi dibantu oleh tekanan positif atau negatif menggunakan pompa vakum. Macam-macam filter

- Earthenware filter Filter yang dibentuk dari diatomaceous earth atau porcelain. Biasanya dibentuk

menjadi bentuk lilin. Macam filter earthenware :

o Pasteur-Chamberland filter (dari perancis, dibuat dari porcelain)o Berkefeld filter (dari Jerman, dibentuk dari diatomaceous earth yang telah

difosilkan)o Mandler filter (dari amerika, dibentuk dari kieselguhr, asbestos, dan plaster)

- Asbestos filter Dibentuk dari asbestos yang mengandung magnesium silikat Dibentuk menjadi piringan yang hanya dipakai sekali Jenisnya ada HP/PYR (mengambil pyrogen), HP/EKS (untuk sterilitas absolut), dan

HP/EK (untuk klarifikasi)- Sintered glass filter

Terdiri dari kaca yang digabung membentuk partikel kecil yang berdekatan antar satu dengan lain.

Berbentuk piringan yang digabung dengan corong kaca- Membran filter

Terdiri dari materi polimerik (nitrat selulosan, diasetat selulosa, polikarbonat, dan poliester)

e) Vibrasi Menggunakan vibrasi gelombang suara sonik dan ultrasonik Gelombang suara dengan frekuensi >20.000 membunuh bakteri dan beberapa virus

apabila dipaparkan selama 1 jam. Metode kurang efektif karena banyak virus yang tidak terpengaruh gelombang ini.

2. Metode kimia

Pada metode kimia, disinfektan merupakan senyawa disinfeksi yang menghancurkan bakteri patogenik dari permukaan benda mati. Pada sterilisasi, senyawa yang dapat mensterilkan disebut chemisterilants. Metode ini dapat digolongkan berdasarkan senyawa yang dipakai

Alkohola) Cara kerja : alkohol mendehidrasi sel, mengganggu kerja membran membran

menyebabkan koagulasi proteinb) Contoh : alkohol etil, isopropil alkohol, metil alkohol

Fudamental Biomedical Science III “Virologi”Page 23

c) Aplikasi : 70 % etil alkohol digunakan sebagai antiseptik pada kulit. Isopropil alkohol dapat digunakan untuk mendisinfeksi permukaan dan termometer klinis. Metil alkohol digunakan untuk membunuh spora fungal.

d) Kerugian : iritasi kulit, mudah terbakar Aldehid

a) Cara kerja : melalui alklasi kelompok amino, karboksil, atau hidroksil. Serta merusak asam nukleat. Aldehid membunuh semua mikroorganisme, termasuk spora

b) Contoh : Formaldehid, gluteraldehidc) Aplikasi : 40 % formaldehid (formalin) digunakan untuk disinfeksi permukaan

ruangan. Kebanyakan aldehid digunakan untuk mendisinfeksi alat-alat.d) Kerugian : uapnya membuat gatal

Fenola) Cara kerja : menggangu kerja membran, presipitasi protein dan membuat enzim

inaktif.b) Contoh : 5 % fenol, 1-5 % cresol, 5 % lysolc) Aplikasi : digunakan oleh Joseph Lister untuk menghindari infeksi pada luka operasid) Kerugian : beracun, korosif, dan membuat kulit gatal

Halogena) Cara kerja : sebagai agen oksidasi dan menghasilkan kerusakan dengan

mengkosidasi kelompok sulfidril dari enzimb) Contoh : bahan klorin (klorin, hipoklorit) dan bahan iodin (iodofosfor)c) Aplikasi : iodin bekerja sebagai antiseptik, disinfeksi lantai, kolam renang.d) Kerugian : mudah menjadi inaktif dengan kehadiran bahan organik

Logam berata) Cara kerja : presipitasi protein dan oksidasi kelompok sulfidril. Bersifat bakteriostatikb) Contoh : silver nitrat, tembaga sulfat, merkuri klorida.c) Aplikasi : silver nitrat dapat digunakan pada mata untuk pengobatan ophtalmia

neonatorum. Silver sulphadiazine digunakan untuk mencegah kolonialisasi dan infeksi jaringan yang terbakar.

d) Kerugian : merkuri klorida sangat beracun, tetapi dapat dibuat inaktif oleh bahan organik.

Agen aktif permukaana) Cara kerja : bahan kimia ini memiliki komponen rantai hidrokarbon yang dapat larut

lipid dan ion yang membuat dapat larut dalam air. Mereka mengganggu membran yang menyebabkan bocornya isi sel.

b) Contoh : Sabun dan deterjenc) Aplikasi : aktif terhadap sel vegetatif, mycobacteria, dan virus yang memiliki

selubung. Pewarnaan

a) Cara kerja : pewarna akridin bersifat bakterisidal (membunuh bakteri) karena interaksinya dengan asam nukleat bakteri

b) Contoh : pewarna anilin, pewarna akridin (akriflavin, aminakrin)c) Aplikasi : sebagai antiseptik untuk mengobati luka bakar, sebagai pewarna pada kulit

untuk mengobati infeksi bakteri kulit. Hidrogen Peroksida

Fudamental Biomedical Science III “Virologi”Page 24

a) Cara kerja : pada mikroorganisme melepaskan oksigen bebas. Hidrogen peroksida juga menghasilkan radikal bebas hidroksil yang merusak protein dan DNA

b) Aplikasi : dekontaminasi alat-alat (6% hidrogen peroksida), disinfeksi kulit (3 % hidrogen peroksida)

c) Kerugian : dipecah oleh katalase, materi organik protein mengurangi aktivitas secara drastis

Etilen Oksidaa) Cara kerja : sebagai agen alkilasi. Bekerja dengan mengalkilasi kelompok sulfidril,

amino, karboksil, dan hidroksilb) Properi : memiliki molekul siklik, tidak berwarna pada temperatur ruangan. Berbau

manis, siap di polimerisasi, dan mudah terbakarc) Aplikasi : berfungsi sebagai chemisterilant yang sangat efektif yang mampu

membunuh spora dengan cepat.d) Kerugian : sangat beracun, membuat iritasi mata, kulit, mutagenik, dan karsinogenik

Beta-Propiolaktona) Cara kerja : sebagai agen alkilasi dan bekerja dengan mengalkilasi kelompok

karboksil dan hidroksilb) Properti : cairan tidak berwarna dengan bau yang sedikit manis. Merupakan hasil

kondensasi ketane dengan formaldehidc) Aplikasi : sebagai agen sporodical (membunuh spora) yang efektif dan mensterilkan

produk biologis. Dapat digunakan untuk mensterilkan vaksin, perangkat operasi, dan enzim

d) Kerugian : memiliki kekuatan penetrasi yang buruk dan bersifat karsinogen

Metode fisik-kimia

Cara kerja : menggunakan metode fisik dan kimia. Penggunaan uap formaldehid adalah contoh metode sterilisasi fisik-kimia.

Kerugian : kondensasi formaldehid terjadi dan induksi formaldehid dalam volume besar akan membuat basah uap sehingga kehilangan panas laten.Kontrol sterilisasi : menggunakan strip kertas (paper strip) yang mengandung spora G.stearothermophillus.

Fudamental Biomedical Science III “Virologi”Page 25

Tyler KL, Fields BN: Pathogenesis of Viral infection. In: Fields Virology, 3rd ed. Fields BN et al (editors). Lippincott-Raven.

Brooks FG,Butel JS, Morse SA, Mikribiologi kedokteran. Salemba Medika.editor (dr. Dripa Sjabana). Jakarta. 2005

Fudamental Biomedical Science III “Virologi”Page 26