VIROLOGI: SEJARAH, KAJIANNYA, JENIS VIRUS, CONTOH - BIOLOGI - 2026

The virologi merupakan cabang biologi yang mengkaji asal usul, evolusi, klasifikasi, patologi dan aplikasi bioperubatan dan bioteknologi virus. Virus adalah zarah kecil, 0,01-1 μm, yang maklumat genetiknya hanya untuk replikasi mereka sendiri.

Gen virus didekod oleh mesin molekul sel yang dijangkiti untuk pendaraban. Oleh itu, virus mewajibkan parasit intraselular bergantung pada fungsi metabolisme sel hidup.

Sumber: Kredit Foto: Penyedia Kandungan Cynthia Goldsmith: CDC / Dr. Erskine. L. Palmer; ML Martin

Bahan genetik yang paling banyak di planet ini sepadan dengan virus. Mereka menjangkiti virus lain dan semua makhluk hidup. Sistem kekebalan tidak selalu berjaya melawan virus: beberapa penyakit manusia dan haiwan yang paling dahsyat disebabkan oleh virus.

Penyakit virus manusia termasuk demam kuning, polio, influenza, AIDS, cacar, dan campak. Virus terlibat dalam sekitar 20% barah manusia. Setiap tahun, jangkitan virus pernafasan dan usus membunuh berjuta-juta kanak-kanak di negara-negara membangun.

Beberapa virus berguna untuk menaip bakteria, sebagai sumber enzim, untuk pengendalian hama, sebagai agen antibakteria, untuk melawan barah, dan sebagai vektor gen.

Sejarah

Pada akhir abad ke-19, Martinus Beijerinck dan Dmitri Ivanovski secara bebas menentukan bahawa filtrat bebas bakteria dari tanaman tembakau yang berpenyakit mengandungi agen yang mampu menjangkiti tanaman yang sihat. Beijerinck memanggil agen ini contagium vivum fluidum.

Kita sekarang tahu bahawa filtrat Beijerinck dan Ivanovski mengandungi virus mosaik tembakau. Juga pada abad ke-19, Friedrich Loeffler dan Paul Frosch menyimpulkan bahawa FMD pada lembu disebabkan oleh agen bukan bakteria.

Pada dekad pertama abad ke-20, Vilhelm Ellerman dan Olaf Bang menunjukkan penularan leukemia pada ayam, dengan menggunakan filtrat bebas sel. Eksperimen ini memungkinkan untuk menyimpulkan bahawa terdapat virus haiwan yang boleh menyebabkan barah.

Pada dekad kedua abad ke-20, Frederick Twort memerhatikan lisis mikrokocci pada plat agar di mana dia berusaha menumbuhkan virus cacar, dengan anggapan bahawa lisis ini disebabkan oleh virus atau oleh enzim bakteria. Bagi pihaknya, Felix d'Hérelle mendapati bahawa bacilli yang menyebabkan disentri dihancurkan oleh virus yang disebutnya sebagai bakteriofag.

Pada tahun 1960 Peter Medawar menerima Hadiah Nobel kerana mengetahui bahawa virus mengandungi bahan genetik (DNA atau RNA).

Jenis virus

Virus dikelaskan mengikut ciri yang dimiliki. Ini adalah morfologi, genom dan interaksi dengan tuan rumah.

Pengelasan berdasarkan interaksi virus dengan inang berdasarkan empat kriteria: 1) penghasilan keturunan yang berjangkit; 2) sama ada virus membunuh host atau tidak; 3) sekiranya terdapat simptom klinikal; 4) tempoh jangkitan.

Sistem kekebalan tubuh memainkan peranan penting dalam interaksi antara virus dan inang kerana ia menentukan perkembangan jangkitan. Oleh itu, jangkitan boleh menjadi akut dan subklinis (virus dihilangkan dari badan), atau berterusan dan kronik (virus tidak dihapuskan dari badan).

Klasifikasi berdasarkan perbezaan genom (Sistem Baltimore) dan klasifikasi taksonomi, yang mengambil kira semua ciri virus, adalah sistem yang paling banyak digunakan hari ini untuk membuat katalog virus.

Pengelasan berdasarkan morfologi

Untuk memahami klasifikasi ini, perlu mengetahui bahagian-bahagian yang membentuk virus. Virus terdiri daripada genom dan kapsid, dan mungkin atau tidak mempunyai sampul surat. Genom boleh berupa DNA atau RNA, satu atau dua helai, linear atau bulat.

Kapsid adalah struktur kompleks yang terdiri dari banyak subunit protein virus yang serupa, yang disebut capsomeres. Fungsi utamanya adalah untuk melindungi genom. Ini juga berfungsi untuk mengenali dan mengikat sel inang, dan untuk memastikan pengangkutan genom ke dalam sel.

Sampul surat adalah selaput yang terdiri daripada lipid dan glikoprotein yang mengelilingi kapsid. Ia berasal dari sel inang. Ini berbeza dari segi ukuran, morfologi, dan kerumitannya. Kehadiran atau ketiadaan sampul berfungsi sebagai kriteria klasifikasi virus.

Tiga kategori virus yang tidak diselimuti dikenali: 1) isometrik, berbentuk bulat (icosahedron atau icosadeltahedron); 2) filamen, dengan bentuk heliks sederhana; 3) kompleks, tanpa bentuk sebelumnya. Beberapa virus, seperti bakteriofag T2, menggabungkan bentuk isometrik dan filamen.

Sekiranya virus diselimuti, mereka juga dapat ditugaskan ke kategori morfologi berdasarkan ciri-ciri nukleokapsid dalam membran.

Klasifikasi berdasarkan genom: Sistem Baltimore

Klasifikasi ini, yang dikemukakan oleh David Baltimore, mempertimbangkan sifat genom virus dari segi mekanisme yang digunakannya untuk mereplikasi asid nukleik dan mentranskripsikan RNA messenger (mRNA) untuk biosintesis protein.

Dalam sistem Baltimore, virus yang genom RNA memiliki arti yang sama dengan mRNA disebut virus dengan RNA akal positif (+), sementara virus yang genomnya memiliki pengertian yang berlawanan (pelengkap) dengan mRNA disebut virus dengan RNA akal negatif (-). Virus genom yang terdampar dua arah berlaku.

Kelemahan klasifikasi ini adalah bahawa virus yang mempunyai mekanisme replikasi serupa tidak semestinya mempunyai ciri lain.

Kelas Sistem Baltimore

Kelas I. Virus dengan genom DNA dua helai. Transkripsi serupa dengan sel inang.

Kelas II. Virus dengan genom DNA helai tunggal. DNA boleh menjadi kekutuban (+) dan (-). Ditukar menjadi untai dua sebelum sintesis mRNA.

Kelas III. Virus dengan genom RNA untai dua (dsRNA). Dengan segmen genom dan mRNA yang disintesis dari setiap segmen templat DNA. Enzim yang mengambil bahagian dalam transkripsi yang dikodkan oleh genom virus.

Kelas IV. Virus dengan genom RNA untai tunggal (ssRNA), kekutuban (+). Sintesis mRNA didahului oleh sintesis helai pelengkap. Transkripsi serupa dengan kelas 3.

Kelas V. Virus dengan genom ssRNA yang bertentangan dengan pengertian mRNA (-). Sintesis mRNA yang memerlukan enzim yang dikodkan virus. Pengeluaran virus generasi baru memerlukan sintesis dsRNA perantaraan.

Kelas VI. Virus dengan genom ssRNA yang menghasilkan dsDNA perantaraan sebelum replikasi. Ia menggunakan enzim yang dibawa oleh virus.

Kelas VII. Virus yang mereplikasi dsDNA mereka melalui ssRNA perantaraan.

Pengelasan taksonomi

Jawatankuasa Antarabangsa Taksonomi Virus menubuhkan skema taksonomi untuk mengklasifikasikan virus. Sistem ini menggunakan susunan perpecahan, keluarga, keluarga kecil dan jantina. Masih ada perdebatan mengenai penerapan konsep spesies kepada virus.

Kriteria yang digunakan untuk klasifikasi taksonomi adalah rangkaian inang, ciri morfologi, dan sifat genom. Selain itu, kriteria lain dipertimbangkan, seperti panjang ekor phage (virus yang menjangkiti bakteria), kehadiran atau ketiadaan gen tertentu dalam genom, dan hubungan filogenetik antara virus.

Contoh klasifikasi ini adalah: memesan Mononegavirales; keluarga Paramyxoviridae; Subfamily Paramyxovirinae, genus Morbillivirus; spesies, virus campak.

Nama keluarga, keluarga kecil, dan genera diilhamkan oleh tempat asal, tuan rumah, atau gejala penyakit yang dihasilkan oleh virus. Contohnya, Sungai Ebola di Zaire memberikan nama kepada genus Ebola; mosaik tembakau memberikan namanya kepada genus Tomabovirus.

Banyak nama kumpulan virus adalah perkataan yang berasal dari Latin atau Yunani. Sebagai contoh, Podoviridae, berasal dari podos Yunani, yang bermaksud kaki. Nama ini merujuk kepada fasa ekor pendek.

Contohnya virus

Virus selesema

Mereka menjangkiti burung dan mamalia. Mereka mempunyai morfologi yang pelbagai, dengan sampul surat. Genom RNA helai tunggal. Mereka tergolong dalam Kelas V Baltimore dan keluarga Orthomyxoviridae.

Virus influenza tergolong dalam keluarga ini. Sebilangan besar kes influenza disebabkan oleh virus influenza A. Wabak yang disebabkan oleh virus influenza B berlaku setiap 2-3 tahun. Mereka yang dihasilkan oleh virus influenza C kurang kerap.

Virus influenza A telah menyebabkan empat pandemi: 1) selesema Sepanyol (1918-1919), subtipe virus H1N1 yang tidak diketahui asal; 2) Selsema Asia (1957–1958), subjenis H2N2, berasal dari burung; 3) Selesema Hong Kong (1968-1969), subjenis H3N3, berasal dari burung; 4) selesema babi (2009–2010), subjenis H1N1, yang berasal dari babi.

Pandemik paling dahsyat yang diketahui disebabkan oleh selesema Sepanyol. Ia membunuh lebih banyak orang daripada Perang Dunia Pertama.

Huruf H dan N masing-masing berasal dari membran glikoprotein hemagglutinin dan neuraminidase. Glikoprotein ini terdapat dalam pelbagai bentuk antigenik dan terlibat dalam varian baru.

Retrovirus

Mereka menjangkiti mamalia, burung, dan vertebrata lain. Morfologi sfera, dengan sampul surat. Genom RNA helai tunggal. Mereka tergolong dalam kelas Baltimore VI dan keluarga Retroviridae.

Virus imunodefisiensi manusia (HIV), genus Lentivirus, tergolong dalam keluarga ini. Virus ini menyebabkan kerosakan sistem kekebalan tubuh orang yang dijangkiti, sehingga rentan terhadap jangkitan oleh bakteria, virus, jamur dan protozoa. Penyakit yang disebabkan oleh HIV dikenali sebagai sindrom imunodefisiensi yang diperoleh (AIDS).

Genera lain yang tergolong dalam Retroviridae juga menyebabkan penyakit serius. Contohnya: Spumavirus (virus berbulu simian); Epsilonretrovirus (virus sarkoma dermey Walleye); Gammaretrovirus (virus leukemia murine, virus leukemia kucing); Betaretrovirus (virus tumor payudara murine); dan Alpharetrovirus (virus sarkoma Rous).

Virus herpes

Ia menjangkiti mamalia, burung, dan vertebrata berdarah sejuk. Morfologi virus: kapsul icosahedral, dengan sampul surat. Genom DNA dua helai. Mereka tergolong dalam kelas I Baltimore dan perintah Herpesviral.

Beberapa ahli adalah: Herpes simplex virus 2 (menyebabkan herpes genital); sitomegalovirus manusia (menyebabkan kecacatan kelahiran); Sarkoma Herpesvirus KaposiB ^™ (menyebabkan sarkoma Kaposi); Virus EpsteinBƂBarr atau EBV (menyebabkan demam kelenjar dan tumor).

Virus yang menyebabkan polio dan virus lain yang berkaitan

Ia menjangkiti mamalia dan burung. Morfologi virus: isometrik atau icosahedral. Genom RNA helai tunggal. Mereka tergolong dalam kelas Baltimore IV dan keluarga Picornaviridae.

Beberapa genera keluarga ini adalah: Hepatovirus (menyebabkan hepatitis A); Enterovirus (menyebabkan poliomyelitis); Aphthovirus (menyebabkan penyakit kaki dan mulut).

Virus yang menyebabkan rabies dan virus yang berkaitan

Mereka menjangkiti mamalia, ikan, serangga, dan tumbuhan. Morfologi heliks, dengan sampul surat. Genom RNA helai tunggal. Mereka tergolong dalam kelas V Baltimore dan keluarga Rhabdoviridae.

Virus yang menyebabkan penyakit seperti rabies, yang disebabkan oleh genus Lyssavirus, berasal dari keluarga ini; stomatitis vesikular, disebabkan oleh genus Vesiculovirus; dan kentang kerdil kuning, disebabkan oleh genus Novirirhabdovirus.

Virus yang menyebabkan eritrema berjangkit

Ia menjangkiti mamalia, burung, dan serangga. Morfologi icosahedral simetri. Genom DNA helai tunggal. Mereka tergolong dalam Kelas II Baltimore dan keluarga Parvoviridae.

Salah satu anggota keluarga ini adalah virus B19, yang tergolong dalam genus Erithrovirus, yang menyebabkan eritrema berjangkit pada manusia, yang biasanya tidak menimbulkan gejala. Virus B19 menjangkiti sel-sel pendahulu sel darah merah.

Sebilangan anggota Parvoviridae digunakan sebagai vektor gen.

Aplikasi Virus

Virus boleh digunakan untuk kebaikan manusia dengan membina virus rekombinan. Mereka mempunyai genom yang diubah suai dengan teknik biologi molekul.

Virus rekombinan berpotensi berguna untuk terapi gen, yang tujuannya adalah untuk menyembuhkan penyakit tertentu, atau penghasilan vaksin.

HIV telah digunakan untuk membina vektor gen (vektor lentiviral) untuk terapi gen. Vektor ini telah terbukti berkesan dalam model haiwan penyakit epitel pigmen retina, seperti retinitis pigmentosa yang disebabkan oleh pewarisan atau mutasi resesif autosom.

Virus yang digunakan sebagai vektor vaksin harus mempunyai potensi patogen yang rendah. Ini disahkan menggunakan model haiwan. Ini adalah kes vaksin yang dikembangkan atau dikembangkan terhadap virus cacar, stomatitis vesikular dan Ebola.

Rujukan

1. Carter, JB, Saunders, VA 2013. Virologi: prinsip dan aplikasi. Wiley, Chichester.
2. Dimmock, NJ, Easton, AJ, Leppard, KN 2007. Pengantar virologi moden. Blackwell Malden.
3. Flint, J., Racaniello, VR, Rall, GF, Skalka, AM, Enquist, LW 2015. Prinsip virologi. Persatuan Amerika untuk Mikrobiologi, Washington.
4. Hull, R. 2009. Virologi tumbuhan perbandingan. Elsevier, Amsterdam.
5. Louten, J. 2016. Virologi manusia penting. Elsevier, Amsterdam.
6. Richman, DD, Whitley, RJ, Hayden, FG 2017. Virologi klinikal. Persatuan Amerika untuk Mikrobiologi, Washington.
7. Voevodin, AF, Marx, PA, Jr 2009. Virian Simian. Wiley-Blackwell, Ames.
8. Wagner, EK, Hewlett, MJ, Bloom, DC, Camerini, D. 2008. Virologi asas. Blackwell Malden.