BAKTERIOFAG
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 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
(Wikipedia, 2011).
Bakteriofage memiliki sebuah inti asam nukleat dikelilingi
oleh selubung protein atau kapsid. Kapsid tersusun dari subunit-subunit
morfologis yang disebut kapsomer. Kapsomer terdiri dari sejumlah subunit atau
molekul protein yang disebut protomer. Fage mempunyai simetri kubus atau
helical. Fage kubus adalah benda padat teratur, sedangkan fage helical
berbentuk batang. Pada umumnya bakteriofage kepalanya polyhedral tetapi ekornya
berbentuk batang (Pelczar dan Chan, 1986:271).
a.
Daur Litik
Daur litik yang dilakukan oleh virus
adalah sebagai berikut (Gambar 2.4).
1)
Virus menempel pada bakteri.
2)
Dinding sel bakteri dilarutkan oleh enzim dari virus. Melalui lubang yang sudah
dilarutkan oleh enzim virus tersebut, DNA virus dimasukkan
ke dalam bakteri. Tahap ini disebut penetrasi.
ke dalam bakteri. Tahap ini disebut penetrasi.
3)
DNA virus mengambil alih tugas DNA bakteri dan menggunakan metabolik bakteri
untuk menghasilkan komponen-komponen virus, seperti kapsid, ekor, serabut ekor,
dan kepala. Setiap komponen fage kemudian bersatu dalam proses pematangan.
Virus baru yang terbentuk dapat mencapai jumlah 200–1.000 virus.
4)
Virus yang baru terbentuk mengeluarkan enzim lisozimnya untuk menghancurkan
dinding sel bakteri. Setelah dinding bakteri hancur atau lisis, virus-virus
baru dapat keluar dan menyerang sel-sel bakteri lainnya. Akhirnya, bakteri
mengalami kematian. Virus yang telah menginfeksi sel lain pun mengulangi siklus
litiknya kembali. Siklus litik yang menghasilkan virus-virus baru ini hanya
membutuhkan waktu lebih kurang 20 menit untuk setiap siklusnya.
b. Daur Lisogenik
Tidak
semua virus yang masuk ke dalam sel makhluk hidup lain langsung menghancurkan
dinding sel tersebut dan membuat sel tersebut lisis. DNA virus yang masuk dalam
bakteri menjadi bagian DNA inang melalui rekombinasi. Meskipun menjadi bagian
DNA inang, namun virus tidak langsung mengambil alih metabolisme sel inang.
Siklus seperti ini disebut daur lisogenik (Gambar 2.5).
Bakteriofage
yang melakukan siklus lisogenik.
Urutan
prosesnya adalah sebagai berikut.
1)
Virus hidup pada tempat yang spesifik pada permukaan tubuh sel bakteri. Setelah
melisiskan dinding sel, virus melakukan penetrasi materi genetik DNA ke dalam
tubuh bakteri.
2)
DNA kemudian menyisip ke dalam DNA bakteri dan membentuk profage.
3) Jika bakteri membelah diri, profage ikut membelah sehingga anakan sel bakteri pun mengandung profage. Hal ini berlangsung terus-menerus sehingga jumlah bakteri yang mengandung profage menjadi amat banyak. Jika keadaan lingkungan mendukung, virus akan mengalami pematangan sehingga memasuki keadaan litik.
4) Virus-virus baru pun dibentuk dan siap menyerang sel-sel lainnya.
3) Jika bakteri membelah diri, profage ikut membelah sehingga anakan sel bakteri pun mengandung profage. Hal ini berlangsung terus-menerus sehingga jumlah bakteri yang mengandung profage menjadi amat banyak. Jika keadaan lingkungan mendukung, virus akan mengalami pematangan sehingga memasuki keadaan litik.
4) Virus-virus baru pun dibentuk dan siap menyerang sel-sel lainnya.
Urutan peristiwa yang berlangsung selama replikasi
bakteriofage sama untuk kebanyakan bakteriofage; langkah-langkahnya sebagai
berikut.
§ Virion
melekat di permukaan sel inang. Protein-protein kapsidnya bertugas menyuntikkan
inti DNA ke dalam sel.
§ Setelah
berada di dalam sel, beberapa dari gen bakteriofag (gen-gen “awal”) ditranskripsi
(oleh RNA polimerese inang) dan ditranslasi (oleh ribosom inang, tRNA, dan
lain-lain) untuk menghasilkan enzim yang akan membuat banyak salinan dari DNA
bakteriofage dan akan membunuh (bahkan menghancurkan) DNA inangnya.
§ Begitu kopi
baru dari DNA itu terkumpul, gen-gen lain (gen-gen “akhir”) ditranskripsi dan
ditranslasi untuk membuat protein-protein kapsid.
§ Timbunan inti
DNA dan protein kapsid dirakit menjadi virion yang lengkap.
§ Gen “akhir”
yang lain ditranskripsi dan ditranslasi menjadi molekul lisozim. Lisozim ini
menyerang dinding peptidoglikan (tentu saja dari dalam). Akhirnya sel itu robek
dan mengeluarkan kandungan virionnya. Kini daur tersebut lengkaplah sudah dan siap untuk diulang.
Penyerapan.
Penyerapan bakteriofage terjadi ekor
dulu pada tempat reseptor yang khas pada dinding sel bakteri. Infeksi tidak
dapat terjadi tanpa penyerapan; jadi, apabila bakteri kehilangan kemampuan
untuk mensintesis reseptor bakteriofage yang khas, bakteri akan menjadi
resisten terhadap infeksi.
Penetrasi.
Setelah penyerapan, bakteriofage
menginjeksikan asam nukleatnya ke dalam sitoplasma bakteri sementara kapsid
protein tetap di luar bakterium. Perhatikan bahwa prosedur ini tidak seperti
yang diikuti pada virus hewan, yang harus memasuki sel inangnya sebelum terjadi
penanggalan selubung.
Transkripsi DNA Bakteriofage.
Langkah yang terlibat dalam replikasi
DNA bakteriofage cukup bervariasi dari satu bakteriofage ke yang lain, namun
dalam urutan kejadian yang biasa asam nukleat yang diinjeksikan menjadisinteisi
sejumlah enzim. Enzim-enzim ini menyebabkan perusakan asam nukleat bakteri dan
mengarahkan sistesis lebih banyak asam nukleat bakteriofage dan lebih banyak
kapsid bakteriofage.
Perakitan dan Pelepasan.
Apabila sintesis asam nukleat dan protein struktural
tengah berjalan, bakteriofage mulai merakiti menjadi partikel bakteriofage yang
matang, seperti. Setelah perakitan 100 sampai 200 partikel bakteriofage, sel
bakteri melisis karena pembentukan lisozim yang disandi bakteriofage yang
menghidrolisis peptidoglikan bakteri, dengan melepaskan bakteriofage yang telah
diselesaikan.