Virus 2 : Bakteriofag

Bakteriofag atau lebih sederhana disebut fag, adalah virus yang memiliki bakteri sebagai sel inang. Nama ini pertama kali diberikan oleh D'Herelle ke agen yang ia temukan dapat melisiskan basil Shigella shiga. Agen serupa juga ditemukan aktif terhadap bakteri dari banyak penyakit lainnya, termasuk antraks, demam berdarah, kolera dan difteri. Fag diketahui  memiliki aktivitas lebih ganas,  kecuali fag kolera. Fag kolera digunakan oleh korps medis dari tentara Jerman dan Jepang selama Perang Dunia II untuk mengobati penyakit ini. Perkembangan antibiotik, menyebabkan terapi fag mulai ditinggalkan.

Kebanyakan fag adalah struktur yang berbentuk dengan kepala yang berfungsi sebagai wadah asam nukleat dan ekor yang digunakan untuk melampirkan virus ke sel inangnya. Fag memiliki DNA untai ganda sebagai materi genetik mereka, beberapa ikosahedral sangat kecil dan fag heliks memiliki DNA untai tunggal atau RNA.

 

Gambar 1. Strutur virus sebelum dan setelah kehilangan materi DNA.

Fag dapat menghasilkan respon litik, tetapi juga mampu menghasilkan respon simbiosis di mana genom virus tidak mengambil alih arah aktivitas selular. Asam nukleat virus dimasukkan ke dalam kromosom bakteri (profag). Sel-sel yang membawa gen virus dengan cara ini disebut sebagai lisogenik.

1.1  Siklus Pertumbuhan Litik

Beberapa menit pertama setelah infeksi, transkripsi bagian dari genom virus menghasilkan 'early' mRNA molekul, yang diterjemahkan ke dalam satu set 'late' protein. Ini berfungsi untuk mematikan sintesis makromolekul sel inang, menurunkan DNA inang dan mulai membuat komponen untuk DNA virus. Banyak dari protein awal menduplikasi enzim yang sudah ada di inang. Dengan build-up dari komponennya, DNA virus mulai memproduksi 'late' molekul mRNA, ditranskripsi dari gen yang menentukan protein dari kapsid fag. Pesan-pesan akhir dijabarkan ke dalam subunit dari struktur kapsid, yang mengembun untuk membentuk kepala fag, ekor dan serat ekor, dan kemudian bersama-sama dengan DNA virus dirakit menjadi partikel lengkap. Enzim mencerna dinding sel, lisozim juga diproduksi dalam sel pada tahap ini dan akhirnya membawa sel dan pembebasan sekitar 100 virus keturunan, sekitar 25 menit setelah infeksi.

1.2  Lisogenik

Lisogenik adalah fenomena yang sangat umum dan tampaknya bahwa sebagian besar isolat alami bakteri membawa satu atau lebih profag; beberapa strain Staph. aureus telah terbukti membawa empat atau lima profag yang berbeda. 

 

Gambar 2. Tahapan lisogenik

Tahapan lisogenik pada virus adalah sebagai berikut:

1)   Integrasi profag ke dalam kromosom bakteri memastikan bahwa pada pembelahan sel setiap sel anak akan memperoleh set gen virus.

2)  Dalam pertumbuhan normal bakteri lisogenik, mayoritas bakteri mengelola untuk menjaga profag dalam keadaan tidak aktif dan sebagaian kecil gen profag mengekspresikan diri. Hal ini menyebabkan perbanyakan virus, lisis sel dan pembebasan partikel menular ke dalam media.

3)   Paparan lisogenik pada agen kimia dan fisika tertentu, misalnya hidrogen peroksida, mitomycin C dan sinar ultraviolet. Proses ini disebut induksi.

4)   Ketika sel lisogenik terinfeksi oleh jenis yang sama dari fag karena membawa sebagai profag, infeksi dibatalkan, aktivitas gen virus menyerang yang ditekan oleh mekanisme yang sama yang membuat profag dalam keadaan tidak aktif.

5)    Lisogenik umumnya sangat stabil, tapi kadang-kadang sel akan kehilangan profag dan ini akan 'disembuhkan' oleh sel yang lebih rentan terhadap infeksi oleh jenis fag tertentu.

1.3  Kegunaan Dalam Epidemiologi

Strain yang berbeda dari sejumlah spesies bakteri dapat dibedakan dengan sensitivitas mereka untuk koleksi phage. Bakteri yang dapat dideteksi dengan cara ini termasuk Staph. aureus dan Salmonella typhi. Staph. aureus bertanggung jawab untuk wabah infeksi ditandai dengan pola kepekaan terhadap satu set standar dari phage dan kemudian kemungkinan sumber infeksi diperiksa untuk kehadiran jenis phage sama terhadap Staph. aureus. Bahan kimia yang menyebabkan induksi prophage bersifat karsinogenik telah menyebabkan penggunaan bakteri lisogenik dalam tes skrining untuk mendeteksi potensi karsinogen.

Sumber Literatur
Pharmaceutical Microbiology 6th Edition Edited by W.B. Hugo and A.D. Russell

Catatan :
Tulisan diajukan untuk memenuhi tugas Mikrobiologi Farmasi, Magister Farmasi Sains dan Teknologi UGM, Yogyakarta.


Baca Juga:
Virus 1 : Definisi, Struktur, Sifat dan Interaksi dengan Sel Inang
Virus 3 : Perbanyakan Virus Pada Manusia
Virus 4 : Tumor Virus, HIV dan Prion

Follow my IG / twitter @ermayunita26