Struktur Virus Bakteriofag beserta Fungsi dan Ciri-cirinya Plus Gambar
Pernah mendengar istilah bakteriofag? Virus yang juga dikenal dengan nama fag tersebut merupakan virus yang menginfeksi bakteri. 🦠
Bakteriofag memiliki keunikan dan perbedaan dengan virus lainnya walaupun detailnya hanya bisa dilihat dengan mikroskop elektron. 🔬
Penasaran apa saja yang bisa dilakukan oleh bakteriofag dan seberapa berbahayanya dia bagi bakteri? Yuk, cari tahu struktur virus bakteriofag, fungsi, serta karakteristiknya pada artikel berikut.
Daftar Isi
Daftar Isi
Struktur Virus Bakteriofag
Apakah kamu baru pertama kali mengetahui bahwa ada virus yang tidak hanya menyerang manusia, tapi juga bakteri?
Ibaratnya, bakteriofag seperti monster kecil yang suka pada bakteri sampai menyerangnya. Tidak mengherankan jika bakteriofag ini menjadi musuh bakteri. Tapi, bakteriofag tidak menyerang manusia, hewan, dan tumbuhan, lho.
Struktur virus bakteriofag berbeda dengan virus lainnya. Biasanya, pertanyaan tentang peranan virus dan struktur tubuh virus bakteriofag muncul pada soal-soal biologi jenjang sekolah menengah bahkan perkuliahan.
Sebagai ilustrasi, gambar tersebut adalah gambar Bakteriofag T4 dari Escherichia coli. Bagian ekornya berfungsi untuk menempelkan virion (partikel virus) ke sel inang dan menyuntikkan asam nukleatnya. Diameter kepala virusnya berukuran sekitar 85 nanometer (nm).
Lebih lengkapnya, berikut ini struktur virus bakteriofag dan fungsi bagian-bagiannya.
1. Kepala (Head / Capsid)
Bentuk: Seperti prisma segi enam atau ikosahedral (seperti bola 20 sisi).
Isi: Mengandung asam nukleat (DNA) yang membawa informasi genetik virus.
Fungsi: Melindungi DNA virus dari kerusakan ketika berada di luar sel inang dan menjadi wadah untuk materi genetik yang akan disuntikkan ke dalam bakteri.
2. Leher atau Kalung (Collar / Neck)
Letak: Menghubungkan bagian kepala virus dengan ekor.
Fungsi: Menjadi penghubung yang menjaga kestabilan kepala dan ekor ketika virus menempel dan menyuntikkan DNA ke sel inang (bakteri).
3. Ekor (Tail Sheath)
Bentuk: Tabung silinder panjang di bawah kepala.
Fungsi: Berperan sebagai alat suntik. Ketika virus menempel pada bakteri, bagian ekor akan berkontraksi dan mendorong DNA virus masuk ke dalam sel bakteri.
4. Piringan Dasar (Endplate / Base Plate)
Letak: Di ujung bawah ekor.
Fungsi: Tempat menempelnya serabut ekor dan duri ekor (tail pins). Piringan dasar berperan penting dalam proses penempelan awal ke permukaan bakteri serta menjadi titik masuknya DNA setelah enzim lisozim melubangi dinding sel bakteri.
5. Duri Ekor (Tail Pins)
Letak: Menempel di piringan dasar.
Fungsi: Membantu menembus dinding sel bakteri saat virus mulai menyuntikkan DNA. Duri tersebut seperti jarum kecil yang fungsinya menahan dan menembus permukaan sel inang.
6. Serabut Ekor (Tail Fibers)
Bentuk: Serabut panjang seperti kaki laba-laba terletak pada bagian bawah virus.
Fungsi: Mengenali dan menempel pada reseptor tertentu pada dinding sel bakteri. Serabut inilah yang menentukan spesifisitas inang. Jadi, virus hanya dapat menempel pada jenis bakteri tertentu yang sesuai.
Pahami dan hafalkan bagian-bagian virus bakteriofag di atas karena seringkali materinya ditanyakan di soal ujian.
Perlu kamu ketahui, virus bakteriofag wajib memiliki inang karena tidak bisa berkembang biak sendiri. Virus bakteriofag adalah parasit obligat yang hanya dapat bereplikasi saat berada di dalam sel hidup.
Bagaimana Proses Pembentukan Bakteriofag?
Pada beberapa virus yang menginfeksi bakteri, misalnya bakteriofag T4 dari Escherichia coli , bagian ekornya memiliki struktur yang cukup kompleks. Ini juga menjadi pembeda bakteriofag dengan virus lainnya.
Ekor T4 tersusun dari hampir 20 jenis protein berbeda, sementara pada bagian kepalanya terdapat beberapa protein tambahan.
Pada virus yang strukturnya kompleks seperti bakteriofag ini, proses penyusunan tubuhnya pun cukup rumit.
Misalnya pada bakteriofag T4, ekor virus dibentuk terlebih dahulu sebagai sub-bagian, kemudian ditambahkan ke kepala yang sudah berisi DNA.
Terakhir, serabut ekor (tail fibers) yang terbentuk dari jenis protein lain akan ditambahkan, sehingga terbentuk virion dewasa yang siap menginfeksi.
Jenis-jenis Bakteriofage
Bentuk tubuh virus bakteriofag sangat beragam walaupun yang terkenal adalah bakteriofage T4. Berikut ini adalah jenis-jenis bakteriofage yang perlu kamu ketahui:
1. Bakteriofage Kepala-Ekor (Head-Tail Phage), contohnya bakteriofag T4 yang menginfeksi E.coli
2 Bakteriofage Ikosahedral Tanpa Ekor, dengan kapsid berbentuk ikosahedral tapi tanpa ekor.
3.Bakteriofage Filamen (Filamentous Phage), dengan bentuk menyerupai benang
4.Bakteriofage Pleomorphic, merupakan jenis yang jarang ditemukan dan memiliki bentuk tidak tetap
Bakteriofag berbeda dari virus lainnya. Misalnya saja dari segi inang, jika virus lain dapat menyerang manusia, tumbuhan, dan hewan, pada bakteriofag yang diserang hanya bakteri.
Struktur bakteriofag juga lebih kompleks dengan adanya serabut, piringan dasar, dan ekor. Cara infeksi bakteriofag tidak langsung masuk ke dalam sel tetapi dengan menyuntikkan DNA ke dalam bakteri melalui ekor.
Ciri-ciri Bakteriofag
Agar semakin paham, yuk pelajari ciri-ciri khas bakteriofag. Dengan begitu, kamu bisa lebih mudah membedakannya dari jenis virus lain.
1. Bakteriofag menginfeksi bakteri, bukan manusia atau hewan
Target utama virus bakteriofag hanya bakteri, misalnya Escherichia coli (E. coli), sehingga bakteriofag tidak dapat menyebabkan penyakit pada manusia.
2. Virus bakteriofag berukuran sangat kecil
Rata-rata virus bakteriofag ukurannya hanya sekitar 20–200 nanometer dan hanya dapat dilihat menggunakan mikroskop elektron.
3. Memiliki struktur yang kompleks
Berbeda dari virus lain yang umumnya berbentuk bulat atau batang, virus bakteriofag berbentuk mirip “roket berkepala besar dan berekor panjang”.
4. Materi genetik virus bakteriofag berupa DNA
Pada umumnya, virus bakteriofag memiliki DNA untai ganda (double-stranded DNA) di dalam kepala virusnya. Tapi beberapa jenis lain dapat memiliki RNA.
5. Virus bakteriofag bersifat spesifik terhadap inang
Sifat penting bakteriofag yang perlu kamu pahami adalah bersifat sangat spesifik terhadap inangnya. Setiap jenis bakteriofag hanya dapat menginfeksi bakteri tertentu. Contohnya, bakteriofag T4 hanya bisa menyerang E. coli tertentu, sehingga tidak dapat menyerang bakteri lainnya.
6. Reproduksi virus bakteriofag melalui dua siklus: litik dan lisogenik
Siklus litik: virus bakteriofag langsung menggandakan diri dan membuat sel bakteri pecah (lisis).
Siklus lisogenik: DNA virus bakteriofag menyatu terlebih dulu dengan DNA bakteri dan “tidur” sampai nantinya akan aktif kembali.
7. Memiliki enzim lisozim di bagian ekor
Enzim lisozim membantu melubangi dinding sel bakteri sehingga DNA virus dapat disuntikkan ke dalam.
Soal-soal Virus Bakteriofag
Ingin menguji pemahaman terkait virus bakteriofag? Cobalah kerjakan contoh-contoh soal berikut ini.
Soal 1
Sekelompok siswa yang mengikuti ekskul Karya Ilmiah Remaja melakukan penelitian untuk mengamati proses infeksi bakteriofag T4 terhadap Escherichia coli.
Pada tahap awal, dengan menggunakan mikroskop elektron, siswa tersebut melihat virus menempel kuat pada permukaan sel bakteri melalui serabut ekor panjangnya.
Setelah beberapa menit pengamatan, DNA virus terdeteksi sudah berada di dalam sitoplasma bakteri, tetapi kapsid virus tetap berada di luar sel.
Berdasarkan pengamatan siswa tersebut, tahapan infeksi yang sedang diamati adalah…
A. Penempelan dan penetrasi
B. Sintesis komponen virus baru
C. Perakitan (assembly) virion baru
D. Pelepasan (lisis) sel bakteri
E. Penyusunan DNA virus ke kromosom bakteri
Jawaban: A. Penempelan dan penetrasi
Pembahasan:
Siswa mengamati proses saat bakteriofag menempel dengan serabut ekornya, kemudian menyuntikkan DNA ke dalam sel, sedangkan kapsid tetap di luar. Aktivitas ini merupakan ciri khas tahap penempelan (adsorpsi) dan penetrasi dalam siklus infeksi bakteriofag.
Soal 2
Seorang ilmuwan yang meneliti virus membandingkan dua jenis bakteriofag yang masing-masing menjalani siklus litik dan siklus lisogenik.
Ilmuwan tersebut menemukan bahwa salah satu virus dapat “tidur” di dalam sel bakteri tanpa menyebabkan kematian sel secara langsung. Dengan kemampuan tersebut, bakteriofag berpotensi menyebabkan…
A. Perbanyakan virus yang sangat cepat
B. Lisis pada semua sel bakteri secara serempak
C. Integrasi DNA virus ke dalam DNA bakteri
D. Penghancuran dinding sel oleh enzim lisozim
E. Pelepasan virion baru secara terus-menerus
Jawaban: C. Integrasi DNA virus ke dalam DNA bakteri
Pembahasan:
Ilmuwan tersebut sedang mengamati bakteri pada siklus lisogenik. Karakteristiknya, DNA virus akan menyatu dengan DNA bakteri (menjadi profag) dan “tidur” dalam kondisi tidak aktif. Nantinya, virus baru akan aktif kembali saat kondisi bakteri berubah.
Soal 3
Sebuah tim peneliti ingin mengembangkan bakteriofag untuk terapi alternatif pengganti antibiotik. Peneliti tersebut menargetkan infeksi bakteri Pseudomonas aeruginosa penyebab luka kronis.
Namun, hasilnya menunjukkan bahwa bakteriofag hanya efektif pada beberapa strain bakteri saja. Fenomena tersebut dapat terjadi karena…
A. Semua bakteri mempunyai dinding sel yang sama
B. Bakteriofag bersifat spesifik terhadap reseptor tertentu pada bakteri
C. Semua bakteriofag mempunyai genom yang sama
D. Bakteriofag menempel pada jaringan manusia terlebih dahulu
E. Lisozim bakteriofag tidak aktif pada suhu tubuh manusia
Jawaban: B. Bakteriofag bersifat spesifik terhadap reseptor tertentu pada bakteri
Pembahasan:
Bakteriofag hanya dapat menempel pada reseptor tertentu pada dinding sel bakteri, sehingga infeksinya sangat spesifik terhadap jenis atau strain tertentu saja.
Penutup
Demikian informasi terkait struktur virus bakteriofag disertai fungsi dan ciri-cirinya. Kini, kamu sudah tahu bahwa di dunia mikroorganisme ada virus khusus yang menyerang bakteri.
Bakteriofag memang merugikan bagi bakteri. Tapi, bagi manusia, ada potensi terapi yang bisa dimanfaatkan misalnya dengan mengembangkan pengganti antibiotik melalui bakteriofag untuk membunuh jenis bakteri tertentu. Menarik, bukan?
Jika kamu tertarik dengan dunia mikrobiologi, jangan lupa pelajari pula materi lainnya tentang virus, bakteri, dan makhluk hidup di blog Mamikos. Semoga bermanfaat. 🦠 🔬
Referensi:
Stahl, D. A., Clark, D. P., Bender, K., Madigan, M. T., & Martinko, J. M. (2010). Brock Biology of Microorganisms. Benjamin-Cummings Publishing Company.
Bakteriofag – Ciri-Ciri, Bentuk Tubuh, dan Cara Replikasi Bakteriofag – Materi Biologi Kelas 10 [Daring]. Tautan: https://www.zenius.net/blog/bakteriofag/
Struktur Bakteriofage: Bentuk, Fungsi, dan Peran dalam Biologi [Daring]. Tautan: https://www.gramedia.com/literasi/struktur-bakteriofage/
Klik dan dapatkan info kost di dekat kampus idamanmu: