Virus Hepatitis B Jadi

Replikasi Hepadnavirus ( Hepatitis B)

TUGAS MATA KULIAHMIKROBIOLOGI

REPLIKASI VIRUSHEPADNAVIRUS (HEPATITIS B)

Disusun oleh : Latifa Septi N.P (E2A007069)

FAKULTAS KESEHATAN MASYARAKAT

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

- 1 -


BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Virus adalah parasit berukuran mikroskopik yang menginfeksi sel organisme

biologis. Virus hanya dapat bereproduksi di dalam material hidup dengan menginvasi dan

memanfaatkan sel makhluk hidup karena virus tidak memiliki perlengkapan selular untuk

bereproduksi sendiri. Dalam sel inang, virus merupakan parasit obligat dan di luar

inangnya menjadi tak berdaya. Biasanya virus mengandung sejumlah kecil asam nukleat

(DNA atau RNA, tetapi tidak kombinasi keduanya) yang diselubungi semacam bahan

pelindung yang terdiri atas protein, lipid, glikoprotein, atau kombinasi ketiganya. Genom

virus menyandi baik protein yang digunakan untuk memuat bahan genetik maupun

protein yang dibutuhkan dalam daur hidupnya. Berdasarkan tipe genom ini, virus dapat

diklasifikasikan secara sederhana menjadi 2 kelompok yaitu virus DNAdan virus RNA.

Virus DNA atau RNA ini masing-masing dibagi lagi menjadi 2 grup, yaitu rantai tunggal

(single strand) dan rantai ganda (double strand). Rantai tunggal selanjutnya dibagi lagi

menjadi rantai tunggal positif dan rantai tunggal negative. Berdasarkan klasifikasi genom

tersebut maka replikasi dari virus dapat berbeda-beda tergantung jenis genomnya.

Gambar 1: Klasifikasi sederhana virus berdasarkan genomnya

- 2 -

http://id.wikipedia.org/wiki/Genom

http://id.wikipedia.org/wiki/Glikoprotein

http://id.wikipedia.org/wiki/Lipid

http://id.wikipedia.org/wiki/Protein

http://id.wikipedia.org/wiki/RNA

http://id.wikipedia.org/wiki/DNA

http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_nukleat

http://id.wikipedia.org/wiki/Reproduksi

http://id.wikipedia.org/wiki/Sel_(biologi)

http://id.wikipedia.org/wiki/Penyakit_infeksi

http://id.wikipedia.org/wiki/Parasit


1.2 TUJUAN PENULISAN

a. Untuk mengetahui genom dari virus Hepatitis B

b. Untuk mengetahui replikasi dari virus Hepatitis B

c. Untuk melengkapi tugas mikrobiologi

- 3 -


BAB II

PEMBAHASAN

2.1 DEFINISI REPLIKASI

Bahan genetik yang ada pada setiap jasad akan mengalami proses perbanyakan

sebagai salah satu tahapan sangat penting dalam proses pertumbuhan sel atau

perbanyakan partikel virus. Proses perbanyakan bahan genetik dikenal sebagai proses

replikasi. Studi awal mengenai proses perbanyakan bahan genetik dilakukan pada jasad

yang genomnya berupa molekul DNA. Meskipun demikin, perlu diingat bahwa pada

jasad tertentu, khususnya kelompok virus tertentu, genomnya berupa molekul RNA.

Genom yang berupa molekul RNA ini juga akan direplikasi meskipun dengan melalui

tahapan yang sedikit berbeda dibanding dengan replikasi genom yang berupa molekul

DNA.

Replikasi bahan genetik dapat dikatakan sebagai proses yang mengawali

pertumbuhan sel, meskipun sebenarnya pertumbuhan merupakan suatu resultan banyak

proses yang saling berkaitan satu sama lain. Sel mempunyai mekanisme replikasi bahan

genetik yang dilengkapi dengan sistem penyuntingan (editing) yang sangat akurat

sehingga bahan genetik yang diturunkan kepada sel anakan (progeny) mempunyai

komposisi yang sangat identik dengan komposisi bahan genetik sel induk. Replikasi

bahan genetik diikuti oleh pembentukan sel-sel anakan yang membawa duplikat bahan

genetik hasil replikasi. Oleh karena itu, kesalahan dalam proses replikasi bahan genetik

dapat mengakibatkan perubahan pada sifat-sifat sel anakan.

Mekanisme replikasi bahan genetik sangat kompleks dn melibatkan banyak

protein yang masing-masing mempunyai peranan spesifik. Protein-protein yang terlibat di

dalam proses replikasi bahan genetik dikode oleh gen-gen yang terdapat di dalam bahan

genetik itu sendiri. Oleh karena itu, ada kaitan fungsional yang sangat erat dan tidak

terpisahkan antara proses replikasi bahan genetik dengan proses ekspresi genetik dan

metabolisme sel secara keseluruhan. Hambatan yng terjadi pada proses metabolisme,

- 4 -


misalnya penghambatan produksi energi, dapat pula memengaruhi proses replikasi karena

replikasi juga memerlukan pasokan energi.

Secara umum, replikasi bahan genetik merupkan proses pengkopian rangkaian

molekul bahan genetik (DNA atau RNA) sehingga dihasilkan molekul anakan yang

sangat identik. Meskipun konsep dasar replikasi antara struktur bahan genetik yang satu

dengan lainnya adalah serupa, namun diketahui ada banyak perbedaan dalam hal

mekanisme rincinya. Sebagai contoh, bahan genetik yang berupa molekul RNA

mempunyai mekanisme replikasi rinci yang berbeda dengan replikasi molekul DNA.

Pada kelompok virus, misalnya replikasi bahan genetiknya terjadi di dalam sel inang

yang sebenarnya merupakan jasad hidup yang lain dari jasad virus itu sendiri. Hal ini

dapat terjadi karena virus merupakan jasad parasit oblogat. Di lain pihak, replikasi DNA

pada prokaryot dan eukaryot terjadi di dalam sel jasad hidup yang bersangkutan. Selain

itu perbedaan struktural molekul bahan genetik, misalnya antara DNA lingkar (circular

DNA) dengan DNA linear, juga berimplikasi pada perbedaan mekanisme replikasi.

2.2 FASE INISIASI REPLIKASI

a. Perlekatan / penempelan (Attachment)

Untuk menginfeksi sel, virus harus melekat pada permukaan sel,

menembus pemukaan sel, dan menjadi takterbungkus untuk mengirim genom

virus ke mesin transkripsi dan translasi inang. Perlekatan melibatkan pengikatan

khusus protein virion (antireseptor) ke permukaan sel (reseptor). Contoh klasik

antireseptor adalah hemaglutinin virus influenza (Orthomyxovirus). Antireseptor

terdistribusi merata di permukaan virus. Virus komplkes seperti virus herpes

simpleks memiliki molekul antireseptor untuk lebih dari satu species. Mutasi pada

gen antireseptor mungkin dapat menghasilkan kehilangan kapasitas berinteraksi

dengan reseptor. Reseptor seluler teridentifikasi sebagai glikoprotein, tetapi

terkadang mengandung asam sialat dan heparan sulfat.

Perlekatan memerlukan ion dalam jumlah pas untuk mereduksi penolakan

elektrostatik, tetapi tidak tergantung pada suhu dan energi. Kerentanan sel dibatasi

oleh ketersediaan reseptor dan tidak semua sel pada organisme rentan

- 5 -


mengekspresikan reseptor. Sel ginjal manusia tidak memngekspresikan reseptor

untuk poliovirus, tetapi kultur ginjal (in vitro) mengekspresikan reseptor untuk

poliovirus. Kerentanan berbeda dengan permisif. Sel rentan adalah sel yang

menghasilkan reseptor. Sel permisif adalah sel yang menghasilkan virus infektif

ketika terinfeksi. Perlekatan virus ke sel dapat menghasilkan perubahan

ireversibel pada struktur virion. Pada kasus lain, jika tidak terjadi penetrasi, virus

dapat lepas dan terserap ulang ke sel lainnya.

b. Penetrasi (Penetration)

Penetrasi adalah tahapan yang memerlukan energi. Terdapat 3 mekanisme

penetrasi, yaitu translokasi virion menyeberang membran sel, endositosis partikel

virus, sehingga menghasilkan vakuola berisi virion, dan fusi membran sel dan

amplop virus. Mekanisme penetrasi virus tanpa amplop melalui 2 metode

pertama. Jika penetrasi melalui fusi membran sel dan amplop virus, maka amplop

virus tetap berada di membran sel, tetapi konstituen internal masuk ke sitoplasma.

Fusi membran sel dan amplop virus melibatkan interaksi protein virus khusus

yang berada dalam amplop protein, dengan protein membran sel.

c. Pelepasan Mantel (Uncoating)

Pelepasan mantel merupakan terminologi umum untuk kejadian setelah

penetrasi di mana genom virus terekspresikan dan terfungsikan. Pada kebanyakan

kasus, virion disagregasi (rusak/pecah), baik secara mandiri maupun dibantu oleh

komponen sel. Hanya asam nukleat dan kompleks protein-asam nukleat yang

tersisa sebelum terekspresikan. Nukleokapsid adenovirus, herpesvirus, dan

papillomavirus ditransportasi ke selaput inti. DNA virus kemudian dilepaskan dan

masuk ke dalam nukleus sel melalui pori selaput inti. Pada sel terinfeksi

orthomyxovirus, partikel virus terambil melalui endositosis. Amplop virus berfusi

dengan membran vesikel dan virus melepaskan ribonukleoprotein (RNP) virus ke

sitoplasma. Pada reovirus, hanya sebagian kapsid dibuang dan genom virus

terekspresi meskipun tidak terlepas total dari kapsid.

2.3 MODEL REPLIKASI DNA

- 6 -


Replikasi adalah peristiwa sintesis DNA. Saat suatu sel membelah secara mitosis,

tiap-tiap sel hasil pembelahan mengandung DNA penuh dan identik seperti induknya.

Dengan demikian, DNA harus secara tepat direplikasi sebelum pembelahan

dimulai.Replikasi DNA dapat terjadi dengan adanya sintesis rantai nukleotida baru dari

rantai nukleotida lama. Proses komplementasi pasangan basa menghasilkan suatu

molekul DNA baru yang sama dengan molekul DNA lama sebagai cetakan.

Kemungkinan terjadinya replikasi dapat melalui tiga model:

a. Model konservatif yaitu molekul DNA untai ganda induk tetap bergabung

sedangkan kedua untaian DNA anakan terdiri dari molekul hasil sintesis baru

b. Model semikonservatif yaitu dua rantai DNA lama terpisah dan rantai baru

disintesis dengan prinsip komplementasi pada masing – masing rantai DNA lama

tersebut. Sehingga setiap molekul untai ganda DNA anakan terdiri dari satu untai

tunggal DNA induk dan satu untai tunggl DNA hasil sintesis baru.

c. Model dispersif yaitu beberapa bagian dari kedua rantai DNA lama digunakan

sebagai cetakan untuk sintesis rantai DNA baru. Molekul DNA induk mengalami

fragmentasi sehingga DNA anakan terdiri daricampuran molekul lama (berasal

dari DNA induk) dan molekul hasil sintesis baru

Gambar 2: model replikasi DNA

Dari ketiga model replikasi tersebut, model semikonservatif merupakan model

yang tepat untuk proses replikasi DNA. Replikasi DNA semikonservatif ini berlaku bagi

- 7 -


organisme prokariot maupun eukariot. Perbedaan replikasi antara organisme prokariot

dengan eukariot adalah dalam hal jenis dan jumlah enzim yang terlibat, serta kecepatan

dan kompleksitas replikasi DNA.Pada organisme eukariot, peristiwa replikasi terjadi

sebelum pembelahan mitosis, tepatnya pada fase sintsis dalam siklus pembelahan sel.

2.4 KLASIFIKASI VIRUS DNA

Tabel 1: Klasifikasi Virus DNA

- 8 -


2.5 HEPADNAVIRUS

Hepadna virus merupakan salah satu jenis virus DNA. Virus ini memiliki ciri-ciri

sebagai berikut:

a. Genom: satu molekul DNA rantai ganda (bagian terbesar) dan rantai tunggal

(bagian kecil, di ujung molekul DNA), segmen tunggal, bentuk lingkar. BM 2,3 x

- 9 -


106. mengandung 3200 nukleotida. Satu rantai mungkin mempunyai suatu celah

sekitar 600-1200 nukleotida, yang dapat diperbaiki oleh suatu polimerase DNA

endogen.Pada replikasi genom, bagian rantai tunggalnya harus dibuat rantai

ganda. Transkripsi DNA menghasilkan mRNA untuk sintesis protein dan RNA

lain sebagai cetakan bagi pembuatan DNA oleh reverse transcriptase.

b. Virion : berselubung (HBsAg), diameter 42 nm. Tersusun atas selubung (HBsAg)

dan nukleokapsid. Dalam nukleokapsid terdapat core (HBcAg) dan protein

penting lain (HBeAg).

c. Protein: dua polipeptida utama (satu terglikosilasi) terdapat pada HBsAg.

d. Selubung: mengandung HBsAg dan lemak

e. Replikasi:dengan memakai salinan RNA antara dari genom DNA (HBcAg di

dalam nukleus, HBsAg di dalam sitoplasma). Virus matang dan partikel bulat

berukuran 22nm terdiri dari HBsAg yang disekresi dari permukaan sel.

f. Karakteristik yang menonjol : famili terdiri dari banyak tipe yang dapat

menginfeksi manusia dan hewan tingkat rendah (seperti woodchuck, tupai dan

itik), menyebabkanhepatitis akut dan kronik, sering berlanjut menjadi pembawa

permanen dan karsinoma sel hati.

g. Contoh : virus hepatitis B

2.6 VIRUS HEPATITIS B

2.6.1 Sejarah Penemuan

Proses penemuan virus Hepatitis B diawali oleh Blumberg dkk. Pada

tahun 1965 yang melakukan penelitian untuk mencari antibodi yang timbul

terhadap suatu lipoprotein. Mereka mendapatkan suatu antibodi pada 2 orang

penderita hemofilia yang sering mendapatkan transfusi darah bereaksi dengan

suatu antigen yang didapatkan dari seorang aborigin Australia. Pada waktu itu,

ditemukan bahwa antigen tersebut didapati pada 20% penderita Hepatitis virus.

Antigen ini dulu dinamakan antigen Australia dan sekarang menjadi HBsAg. Pada

tahun 1970, Dane dkk. melihat untuk pertama kalinya di bawah mikroskop

- 10 -


elektron partikel HBsAg dan partikel Virus Hepatitis B (VHB) utuh yang kini

dinamakan partikel Dane.

2.6.2 Virologi

a. Ciri-ciri VHB

Virus Hepatitis B (VHB) utuh adalah suatu virus DNA yang berlapis

ganda (double shelled) dengan diameter 42 nm. Bagian luar virus ini terdiri dari

HBsAg sedang bagian dalam adalah nukleokapsid yang terdiri dari HBcAg.

Dalam nukleokapsid didapatkan kode genetik VHB yang terdiri dari DNA untai

ganda (double stranded) dengan panjang 3200 nukleotida.

Gambar 3 : Virus Hepatitis B

b. Organisasi Genetik VHB

Struktur dan organisasi genetik VHB tersusun dengan kompak. Genom

VHB merupakan genom kecil yang berupa sepasang rantai DNA yang berbentuk

lingkaran dengan panjang rantai yang tidak sama (partially double strand).

Genom tersebut mempunyai 4 Open Reading Frame (ORF), yaitu gen S dan pre-S

yang mengkode HBsAg (LHBs, MHBs, dan SHBs), gen pre –C dan gen C yang

- 11 -


mengkode HBeAg dan HBcAg dan gen P yang mengkode DNA polimerase serta

gen X yang mengkode HBxAg.

Gambar 4: Genom Vrus Hepatitis B dengan 4 “open reading frame”

Gen X tersebut berfungsi memacu ekspresi seluruh genom virus dengan

cara berinteraksi pada daerah gen tertentu pada genom inang. Dengan demikian,

HBxAg mempunyai sifat transaktifator dan mungkin penting untuk efisiensi

replikasi VHB

c. Proses Terjadinya Infeksi VHB

Infeksi VHB terjadi bila partikel utuh VHB berhasil masuk ke dalam

hepatosit, kemudian kode genetik VHB akan masuk ke dalam inti sel hati dan

kode genetik itu akan “memerintahkan” sel hati untuk membuat protein-protein

yang merupakan komponen VHB. Jadi, sebenarnya virus yang ada di dalam tubuh

penderita itu dibuat sendiri oleh hepatosit penderita yang bersangkutan dengan

genom VHB yang pertama masuk sebagai cetak biru

d. Siklus Replikasi VHB

Untuk mudahnya siklus replikasi VHB dibagi menjadi beberapa tahap

sebagai berikut :

1) penempelan (attachment) VHB pada sel hepatosit. Penempelan tersebut

dapat terjadi dengan perantara protein pre-S1, protein pre-S2, dan poly

HAS (Polymerized Human Serum Albumin) serta dengan perantaraan

SHBs.

- 12 -


Gambar 5: Virus Hepatitis B menempel pada sel hati dengan perantara poly HAS

2) VHB masuk (penetrasi) ke dalam hepatosit dengan mekanisme

endositosis.

3) Pelepasan partikel core yang terdiri dari HBcAg, enzim polimerase dan

DNA VHB ke dalam sitoplasma. Partikel core tersebut selanjutnya

ditransportasikan menuju nukleus hepatosit.

4) Karena ukuran lubang pada dinding nukleus lebih kecil dari partikel core,

sebelum masuk nukleus akan terjadi genome uncoating ( lepasnya

HBcAg), dan selanjutnya genom VHB yang masih berbentuk partially

double stranded masuk ke dalam nukleus (penetrasi genom ke dalam

nukleus)

5) Selanjutnya partially double stranded DNA tersebut akan mengalami

proses DNA repair menjadi double stranded covalently close circle DNA

(ccc DNA)

6) Transkripsi cccDNA menjadi pregenom RNA dan beberapa messenger

RNA (mRNA LHBs, mRNA MHBs dan mRNA SHBs )

7) Pregenom RNA dan messenger RNA akan keluar dari nukleus melalui

nukleus pore. Translasi pregenom RNA dan messenger RNA akan

menghasilkan protein core (HBcAg), HBeAg dan enzim polimerase,

- 13 -


sedangkan translasi mRNA LHBs, mRNA MHBs dan mRNA SHBs akan

menghasilkan komponen protein HBsAg, yaitu large protein (LHBs),

middle protein (MHBs) dan small protein (SHBs).

8) Enkapsidasi pregenom RNA, HBcAg dan enzim polimerase menjadi

partikel core. Proses ini disebut juga proses assembly dan terjadi di dalam

sitoplasma.

9) Proses maturasi genom di dalam partikel core dengan bantuan enzim

polymerase berupa proses transkripsi balik pregenom RNA. Proses ini

dimulai dengan proses priming sintesis untai DNA (-) yang terjadi

bersamaan dengan degradasi pregenom RNA, dan akhirnya sintesa untai

DNA (+)

10) Karena masa paruh hidup cccDNA di dalam nukleus hanya 2-3 hari, untuk

mempertahankan persistensi perlu suplai genom terus menerus. Suplai

DNA tersebut bisa berasal dari infeksi baru hepatosit oleh VHB atau

proses re-entry partikel core yang dihasilkan di dalam sitoplasma

11) Selanjutnya terjadi proses coating partikel core yang telah mengalami

proses maturasi genom oleh protein HBsAg. Proses coating tersebut

terjadi di dalam retikulum endoplasmik. Di samping itu di dalam

retikulum endoplasmik juga terjadi sintesa partikel VHB lainny partikel

tubuler dan partikel sferik yang hanya mengandung LHBs, MHBs, SHBs

(tidak mengandung partikel core)

12) Selanjutnya melalui apparatus Golgi disekresi partikel-partikel VHB yaitu

partikel Dane, partikel tubuler, dan partikel sferik. Hepatosit juga akan

mensekresikan HBeAg langsung ke dalam sirkulasi darah karena HBeAg

bukan merupakan bagian struktural partikel VHB

- 14 -


Gambar 6: Siklus Replikasi Virus Hepatitis B

2.6.3 Petanda Serologik Infeksi VHB

Berikut ini adalah berbagai macam petanda serologik serta maknanya

a. HBsAg ( Hepatitis B Surface Antigen)

Suatu protein yang merupakan selubung luar partikel VHB. HBsAg yang positif

menunjukkan bahwa pada saat itu yang bersangkutan mengidap infeksi VHB

b. Anti- HBs

Antibodi terhadap HBsAg. Antibodi ini baru muncul setelah HbsAg hilang. Anti-

HBs yang positif menunjukkan bahwa individu yang bersangkutan telah kebal

terhadap infeksi VHB baik yang terjadi setelah suatu infeksi VHB alami atau

setelah dilakukan imunisasi Hepatitis B

c. HBcAg

Antigen inti Hepatitis B. Tidak ada tes yang dapat dipakai secara rutin.

d. Anti-HBc

Antibodi terhadap protein core. Antibodi ini muncul pada semua kasus dengan

infeksi VHB pada saat ini(current infection) atau infeksi pada masa yang lalu

- 15 -


(past infection). Anti-HBc dapat muncul dalam bentuk IgM anti-HBc yang sering

muncul pada Hepatitis B akut.

e. HBeAg

Suatu protein nonstruktural dari VHB (bukan merupakan bagian dari VHB) yang

disekresikan ke dalam darah dan merupakan produk gen precore dan gen core.

Didapatkan pada fase awal Hepatitis Akut dan Kronik. Positifnya HBeAg

merupakan petunjuk adanya aktivitas replikasi VHB yang tinggi dari seorang

individu HBsAg positif.

f. Anti-Hbe

Antibodi yang timbul terhadap HBeAg pada infeksi VHB tipe liar. Positifnya

anti-HBe menunjukkan bahwa VHB ada dalam fase nonreplikasi. Berbeda dengan

anti-HBc atau anti-HBs yang bertahan lama, anti-HBe biasanya hilang setelah

beberapa bulan atau tahun.

g. DNA VHB

Positifnya DNA VHB dalam serum menunjukkan adanya partikel VHB yang utuh

(partikel Dane) dalam tubuh penderita. DNA VHB adalah petanda jumlah virus

(viral load) yang paling peka. Belakangan ini pengukuran DNA VHB secara

kuantitatif memegang peran yang sangat penting untuk menentukan tingkat

replikasi VHB, menentukan indikasi terapi antiviral dan menilai hasil terapi.

- 16 -


BAB III

PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

a. Replikasi dapat dikatakan sebagai proses perbanyakan bahan genetik

b. Sebelum proses replikasi berlangsung terlebih dahulu terjadi penempelan

(Attachment),penetrasi (Penetration), pelepasan mantel (Uncoating)

c. Pada proses replikasi DNA, model semikonservatif merupakan model yang tepat

d. Hepadnavirus atau lebih dikenal sebagai hepatitis B merupakan virus DNA

berantai ganda

e. Replikasi Hepatitis B di hepatosit terjadi di inti sel sedangkan HBsAg dibuat di

sitoplasma.

- 17 -

Documents

Virus Hepatitis B Jadi