STRUKTUR VIROLOGI TUMBUHAN By Irda Safni Struktur Virus

STRUKTUR VIROLOGI TUMBUHAN By Irda Safni

Struktur. Virus • Size range – – most <0. 2 μm; requires electron microscope

Struktur. Virus Karakteristik skala ukuran adalah 30100 nm. Susunannya sangat simetris (Baker et al. )

Viruses

Susunan Partikel Virus • mengandung DNA atau RNA Streptococcus • membentuk paket pelindung E. coli • mengirmkan bahan genetika • Masuk, bereplikasi, keluar dari inangnya • Langsung menjadi mesin sel inangnya Yeast Cell

Istilah Komponen Virus Kapsid: kulit luar protein yang melingkupi asam nukleat Kapsomer: unit morfologi yang dilihat dari permukaan partikel dan mewakili klaster unit struktur Nukleokapsid (core): asam nukleat virus yang dibungkus oleh pelindung kapsid protein Amplop (envelope/viral membrane): zat lemak berlapis yang mengandung glikoprotein virus. Tidak semua virus memiliki amplop, beberapa virus hanya terdiri dari nuklekapsid. Virion : partikel lengkap partikel virus

Struktur Virus 1. Mengandung DNA atau RNA 2. Mengandung pelindung protein (kapsid) 3. Reseptor – pada kapsid yang menentukan sel apa yang dapat diinfeksi dan bagaimana virus menginfeksi sel

Struktur Virus ØInner core nucleic acid Mengandung bahan genetika (DNA atau RNA) ØOuter core nucleic acid mengelilingi virus (Kapsid) mengadung reseptor

Struktur virus yang tidak dijumpai pada setiap Envelope Tail, end plate, tail fibres • Mengelilingi beberapa virus hewan • Terbuat dari membran inang • Hanya pada Bacteriophage

Capsid & Envelope Non-enveloped Helical Icosahedral Capsid: • Protect viral nucleic acid • Interact with the nucleic acid for packaging • Interact with vector for specific transmission • Interact with host receptors for entry to cell and to release of nucleic acid Envelope: • Made from host cell membrane (plasma, ER or Golgi) • Fuse for Entry

Struktur Umum Virus • Capsid – Semua virus mempunyai kapsid - protein yang melindungi asam nukleatnya. – Setiap kapsid disusun dari subunit yang identik, disebut Capsomer, yang tersusun dari protein. – Kapsid bersama dengan asam nukleat disebut nucleoscapsid.

Capsid Virus Fungsi Capsid: 1. Melindungi genom dari atmosfer (termasuk sinar UV yang merusak, nucleases yang bocor atau disekresikan oleh sel). 2. Protein yang menempel pada virus dan berinteraksi dengan reseptor untuk memulai infeksi. 3. Mengantar genom dalam bentuk infeksi. Secara sederhana “membuang” genom ke sitoplasma (kebanyakan virus +ss. RNA) atau berfungsi sebagai inti untuk replikasi (retrovirus dan rotavirus).

Capsid Virus • Jika 1 protein untuk 1 capsid: – Dibutuhkan > 18. 000 asam amino. – Dibutuhkan > 54. 000 nukleotida. – Virus kecil memiliki maksimum 5. 000 nukleotida. • Harus menggunakan banyak kopi dari 1 atau beberapa protein. • Sangat simetri – Minimalisasi # interaksi subunit yang berbeda menyangkut penggabungan. – Protein lebih sederhana. – Penggabungan sendiri.

Bentuk Virus Kira-kira ½ dari semua virus tumbuhan yang telah diketahui berbentuk memanjang (benang berputar atau batang keras). Kira-kira ½ dari semua virus tumbuhan berbentuk bola (isometris atau polyhedral). Beberapa virus berbentuk basilus silindris-menyerupai batang.

Bentuk Virus • CUBIC (Icosahedral/polyhedral): Spherical, amount of nucleic acid that can be packaged is limited by the number of capsomers and the size of the viral particle E. g. Papilloma virus

Bentuk Virus • HELICAL: Rod shaped, varying widths and specific architectures; no theoretical limit to the amount of nucleic acid that can be packaged

Bentuk Virus • BACTERIOPHAGE Polyhedral-shape head cylindrical tail leglike fibres

Cubic (Icosahedral) • Susunan Icosahedral adalah struktur virus yang khas • Suatu cosahedron memiliki 20 sisi segitiga, 12 sudut, dan 5: 3: 2 axis simetri rotasi

Helical • Organized around a single axis (the “helix axis”) • Probably evolved along with other helical structures like DNA, -helix, etc. • Allow flexibility (bending) • Helical viruses form a closely related spring like helix instead. The best studied: TMV but many animal viruses and phage use this general arrangement. – Note-all animal viruses that are helical are enveloped, unlike many of the phage and plant viruses. • Most helixes are formed by a single major protein arranged with a constant relationship to each other (amplitude and pitch).

Helical symmetry • Tobacco mosaic virus is typical, well-studied example • Each particle contains only a single molecule of RNA (6395 nucleotide residues) and 2130 copies of the coat protein subunit (158 amino acid residues; 17. 3 kilodaltons) – TMV protein subunits + nucleic acid will self-assemble in vitro in a energy-independent fashion • Self-assembly also occurs in the absence of RNA TMV rod is 18 nm x 300 nm

Komposisi Utama Virus 1. Protein adalah 60 -95% terdiri dari virion Sama untuk setiap jenis virus tetapi bervariasi dari satu virus dgn virus lain Subunit TMV - 158 asam amino dgn massa 17, 600 Dalton (17. 6 k. Da, kd atau K) TYMV – 20, 600 Dalton protein 2. Asam nukleat adalah 5 -40% virion Sphererical viruses: 20 -40% • Helical viruses : 5 -6% •

Komposisi Utama Virus Asam Nukleat (5 -40%) mewakili bahan genetika, sangat diperlukan untuk replikasi Asam Nukleat sendiri cukup untuk replikasi virus Protein (60 -95%) melindungi genom virus dari: degradasi Fasilitasi pergerakan melalui inang dan transmisi dari satu inang ke inang lainnya.

Small ribosomal subunit Large ribosomal subunit

Persentase protein pada beberapa virus Virus n/a (%) Protein (%) TMV 5 95 PVX 6 94 PVY 5 95 Cp. MV 31 -33 67 -69 CMV 18 82 TRSV 40 60

Komposisi Tambahan Virus Lemak - Lemak virus berasal dari membran sel inang. - Tersusun dari phospholipids (50 - 60%) dan sisanya lemak kolesterol. - Lapisan ganda lemak dai membran sel inang mengelilingi virion dari virus yang memiliki amplop juga memiliki protein virus dan glikoprotein, seperti karakteristik duri dari beebrapa virus yang memiliki amplop. - Komposisi virus secara keseluruhan dari virus yang memiliki amplop: kira-kira 20 - 35% dari berat kering. Sisanya terbagi antara asam nukleat dan protein.

Komposisi Tambahan Virus Karbohidrat - Karbohidrat virus hadir sebagai oligosakarida, rantai sisi dari glycoproteins, glycolipids, dan mucopolysaccharide. - Komposisi karbohidrat sesuai dengan komposisi karbohidrat sel inang. Tetapi biasanya glycoproteins Mempunyai sebuah untaian N– atau O- glycosidic. - Karbohidrat virus biasanya dijumpai di amplop. - Beberapa virus kompleks mengandung internal glycoproteins atau glycosylated capsid proteins.

BROME MOSAIC VIRUS • Type member of the Bromovirus genus, family Bromoviridae • Virions are nonenveloped icosohedrals (T=3), 26 nm in diameter, contain 22% nucleic acid and 78% protein • BMV genome is composed of three positive sense RNAs separately encapsidated RNA 1 RNA 2 RNA 3 RNA 4

Francki, Milne & Hatta. 1985 Atlas of Plant Viruses, vol. I. Three-dimensional image of Turnip yellow mosaic virus (TYMV) reconstructed from EM

Tobacco mosaic virus First virus crystallized (1946 Stanley was awarded the Nobel prize). First demonstration of infectious RNA (1950 s). First virus to be shown to consist of RNA and protein. First virus characterizedby X-ray crystallography to show a helical structure. First virus genome to be completely sequenced.

Tobacco mosaic virus (TMV), 300 nm Potato virus Y (PVY), 740 nm

Maize streak virus, Geminiviridae Cocoa swollen shoot virus, Badnavirus