Minggu, 25 Juli 2010

TOBACCO MOSAIC VIRUS

Group:

Kelompok IV ( (+) ssRNA )

Genus:

Tobamovirus

Spesies:

Tobacco mosaic virus

SIFAT

Virus mosaik tembakau (Tobacco mosaic virus, TMV) adalah virus yang menyebabkan penyakit pada tembakau dan tumbuhan anggota suku terung-terungan (Solanaceae) lain. Gejala yang ditimbulkan adalah bercak-bercak kuning pada daun yang menyebar, seperti mosaik. TMV adalah virus pertama yang ditemukan orang.

Adolf Meyer (1883) menunjukkan pertama kali bahwa gejala mosaik ini dapat menular, seperti penyakit bakteri. Keberadaan adanya substansi non-bakteri pertama kali ditunjukkan oleh Dmitri Ivanovski, biologiwan Rusia, pada tahun 1892. Daun sehat yang diolesi ekstrak daun tembakau yang menunjukkan gejala mosaik dapat tertular. Ketika ekstrak itu disaring dengan saringan keramik -- yang sangat halus sehingga bakteri pun tidak dapat menembus -- dan dioleskan pada daun sehat, daun itu pun tetap tertular. Ivanovski berpendapat ada substansi super kecil yang bertanggung jawab atas gejala tersebut. Martinus Beijerinck mengonfirmasi hal ini. Isolasi pertama kali dilakukan oleh Wendell M. Stanley (1935) dari Institut Rockefeller AS.

Virus mosaik tembakau (TMV) dan virus mosaik tomat (ToMV) sangat erat terkait TMV memiliki host yang lebih luas jangkauan, tapi sering terjadi apalagi dalam tomat dari dalam tembakau. Kedua virus menginfeksi lada, tomat, kentang, dan beberapa host lain termasuk rumput liar. Semua tahap pertumbuhan dapat terpengaruh.

Gejala

Gejala yang disebabkan oleh virus mosaik tembakau (TMV) adalah agak tergantung pada tanaman inang dan dapat termasuk mosaik, bintik-bintik (gambar 1 dan 2), nekrosis (gambar 3 dan 4), pengerdilan, daun keriting, dan menguning dari jaringan tanaman. Gejala tersebut sangat tergantung pada umur tanaman terinfeksi, kondisi lingkungan, strain virus, dan latar belakang genetik dari tanaman inang, temperatur, kondisi cahaya, faktor gizi, dan stres air. Strain dari TMV juga menginfeksi tomat, kadang-kadang menyebabkan hasil yang buruk atau terganggu buah, tertunda pematangan buah, dan warna buah seragam (Gambar 5).

http://www.apsnet.org/education/lessonsPlantPath/TMV/images/fig01sm.jpg
Gambar 1

http://www.apsnet.org/education/lessonsPlantPath/TMV/images/fig02sm.jpg
Gambar 2

http://www.apsnet.org/education/lessonsPlantPath/TMV/images/fig03sm.jpg
Gambar 3

http://www.apsnet.org/education/lessonsPlantPath/TMV/images/fig04sm.jpg
Gambar 4

http://www.apsnet.org/education/lessonsPlantPath/TMV/images/fig05sm.jpg
Gambar 5

Penyakit Siklus

Foto yang diambil dengan mikroskop elektron dari agak kaku, partikel virus berbentuk batang-virus mosaik tembakau dari tomat terinfeksi. Bar merupakan 200 nanometer atau 0,000008 inci.

Virus berbeda dari jamur dan bakteri dalam bahwa mereka tidak menghasilkan spora atau struktur lain yang mampu menembus bagian-bagian tanaman. Karena virus tidak memiliki metode aktif untuk masuk ke sel tanaman, mereka harus mengandalkan menyebabkan luka mekanis, perbanyakan vegetatif tanaman, mencangkok, biji, serbuk sari, dan sedang dilakukan pada bagian mulut serangga mengunyah. virus mosaik tembakau ini paling sering dimasukkan ke dalam tanaman melalui luka kecil yang disebabkan penanganan dan oleh serangga menggigiti bagian-bagian tanaman.

Yang paling umum sumber inokulum virus untuk virus mosaik tembakau adalah tanaman yang terinfeksi puing-puing yang tersisa di dalam tanah dan produk tembakau terinfeksi tertentu yang mencemari tangan pekerja. Cerutu, rokok, dan tembakau pipa bisa terinfeksi virus mosaik tembakau. Penanganan bahan-bahan merokok mengotori tangan, dan penanganan selanjutnya tanaman hasil dalam penularan virus. Oleh karena itu, jangan merokok sambil menangani atau tanam tanaman.

Setelah virus memasuki tuan rumah, itu mulai berkembang biak dengan menginduksi sel inang untuk membentuk virus lebih. Virus tidak menyebabkan penyakit dengan mengkonsumsi atau membunuh sel-sel melainkan dengan mengambil alih proses metabolisme sel, mengakibatkan fungsi sel abnormal. fungsi metabolik abnormal dari sel yang terinfeksi disajikan sebagai gejala mosaik dan lainnya sebagaimana telah dijelaskan sebelumnya. tanaman yang terinfeksi menjadi penampungan untuk virus dan virus dapat ditransmisikan dengan mudah (baik secara mekanis atau oleh serangga) pada tanaman sehat.

Kontrol

Tidak seperti bahan kimia yang digunakan fungisida untuk mengendalikan penyakit jamur, sampai saat ini tidak ada perawatan kimia efisien yang melindungi bagian-bagian tanaman dari infeksi virus. Selain itu, ada perawatan kimia tidak dikenal digunakan isian di bawah kondisi yang menghilangkan infeksi virus tanaman dari jaringan setelah mereka lakukan terjadi Praktis berbicara, tanaman yang terinfeksi oleh virus tetap begitu. Dengan demikian, pengendalian virus mosaik tembakau terutama difokuskan pada mengurangi dan menghilangkan sumber virus dan membatasi penyebaran oleh serangga. Telah diketahui untuk bertahan hingga 50 tahun di bagian-bagian tanaman kering. Oleh karena itu, sanitasi adalah praktek yang paling penting dalam mengendalikan virus mosaik tembakau.

Karakteristik

Virus memiliki titik inaktivasi pemanasan 94ºC, titik pengenceran terahir 1 : 1.000.000. dalam daun tembakau virus sanggup bertahan sampai puluhan tahun. Zarahzarah (virion) virus mosaic tembakau berbentuk batang-batang yang panjangnya 280 nmdan tebalnya 15nm.

Tembakau virus mosaik memiliki tampilan seperti batang. kapsid adalah terbuat dari 2130 molekul protein mantel (lihat gambar ke kiri) dan satu molekul basa RNA genom 6.400 panjang. Protein mantel merakit diri ke dalam batang seperti struktur heliks (16,3 protein per helix putar) di sekitar RNA yang membentuk struktur loop jepit rambut (lihat mikrograf elektron di atas). Monomer protein terdiri dari 158 asam amino yang dirakit menjadi empat-alfa heliks utama, yang bergabung dengan loop terkemuka proksimal dengan sumbu virion tersebut. Virion ~ 300 nm panjang dan ~ 18 nm dalam diameter. microphotographs elektron negatif bernoda menunjukkan saluran batin yang berbeda ~ 4 nm. RNA terletak di radius ~ 6 nm dan dilindungi dari tindakan enzim seluler oleh mantel protein Ada tiga RNA nukleotida per monomer protein. X-ray difraksi serat struktur virus utuh berdasarkan kerapatan elektron 3,6 Å peta pada resolusi.

Habitat

Penyakit tanaman yang disebabkan oleh virus mosaik tembakau ditemukan di seluruh dunia. Virus ini diketahui menginfeksi lebih dari 150 jenis herba, tanaman dikotil termasuk banyak sayuran, bunga, dan gulma. Infeksi oleh virus mosaik tembakau menyebabkan kerugian yang serius pada beberapa tanaman seperti tomat, cabai, dan tanaman hias banyak. virus mosaik tembakau merupakan salah satu penyebab paling umum penyakit virus tanaman di Minnesota.

Di Minnesota, tuan rumah tanaman yang umum untuk virus mosaik adalah tomat, lada, warna ungu tua, Snapdragon, delphinium, dan marigold. virus mosaik tembakau juga telah dilaporkan pada tingkat lebih rendah di muskmelon, mentimun, labu, bayam, celosia, impatiens, ceri tanah, phlox, zinnia, beberapa jenis tanaman merambat, pisang raja, naungan malam, dan gulma jimson. Meskipun virus mosaik tembakau dapat menginfeksi berbagai jenis tanaman, umumnya dibatasi untuk tanaman yang tumbuh di seedbeds dan dipindahkan atau tanaman yang sering ditangani.

Kerugian/keuntungan

Kerugian

Banyak virus mosaik menghasilkan gejala seperti pada tanaman. Seperti gejala Mosaic dicirikan oleh patch tercampur normal dan lampu hijau atau warna kekuningan pada daun tanaman yang terinfeksi. Mosaik tembakau merusak daun, bunga, dan buah-buahan dan penyebab pengerdilan tanaman. Virus ini hampir tidak pernah membunuh tumbuhan, tapi menurunkan kualitas dan kuantitas dari tanaman, khususnya saat tanaman terinfeksi ketika muda.

Tanaman yang terinfeksi Virus sering bingung dengan tanaman yang terkena polusi herbisida atau kerusakan udara, defisiensi mineral, dan penyakit tanaman lainnya. Identifikasi positif virus mosaik pada tanaman tembakau terinfeksi sering membutuhkan jasa seorang ahli patologi tanaman dan penggunaan mikroskop elektron. Walaupun mungkin diperlukan ahli patologi tanaman untuk mendiagnosa virus mosaik tembakau pada tanaman hias banyak, sebagian tanaman tomat menunjukkan gejala mosaik biasanya terinfeksi oleh virus mosaik tembakau.

Gejala dapat termasuk nekrosis pada setiap bagian tanaman, penggundulan dan gejala mosaik pada daun, batang, dan buah. Umumnya, tanaman yang terinfeksi memiliki mosaik khlorosis dengan distorsi pada daun muda, dan pendek. Buah dapat mengatur berat berkurang pada tanaman yang terkena dampak. Pada cabai, gejala umum dibangkitkan gundukan dan daerah lekir dari dan gelap hijau terang pada dedaunan, dengan buah yang matang tidak merata dan berkurang ukurannya. Parah daun yang terkena terdistorsi atau mereka mungkin memiliki suatu nekrosis sepanjang pembuluh darah utama dan disertai dengan layu daun akan mengenai buah kecil dan dapat rusak dengan khlorosis atau nekrotik daerah.

Keuntungan

Selama ini, tembakau dianggap tidak bermanfaat bagi kesehatan. Tetapi kini para ilmuwan berhasil menggunakan tembakau yang dimodifikasi secara genetik untuk memproduksi obat diabetes dan kekebalan tubuh. Hasil penelitian itu dipublikasikan dalam jurnal BMC Biotechnology, awal Maret lalu.

Ilmuwan dari beberapa lembaga penelitian Eropa berpartisipasi dalam proyek bertajuk “Pharma-Planta” yang dipimpin Profesor Mario Pezzotti dari Universitas Verona itu. Mereka membuat tembakau transgenik yang memproduksi interleukin-10 (IL-10), yang merupakan cytokine anti-radang yang ampuh. Cytokine adalah protein yang merangsang sel-sel kekebalan tubuh agar aktif.

Kode genetik (DNA) yang mengode IL-10 ditanam dalam tembakau, lalu tembakau akan memproduksi protein tersebut. Mereka mencoba dua versi IL-10 yang berbeda. Satu dari virus, yang lainnya dari tikus. Para peneliti menemukan, tembakau dapat memproduksi dua bentuk IL-10 itu dengan tepat. Produksi cytokine yang aktif cukup tinggi, yang mungkin dapat digunakan lewat proses ekstraksi dan pemurnian.

Langkah selanjutnya, IL-10 hasil tembakau itu diberikan kepada tikus untuk meneliti seberapa efektif ia membangkitkan kekebalan tubuh. Penelitian menggunakan IL-10 hasil tembakau dalam dosis kecil dapat membantu mencegah kencing manis atau diabetes melitus tipe 1. Diabetes melitus tipe 1 atau diabetes anak-anak dicirikan dengan hilangnya sel beta penghasil insulin pada pankreas. Sehingga terjadi kekurangan insulin pada tubuh. Diabetes tipe ini dapat diderita anak-anak maupun orang dewasa.

Menurut Prof. Pezzotti, tanaman transgenik menarik untuk sistem produksi protein kesehatan karena menawarkan kemungkinan produksi pada skala besar dengan biaya rendah. “Sehingga menghindari proses pemurnian yang panjang dibandingkan dengan obat tradisional sintetis,” katanya.

Tidak sekadar sebagai obat anti-radang dan mencegah diabetes melitus tipe 1, tembakau juga bisa menghasilkan protein obat human immunodeficiency virus (HIV) penyebab AIDS, yang disebut griffithsin. HIV adalah virus yang menginfeksi sel sistem kekebalan tubuh manusia. Bedanya, bukan tembakaunya yang menghasilkan protein, melainkan virus tembakaunya.

”Tanaman tembakau dapat segera memperbaiki citra di mata para ahli kesehatan masyarakat,” kata para ilmuwan. Dengan bantuan tembakau, obat HIV itu dapat diproduksi dalam jumlah besar dan murah. “Ini berita yang sangat penting,” kata Polly Harrison, Direktur Aliansi Pengembangan Obat Mikrobiologi. Menurut dia, sangat sulit membuat sesuatu yang cukup menjanjikan untuk obat, bahkan dalam studi laboratorium sekalipun. “Tapi ini produksi pada tingkat skala ton obat,” tutur Harrison.

Para ilmuwan telah bertahun-tahun mengetahui bahwa obat-obatan yang dikenal sebagai griffithsin melindungi orang dari infeksi HIV karena menghentikan kolonisasi virus pada lapisan vaginal. Yang menjadi persoalan, biaya untuk memproduksinya sangat mahal. Di alam, satu-satunya sumber griffithsin adalah algae merah, yang ditemukan di pantai Selandia Baru. Mereka tumbuh dalam jumlah sangat kecil untuk dapat dipanen secara efektif.

Ilmuwan sebenarnya dapat menghasilkan griffithsin dalam jumlah lebih besar lewat rekayasa genetik pada bakteri E. coli. Namun pemeliharaannya membutuhkan suhu yang tinggi dan pengadaan bahan bakunya menjadikan panen obat dari mikroba itu tetap mahal. Sekarang para ilmuwan berpaling ke virus untuk memproduksi griffithsin.

Maka, virus mosaik tembakau (TMV) yang biasanya menginfeksi tembakau pun dijadikan alat untuk memproduksi obat HIV itu. TMV berbentuk batang, dengan lebar 18 nanometer dan panjang 200-300 nanometer. Pada tubuhnya diinjeksikan gen algae merah yang menghasilkan griffithsin. Virus TMV yang telah mengandung DNA algae merah akan menghasilkan griffithsin.

Agar hasilnya besar, generasi TMV penghasil obat itu dicampur dengan air dan disemprotkan pada Nicotiana benthamiana, sepupu tanaman tembakau komersial yang sangat rentan terhadap TMV. Setelah beberapa hari terinfeksi, daun mulai layu. Berarti virus telah menyebar ke seluruh daun. Kemudian para ilmuwan tanaman memanen, mengekstraksi, dan mengambil griffithsin murni. Penelitian itu diterbitkan di Proceedings of the National Academy of Sciences, akhir Maret lalu.

“Cara paling efektif griffithsin untuk mencegah infeksi HIV adalah dengan menggunakannya dalam bentuk krim vaginal sebelum berhubungan seks,” kata Kenneth Palmer, seorang peneliti di Program Penelitian Kanker Owensboro. Griffithsin dari tembakau dalam bentuk gel telah diuji pada tikus –tikus betinanya terinveksi HIV. Dengan mengoleskan pada organ seksual, griffithsin menghentikan semua penularan HIV. Dan gel itu tidak menimbulkan efek samping, seperti keracunan, peradangan, atau iritasi. Para peneliti berharap dapat memulai satu tahap percobaan klinis pada manusia, setahun mendatang.

Memang, untuk sampai pada tahap industri, harus melewati pengujian keamanan hayati, lingkungan dan pangan, serta lolos uji klinis. “Setelah itu, baru untuk produksi bahan aktif farmasi,” kata Arief B. Witarto. Namun di Eropa hal itu akan sulit dilakukan karena banyak negara melarang pengembangan tanaman transgenik di lapangan. “Kalau di rumah kaca boleh, tapi kan tidak ekonomis,” ujar peneliti bioteknologi LIPI yang pernah empat bulan satu laboratorium dengan mahasiswa S-3 Pezzoti di Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology (Fraunhofer IME), Aachen, Jerman, itu.

Menurut Witarto, di Eropa, molecular farming menjadi proyek besar Uni Eropa. “Salah satu pusat utamanya di Fraunhofer IME tersebut,” katanya. Di sana ada konsorsium besar. Para profesor dari negara-negara Eropa yang terlibat dalam konsorsium ini mengirim mahasiswa S-3-nya untuk mengerjakan penelitian itu. “IL-10 adalah salah satu targetnya, yang diketuai profesor dari Italia itu,” ujarnya.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar