Oleh: Eka D-kerz
v Latar
Belakang
Penyakit pada tanaman
dapat di sebabkan oleh banyak faktor seperti salah satu yang paling dominan
adalah organisme patogen termasuk di dalamnya adalah virus. Jenis tanaman
budidaya pada saat sekarang dan banyak diserang oleh virus tumbuhan seperti
pada Kacang Tanan Oleh PSTV (Peanut
Stripe virus), Jagung oleh MDMV (Maize
Dwarf Mosaic Virus) atau Juga dengan JGMV (Johnsongrass Mosaic Virus), Padi oleh RTSV (Rice Tungro Sphiracle Virus) dan RTBV (Rice Tungro Bacillioform Virus) dan Kedelai oleh SbMV (Soyben Mosaic Virus). Akibat Serangan
virus-virus ini pada saat Seedling menyababkan terjadinya penurunan hasil panen
secara singnifikan bahkan terjadi kegagalan panene dan mengalami kerugian
secara ekonomis, Untuk itu perlu Dilakukan pengamatan dan dipelajari bagai mana
aksi penularah oleh virus-virus tumbuhan dan berkembang di dalam inangnya
sehingga di kemudian hari dapat dilakukan pencegahan atau dilakukan
pengembangan seperti aplikasi dari virus itu sendiri untuk melindungi tanaman
dari serangan virus-virus ini (Surnto, 2014).
Memahami
biologi molekuler dari virus dan fungsi dari berbagai protein dalam genom virus
merupakan prasyarat dalam melakukan kontrol propagasi virus dan elaborasi
strategi antivirus. Dalam beberapa tahun terakhir, pendekatan baru untuk
mempelajari virus seperti penggunaan sistem dua-hybrid untuk memeriksa
interaksi protein-protein. Potyviruses, genus besar dalam keluarga Poty6iridae,
menginfeksi berbagai tanaman inang, baik monokotil maupun dikotil. Mereka
ditularkan terutama oleh kutu daun dengan cara non-persistent, sehingga
menyebabkan kerusakan yang berdampak pada penurunan ekonomi yang parah dari
hasil tanaman (Inchima et al., 2001)
Potyvirus merupakan salah satu kelompok virus yang paling banyak dan tersebar
luas sebagai
virus tanaman. Meskipun
kemajuan menuju pemahaman dasar seluler dan molekuler dari patogenisitas virus ini, akan tetapi masih banyak
pertanyaan tentang mekanisme potyviruses dalam menerobos pertahanan inangnya dan menciptakan
lingkungan intraseluler optimal untuk virus replikasi, perakitan materi genetik
dan menyebar. Dalam tulisan ini berfokus pada peran multifungsi protein potyviral dan
interaksi mereka dengan berbagai faktor dari inangnya (Ivanov et la., 2014)
v Profil
Potyviruse
Partikel Potyviruses
berbentuk batang, panjang 680-900 nm dan lebar 11-15 nm. Mereka terdiri dari
RNA beruntai tunggal (+) polaritas, panjang sekitar 10 kb, dikelilingi oleh
sekitar 2000 salinan protein mantel (CP) unit. Berdasarkan organisasi genom
mereka dan strategi mereka berekspresi, Potyviruses telah dimasukkan dalam supergrup
virus picorna-seperti RNA genom membawa VPG (protein virus genomelinked)
kovalen terikat akhir 5% nya, dan poli (A) ekor pada akhir 3% nya. (Inchima et al., 2001)
Potyvirus memiliki selubung protein yang berfungsi untuk penularan melalui kutu daun, pergerakan virus dari sel ke sel dan pergerakan virus secara sistemik, pembentukan selubung virus dan replikasi virus). Genom Potyvirus mempunyai satu open reading frame (ORF) yang mengkode 340-350 KDa precursor poliprotein. Translasi RNA Potyvirus dimulai dari kodon awal AUG pada posisi nekloitida 145-147 dari ujung 5’ genom Potyvirus, kodon stop terletak pada nekloitda ke 9525-9589 dari ujung 3’ genom Potyvirus dan diikuti oleh sekuen poliadenilasi (Poly A). Ekspresi genom Potyvirus terjadi melalui translasi poliprotein dari genom virus. Poliprotein kemudian mengalami pemotongan dalam sitoplasma menjadi prtein fungsional dan struktural sesuai dengan gen yang disandikan. Pemotongan poliprotein dilakukan protease yang terjadi selama dan sesudah translasi (Pramarta, 2014)
sejauh
ini penelitian tentang
virus tumbuhan terus di kembangkan sehingga sampai pada mengetahui protei yang
yang mampu digunakan dalam pengaplikasian untuk tanaman pangan yang tahan
terhadap terhadap penyakit yang di
timbulkan oleh virus tertentu, seperti data genom
virus sangat bervariasi dari yang hanya 3000 bp (pasang basa/bp=base pairs)
sampai kurang dari 10000 bp. Dari sekian banyak jenis virus tanaman yang
termasuk dalam Genus tertentu, nampaknya Genus Potyvirus yang sudah secara
konsisten menerapkan aturan bahwa pengangkatan suatu virus menjadi virus baru
atau strain baru haruslah menggunakan data sekuensing DNA dari CP gen. Coat
Protein (CP) gen dari Potyvirus terletak pada 3-end pada struktur genom
Potyvirus yang besarnya kurang lebih 10000 bp. Gen CP ini mempunyai tiga
bagian, yaitu N-terminal, Core Region (CR), dan C-Terminal. Urutan data DNA
dari gen ini telah secara meyakinkan untuk mempelajari eksistensi virus baru
yang akan dikelompokkkan ke dalam strain tertentu (Suranto, 2009).
v Publikasi
Gen Mantel (Coat protein (CP)) protein dari JGMV Krish infekting dengan gel denaturasi poliakrilamida
Mantel protein (Coat protein (CP)) dari
JGMV Krish infekting sarin memperlihatkan monomer yang bermigrasi di sekitar 34,4
kDa dalam gel denaturasi poliakrilamida ini mirip dengan CP dari JGMV-Jg (34,0
kDa) seperti dilansir Shukla et al., (1994) dalam (Suranto, 2002)
dan diamernya sekitar 68 kDa juga sering diamati disiapkan atau bila disimpan pada 20 °C . Hasil ini yang di perlihat pada gambar diatas adalah fitur yang konsisten dalam percobaan menggunakan partikel virus baru yang dimurnikan dan dibandingkan dengan data yang diterbitkan pada JGMVJg Gough dan Shukla, (1993).
Gambar. Protein dalam Organisasi
Genom
Potyviruses
Table. Fungsi Beberapa Protein Yang Terdapat Dalam
Genom Potyvirus.
Protein inklusi (CI) dan protein selubung (CP) berguna untuk pergerakan dari
satu sel inang ke sel inang lainnya melalui plasmodesmata. CP juga digunakan
untuk pergerakan virion protein dalam jaringan vaskuler melalui interaksi
dengan Hc-Pro pada domain C- dan N- terminalnya. HC-Pro dengan menggunakan
antiviral yang disebut RNA silencing (pembungkaman RNA), berfungsi
menekan mekanisme pertahanan tanaman. Viral genome-linked protein (VPg)
merupakan protein multifungsi yang berperan pada saat amplifikasi dan pergerakan
virus yang berada pada ujung 5’ genom virus. Protein ini merupakan bagian
N-proximal dari protein inklusi inti (NIa) dan terpisah secara autokatalik dari
domain C-proximal proteinase (NIa-Pro). VPg berikatan secara kovalen dengan
ujung 5’ RNA virus melalui ikatan fosfodiester pada residu asam amino tirosin
yang terletak di bagian N-proximal. VPg mempunyai peranan penting untuk proses
infeksi virus. VPg juga berinteraksi dengan faktor inisiasi translasi
(eIF(iso)4E), dan diperlukan untuk infeksi secara sistemik. Genom Potyvirus mempunyai
bagian yang tidak berubah (conserved) dan daerah yang bervariasi. Hc-Pro
dan Nib merupakan bagian yang tidak berubah. Daerah yang bervariasi adalah P1,
P3, dan C (Pramarta, 2014)
v Relokasi
dan Ekspresi gen Potyvirus pada Tanaman
Potyviruses telah digunakan sebagai vektor
ekspresi pada tanaman. Strategi ekspresi mereka,
terutama didasarkan pada produksi poliprotein besar, membuat mereka sangat
menarik untuk secara bersamaan menghasilkan jumlah molar yang sama dari beberapa
protein heterolog. Penelitian Majer et al., (2014) menunjukan potensi dan keterbatasan dalam mengekspresikan protein heterolog
dari vektor potyviral. satu-satunya posisi di mana urutan koding
protein heterolog dapat dimasukkan tanpa mengorbankan kelangsungan hidup virus
adalah amino terminal akhir dari poliprotein tersebut, antara P1 dan HC-Pro,
dan antara NIB dan CP. Posisi intercistronic P1/HC-Pro dan pena/CP telah
digunakan dengan frekuensi yang besar untuk mengekspresikan protein heterolog
dalam banyak potyviruses. Namun, terluar amino terminal akhir dari poliprotein
tersebut belum pernah digunakan lagi, meskipun protein fluorescent hijau telah
berhasil diungkapkan dekat dengan terminal amino dari kentang potyvirus A
poliprotei
Kesimpulan
Seringnya terjadi
kekegalan panen dari tumbuhan budidaya dan hortikultural menyebabkan kerugian
secara ekonomis di seluruh dunia, sehingga membuat para peneliti mempelajari
tentang virus rumbuhan ini terutama virus janis potivirus yang materi
genetiknya berupa RNA dan banyak menjagkiti jenis tanaman utama atau yang
menjadi bahan makanan pokok (seperti padi, jagung, kedelai, sorgum, kedelai,
kacang tanah dll). Para peneliti mempelajari faktor dari virus ini, cara
penularan mereka dengan vektor, cara mereka memperbanyak diri dan gejala secara
morfologi hingga molekuler pada tanaman, ini bertujuan untuk mengelompokan dan
memberi nama mereka, menentukan gejala dan jenis virus yang mnginfeksi tanaman,
mengetahui bagian tanaman yang sakit, mengetahui proporsi tanaman yang sakit
dalam suatu populasi dan untuk mengetahui eksistensi virus baru yang
menjangkiti tanaman yaitu dengan meneliti dari bagian gen CP nya, sehingga bisa
dikembangkan dalam pemuliaan tanaman yang resisten virus tertentu yaitu.
Pengembangan tanaman dengan menggunakan virus tanaman bisa dilakukan
dengan memanfaatkan proten dalam organisasi genom virus itu sendiri yang terdiri
dari P1, HC, P3, CI, NI-VP dan CP dan satu-satunya posisi urutan koding protein
heterolog yang dapat disisipkan tanpa mengorbankan kelangsungan hidup
virus adalah amino terminal akhir dari poliprotein tersebut,
antara P1 dan HC-Pro, dan antara NIB dan CP. Posisi intercistronic P1/HC-Pro
dan pena/CP telah digunakan dengan frekuensi yang besar untuk mengekspresikan protein
heterolog dalam banyak potyviruses dan juga yang bisa
digunakan untuk di ekspresikan dalam genom tanaman sehingga tanaman bisa tahan
terhadap vurus yang memiliki gen yang ada dalam tanaman tersebut.
Sumber
Referensi
Ivanov, Eskelin, Lõhmus & Mäkinen. 2014. Molecular and cellular mechanisms underlying potyvirus
infection. NCBI. J Gen Virol. Jul Vol. 95(Pt 7):1415-29
Inchima, Haenni & Bernardi. 2001. Review Potyvirus proteins: a wealth
of functions. J Virus Research Vol. 74 (2001) 157–175
Majer E.,
Salvador Z., Zwart
M. P., Willemsen A., Elena
S. F. and Daròs J.-A. 2014. Simon A.: Editor. Relocation of the NIb Gene in the Tobacco Etch
Potyvirus Genome. J Virol. Vol. 88 (8): 4586–4590.
Pramarta I. G. R. 2014. Identifikasi Spesies Potyvirus Penyebab Penyakit Mosaik Pada
Tanaman Cabai Rawit (capsicum frutescens l.) Melalui Sikuen Nukleotida
Gen Coat Protein. program pascasarjana universitas udayana denpasar diawasi
dandidukung
Suranto. 2002. Characterization of the Krish-infecting strain of
Johnsongrass Mosaic Potyvirus (JGMV) and its Symptom Development in Krish
Sorghums. J. BioSMART. Vol. 4, No 2: 1-5.
---------. 2014. VIROLOGI TUMBUHAN; Panduan Kerja
Laboratorium Edisi 2. Graha Ilmu. Yogykarta.
---------. 2009. Perkembangan Biologi Terkini Dari Tinjauan Molekuler Global. Seminar Nasional
Pendidikan Biologi.
Shukla, D.D., C.W. Ward, and A.A. Brunt.
1994. The Potyviridae. Wallingford: CAB International.
Subscribe by Email
Follow Updates Articles from This Blog via Email
No Comments