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Prof.(a) Juliana Moraes

Vírus

SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL

Instituto Federal de Alagoas - Campus Piranhas

ENGENHARIA AGRONÔMICA

Piranhas

2018

MADIGAN ET AL. (2016) e TORTORA et al. (2010)

A natureza do vírus

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Vírus x Bactérias

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Características gerais

Não possuem células

Possuem ácido nucleico que codificam:

Replicação

Estrutura externa (vírion)

Somente se replicam dentro de uma célula hospedeira.

A invasão do vírion ou seu ácido nucleico dentro de uma célula é chamada

de infecção.

Essa infecção pode ocorrer de duas maneiras:

Infecção lítica ou virulenta: replicação e destruição da célula

hospedeira

Infecção lisogênica: não há morte da célula hospedeira, porém a

célula hospedeira é alterada, pois o material genético do vírus fica

fazendo parte do material genético da célula hospedeira.

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Estrutura

Vírion: consiste num envelope proteico (capsídeo)

O capsídeo tem a função de guardar o material genético.

Podem se apresentar de duas formas:

nus: sem camada adicional ao capsídeo

Envelopados: com camada adicional de lipídeos e proteínas após

o capsídeo (envelope)

Capsídeo + material genético = nucleocapsídeo

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Alguns vírus possuem glicoproteínas que se

projetam para parte externa do envelope,

denominados de espículas.

As espículas são importante na etapa de adesão

ou adsorção (ligação) do vírion e a célula

hospedeira.

Alguns vírus podem ser identificados por suas

espiculas, como por exemplo o vírus da gripe.

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Genoma viral

Material genético:

DNA ou RNA

Fita dupla ou simples

Forma

Lineares ou circulares

Tamanho

Diversos (0,02 µm a 0,3 µm)

Menores do que genomas de células

Codificam de 2 a 350 genes

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Classificação

De acordo com a célula hospedeira:

Vírus bacterianos

Vírus de arqueias

Vírus de protozoários

Vírus de animais

Vírus de vegetais

(...)

De acordo com a estrutura do genoma:

Fita simples

Dupla-fitaa

Circulares

Lineares

Complexos*

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Vírion

CAPSÍDEO:

Estrutura composta por proteínas denominada de capsômeros

Se organizam para formar uma capsula envoltória do material

genético.

KLJLK

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Simetria viral

São altamente simétricos

Dois tipos de simetria:

Cilíndrica: simetria helicoidal

O comprimento é determinado pelo comprimento do

ácido nucléico.

Largura é determinado pelo tamanho e capacidade

de empacotamento das proteínas.

Esféricos: icosaédrica

Contem 20 faces triangulares e 12 vértices

A estrutura é dividida 5, 3 ou 2 seguimentos de

comprimento.

Vírus complexos

Composto por varias partes cada uma com

uma forma e simetria

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Vírus envelopados/ não-envelopados (nus)

ENCAPSULADOS

São dotados de nucleocapsídeo

Geralmente atacam células com membrana plasmática exposta ao ambiente. Células animais

NÃO-ENCAPSULADOS (NUS) Não são dotados de nucleocapsídeo

Geralmente atacam células com parede celular Vegetais

Bactérias

O envelope é constituído basicamente de membrana

citoplasmática da célula hospedeira e algumas proteínas virais

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Enzimas em vírions

Os vírus não realizam processos metabólicos

(metabolicamente inertes).

Porém alguns vírus possuem enzimas em suas

estruturas importantes para a infecção

Promovem orifícios na membrana para a entrada ou injeção do

material genético viral.

Promover a lise celular no estágio final da infecção - para liberação

de copias dos vírus.

Síntese de RNA (replicases de RNA)

Produção de DNA com um molde de RNA (transcriptase reversa)

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Ciclo de vida viral

Uma célula que suporta o ciclo completo de replicação de um vírus é chamada de permissiva para aquele vírus.

O ciclo é composto por cinco etapas:

LIGAÇÃO:

Também chamada de adsorção, ocorre o contato do vírion com a célula hospedeira. Interação do vírus com proteínas, glicídios ou apêndices da célula hospedeira(receptores)

PENETRAÇÃO

A entrada ou penetração do material genético no meio intracelular da célula hospedeira.

SÍNTESE

Produção de ácido nucleico e proteínas virais pela através do metabolismo da célula hospedeira

MONTAGEM

Pareamento e organização do material genético e capsômeros para formação da estrutura viral (vírion)

LIBERAÇÃO

Ocorre a lise celular e liberação dos vírions no espaço extracelular

LIGAÇÃO

PENTERAÇÃO

SÍNTESE

MONTAGEM

LIBERAÇÃO

(MARGIGAN et al., 2012)

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Ciclo de vida viral

ADSORÇÃO*

PENTERAÇÃO

BIOSSÍNTESE

MATURAÇÃO*

LIBERAÇÃO

TORTORA et al. (2010

Ciclo de vida

Chamamos a curva de vida viral de curva de crescimento de ciclo único.

FASE DE ELIPSE

Primeiros minutos após a infecção

Uma vez ligado a célula hospedeira deixa de estar disponível pra infectar outras células.

Ocorre também a penetração do ácido nucleico viral na célula hospedeira.

Síntese de ácido nucleico e proteínas

FASE DE MATURAÇÃO

Ácido nucleicos são empacotados em capsídeos

FASE D

E L

ATÊN

CIA

FASE DE LATÊNCIA: o numero de vírions dentro da célula nesta etapa cresce

expressivamente , porém não pode ser mensurado em números até a lise celular, por isso o

nome fase de latência viral.

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FASE DE LIBERAÇÃO

Ocorre lise da célula hospedeira e liberação de vírions maduros.

O numero de vírions liberados chama-se tamanho da população liberada ( burts size).

O tamanho da população liberada dependerá do vírus e da célula hospedeira.

Varia de milhares a alguns poucos.

Tempo do ciclo:

Células bacterianas: 20 a 60 minutos

Células animais: 8 a 40 horas

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TORTORA et al. (2010)

Taxonomia dos vírus

Taxonomia

Os virologistas começaram a tratar do problema da

taxonomia viral em 1966, com a criação do Comitê

Internacional de Taxonomia Viral (CITV).

CITV tem agrupado os vírus em famílias com base:

Tipo de ácido nucléico viral

Estratégia de replicação

Morfologia

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Nomenclatura

Sufixos usados:

Uma espécie viral compreende um grupo de vírus que compartilham a

mesma informação genética e o mesmo nicho ecológico (espectro de

hospedeiros).

Epítetos específicos não são utilizados para os vírus.

As espécies virais são designadas por nomes descritivos vulgares, como

vírus da imunodeficiência humana (HIV), e as subespécies (se existirem) são

designadas com um número (HIV-1).

Classificação taxonômica Sufixos Exemplos

Família viridae Herpesviridae

Gênero virus Simplexvirus

TORTORA et al. (2010

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TORTORA et al. (2010

Vírus bacterianos

Bacteriófagos possuem em sua maioria cabeça e

cauda, além de DNA de fita dupla.

Porém, também são observados outros tipos de

bacteriófagos e com genoma de RNA fita simples

ou circular.

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Infecção Celular

Vírion ataca a célula hospedeira em sítios ativos

Entrada do vírion inteiro na célula hospedeira

Desnudamento

Liberação do ácido nucleico

Somente o Material genético dentro da célula

Síntese de material genético é convertida para produção de componentes virais

Montagem

Maturação

Liberação de vírus para fora da célula hospedeira

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Bacteriofagos

Significado: Vírus comedores de bactérias

Existe três morfologias básicas:

Cabeça icosaédrica sem cauda

Cabeça icosaédrica com cauda

Filamentosa

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Tipos de bacteriófagos

Líticos ou virulentos

Destroem células hospedeiras bacterianas

Após a replicação a célula hospedeira se rompe

Liberando uma nova geração de bacteriófagos (progênie)

Chamamos de Ciclo lítico

Temperados

Não destroem as células hospedeiras

Replicam-se nas células hospedeiras

Passam de uma geração para outra das células hospedeiras sem que haja lise

(LISOGÊNIA)

Porém podem se torar líticos

Ciclo lítico

LIBERAÇÃO DOS FAGOS

MONTAGEM DAS PARTICULAS DOS FAGOS

PRODUÇÃO DE ÁCIDO NUCLÉICO E PROTEÍNAS DO FAGO

GENOMA DO FAGO PENETRA NA CÉLULA

ADSORÇÃO OU FIXAÇÃO

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Ciclo Lisogênico

FENÔMENO DE LISOGENIA

INTEGRAÇÃO DO DNA VIRAL

SÍNTESE DA PROTEÍNA PRECOCE

ENTRADA DO GENOMA DO FAGO NA CÉLULA

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Diversidade e ecologia viral

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Vírus de animais e vegetais

Se diferenciam dos vírus que infectam bactérias:

Penetram totalmente na célula hospedeira

Muitos vírus se replicam dentro no núcleo da célula hospedeira.

Geralmente são vírus de RNA dotados de pequenos genomas.

Consequências de infecção viral em células animais:

1. Infecção latente: célula hospedeira não é danificada

2. Infecção virulenta: célula hospedeira sofre lise

3. Infecção persistente: pode ou não gerar lise, mas geralmente não.

4 Transformação: converte a célula hospedeira norma em uma

célula tumoral.

Vírus de animais e vegetais

Os receptores de vírus são tipicamente macromoléculas da superfícies das células utilizadas no conto célula-célula ou que atuam no sistema imune.

Especificidade do vírus a determinados tecidos.

Após penetração na célula hospedeira os vírus envelopados passam pelo processo de desnudamento, assim liberando o núcleo capsídeo.

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Os vírus de plantas se parecem, em muitos aspectos, com os vírus animais: os vírus de plantas são morfologicamente similares aos vírus animais e possuem ácidos nucleicos semelhantes.

Alguns vírus de plantas podem se multiplicar dentro de células de insetos. Esses vírus causam muitas doenças em culturas de

grãos economicamente importantes como:

feijão (vírus do mosaico do feijão)

milho e cana-de-açúcar (Wound tumor virus)

Batata (vírus do nanismo amarelo da batata).

Os vírus podem causar:

mudança de coloração,

crescimento deformado,

definhamento e interrupção do crescimento das plantas hospedeiras

Alguns hospedeiros, permanecem sem sintomas e atuam somente como reservatórios da infecção.

As células vegetais normalmente são protegidas das doenças pela parede

celular impermeável.

Os vírus devem entrar através de abrasões ou ser introduzidos juntamente

com parasitas de plantas, como os nematódeos, os fungos e, mais

frequentemente, os insetos que sugam a seiva da planta.

O pólen ou as sementes de uma planta infectada podem disseminar a

infecção para outras plantas.

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Infecção latente

Equilíbrio com o hospedeiro por um longo período, geralmente anos, sem

causar doença.

Os vírus oncogênicos são exemplos de tais infecções latentes.

Em alguns indivíduos, os vírus são produzidos, mas os sintomas

nunca aparecem.

Os vírus causadores de algumas infecções latentes existem em estado

lisogênico dentro das células hospedeiras.

Infecção latente

Uma infecção viral persistente ou crônica ocorre gradualmente em um

longo período.

Geralmente as infecções virais persistentes são fatais.

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Retrovírus

São vírus que possuem genoma de RNA. No

entanto o genoma é replicado através de um

intermediário de DNA.

O termo retro significa “para trás”, pois estes

vírus transferem a informação do RNA para

DNA.

A ação de uma enzima chamada transcriptase

reversa é importantes na replicação destes vírus.

Forma os primeiros vírus relacionados no

desenvolvimento de câncer.

Exemplo: Vírus que causa a Síndrome da

imunodeficiência humana (HIV)

Retrovírus

Os retrovírus são encapsulados e possuem material

genético diferenciado:

Duas fitas idênticas de RNA

Além disso possuem enzimas específicas:

Transcripatase reversa

Integrase

Protease retroviral especifica

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Outras estruturas

Prions

Proteínas infecciosas (scrapie)

prion vem da expressão proteinaceous infectious particle (proteína proteica

infecciosa).

Ex: doença da “vaca louca

Todas são doenças neurológicas denominadas encefalopatias espongiformes

devido ao desenvolvimento de grandes vacúolos no cérebro.

Essas doenças se manifestam em membros da mesma família, o que indica uma

possível causa genética.

Entretanto, não podem ser puramente herdadas, já que a doença da vaca

louca surgiu em gado alimentado com ração feita com carne de ovelhas

contaminadas com prions, e a nova variante (bovina) foi transmitida aos seres

humanos pela ingestão de carne bovina mal cozida.

Além disso, a CJD foi transmitida por tecido nervoso transplantado e por

instrumentos cirúrgicos contaminados.

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Essas doenças são causadas por uma glicoproteína normal do hospedeiro denominada PrPc, de proteína prion celular, que é convertida em uma forma infecciosa denominada PrPSc, de proteína scrapie.

O gene que codifica para a proteína PrPc se localiza no cromossomo 20 em seres humanos.

A causa real do dano celular não é conhecida. Os fragmentos das moléculas de PrPSc se acumulam no cérebro, formando placas; essas placas são usadas para diagnóstico post mortem, mas não parecem ser a causa do dano celular.

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Viroídes

Pedaços pequenos de RNA, com cerca de 300 a 400 nucleotídeos somente e sem qualquer envoltório proteico.

Os nucleotídeos em geral são pareados internamente, de forma que a molécula possui uma estrutura tridimensional fechada e dobrada, o que provavelmente protege do ataque de enzimas celulares.

Até agora, os viroides têm sido identificados como patógenos exclusivos de plantas.

Infecções por viroides, como o viroide do tubérculo afilado da batata, resultam em perdas anuais de milhões de dólares em danos causados às lavouras