Vírus:
Estrutura, multiplicação e
classificação
vírus (latim) = veneno
1392: na Inglaterra o primeiro relato sobre “vírus” = veneno
1728: primeiro relato de sua relação com infecção
1796: Edward Jenner criou a vacina contra a varíola
1892: Dmitry Ivanowski: Mosaico do fumo (TMV: tobacco
mosaic virus) através do método de filtragem (filtro
Chamberland) – toxina de bactéria
1898: Beijerinck e os vírus (contagium vivum fluidum)
1935: Wendell Stanley
vírus constituídos de proteína
isolamento do TMV
1. Introdução
Jenner imunizando uma criança contra a varíola
vírus (latim) = veneno
1392: na Inglaterra o primeiro relato sobre “vírus” = veneno
1728: primeiro relato de sua relação com infecção
1796: Edward Jenner criou a vacina contra varíola
1892: Dmitry Ivanowski: Mosaico do fumo (TMV: tobacco
mosaic virus) através do método de filtragem (filtro
Chamberland) – toxina de bactéria
1898: Beijerinck e os vírus (contagium vivum fluidum)
1935: Wendell Stanley
vírus constituídos de proteína e ácidos nucléicos =
vírion
executou o isolamento do TMV
1. Introdução
Diagrama do TMV(vírus do mosaico do fumo)
”Em relação à natureza dos vírus, é óbvio que não pode ser traçada uma nítida linha, separando coisas vivas e coisas não vivas. Esse fato serve para aquecer a velha discussão sobre a questão “o que é a vida?”[Wendell Meredith Stanley (1904-1971)]
Stanley recebendo o Prêmio Nobel (1946)
1949: John Enders: cultivo dos vírus em culturas de células
Entidades infecciosas não celulares cujos genomas
são constituídos de DNA ou RNA
* Não são organismos vivos, replicação somente no interior de
células vivas – necessita, portanto, de uma célula hospedeira
* Usando sistemas de produção de energia e biossíntese do
hospedeiro para sintetizar cópias e transferir seu
genoma para outras células
* Intra ou extracelulares
1. Introdução
1949: John Enders: cultivo dos vírus em culturas de células
Entidades infecciosas não celulares cujos genomas
são constituídos de DNA ou RNA
* Não são organismos vivos, replicação somente no interior de
células vivas – necessita, portanto, de uma célula hospedeira
* Usando sistemas de produção de energia e biossíntese do
hospedeiro para sintetizar cópias e transferir seu
genoma para outras células
* Intra ou extracelulares
1. Introdução
Hipótese regressiva/degenerativa: pequenas células que
parasitavam células maiores (Rickettsia e Chlamydia)
Hipótese da origem celular: originados de pedaços de DNA e
RNA que “escaparam” de células maiores (plasmídios,
transposons)
Hipótese co-evolutiva: evoluíram de moléculas complexas de
proteínas e ácidos nucléicos junto com as demais formas da
vida na terra
2. Origem
a) tamanho: 20-300 nm (10-100 vezes menores que as bactérias)
1 nm = 10-3 μm (0,001 μm)
1 μm = 10-3 mm (0,001 mm)
portanto, 1 nm = 10-6 mm (0,000001 mm)
b) componentes* parte central de ácido nucléico* capa protéica: capsídeo (unidades: capsômeros):
- simetria helicoidal: TMV, sarampo, gripe- simetria icosaédrica
* envelopados: nucleocapsídeo envolvido por umamembrana de lipoproteínas
3. Morfologia básica
ou 0,2 mm
ou 0,0002 mm
ou 0,00006 mm
0,00002 mm
0,00009 mm
0,0002 mm
0,0015 mm
a) tamanho: 20-300 nm (10-100 vezes menores que as bactérias)
nm = 1 milésimo de μm
b) componentes* parte central de ácido nucléico* capa protéica: capsídeo (unidades: capsômeros):
- simetria helicoidal: TMV, sarampo, gripe- simetria icosaédrica
* envelopados: nucleocapsídeo envolvido por umamembrana de lipoproteínas
3. Morfologia básica
capsídeo
capsômeros
ácido nucléico
a) tamanho: 20-300 nm (10-100 vezes menores que as bactérias)
nm = 1 milésimo de μm
b) componentes* parte central de ácido nucléico* capa protéica: capsídeo (unidades: capsômeros):
- simetria helicoidal (cilíndrica): TMV, sarampo, gripe
- simetria icosaédrica* envelopados: nucleocapsídeo envolvido por umamembrana de lipoproteínas
3. Morfologia básica
Vírus de simetria helicoidal
a) tamanho: 20-300 nm (10-100 vezes maiores que as bactérias
nm = 1 milésimo de μm
b) componentes* parte central de ácido nucléico* capa protéica: capsídeo (unidades: capsômeros):
- simetria helicoidal: TMV, sarampo, gripe- simetria icosaédrica (esférica)
* envelopados: nucleocapsídeo envolvido por umamembrana de lipoproteínas
3. Morfologia básica
Vírus de simetria icosaédrica
a) tamanho: 20-300 nm (10-100 vezes menores que as bactérias)
nm = 1 milésimo de μm
b) componentes* parte central de ácido nucléico* capa protéica: capsídeo (unidades: capsômeros):
- simetria helicoidal: TMV, sarampo, gripe- simetria icosaédrica
* envelopados: nucleocapsídeo envolvido por umamembrana de lipoproteínas
3. Morfologia básica
Vírus envelopados
Parvoviroses de animais
Papilomavirus - sexual
GastroenteritesConjuntivitesHepatitesPneumonia
Doenças devertebrados(peixes) e invertebrados(insetos)
Hepatite B
Doenças devertebrados einvertebrados
Vírus da herpes,varicela, encefalite,roséola, etc.
Resfriado em humanos
Doenças do sistemarespiratório e gastroentestinal
Rubéola
Raiva
Vírus da influenza
Resfriado, pneumonia,gastroenterite
Roedores
Bronquite, pneumonia,sarampo
Febre hemorrágicabioterrorismo HIV
ácido nucléico viral + capsídeo = nucleocapsídeo
c) ácido nucléico viralDNA ou RNADNA e RNA (nunca simultaneamente)
o genoma pode ser:linear: vírus de animais com RNAcircular: ex. herpesvirus (dsDNA)
fita simples fita dupla
ssDNA dsDNAssRNAdsRNA
segmentado: vírus da influenza (gripe): 8 segmentos
ácido nucléico viral + capsídeo = nucleocapsídeo
c) ácido nucléico viralDNA ou RNADNA e RNA (nunca simultaneamente)
o genoma pode ser:linear: vírus de animais com RNAcircular: ex. herpesvirus (dsDNA)
fita simples fita dupla
ssDNA dsDNAssRNAdsRNA
segmentado: vírus da influenza (gripe): 8 segmentos
4. Hospedeiros virais
Parasitando animais, plantas, microrganismos
animais = doenças animaisplantas = doenças de plantas (nanismos)microrganismos = bacteriófagos
Exemplos
ClasseDescricção do genoma e estratégia de replicação
Vírus bacterianos Vírus de animais
I DNA fd Lambda, T4Herpesvirus, poxvirus
II DNA fs ɸΧ174Vírus de anemia aves
III RNA fd ɸ6 Reovírus
IV RNA fs (sentido +) MS2 Poliomielite
V RNA fs (sentido -) Influenza, raiva
VIRNA fs (replicação interm. DNA)
Retrovírus (AIDS, cânceres)
VIIDNA fd (replicação interm. RNA)
Hepatite B
Síntese de mRNA após a infecção celular por diferentes tipos de vírus
Síntese de mRNA após a infecção celular por diferentes tipos de vírus
Vírus de RNA de fita + = vírus que contenha genoma de RNA de fs com a mesma orientação de seu mRNA
Vírus de RNA de fita - = vírus que contenha genoma de RNA de fs que seja complementar ao seu genoma
Ligação
Penetração
Síntese de ácidos nucléicos
Montagem de capsídeos
Liberação vírions maduros
Ligação
Penetração
Síntese de ácidos nucleicosMontagem dos capsídeos
Liberação
Bacteriófagos (vírus de bactérias)◦ Ciclo lítico (fagos virulentos)
a) adsorção: ligação a receptores específicos podem existir mais de um receptor para o mesmo vírus mutações nos receptores
Bacteriófagos (vírus de bactérias)◦ Ciclo lítico (fagos virulentos)
b) penetração: entrada do AN viral na célula entrada com o capsídeo entrada nu
Bacteriófagos (vírus de bactérias)◦ Ciclo lítico (fagos virulentos)
c) síntese dos componentes virais eventos iniciais:
enzimas: polimerases síntese do mRNA
eventos tardios: proteínas estruturais (capsômeros) ácido nucléico viral
Bacteriófagos (vírus de bactérias)◦ Ciclo lítico (fagos virulentos)
d) montagem síntese das enzimas de montagem agregação das proteínas estruturais condensação do AN viral
Bacteriófagos (vírus de bactérias)◦ Ciclo lítico (fagos virulentos)
e) liberação de novos vírus síntese das endolisinas lise da célula hospedeira
liberação rápida liberação lenta (extrusão)
25 min. após a infecção são liberados 50-100 novos vírus
5.1. Ciclo lisogênico
a) adsorção
b) penetração do genoma
c) síntese de proteínas funcionais (inserção)
d) integração do genoma viral ao genoma da célula
5. Replicação dos vírus
Sem montagem nem liberação do novo vírus
Replicação dos vírus: comparaçãoentre os ciclos lítico e lisogênico(vírus temperados)(Madigan et al., 2004)
Vírus da herpesNesse caso há transcrição
mas não replicação do vírus
5. Replicação dos vírus
5.2. Vírus de animais e plantas
a) adsorção
* animais:
glicoproteínas (espículas)
especificidade de hospedeiros, espécie, tecidos
* plantas:
parece não haver receptores específicos
5. Replicação dos vírus
5.2. Vírus de animais e plantas
b) penetração e desnudamento:* animais:- liberação do AN viral na célula- fusão do envelope viral com a membrana, ou- endocitose: pinocitose, fagocitose- enzimas que digerem o capsídeo
* plantas:- vetores: bactérias, fungos, nematóides, fungos, insetos- poros nas paredes- ferimentos: abrasão, cortes, vento
c) biossíntese dos componentes viraiseventos iniciais: polimerases, mRNAeventos tardios: proteínas estruturais, síntese AN viral
d) maturação e montagem
5. Replicação (multiplicação) dos vírus
Replicação de um vírus de planta: vírus donanismo da cevada
5. Replicação dos vírus
5.2. Vírus de animais e plantas
e) liberaçãomecanismos variáveis:
- lise da célula (certos animais), em vírus nus- exocitose- vírus envelopados: áreas específicas da MP (brotamento)p. ex. vírus da gripe: enzima neuraminidase para excisão do broto
Os critérios taxonômicos mais importantes para diferenciação entre as Ordens, Famílias e Gêneros, são:
•Tipo e organização do genoma viral;
• Estratégia da replicação viral;
• Estrutura do virion (capsídeo, etc.).
Critérios Taxonômicos
As características para diferenciação entre espécies de vírus, são:
• Relação entre a sequência do genoma (DNA, RNA,
cistrons);
• Hospedeiro;
• Tropismo celular (interação hospedeiro-vírus – glicoproteinas
de membrana);
• Patogenicidade e citopatologia;
• Modo de transmissão;
• Propriedades fisico-químicas dos vírions;
• Propriedade antigênica das proteínas virais
Critérios Taxonômicos
Ordem (com sufixo -virales);
Família (sufixo -viridae);
Subfamília (sufixo -virinae)
Gênero (sufixo -virus)
Espécie (por ex. tobacco mosaic virus)
Exemplo de Classificação
• O vírus Ebola é classificado da seguinte maneira:
– Ordem Mononegavirales
– Família Filoviridae
– Gênero Ebolavirus
– Espécie: Zaire ebolavirus (Rio Ebola no Sudão e Zaire- 1
ocorrência)
6. Classificação dos vírus
• Famílias1. Poxyviridae
2. Herpesviridae
3. Parvoviridae
4. Retroviridae
5. Picornaviridae
6. Classificação dos vírus
Gêneros
1.Enterovírus (trato alimentar), exemplo de espécies: Poliovirus 1, 2 e 3.2.Cardiovírus (neurotrópico), exemplo de espécie: Mengovírus 3.Rhinovírus (região naso-faringeal), exemplo de espécie: Rhinovírus 1a4.Hepatovírus (fígado), exemplo de espécie: Hepatíte A
7.1. Viróides
- menores agentes infecciosos conhecidos (246 a 399
nucleotídeos)
- muita homologia de sequência entre si (ancestral comum)
- compostos somente de RNA simples (circular) nu
- sem capa protéica
- sem genes codificando enzimas ou outras proteínas
- total dependência do hospedeiro
- localizados no núcleo:
interferência direta com a regulação gênica
- possível origem: riborganismosex.: doença cadang-cadang (coqueiro – 246 nuc.)
exocortis dos citros (375 nuc.)PSTV do tubérculo da batata (359 nuc.)
7. Outros agentes infecciosos: sub-viróides
7. Outros agentes infecciosos: sub-viróides
Cadang-cadang
Exocortis dos citros
PSTV
Estrutura de um viróide ilustrando de que modo o RNA circular defita simples pode gerar uma estrutura aparentemente de fita dupla. (Madigan et al., 2004)
- penetram por feridas- deslocam-se por meio de plasmodesmas- replicação usando maquinária da célula- ribozima para clivagem do RNA multimérico
7.2. Príons (proteinaceous infectious particles)
- proteínas PrPc codificadas pelo gene Prnp
- tem função (ao ligar-se ao Cu) de permitir comunição
entre as células cerebrais
- Forma patogênica da proteína: PrPSc
- somente proteínas (?) ou AN não detectado (?)
- não são encontrados em plantas (leveduras)
- localizam-se nas céluas do SNC (crônica)
- incubação longa (anos)
- alta resistência a UV e calor
- ex.: kuru, scrapie (ovinos), encefalopatia
espongiforme bovina (vaca louca)
7. Outros agentes infecciosos sub-virais
Kuru,
Transmitida durante rituais canibalísticos entre os membros da etnia Fore em Papua, New Guinea:
Consumo de partes do cerébro de mortos.
Entre esse povo, as mulheres e crianças comiam o cerébro, pés e mãos:
Partes mais nobres eram deixadas para os homens.
Mulheres e crianças eram as principais vítimas da doença.
A incubação é de até 30 anos mas, uma vez aparecendo os sintomas, a doença progride rapidamente.
Morte: 3 a 12 meses após o aparecimento dos sintomas
A incidência da doença diminuiu após a abolição do canibalismo nessas etnias.
Vaca louca
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