Virologia - Propriedades Gerais, Estrutura e Replicação dos vírus

Aula 1- virologia

Propriedades Gerais, Estrutura e Replicação dos vírus:

• Descoberta dos Vírus

• Civilizações egípcias e greco romanas;
•  Mesopotâmia = 1000AC;
• Ramsés V: poliomielite; sofreu uma enfermidade quando criança e foi balsamado- virou uma múmia. E os relatos da sintomatologia apresentados demonstram que ele foi acometido pelo vírus da Pólio, e veio a óbito.
• Febre amarela: O Holandês Voador-sinais e sintomas semelhantes entre tripulantes de navios diferentes e de partes do mundo diferentes relatavam que começaram a sentir após terem passado por um navio holandês em que todos os tripulantes estavam mortos- sendo hoje indiciada como febre amarela;
• Adolf Mayer - 1886, Holanda: identificou uma doença na planta do tabaco, que fazia a folha sofrer uma certa atrofia.
• Transmissão do mosaico do fumo por meio de injeção de extrato de planta doente em planta sadia
• Comprovação da natureza biótica da doença- utilizou os princípios relacionados a  etiologia de uma doença.
• Propôs que a doença era causada por fungo ou bactéria, mas não consegue isolar o agente etiológico.  Fluido infeccioso filtrado

• Século XXI :

• Análise de genomas virais completos é rotina laboratorial. EX. em pesquisa.
• Genomas de alguns organismos também estão disponíveis
• Identificação e caracterização de genes virais e do hospedeiro que interagem durante o processo infeccioso
• Em 2013, haviam 3463 genomas virais conhecidos- constatados em um banco de dados chamados GenBank. (sequências de nucleotídeos)- consegue se fazer identificação e caracterização dos genes virais, qual o produto desse gene viral e qual a interação do produto com as células do hospedeiro que estão ocorrendo para que haja o processo infeccioso inicial e depois a formação da doença.
• Década de 80: grande pandemia da AIDS e desde de então houve-se avanço nas tecnologias.
• Drogas antivirais em sua maioria tem uma ação um pouco mais tóxica. Normalmente utilizadas em viroses mais graves.

• VÍRUS

• Parasitam todos os tipos de organismos vivos
• Também parasitam indivíduos acelulares- vírus que parasitam outro vírus.
• Responsáveis por várias doenças em humanos, animais e plantas
• Vírus emergentes: HIV (1983), Hantavirus (1993), vírus da febre hemorrágica Ebola – EHF (1995/2014), vírus da pneumonia asiática – coronavirus (2003)
• Frequentemente se tem pandemias de vírus novos que são introduzidos num determinado local, ou no mundo todo, ou um determinado vírus que era tido como erradicado volta a causar casos da doença em um determinado local, porque ele sofreu mutação que conseguiu desenvolver resistência as defesas do nosso organismo conseguindo causar a doença.

• Propriedades Gerais dos vírus

• Seres vivos ou não?? 30’
• Acelulares,Pequenos – entre 20 e 300nm
• Parasitas intracelulares obrigatórios
• Existem nas formas extracelular (chamada vírion- partícula viral completa e infecciosa) ou intracelular
• Genoma viral reduzido, constituído por DNA ou RNA
• São capazes de transferir genoma viral de uma célula para outra
• Espectro de hospedeiro variável. Depende do tipo de antígeno, quais estruturas este vírus tem, como também do receptor da célula alvo que ele consegue reconhecer.

• Definição de vírus

• Características que diferenciam os vírus de outros organismos:

• presença de apenas um tipo de ácido nucléico (DNA ou RNA)
• ausência de maquinaria para síntese de proteínas
• replicação por meio de síntese dos componentes seguido de "montagem" das partículas virais

• Características que NÃO diferenciam os vírus de outros organismos:

• tamanho (Poxviridae x Chlamidiae; Mimivirus x Muitas bactérias)
• Multiplicação apenas no interior da célula hospedeira (Bactérias-Chlamidiae, porém essa possui maquinaria para a síntese proteica, mas não consegue produzir energia para a sua multiplicação)
• tipo de ácido nucléico que compõe o genoma
• presença de membrana lipoprotéica (envelope), derivada da membrana plasmática da célula do hospedeiro.
• PROVA: alguns vírus possuem membrana citoplasmática. Verdadeiro ou falso? É falso, membrana citoplasmática só existe se houver citoplasma.

[pic 1]

Interferon: molécula produzida por uma célula que acometida pelo vírus, essa molécula é enviada para o meio extracelular e essa molécula vai sensibilizar outras células pra essas células fiquem refratárias a infecção com o vírus. Serve como uma vacina para as células contra o vírus. Produz estado antiviral as células adjacentes a que esta infectada.

• Taxonomia viral- Prova: tem que saber os sufixos 

• Ordem: sufixo virales

• - Mononegavirales (I), Nidovirales (I) e Caudovirales (III);

• Família: viridae

• - I - Paramyxoviridae, Rhabdoviridae e Filoviridae; - II - Coronaviridae e Arteriviridae; - III - Myoviridae, Siphoviridae e Podoviridae; Sub-família: virinae - ex. Chordopoxvirinae;

• Gênero: virus

• - Simplexvirus

• Espécie: vírus

•  - Herpesvírus humano 2

• Ex. Vírus da raiva:

• Ordem: Mononegavirales Família: Rhabdoviridae Gênero: Lyssavirus Espécie: Vírus da raiva

• Estrutura Viral

• Vírion = partícula viral completa
• Componentes principais do Vírion

• 1. Ácido nucléico:
• DNA fita simples + ou –
• DNA fita dupla
• RNA fita simples + ou – (saber se aquele RNA já seta na ordem correta de nucleotídeos para formar os códons e os genes que vão fazer o vírus ser traduzido quando passar pelo ribossomo da célula hospedeira, se estiver na ordem +, se tiver invertida -)
• RNA fita dupla
• Linear, circular ou segmentado
• 2. Capsídeo – determina a forma do vírus
• Capa protéica que recobre o genoma viral
• Constituído por subunidades protéicas múltiplas (capsômeros), específicas do vírus.
•  Determinam a forma do vírus.
• Podem auxiliar na ligação do vírus a célula hospedeira.
• O complexo formado pelo ácido nucléico e pelas proteínas do capsídeo é denominado nucleocapsídeo (entidade que é comum a todos os vírus).
• Vírus que não possuem camadas adicionais externas ao capsídeo são chamados vírus nus.

SIMETRIA VIRAL

• Refere-se à maneira pela qual os capsômeros estão organizados no capsídeo viral.
• Dois tipos de simetria são reconhecidos nos vírus.
• [pic 2]

• 3. Envelope

• Bicamada lipoprotéica localizada externamente ao capsídeo.  
• Lipídeo – derivado da membrana citoplasmática da célula hospedeira
• Espículas --> à glicoproteínas que se projetam da superfície do envelope. Codificadas pelo genoma viral.
• Auxiliam na ancoragem do vírus à célula hospedeira.
• Podem ser utilizadas para a identificação do vírus. Caso por exemplo do vírus influenza H1N1. O  H é uma espícula (hemaglutinina- lisa hemácias) e o N é uma outra espícula (neuroaminidase), tem funções próprias do vírus.

• Vírus complexos

• Compostos por várias partes, cada uma com simetria distinta

• Multiplicação Viral

• Multiplicação de Bacteríofagos
• Ciclo lítico:

• Etapas da multiplicação durante o ciclo lítico
• 1. Ligação / Adsorção:

• É dependente do reconhecimento de receptores específicos na superfície da célula hospedeira
• Alteração ou ausência de receptor inibe ligação
• Receptores – proteínas, carboidratos, lipídeos...
• Alguns vírus utilizam mais de um receptor
• Especificidade vírus ( se da ao tipo de antígeno que esta presenta na bactéria) x tecido

• 2. Penetração:

• A ligação entre proteínas virais e receptores promovem alterações estruturais
• Para alguns vírus, além do genoma viral, proteínas específicas (RNA polimerase) também devem penetrar na célula
• Mecanismos: DNA é injetado ativamente na célula

• 3. Síntese de ácidos nucléicos e proteínas virais:
• 4. Montagem / Maturação
• 5. Liberação.

• Curva de crescimento de bacteriófago de etapa única:

• Não entram em ciclo lisogênico. Tem-se uma quantidade de vírus que é inoculado o ácido nucleico, são produzidas enzimas precoces inicialmente no ribossomo, onde o DNA é transcrito em RNA precoce que codifica a produção de proteínas precoce, nesse momento ocorre alguns fenômenos como: preparação do DNA bacteriano que será replicado, degradação do DNA da célula bacteriana, que fornecera micromoléculas de nucleotídeos para fromar os novos DNAs  do bacteriófago. No momento seguinte são produzidos ácidos nucleicos e no final as capas proteicas. Quando começa a montagem os vírs começam a povoar as células bacterianas.

• Etapas do Ciclo Lisogênico

• 1. Ligação / Ancoragem
• 2. Penetração
• 3. Circularização do DNA fágico
• 4. Integração por recombinação ao cromossomo bacteriano à Profago
• 5. Replicação com a multiplicação da célula hospedeira
• 6. Excisão do profago por recombinação e início do ciclo lítico

• Consequências do Ciclo Lisogênico

• Células lisogênicas ficam imunes a infecção por bacteriófago-falso, elas ficam imunes a infecção pelo mesmo fago. PROVA.
•  Células lisogênicas são imunes à reinfecção pelo mesmo fago;
• Células hospedeiras podem apresentar novas características.
• Torna possível a transdução especializada.

• Multiplicação de Vírus de Animais

• 1.Ancoragem ou adsorção
• 2.Penetração por pinocitose ou por fusão (vírus envelopados)
• 3.Decapsidação – liberação do ácido nucleico
• 4.Biossíntese dos componentes virais
• 5.Maturação e Montagem
• 6.Liberação por brotamento (vírus envelopados); não ocorre lise celular.

• Produção de ácidos nucléicos e proteínas virais / Biossíntese

• Vírus de RNA – vários mecanismos de replicação
• Genoma RNA fita dupla – a fita molde é utilizada para a síntese de uma fita de RNAm, a qual será traduzida. Precisa de enzima RNA polimerase dependente de RNA presente no vírion.
• Genoma RNA fita simples positiva – o genoma do vírus, ao entrar na célula, funciona como RNAm para sintetizar proteínas virais incluindo a RNA polimerase dependente de RNA.
• Genoma RNA fita simples negativa – o genoma do vírus, ao entrar na célula, é usado como molde para sintetizar uma fita de RNAm, a qual será traduzida. Precisa de enzima RNA polimerase dependente de RNA presente no vírion.
• Retrovírus – ao entrar na célula, o RNA é usado como molde para sintetizar uma molécula de DNA fita simples. A molécula de DNA fita simples, por sua vez, é usada como molde para sintetizar a segunda fita, formando uma molécula fita dupla. PROVA

• Classe VII

•  Vírus de DNA que utiliza um RNA como intermediário
• Poucos vírus
• Vírus pequenos
•  DNA fita dupla, com falhas em alguns pontos.

• Classificação de baltimor: tem que saber. No slide
• Replicação de DNA: ocorre através da enzima DNA polimerase
• Dentro do núcleo da célula hospedeira tem-se a enzima RNA polimerase  que produz através do DNA viral os vírus RNA mensageiros.
• RNA fs+:  o vírus entra, decapsida e expõe  o RNA no citoplasma  da célula hospedeira. RNA polimerase dependente de RNA que tem como função pegar a fita simples positiva gerar uma fita simples negativa que vai ser molde pra ela produzir outras fitas positivas depois.
• RNA fd: no citoplasma de uma  célula eucarionte, se ele chegar no ribossomo ele é lido? Não.  No citoplasma não terá RNA polimerase pra pegar o fita duplas e transformar em RNA mensageiro, porque esta no citoplasma. Então dentro do vírus além do ácido nucleico que vai ser decapsidado, ele tem que leva dentro do capsídeo uma cópia da RNA polimerase dependente de RNA.  As proteínas produzidas devem ter: proteínas de capsídeo, se houverem proteínas de membrana – proteínas de membrana, e a RNA polimerase dependente de RNA
• RNA fs-: mesmo mecanismo da RNA fd, com uma diferença da fita dupla, e chega sem informação para ser traduzida no ribossomo, ela tem que levar junto e no citoplasma da célula uma cópia de RNA polimerase dependente de RNA. De forma que ele decapsida e expõe o RNA no citoplasma essa RNA polimerase passa na fita negativa produzindo uma fita positiva que vai ser RNA mensageiro. Esse RNA mensageiro vai para o ribossomo produz novas proteínas virais incluindo a cópias de RNA polimerase para cada cópia de  vírus e ao mesmo tempo aquele RNAm que foi produzido serve como molde para a RNA polimerase pegar a FS+ e fazer várias fitas negativas cada uma componente do seu próximo vírus, progênie viral.
• Replicação do Retrovírus:

• Tem como característica a necessidade de dentro do seu ciclo de replicação ele integrar o DNA da  célula do seu hospedeiro. E para a RNA integrar DNA, ele tem que virar DNA, dentro da célula eucariótica existe não existe enzima que transforma RNA em DNA. Ele chega dentro da célula do hospedeiro e expõe seu material genético que é o RNA, esse RNA não é lido no ribossomo e  característica do vírus é precisar integrar o DNA da célula hospedeira par gerar todo seu ciclo reprodutivo posterior. Dessa forma dentro da partícula viral há a necessidade de se levar uma proteína que vai pegar aquele RNA no citoplasma e produzir um DNA a partir dele a chamada transcriptase reversa. Então dentro do vírus tem que ter DNA viral mais a transcriptase reversa, também enzima integrasse que vai ser responsável pela clivagem de alguns nucleotídeos na extremidade do DNA que foi formado a partir do RNA do vírus, leva pra dentro do núcleo e integra ela ao cromossomo da bactéria .  Para a sua maturação a poliproteína tem que ser quebrada em proteínas pequenas e estruturais, o que só é feito no citoplasma da células hospedeira se o vírus tiver levado consigo uma proteína chamada protease do retrovírus.

• RNA mensageiro pro-viral:

• Integrados a célula eucarionte.

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