vírus: estrutura, multiplicação e classificação. vírus (latim) = veneno 1392: na inglaterra o...

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