ciências da natureza e suas tecnologias - biologia ensino médio, 2º ano etapas da replicação...

Ciências da Natureza e suas Tecnologias - Biologia

Ensino Médio, 2º AnoEtapas da replicação viral

BIOLOGIA, 2º Ano do Ensino MédioEtapas da Replicação Viral

Vírus (do latim virus = toxina, veneno)

A B C

Figura 1. A. Papilloma Virus; B. Mosaico do Tabaco; C. Bacteriófago da família Myoviridae

Imagens da esquerda para direita: (a) Autor fotógrafo desconhecido / Fonte Laboratory of Tumor Virus Biology / disponibilizado por Patho / United States Department of Health and Human Services / Public domain; (b) TMV virus / autor T. Moravec / fonte Xmort / disponibilizado por Chb / Public domain; (c) Autor Hans-Wolfgang Ackermann / disponibilizado por Ayacop / Creative Commons Attribution 2.5 Generic.

Vírus: seres vivos? Ou não?Para muitos, a resposta é sim. Para outros,

não.Podemos considerar que os vírus são

formas particulares de vida parasitária. São, portanto, parasitas intracelulares obrigatórios, pois só dentro de uma célula hospedeira conseguem se reproduzir.

Fora da célula hospedeira, são chamados de vírion.


Características gerais dos vírus:• ausência de uma organização celular (acelulares);• reprodução exclusiva dentro de células hospedeiras;• todos são patogênicos;• inertes fora de uma célula hospedeira;• seres microscópicos que medem de 0,01 m a 0,9 m (1 m

equivale a 10-12m).

Ver animação no link: http://tinyurl.com/komwgFonte: CELLS, 2012Ver outras unidades de comprimento microscópicas em:http://tinyurl.com/7p34ebu Fonte: WIKIPEDIA, 2012


http://tinyurl.com/komwg

http://tinyurl.com/7p34ebu

Hipóteses sobre a origem dos vírusDiferentemente do que é exposto sobre a teoria celular e

as hipóteses acerca da origem da vida, o surgimento dos vírus é um acontecimento não tão complexo assim. Entretanto, para explicar tal fato existem algumas hipóteses:

Evolução Química: seres microbianos extremamente reduzidos que poderiam ter surgido de forma separada da “sopa nutritiva” dos oceanos primitivos.Evolução Retrógrada: surgimento dos vírus a partir de seres parasitas intracelulares obrigatórios que perderam o poder de síntese proteica, restando apenas os genes de identificação e capacidade de reprodução.


Continua...

continuação...

DNA autorreplicante: os vírus se formariam a partir de sequências de DNA autorreplicantes, assumindo seu nicho parasita para sobreviverem na natureza.Origem celular: surgiram derivados de componentes das próprias células hospedeiras, comportando-se como genes que passaram a existir fora das células.


De que são constituídos os vírus?

O Nucleocapsídeo corresponde à cápsula proteica, junto com o ácido nucleico.

Dependendo do ácido nucleico, os vírus podem ser classificados como: Adenovírus, vírus que apresentam DNA no interior da cápsula; ou Retrovírus, vírus que possuem no interior da cápsula o RNA como ácido nucleico (figura 2).



Figura 2. Componentes estruturais de um bacteriófago: 1. Cabeça; 2. Cauda; 3. DNA viral; 4. Capsídeo; 5. Colar; 6. Bainha; 7. Fibras; 8. Espículas; 9. Placa basal

Imagem: Autor Y_tambe / disponibilizado por Pngbot / GNU Free Documentation License

Taxonomia ViralDa mesma forma que os demais seres vivos que,

de acordo com a classificação de Whitaker (1969), foram agrupados em 5 reinos — Monera, Protista, Fungi, Plantae, e Animalia — os vírus também apresentam um critério de classificação, criado por David Baltimore:

– Ordem (sufixo virales)– Família (sufixo viridae)• Subfamília (sufixo virinae)– Gênero (sufixo virus)– Espécie (epíteto identificador, sem padrão universal)


Classificação dos vírus, por BaltimoreDavid Baltimore, biólogo americano, desenvolveu um

sistema de classificação para os vírus baseando-se na síntese do RNAm. O referido critério classifica esses seres de acordo com o tipo de ácido nucleico (DNA ou RNA), da fita (simples ou dupla) e da replicação do DNA.

•Vírus dsDNA: adenovírus de fita dupla (Herpervirus, Poxvirus).•Vírus ssDNA: adenovírus de fita simples (Parvovirus).•Vírus dsRNA: retrovírus de fita dupla (Rotavirus).•Vírus (+)ssRNA: retrovírus de fita simples positivo (Picornavirus).•Vírus (-)ssRNA: retrovírus de fita simples negativo (Rhabdovirus).•Vírus ssRNA-RT: retrovírus de fita simples com RNA intermediário (Retrovirus).


continua...

• Vírus dsDNA-RT: adenovírus de fita dupla com RNA intermediário (Orthohepadnavirus).


continuação...

Figura 3. a. Herpesviridae; b. Canines parvovirus; c. Multiple Rotavirus particles; d. Rhinovirus; e. Vesicular stomatitis virus; f. HIV-1 Transmission Electron Micrograph; g. Hepatitis-B virions.

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Vírus capsulados ou envelopadosOs vírus capsulados são, na

realidade, moléculas de proteínas virais específicas, imersas em uma camada dupla de lipídios derivada da membrana plasmática da célula hospedeira.

A figura 4 representa um Coronavirus, um gênero de vírus envelopado que apresenta RNA simples na sua estrutura genética, capsídeo helicoidal, e envelope bilipídico.


Figura 4. Gênero Coronavirus.

Imagem: Autor Nilses / disponibilizado por Prskavka / Public domain

O Genoma ViralO quantitativo de genes dos vírus, de

uma maneira geral, em comparação a outros seres vivos, é bem menor. Cerca de 200 genes formam o genoma viral; enquanto nas bactérias esse número pode chegar até cerca de 4 mil, no ser humano varia de 30 a 40 mil.


Exceções quanto à especificidade dos ácidos nucleicos

• Citomegalovírus e vírus da hepatite B:

– Vírus de DNA que iniciam a síntese de moléculas de RNA enquanto ainda estão se formando, de modo que a partícula viral contém os dois tipos de ácidos nucleicos: DNA e RNA (apenas no início da sua formação).


Tipos de vírus de RNA• Vírus de cadeia positiva (+): são aqueles cujo

RNA do genoma têm a mesma sequência de bases nitrogenadas que os RNAm por ele produzidos.

• Vírus de cadeia negativa (–): são aqueles cujo RNA genômico têm sequência de bases nitrogenadas complementar à dos RNAm formados.

• Retrovírus: são aqueles que contêm uma cadeia simples de RNA associada à transcriptase reversa.


Vírus de plantas x Vírus de animais• Maior parte dos vírus

tem como material genético o RNA.

• Não possui envelope.• Entretanto, existem

vírus não envelopados de DNA e vírus envelopados de RNA.

• Transmissão: inseto, fungo ou verme nematódeo (vetores).

• Material genético: DNA ou RNA.

• Envelopados ou não.• O RNA viral é transcrito

em outras moléculas de RNA viral.

• Comandam a síntese proteica.

• Formação de DNA a partir de RNA, pela transcriptase reversa.


Análise dos ciclos reprodutivos virais

• Ciclo de vida de Bacteriófagos.

• Ciclo de vida dos Influenzavirus.

• Ciclo de vida do HIV (Human Immunodeficience Virus).


Ciclo reprodutivo do Bacteriófago

Do grego phagein, comer. São vírus que invadem e destroem bactérias.

Um exemplo de bacteriófago é o fago T4, portador de DNA como ácido nucleico, com capsídeo formado por uma espécie de cabeça e por um tipo especial de cauda que permanece fora da célula bacteriana.


Atuação de um BacteriófagoDentro de uma bactéria, o ácido nucleico viral dá

início ao seu processo reprodutivo, transcrevendo moléculas de RNAm através das enzimas da própria bactéria infectada.

Após esse processo, o metabolismo da bactéria passa a ser comandado pelo genoma do bacteriófago.

Com aproximadamente 30 minutos após a entrada do DNA viral, a bactéria se rompe. Cada bactéria libera dezenas de novos vírus, aptos a infectarem outras bactérias (animação 1).



Vídeo 1. Atuação de um bacteriófago.

Disponível no site: http://www.youtube.com/watch?v=cU_unWULn_8

Ciclo reprodutivo do vírus da gripeO vírus da gripe possui um envelope lipoproteico

contendo oito moléculas de RNA diferentes, circundadas por proteínas do capsídeo.

Tipos diferentes de proteínas identificam o vírus da gripe:Hemaglutininas: conhecidas como espícula H, identificadas por índices numéricos (N1, N2);

Neuroaminidases: conhecidas por espícula N, identificadas por índices numéricos (H0, H1, H2, etc.).



Figura 5. Ênfase às Neuraminidases e Hemaglutininas dos Influenza vírus.

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Neuraminidases Hemaglutininas

As hemaglutininas (H) permitem que os vírus se liguem às células hospedeiras. Caso a pessoa possua anticorpos que reconheçam essas espículas, o vírus torna-se incapaz de infectar suas células.

Durante a infecção viral, a pessoa infectada produz anticorpos contra as espículas virais, tornando-se imune ao tipo de vírus que causou a doença. Sendo assim, após um surto de gripe, boa parte da população passa a ser considerada imune a esse tipo de vírus, a não ser que ele sofra uma mutação, trazendo vírus ligeiramente diferentes dos da linhagem original.

A população idosa tem tido atendimento preferencial no que diz respeito às campanhas de vacinação contra a gripe.

A recombinação genética tem sido um problema enfrentado pelos países no combate à gripe, já que formas muito diferentes de vírus têm surgido esporadicamente.



Figura 6. Invasão em uma célula por um Influenza virus.

Complexo de Golgi

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Ciclo reprodutivo do HIVDesde quando foi descoberta, a AIDS (da sigla

inglesa Acquired Immunodeficiense Syndrome), muitos preconceitos foram observados. Descoberta em 1981, acreditou-se que essa doença estivesse restrita a homossexuais, hemofílicos, usuários de drogas injetáveis e haitianos, já que as primeiras 4 mil pessoas infectadas pertenciam a esses grupos.

A Organização Mundial de Saúde (OMS) divulgou dados em 2001, mostrando as estatísticas recentes da época, com números espantosos (tabela 1).


Adultos Crianças Total(em milhões)

Infectados 4,3 0,7 5Portadores 37,5 2,5 40Mortes 2,5 0,5 3Mortes desde o início da epidemia (1981)

17,5 4,3 21,8


Fonte: OMS, 2001 apud AMABIS & MARTHO, 2004.

Estrutura e replicação do HIV


Figura 7. Ilustração do HIV-1

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Multiplicação do HIVCom um envelope lipoproteico, o vírion do HIV possui duas

moléculas iguais de RNA de cadeia simples e as enzimas: transcriptase reversa, capaz de transcrever o DNA a partir de RNA, e integrase, responsável pela integração do DNA viral no cromossomo da célula infectada.

Quando se liga aos receptores da célula hospedeira, o HIV se mistura à membrana nuclear, tendo o seu nucleocapsídeo introduzido no citoplasma.

Após a introdução, o nucleocapsídeo se desfaz e o RNA é liberado, assim como a transcriptase reversa e a integrase no citosol.


A transcriptase reversa transcreve uma cadeia de DNA a partir do ácido nucleico viral (RNA). Assim que o DNA é formado, o molde de RNA é degradado pela própria enzima.

Após se aderir à membrana plasmática, juntamente às glicoproteínas, surgem os novos envelopes virais. Logo após, vírions completos são liberados da célula e podem infectar outras.

Quando está em estado latente, o sistema imunitário é incapaz de reconhecer o provírus e as drogas antivirais não têm como eliminar o vírus totalmente do organismo humano.



Figura 8. Esquema do HIV entrando em uma

célula hospedeira. Imag

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Conclusões• Os vírus são estruturas diminutas que não possuem organização

celular, e todos são patogênicos.• Existe um critério de classificação científica para os vírus, criada

por David Baltimore.• Fora das células hospedeiras são chamados vírions, encontrando- -se inertes.• Não pertencem a nenhum dos 5 reinos, porém apresentam

classificação científica própria.• No interior dos capsídeos há, geralmente, um ácido nucleico: DNA

ou RNA.


Exercícios para Fixação1. Ao se comparar os vírus com os unicelulares, do Reino Monera, como

podemos classificá-los como seres vivos?2. Mesmo sem estarem em nenhum dos 5 reinos, pela classificação de

Whitaker (1969), os vírus possuem uma classificação à parte. Comente essa classificação.

3. Cite as principais diferenças entre vírus que infectam plantas e vírus que infectam animais.

4. Existem apenas vírus com ácido nucleico RNA ou com DNA? Há exceções?

5. Descreva sucintamente o ciclo reprodutivo de um bacteriófago.6. Como se multiplica o vírus da gripe na célula infectada?7. Como podem surgir novos tipos de vírus da gripe, contra os quais não há

quase nenhuma imunidade entre as pessoas?


ReferênciasACKERMAN, H. W. Bacteriófago da família Myoviridae. 2005. Disponível em: http://tinyurl.com/c4zky52. Acesso em: 22 Jun. 2012. Online.

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Tabela de Imagensn° do slide

direito da imagem como está ao lado da foto link do site onde se conseguiu a informação Data do Acesso

2a Autor fotógrafo desconhecido / Fonte

Laboratory of Tumor Virus Biology / disponibilizado por Patho / United States Department of Health and Human Services / Public domain

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Papilloma_Virus_(HPV)_EM.jpg

27/08/2012

2b TMV virus / autor T. Moravec / fonte Xmort / disponibilizado por Chb / Public domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:TMV.jpg

27/08/2012

2c Autor Hans-Wolfgang Ackermann / disponibilizado por Ayacop / Creative Commons Attribution 2.5 Generic

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Phage_S-PM2.png

27/08/2012

8 Autor Y_tambe / disponibilizado por Pngbot / GNU Free Documentation License

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bacteriophage_structure.png

27/08/2012

11a Various viruses from the Herpesviridae family (detalhe) / Autor CDC/ E. L. Palmer / disponibilizado por Optigan13 / United States Department of Health and Human Services / Public domain

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Herpesviridae_EM_PHIL_2171_lores.jpg

27/08/2012

11b Autor PhD Dre / disponibilizado por Δ / GNU Free Documentation License

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Canines_Parvovirus.jpg

27/08/2012

11c Autor GrahamColm / disponibilizado por Kakoui / GNU Free Documentation License

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Multiple_rotavirus_particles.jpg

27/08/2012



11d Autor Quibik / GNU Free Documentation

Licensehttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rhinovirus.PNG

27/08/2012

11e Autor desconhecido / disponibilizado por Patho / United States Department of Health and Human Services / Public domain

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Vesicular_stomatitis_virus_(VSV)_EM_18_lores.jpg

27/08/2012

11f Autor CDC/Dr. Edwin P. Ewing, Jr. / disponibilizado por Patho / United States Department of Health and Human Services / Public domain

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:HIV-1_Transmission_electron_micrograph_AIDS02bbb_lores.jpg

27/08/2012

11g Autor CDC / disponibilizado por Masur / United States Department of Health and Human Services / Public domain

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hepatitis-B_virions.jpg

27/08/2012

12 Autor Nilses / disponibilizado por Prskavka / Public domain

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Vis2.jpg 27/08/2012

22 Autor U.S. Food and Drug Administration / disponibilizado por Magnus Manske / United States Department of Agriculture / Public domain.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Antigenic_drift_vs_shift.png

27/08/2012

24 Autor YK Times / disponibilizado por Juancharlie / GNU Free Documentation License

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Virus_Replication_large_es.svg

27/08/2012



27 Autor CDC/ C. Goldsmith, P. Feorino, E. L.

Palmer, W. R. McManus / United States Department of Health and Human Services / Public domain

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:HIV-budding-Color.jpg

27/08/2012

30 Autores Rachid Sougrat, Alberto Bartesaghi, Jeffrey D. Lifson, Adam E. Bennett, Julian W. Bess, Daniel J. Zabransky, Sriram Subramaniam / disponibilizado por Fvasconcellos / Creative Commons Attribution 2.5 Generic

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:HIV_entry_into_T_cell_schematic.png

27/08/2012

ciências da natureza e suas tecnologias - biologia ensino médio, 2º ano etapas da replicação...

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