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Vírus: Estrutura, multiplicação e classificação. vírus (latim) = veneno 1392: na Inglaterra o primeiro relato sobre vírus = veneno 1728: primeiro relato.

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1 Vírus: Estrutura, multiplicação e classificação

2 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

3 Jenner imunizando uma criança contra a varíola

4 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

5 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 ( )] Stanley recebendo o Prêmio Nobel (1946)

6 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

7 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

8 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

9 a)tamanho: nm ( vezes menores que as bactérias) 1 nm = μm (0,001 μm) 1 μm = mm (0,001 mm) portanto, 1 nm = mm (0, mm) b) componentes * parte central de ácido nucléico * capa protéica: capsídeo (unidades: capsômeros): - simetria helicoidal: TMV, sarampo, gripe - simetria icosaédrica * envelopados: nucleocapsídeo envolvido por uma membrana de lipoproteínas 3. Morfologia básica

10 ou 0,2 mm ou 0,0002 mm ou 0,00006 mm 0,00002 mm 0,00009 mm 0,0002 mm 0,0015 mm

11 a)tamanho: nm ( 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 uma membrana de lipoproteínas 3. Morfologia básica

12 capsídeo capsômeros ácido nucléico

13 a)tamanho: nm ( 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 uma membrana de lipoproteínas 3. Morfologia básica

14 Vírus de simetria helicoidal

15 a)tamanho: nm ( 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 uma membrana de lipoproteínas 3. Morfologia básica

16 Vírus de simetria icosaédrica

17 a)tamanho: nm ( 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 uma membrana de lipoproteínas 3. Morfologia básica

18 Vírus envelopados

19 Parvoviroses de animais Papilomavirus - sexual Gastroenterites Conjuntivites Hepatites Pneumonia Doenças de vertebrados (peixes) e invertebrados (insetos) Hepatite B Doenças de vertebrados e invertebrados Vírus da herpes, varicela, encefalite, roséola, etc.

20 Resfriado em humanos Doenças do sistema respiratório e gastroentestinal Rubéola Raiva Vírus da influenza Resfriado, pneumonia, gastroenterite Roedores Bronquite, pneumonia, sarampo Febre hemorrágica bioterrorismo HIV

21 ácido nucléico viral + capsídeo = nucleocapsídeo c) ácido nucléico viral DNA ou RNA DNA e RNA (nunca simultaneamente) o genoma pode ser: linear: vírus de animais com RNA circular: ex. herpesvirus (dsDNA) fita simples fita dupla ssDNA dsDNA ssRNA dsRNA segmentado: vírus da influenza (gripe): 8 segmentos

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23 ácido nucléico viral + capsídeo = nucleocapsídeo c) ácido nucléico viral DNA ou RNA DNA e RNA (nunca simultaneamente) o genoma pode ser: linear: vírus de animais com RNA circular: ex. herpesvirus (dsDNA) fita simples fita dupla ssDNA dsDNA ssRNA dsRNA segmentado: vírus da influenza (gripe): 8 segmentos

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25 4. Hospedeiros virais Parasitando animais, plantas, microrganismos animais = doenças animais plantas = doenças de plantas (nanismos) microrganismos = bacteriófagos

26 Exemplos Classe Descricção do genoma e estratégia de replicação Vírus bacterianosVírus de animais IDNA fdLambda, T4 Herpesvirus, poxvirus IIDNA fsɸΧ174 Vírus de anemia aves IIIRNA fdɸ6Reovírus IVRNA fs (sentido +)MS2Poliomielite VRNA fs (sentido -)Influenza, raiva VI RNA fs (replicação interm. DNA) Retrovírus (AIDS, cânceres) VII DNA fd (replicação interm. RNA) Hepatite B Síntese de mRNA após a infecção celular por diferentes tipos de vírus

27 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

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29 Ligação Penetração Síntese de ácidos nucléicos Montagem de capsídeos Liberação vírions maduros

30 Ligação Penetração Síntese de ácidos nucleicos Montagem dos capsídeos Liberação

31 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

32 Bacteriófagos (vírus de bactérias) Ciclo lítico (fagos virulentos) b) penetração: entrada do AN viral na célula entrada com o capsídeo entrada nu

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34 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

35 Bacteriófagos (vírus de bactérias) Ciclo lítico (fagos virulentos) d) montagem síntese das enzimas de montagem agregação das proteínas estruturais condensação do AN viral

36 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 novos vírus

37 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

38 Replicação dos vírus: comparação entre os ciclos lítico e lisogênico (vírus temperados) (Madigan et al., 2004) Vírus da herpes Nesse caso há transcrição mas não replicação do vírus

39 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

40 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 virais eventos iniciais: polimerases, mRNA eventos tardios: proteínas estruturais, síntese AN viral d) maturação e montagem

41 5. Replicação (multiplicação) dos vírus Replicação de um vírus de planta: vírus do nanismo da cevada

42 5. Replicação dos vírus 5.2. Vírus de animais e plantas e) liberação mecanismos 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

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46 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

47 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

48 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

49 Famílias 1.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 1a 4.Hepatovírus (fígado), exemplo de espécie: Hepatíte A

50 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: riborganismos ex.: doença cadang-cadang (coqueiro – 246 nuc.) exocortis dos citros (375 nuc.) PSTV do tubérculo da batata (359 nuc.) 7. Outros agentes infecciosos: sub-viróides

51 Cadang-cadang Exocortis dos citros PSTV

52 Estrutura de um viróide ilustrando de que modo o RNA circular de fita 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

53 7.2. Príons ( proteinaceous infectious particles ) - proteínas PrP c codificadas pelo gene Prnp - tem função (ao ligar-se ao Cu) de permitir comunição entre as células cerebrais - Forma patogênica da proteína: PrP Sc - 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

54 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.

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56 Vaca louca


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