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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 (infecções virais) 1796: Edward Jenner criou a vacina contra a varíola Introdução

3 Jenner imunizando uma criança contra a varíola

4 1892: Dmitry Ivanowski: vírus do 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 1949: John Enders: cultivo dos vírus em culturas de células História

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 vírus

7 Mundo de DNA viral LUCA (Genoma de RNA) LUCA = last universal common ancestor Archaea Eukarya Bacteria Linhagens extintas Transição de RNA a DNA fvA fvE fvB Evolução

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 Origem

9 * São entidades infecciosas não celulares (acelulares) 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 * Usam sistemas de produção de energia e biossíntese do hospedeiro para sintetizar cópias e transferir seu genoma para outras células * Podem ser intra ou extracelulares Definição

10 a)Tamanho médio: nm ( vezes menores que as bactérias) 1 nm = μm (0,001 μm) 1 μm = mm (0,001 mm) portanto, 1 nm = mm (0, mm) 20 nm = 0,00002 mm 300 nm = 0,0003 mm Morfologia básica

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

12 b) componentes * parte central de ácido nucléico * capa protéica: capsídeo (unidades: capsômeros) Morfologia básica

13 capsídeo capsômeros ácido nucléico

14 c) simetria - simetria helicoidal (cilíndrica): TMV, sarampo, gripe Morfologia básica

15 c) simetria - simetria icosaédrica (esférica) Morfologia básica

16 Vírus envelopados: nucleocapsídeo envolvido por uma membrana de lipoproteínas Morfologia básica

17 Vírus envelopados

18 ácido nucléico viral + capsídeo = nucleocapsídeo d) ácido nucléico viral DNA ou RNA DNA e RNA (nunca simultaneamente) o genoma pode ser: linear: vírus de animais com RNA circular: vírus da herpes fita simples - fsDNA ou fsRNA fita dupla - fdDNA ou fdRNA segmentado: vírus da influenza (gripe): 8 segmentos

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 Vírus segmentados: vírus da influenza (gripe): 8 segmentos

22 Hospedeiros virais Parasitando animais, plantas, microrganismos animais = doenças animais plantas = doenças de plantas (nanismos) microrganismos = bacteriófagos, p. ex.

23 Exemplos Classe Descricção do genoma e estratégia de replicação Vírus bacterianosVírus de animais IDNA fdLambda, T4 Herpesvirus, poxvirus IIDNA fsɸΧ174 Vírus de anemia de 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 Classificação e síntese de mRNA após a infecção celular por diferentes tipos de vírus

24 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 Classificação e síntese de mRNA após a infecção celular por diferentes tipos de vírus

25 Depende do ciclo que assumem: 1. Lítico 2. Lisogênico

26 Ciclo lítico (fagos virulentos) a) ligação ou adsorção: ligação a receptores específicos podem existir mais de um receptor para o mesmo vírus podem haver mutações nos receptores

27 Ciclo lítico (fagos virulentos) b) penetração: entrada do AN viral na célula entrada com o capsídeo entrada nu

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29 Ciclo lítico (fagos virulentos) c) síntese dos componentes virais eventos iniciais: enzimas: produção e ação de polimerases síntese do mRNA eventos tardios: proteínas estruturais (capsômeros) ácido nucléico viral

30 Ciclo lítico (fagos virulentos) d) montagem síntese das enzimas de montagem agregação das proteínas estruturais condensação do AN viral

31 Ciclo lítico (fagos virulentos) e) liberação de novos vírus síntese de endolisinas lise da célula hospedeira liberação rápida liberação lenta (extrusão) 25 min. após a infecção são liberados novos vírus

32 Ligação/adsorção Penetração Síntese de ácidos nucleicos Montagem dos capsídeos Liberação

33 Ciclo lisogênico a) ligação ou adsorção b) penetração do genoma c) síntese de proteínas funcionais (inserção) d) integração do genoma viral ao genoma da célula Sem montagem nem liberação do novo vírus Replicação dos vírus

34 Replicação dos vírus: comparação entre os ciclos lítico e lisogênico (vírus temperados) (Madigan et al., 2010) Vírus da herpes Nesse caso há transcrição mas não replicação do vírus

35 Replicação dos vírus Vírus de animais e plantas a) ligação ou adsorção * animais: glicoproteínas (espículas) especificidade de hospedeiros, espécie, tecidos * plantas: parece não haver receptores específicos

36 Replicação dos vírus 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

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

38 Replicação dos vírus 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

39 Replicação de Um retrovírus

40 Replicação de Um retrovírus

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42 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

43 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

44 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 ) Classificação dos vírus

45 Viróides - unidade viral desprovida de envoltório proteico (não necessita de receptor para penetra a célula - menores agentes infecciosos conhecidos (246 a 399 nucleotídeos) - muita homologia de sequência entre si (ancestral comum) - vírus nus compostos somente de RNA de fita simples e circular - sem genes codificando enzimas ou outras proteínas - total dependência do hospedeiro - localizados no núcleo ou no citoplasma - interferência direta com a regulação gênica (qdo no núcleo) - possível origem: riborganismos Outros agentes infecciosos

46 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 (uma vez que se formam unidades multiméricas pela ação das polimerases do hospedeiro)

47 Cadang-cadang (coqueiro – 246 nuc.) Exocortis dos citros (375 nuc.) PSTV (359 nuc.)

48 Príons ( proteinaceous infectious particles ) - proteínas PrP c codificadas pelo gene Prnp em indivíduos sadios - a proteína tem função de permitir comunição entre as células cerebrais normais (ao ligar-se ao Cu) - forma patogênica da proteína: PrP Sc - somente proteínas (?) ou AN não detectado (?) - não são encontrados em plantas (já vistos em leveduras) - localizam-se nas céluas do SNC (crônica) - incubação longa (anos) - alta resistência a UV e calor - ex.: kuru, scrapie (ovinos), encefalopatia espongiforme bovina (mal da vaca louca) Outros agentes infecciosos

49 Kuru, Transmitida durante rituais canibalísticos entre os membros da etnia Fore em Papua, Nova Guine: Consumo de partes do cérebro de mortos. Entre esse povo, as mulheres e crianças comiam o cérebro, 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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51 Vaca louca


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