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ESTRATÉGIAS DE REPLICAÇÃO DOS VÍRUS DNA E RNA. CLASSIFICAÇÃO DE BALTIMORE : Vírus são classificados em sete grupos arbitrários: I: DNA dupla fita (Adenovirus;

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1 ESTRATÉGIAS DE REPLICAÇÃO DOS VÍRUS DNA E RNA

2 CLASSIFICAÇÃO DE BALTIMORE : Vírus são classificados em sete grupos arbitrários: I: DNA dupla fita (Adenovirus; Herpesvirus; Poxvirus, etc) II: DNA simples fita de senso positivo (Parvovirus) III: RNA dupla fita(Reovirus; Birnavirus) IV: RNA simples fita de senso positivo (Picornavirus; Togavirus, Flavivírus) V: RNA simples fita de senso negativo (Orthomixovirus, Rhabdovirus, etc) VI: RNA simples fita de senso positivo com um ciclo intermediário de replicação DNA (Retrovirus) VII: DNA dupla fita com um intermediário de RNA (Hepadnavirus)

3 PASSOS BÁSICOS DO CICLO DE REPLICAÇÃO DE UM VÍRUS ADSORÇÃO ÀS CÉLULAS PENETRAÇÃO DESNUDAMENTO SÍNTESE DO ÁCIDO NUCLEICO E DAS PROTEÍNAS MATURAÇÃO ESPALHAMENTO PARA AS OUTRAS CÉLULAS

4 ADSORÇÃO

5 Os vírus possuem sítios reativos em sua superfície que interage com receptores específicos na célula hospedeira. Interação é PASSIVA Especificidade da interação define e limita o tipo de célula hospedeira que pode ser infectada. Danos causados a estes sítios de ligação (ex: por desinfetantes ou calor), ou o bloqueio por anticorpos específicos (anticorpos neutralizantes) podem impedir a infectividade de um vírus.

6 PENETRAÇÃO - VÍRUS ENVELOPADOS Após a adsorção os vírus envelopados se fundem à membrana da célula hospedeira e ocorre a entrada do nucleocapsídeo viral no citoplasma da célula hospedeira.

7 PENETRAÇÃO herpesvirus, paramyxovirus, HIV

8 Vírus não envelopados entram na célula por um processo de endocitose que envolve a invaginação da membrana da célula hospedeira e formação de uma vesícula dentro do citoplasma da célula. PENETRAÇÃO VÍRUS NÃO ENVELOPADOS

9 17 ENDOCITOSE DE VÍRUS NÃO ENVELOPADOS CITOPLASMA

10 SÍNTESE DO ÁCIDO NUCLEICO VIRAL E DAS PROTEÍNAS VIRAIS MUITAS ESTRATÉGIAS O ÁCIDO NUCLEICO PODE SER SINTETIZADO NO NÚCLEO OU NO CITOPLASMA DA CÉLULA INFECTADA A SÍNTESE PROTEICA VIRAL É SEMPRE!! NO CITOPLASMA DA CÉLULA INFECTADA

11 DEFINIÇÕES-PROTEÍNAS VIRAIS PROTEÍNAS ESTRUTURAIS –TODAS AS PROTEÍNAS DO VÍRUS MADURO PROTEÍNAS NÃO-ESTRUTURAIS –CODIFICADAS PELO VÍRUS E QUE NÃO SÃO EMPACOTADAS NA PARTÍCULA VIRAL MADURA (SÃO REGULATÓRIAS)

12 Ex: O genoma do HIV Três genes estruturais Sequencias repetitivas regulatórias (LTRs) Genes regulatórios (não empacotados no virion)

13 VIRUS CARREGAM INFORMAÇÃO GENÉTICA PARA: ASSEGURAR A REPLICAÇÃO DE SEU PRÓPRIO GENOMA ASSEGURAR O EMPACOTAMENTO DE SEU GENOMA NO NUCLEOCAPSÍDEO ALTERAR A ESTRUTURA OU FUNÇÃO DA CÉLULA HOSPEDEIRA

14 ESTRATÉGIAS DOS VÍRUS DE GENOMA RNA RNA -> RNA RNA polimerase dependente de RNA RNA -> DNA DNA polimerase dependente de RNA transcriptase reversa Célula hospedeira DNA -> RNA RNA polimerase dependente de DNA

15 Quando o genoma viral já é um mRNA GENOMAS DE RNA DE SENSO POSITIVO (PLUS) AAA mRNA de senso positivo

16 VIRUS RNA DE POLARIDADE POSITIVA EXEMPLOS PICORNAVIRUS (Ex: Poliovírus) TOGAVIRUS (Ex: Rubéola) FLAVIVIRUS (Ex: Dengue) RETROVÍRUS Ex: HIV

17 REPLICAÇÃO DO RNA RNA polimerase viral (replicase) Fatores proteicos do hospedeiro envolvidos como acessórios de replicação; Novas fitas de RNA positivas servem para: –Empacotamento viral –Moldes para replicação –Moldes para mais tradução

18 REPLICAÇÃO DO RNA VIRAL RNA GENÔMICO SENSO POSITIVO 3 5´VPg RNA (- SENSO) 3 5´VPg RNA GENÔMICO SENSO POSITIVO 35´VPg

19 RNA GENÔMICO SENSO POSITIVO AAAAA tradução

20 INTERNAL RIBOSOME ENTRY SITE (IRES) RNA GENÔMICO (+ SENSO) AAAAA5´VPg IRES codon inicial para tradução codon final para tradução POLIPROTEINA

21 Genomas de RNA senso positivo com DNA intermediário DS DNA + RNA DS DNA Transcriptase Reversa deve estar empacotada no virion.

22 Necessitam sintetizar o mRNA GENOMAS DE RNA DE SENSO NEGATIVO (MINUS) RNA polimerase deve estar empacotada no virion. AAA mRNA de senso positivo RNA de senso negativo

23 VIRUS RNA DE POLARIDADE NEGATIVA Exemplos: família Rhabdovirus (Vírus da estomatite vesicular; vírus rábico) família Paramixovirus (PARAINFLUENZA, CAXUMBA, SARAMPO, VÍRUS RESPIRATÓRIO SINCICIAL) família Filovirus

24 35 genoma senso negativo 35 (-) Cópias completas 53 (+) replicação transcrição mRNAs (positivos) AAA = cap TRANSCRIÇÃO, TRADUÇÃO, REPLICAÇÃO

25 GENOMAS DE RNA DUPLA FITA AAA mRNA de senso positivo RNA genômico dupla fita RNA polimerase deve estar empacotada no virion. Necessitam sintetizar o mRNA

26 Vírus RNA que não possuem uma fase DNA - RNA Sim Infeccioso Não PositivaFita RNA Evento Inicial na célulal Infectividade do RNA RNA-dependente RNA polimerase Genoma Sim RNA fita negativa RNA dupla fita Não infeccioso Tradução Transcrição para transcrição

27 DNA polimerase dependente de RNA no vírion Infectividade do RNA Evento inicial na célula RNA fita positiva/DIPLÓIDE SimNão infeccioso Transcrição reversa RETROVIRUS Genoma

28 ESTRATÉGIAS DOS VÍRUS DNA DE REPLICAÇÃO NUCLEAR mRNAs são necessários para a síntese de proteínas –Utiliza a RNA polimerase dependente de DNA, mais proteínas adicionais da célula hospedeira para a síntese do mRNA viral. Precisam replicar o seu próprio DNA –Utiliza a DNA polimerase, mais proteínas adicionais do hospedeiro para replicar o DNA viral ESTA MAQUINARIA ESTÁ NO NÚCLEO CELULAR!!

29 17 ADSORÇÃO, PENETRAÇÃO DESNUDAMENTO NUCLEUS CYTOPLASM FORA DA CÉLULA ds DNA + histones

30 CICLO LÍTICO DOS VÍRUS DNA NUCLEARES FASE PRECOCE (EARLY) –SÍNTESE DE PROTEÍNAS NECESSÁRIAS PARA A REPLICAÇÃO DO DNA VIRAL –A SÍNTESE DESTAS PROTEÍNAS ALTERA A SÍNTESE PROTEICA NORMAL DA CÉLULA HOSPEDEIRA FASE TARDIA (LATE) -REPLICAÇÃO DO DNA PROPRIAMENTE DITA –SÍNTESE DE PROTEÍNAS ESTRUTURAIS

31 Proteínas precoces incluem as: Que são necessárias para a transcrição dos mRNA precoces São necessárias para a síntese do DNA Alteram a expressão gênica do hospedeiro Interferem com as defesas anti-virais do hospedeiro Interferem com o ciclo de regulação celular Adapted from Broker,T.R. In Processing of RNA. (Apirion, D ed) , 1984

32 PRODUTOS GÊNICOS MUITO PRECOCES (immediate early) Papel no desnudamento viral quando no citoplasma Uma vez desnudado, os genes precoces estão prontos para a transcrição

33 ESTRATÉGIAS DOS VÍRUS DNA DE REPLICAÇÃO CITOPLASMÁTICA Precisam ter genes para codificar DNA e RNA polimerases citoplasmáticas. Precisam ter genes para codificar proteínas acessórias para a síntese do RNA e DNA. Precisam de genomas maiores!!!!! Ex: família dos poxvírus (100x mais DNA do que os vírus de DNA nucleares como os parvovírus)

34 DNA mRNA RNA polimerase viral VÍRUS DNA DE REPLICAÇÃO CITOPLASMÁTICA

35 TRANSCRIÇÃO PRECOCE DOS VÍRUS DNA DE REPLICAÇÃO CITOPLASMÁTICA Ocorre no citoplasma da célula hospedeira RNA polimerase viral empacotada no interior do virion Enzimas para capping, metilação, poliadenilação no virion

36 Inibição da tradução na célula hospedeira mRNA celular AAAAACAP Célula não infectada Subunidade ribosomal +40S normal mRNA celular AAAAACAP Subunidade ribosomal +40S alterada Célula infectada

37 RESUMO DAS CLASSES VIRAIS DE ACORDO COM O GENOMA E AS FORMAS DE REPLICAÇÃO

38 Classe I: DNA dupla fita (Adenovirus; Herpesvirus; Poxvirus; Papovavirus) Dois grupos: a) Replicação exclusivamente nuclear (ex: Adenovirus, Papovavirus, Herpesvirus). Muito precoces Precoces Tardios b) Replicação citoplasmática (ex: Poxvirus). Contém todos os genes responsáveis pela transcrição e pela replicação e por isso tem um genoma maior.

39 Classe II: DNA Simples fita de senso positivo (Parvovírus) Replicação ocorre no núcleo e envolve a formação de uma fita de senso negativo que serve de molde para a síntese da fita positivas.

40 Classe III: RNA dupla fita (Reovirus) Estes vírus possuem genomas segmentados. Cada segmento gênico é transcrito separadamente para produzir um mRNA monocistrônico.

41 Classe IV: RNA fita simples de senso positivo(Picornavirus; Calicivirus; Togavirus; Flavivirus; Coronavirus): mRNA policistrônico: Ex: Picornavirus; Hepatitis A. Genome RNA = mRNA. Tradução resulta numa poliproteína que é posteriormente clivada em proteínas maduras.

42 Classe V: RNA Simples fita de senso negativo (Orthomyxovirus; Paramixovirus; Rhabdovirus; Filovirus; Bunyavirus): a)Segmentados Ex: Orthomixovirus. Primeiro passo na replicação é a transcrição do RNA senso positivo pela RNA polimerase para produzir mRNAs monocistrônicos que são traduzidos e também servem de molde para a replicação do genoma viral em senso negativo. b) Não segmentados Ex: Rhabdovirus: Replicação ocorre como acima e os mRNA monocistrônicos são produzidos.

43 Classe VI: RNA simples fita de senso positivo com DNA como forma intermediária (Retrovirus): O genoma é de senso positivo e é o único dentre os vírus que é diplóide. O genoma positivo não serve como mRNA mas como molde para a transcrição reversa.

44 Classe VII: DNA DUPLA FITA COM RNA DE FORMA INTERMEDIÁRIA (Hepadnavirus): Este tipo de vírus também utiliza a transcrição reversa mas diferentemente dos retrovírus isto ocorre no interior da partícula viral na hora da maturação da partícula viral. Na hora da infecção da célula hospedeira a primeira coisa que acontece é a transcrição do RNA.


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