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Introdução à Virologia Estrutura, Morfologia e Replicação Viral Prof Flávio Borges.

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Apresentação em tema: "Introdução à Virologia Estrutura, Morfologia e Replicação Viral Prof Flávio Borges."— Transcrição da apresentação:

1 Introdução à Virologia Estrutura, Morfologia e Replicação Viral Prof Flávio Borges

2 Ubiquidade dos vírus Todos e qualquer organimo é potencialmente parasitado por algum tipo de vírus Consequência evolutiva Natureza predatória: todo virus é um parasita obrigatório

3 Co-evolução Vírus Hospedeiro Moldar características da célula para favorecer sua replicação Resultante: prejuízo de funções celulares normais Pressão seletiva sobre o hospedeiro Doença = Alteração de função ou característica celular/tecidual, ou morte celular, gerada pela infecção Contra-adaptação do hospedeiro (em detrimento do virus) Pressão seletiva sobre o vírus Contra-contra-adaptação do virus Contra-contra-contra-adaptação do hospedeiro

4 Co-evolução Vírus Hospedeiro Tendência ao equilíbrio Diminuição das pressões seletivas Doenças graves representam desequilíbrio Vírus/Hospedeiro Manutenção das viroses (controle da letalidade) Doenças emergentes Virulência: medida empírica da quantidade de dano que um determinado virus causa ao hospedeiro

5 Co-evolução Vírus Hospedeiro Conceito errado: adaptação virus/hospedeiro e equilíbrio não implicam, necessariamente, em ausência de doença O vírus não se importa se ele vai causar ou não dano ao hospedeiro – adaptação significa apenas que ele deve adquirir nível de virulência suficiente que permita sua replicação e transmissão ANTES da falência do hospedeiro Vírus do trato respiratório superior – Gripe Transmissão aérea Tosse, escorrimento nasal, espirro Favorecimento da transmissão Vírus entérico – Rotavírus Transmissão por fezes contaminadas Diarréia Vírus causadoes de DST Poxvírus (varíola) Transmissão por contatoLesões externas Arbovírus - Dengue) Transmissão por vetor artrópode Prostração do hospedeiro

6 Importância dos Vírus Médica Econômica Veterinária Agricultural Picornavirus (+100 virus) -Polio -Gripes -Enteroviroses -Hepatite A Calicivirus (9 sorotipos) -Gastroenterites Astrovirus (8sorotipos) -Gastroenterites Togavirus (23 virus) -Rubéola -Encefalites -Poliartrites -Pustulação (rash) Flavivirus (+50 sorotipos) -Encefalites -Dengue -Febre Amarela -Hepatite C, E e G Coronavirus (2 virus) -Resfriados -gastrites Rabdovirus (8 sorotipos) -Raiva Paramyxovirus (+50 virus e sorotipos) -Caxumba -Sarampo -Doenças respiratórias Filovirus (2 virus) -Febre hemorrágica Orthomyxovirus (# indeterminado) -Gripes severas -Doenças respiratórias Bunyavirus (+50 virus) -Febre hemorrágica -Encefalites -Pustulação Arenavirus (+20 virus) -Febre Hemorrágica -Encefalites Reovirus (# indeterminado) -Gastroenterites infantis Rotavirus (+50 sorotipos) -Gastroenterites -Exantema subito Retrovirus (+ 50 virus) -Imunodeficiência -Leucemia -Hiperplasias -Cânceres Papilomavirus (+100 sorotipos) -Verrugas -Condilomas genitais -Hiperplasias -Cânceres Adenovirus (49 sorotipos) -Doenças respiratórias -Hiperplasia Herpesvirus (+50 virus) -Catapora -Herpes Zoster -Herpes labial/genital -Encefalites -Herpes Ocular -Hiperplasias -Canceres Poxvirus (5 virus) -Doença Sistêmica -Pustulação -Hiperplasia Hepadnavirus (1 virus) -Hepatite -Cancer

7 Tamanho dos vírus Tamanho da partícula: 15 a 300 nm 1nm = 1/ cm Vírus da Poliomielite (menor vírus humano) Vírus Vaccínia / Varíola (maior vírus animal/humano)

8 Estrutura Viral Básica Cerne (DNA ou RNA) Capsídeo (proteína) Espículas ou receptores virais Proteínas e carboidratos Envelope (Lipídeos + receptores) VIRUS NÃO ENVELOPADO VIRUS ENVELOPADO

9 Genoma Viral Trasncriptase Reversa

10 Tipos de estruturas Capsídeo Helicoidal Subunidades protéicas são equivalentes entre si e estão ligadas de modo a formar um eixo de rotação ao redor do ácido nucléico) Ex:Vírus do Sarampo, Caxumba, Raiva

11 Tipos de estruturas Capsídeo Helicoidal Vírus Helicoidal envelopado Vírus Helicoidal não-envelopado

12 Tipos de estruturas Capsídeo Icosaédrico Capsídeo construído por CAPSÔMEROS que se ligam formando um sólido geométrico (icosaedro) As subunidades do capsideo estão localizadas ao redor dos vértices ou faces do icosaedro. Um icosaedro é formado por 20 triângulos eqüiláteros organizados sobre a face de uma esfera. Ex:Herpesvírus Poliovírus Adenovírus

13 Tipos de estruturas Estrutura Complexa Subunidades protéicas do capsídeo se ligam formando estrutura complexa, sem conformação geométrica definida Ex: Varíola, Vaccínia, Ebola

14 Tipos de estruturas Capsídeo Binária O capsídeo viral pode ser dividido em apenas dois planos idênticos Ex: Bacteriófago T4

15 Princípios da replicação Viral Vírus são Parasitas intracelulares obrigatórios Os ciclos replicativos dos vírus variam de acordo com a duração, local da multiplicação, destino da célula infectada (ciclo lítico ou não) e produtividade viral. Alguns vírus são capazes de entrar em estados latentes, onde não há produção de progênie viral

16 Replicação Viral 6 fases Membrana Citoplasmática Vírion Receptor celular CitoplasmaMeio Extracelular 2 - Penetração 1 - Adsorção 3 - Desnudamento 4 - Biossíntese 5 - Morfogênese 6 - Liberação

17 Replicação Viral 1 - Adsorção Ligação específica entre os receptores virais e receptores celulares localizados na membrana citoplasmática Receptor Viral

18 Replicação Viral 1 - Adsorção Receptores virais estão diretamente relacionados com Tropismo celular/tecidual e a especificidade de hospedeiro Linfócito T Neurônio Fibroblasto HIV x x CD4- CD4+ x x CD4 Humano CD4 Felino CD4 Aviário

19 Receptor Celular Co-receptor Celular Em adição aos receptores primários, alguns vírus também interagem com receptores secundários (co-receptores). A ligação pode ocorrer ao vírus nativo ou a formas virais alteradas como resultado de sua ligação ao receptor primário. Replicação Viral 1 - Adsorção

20 A etapa de adsorção viral pode ser bloqueada pela presença de inibidores específicos x Replicação Viral 1 - Adsorção

21 Replicação Viral 2 - Penetração Envelope Viral Receptor Viral Membrana Celular Citoplasma a) Fusão de Membranas Receptor Celular Citoplasma

22 Replicação Viral 2 - Penetração b) Endocitose mediada por Receptor b.1 – Fusão do endossomo Citoplasma

23 Replicação Viral 2 - Penetração Citoplasma b) Endocitose mediada por Receptor b.2 – Lise do endossomo Citoplasma

24 Ligante Sinalização Como o vírus induz a formação do endossomo após sua ligação? Processo fisiológico comum da via endocítica Receptor Celular Membrana citoplasmática Recrutamento de proteínas indutoras de endocitose Endocitose dependente de Clatrina Endocitose dependente de Caveolina Endocitose dependente de Lipid-rafts Replicação Viral 2 - Penetração

25 Endocitose dependente de caveolina Endocitose dependente de clatrina Fusão de membranas Endocitose independente de clatrina/caveolina

26 A etapa de desnudamento ocorre, em muitos casos, simultaneamente à penetração, e consiste na degradação do capsídeo/nucleocapsídeo viral seguido da exposição do material genético do vírus no respectivo sítio replicativo PenetraçãoDesnudamento Ácido nucléico exposto no sítio replicativo Replicação Viral 3 - Desnudamento

27 Sindbis Virus (Togaviridae)Influenza Virus (Orthomyxoviridae) Bacteriófago T4 Replicação Viral 3 - Desnudamento Exemplos:

28 Para conseguir expressão, replicação e o alastramento de seus genes, os diferentes vírus evoluíram muitas estratégias genéticas e bioquímicas diferentes, dependendo de fatores tais como: –Natureza do material genético viral –Características fisiológico-bioquímicas da célula hospedeira –Sítio de replicação intracelular Replicação Viral 4 - Biossíntese

29 1 RNA genômico mRNA único Poliproteína Processamento proteolítico Proteínas individuais Poliovirus (Picronaviridae) Replicação Viral 4 - Biossíntese Estratégia de Síntese protéica: genoma Monocistrônico (RNA)

30 2 RNA genômico Vários mRNAs individuais Proteínas individuais Parainfluenza Virus (Paramyxoviridae) Replicação Viral 4 - Biossíntese Estratégia de Síntese protéica: genoma Policistrônico (DNA / RNA)

31 Conceito: Montagem das subunidades protéicas (e dos componentes da membrana no caso dos vírus envelopados) e empacotamento do ácido nucléico viral, com formação de novas partículas virais completas em um determinado sítio da célula. Replicação Viral 5 - Morfogênese Sítio nuclear Sinais de localização nuclear Sinais de exportação nuclear Sítio Citoplasmático Tradução em Ribossomos livres Modificações pós-traducionais Vias secretórias celulares

32 Sítios replicativos = Fábricas virais Replicação Viral 5 - Morfogênese

33 Montagem das subunidades protéicas e empacotamento do ácido nucléico viral Replicação Viral 5 - Morfogênese

34 Vírus envelopados: Vírus não são capazes de sintetizar lipídeos. Assim envelopes devem ser adquiridos de compartimentos membranosos da célula (previamente modificados por proteínas virais)

35 O processo de liberação está intimamente relacionado com as características biológicas do vírus –Envelopado x Não-envelopado –Lítico x Lisogênico –Sítio de Replicação celular Replicação Viral 6 - Liberação

36 Modelo simples – Ciclo lítico x Ciclo lisogênico (bacteriófago T4) Replicação Viral 6 - Liberação

37 Replicação Viral 6 – Liberação – Modelos complexos Brotamento Fusão de envelope externo Liberação propulsionada

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