Vírus: Características Gerais e Ciclos de vida

1. Introdução vírus (latim) = veneno 1796: Jenner: vacina contra varíola 1892: Ivanowski: Mosaico do fumo (TMV: tobacco mosaic virus) 1946: Stanley: isolamento do TMV 1949: Enders: cultivo dos vírus em culturas de células

Jenner imunizando uma criança contra a varíola (vaccínia)

(vírus do mosaico do tabaco) Diagrama do TMV (vírus do mosaico do tabaco) ”Em relação à natureza dos vírus, é óbvio que uma nítida linha, separando coisas vivas e coisas não vivas, não pode ser traçada. Esse fato serve para aquecer a velha discussão sobre a questão “o que é a vida?” (Wendell Meredith Stanley -1904-1971)

FORMA SUPREMA DE SOFISTICAÇÃO DO 1. Introdução vírus (latim) = veneno Entidades infecciosas não celulares cujos genomas são constituídos de DNA ou RNA * Replicação somente no interior de células vivas * Usando sistemas de produção de energia e biossíntese do hospedeiro para sintetizar cópias e transferir seu genoma para outras células FORMA SUPREMA DE SOFISTICAÇÃO DO PARASITISMO

2. Características gerais 2.1. ampla distribuição: parasitando animais, plantas, microrganismos - com diferentes graus de dependência para replicação: p. ex. bacteriófagos: menos de 10 genes, dependência completa; outros com 30-100 genes, mais independentes

2.2. Morfologia básica a) tamanho: 20-300 nm (10-100 vezes menores que as bactérias)

b) componentes * parte central de ácido nucléico * capsídeo: capa protéica(unidades: capsômeros): - simetria helicoidal: TMV, sarampo, gripe - simetria icosaédrica * envelope

2.2. Morfologia básica b) componentes * parte central de ácido nucléico * capsídeo: - simetria helicoidal: TMV, sarampo, gripe - simetria icosaédrica * envelope

Vírus de simetria icosaédrica

2.2. Morfologia básica b) componentes * parte central de ácido nucléico * capsídeo * envelope: nucleocapsídeo envolvido por uma membrana de lipoproteínas

Vírus envelopados

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) segmentado: vírus da influenza (gripe): 8 segmentos (!) (!)

Alguns tipos de genomas virais Genoma viral Tipo de ácido nucléico Nº moléculas Tamanho Vírus Hospedeiro no vírion Estrutura Parvovírus Animais DNA fita simples Linear 1 5.176 b 174 Bactéria DNA fita simples Circular 1 5.386 b Vírus símio 40 (SV40) Animais DNA fita dupla Circular 1 5.243 pb Vírus da poliomielite Animais RNA fita simples Linear 1 7.433 b Vírus mosaico couve-flor Plantas DNA fita dupla Circular 1 8.025 pb Vírus mosaico feijão caupi Plantas RNA fita simples Linear 2 diferentes 9.370 b Reovírus tipo 3 Animais RNA fita dupla Linear 10 diferentes 23.549 pb Bacteriófago Lambda Bactéria DNA fita dupla Linear 1 48.514 pb Vírus herpes simples 1 Animais DNA fita dupla Linear 1 152.260 pb Bacteriófago T4 Bactéria DNA fita dupla Linear 1 168.903 pb Citomegalovírus humanos Animais DNA fita dupla Linear 1 229.351 pb

Síntese de mRNA após a infecção celular por diferentes tipos de vírus

d) outros componentes (ocorrendo em alguns vírus): - enzimas polimerases: replicação do AN viral ex. transcriptase reversa nos retrovírus - lipídeos: fosfolipídeos, glicolipídeos, ác. graxos ex. fosfolipídeos do envelope - carboidratos: além dos açúcares dos AN ex. glicoproteínas nas espículas do vírus da gripe

Anatomia do vírus da AIDS

3. Replicação dos vírus Dentro da célula hospedeira Bacteriófagos (vírus de bactérias) Ciclo lítico (fagos virulentos) a) adsorção: ligação a receptores específicos reversível irreversível

3. Replicação dos vírus Bacteriófagos (vírus de bactérias) Ciclo lítico (fagos virulentos) b) penetração: entrada do AN viral na célula

3. Replicação dos vírus 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

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

25 min. após a infecção são liberados 50-100 novos vírus 3. Replicação dos vírus 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 50-100 novos vírus

3. Replicação dos vírus

3. Replicação dos vírus 3.1.2. Ciclo lisogênico a) adsorção b) penetração do genoma c) síntese de proteínas funcionais (inserção) d) integração do genoma viral ao genoma da célula

3. Replicação dos vírus 3.2. Vírus de animais e plantas a) adsorção glicoproteínas do envelope (espículas) especificidade de hospedeiros, espécie, tecidos * plantas: parece não haver receptores específicos

3. Replicação dos vírus b) penetração e desnudamento: * vírus de animais: - liberação do AN viral na célula: fusão do envelope viral com a membrana, ou endocitose (enzimas digerem o capsídeo) * vírus de plantas: - vetores: bactérias, fungos, nematóides, fungos, insetos - poros nas paredes - ferimentos: abrasão, cortes, vento Replicação de um vírus de planta: vírus do nanismo da cevada

3. Replicação dos vírus c) biossíntese dos componentes virais eventos iniciais: polimerases, mRNA eventos tardios: proteínas estruturais, síntese AN viral d) maturação e montagem e) liberação mecanismos variáveis: - lise da célula (certos animais) - exocitose - pela membrana do núcleo e exocitose - vírus envelopados: brotamento Ex. vírus da gripe: enzima neuraminidase para excisão do broto

4. Classificação dos vírus Comitê Internacional de Taxonomia de Vírus (ICTV) (1966) Um sistema universal para a classificação dos vírus e uma taxonomia uniforme, foi discutido e proposto pelo comitê. A exploração de novos nichos e o aumento da sensibilidade e especificidade nas técnicas de detecção têm expandido a lista de novos vírus. ICTV reconhece mais de 3000 espécies, 71 famílias, 11 subfamílias e 175 gêneros. Base de dados para pesquisadores – ICTVdB desde 1991.

4. Classificação dos vírus Exemplo de Classificação Ordem (com sufixo -virales); Família (sufixo -viridae); Subfamília (sufixo -virinae) Gênero (sufixo -virus) Espécie (por ex. tobacco mosaic virus) O vírus Ebola é classificado da seguinte maneira: Ordem Mononegavirales Família Filoviridae Gênero Ebolavirus Espécie: Zaire ebolavirus (Rio Ebola no Sudão e Zaire- 1ª ocorrência)

4. Classificação dos vírus Famílias Poxyviridae Herpesviridae Parvoviridae Retroviridae Picornaviridae Gêneros Enterovírus (trato alimentar), exemplo de espécies: Poliovírus 1, 2 e 3. Cardiovírus (neurotrópico), exemplo de espécie: Mengovírus Rhinovírus (região naso-faringeal), exemplo de espécie: Rhinovírus 1a Hepatovírus (fígado), exemplo de espécie: Hepatite A

Critérios Taxonômicos Os critérios taxonômicos mais importantes para diferenciação entre as Ordens, Famílias e Gêneros, são: Tipo e organização do genoma Estratégia de replicação Estrutura (morfologia)

Critérios Taxonômicos As características para diferenciação entre espécies de vírus, são: Relação entre a sequência do genoma Hospedeiro Tropismo celular Patogenicidade e citopatologia Modo de transmissão Propriedades fisico-químicas Propriedade antigênica das proteínas virais

5. Outros agentes infecciosos semelhantes 5.1. Viróides - menores agentes infecciosos conhecidos - compostos somente de RNA simples (circular) - sem capa protéica - sem genes codificando enzimas - total dependência do hospedeiro - localizados no núcleo: interferência direta com a regulação gênica - possível origem: riborganismos -transmissão por sementes ou pólem exemplo: agente da doença cadang-cadang (coqueiro) 5.2. Príons (proteinaceous infectious particles) - somente proteínas (?) ou AN não detectado (?) - localizam-se nas células do SNC (crônica) - incubação longa (anos) - alta resistência a UV e calor - exemplos: kuru, scrapie (vaca louca) ou encefalopatia espongiforme bovina), Mal de Alzheimer (?)

Viróides Cadang-cadang: doença do coqueiro causada por viróides

Kuru, É transmitida por rituais canibalísticos entre os membros da etnia Fore em Papua, Nova Guiné: Consumo de partes do cerébro de mortos. Entre esse povo, as mulheres e crianças comiam o cérebro, pés e mãos, “partes menos nobres”. Mulheres e crianças eram as principais vítimas da doença. A incubação 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

Príons são também causadores de outras doenças degenerativas: * Creutzfeldt-Jakob, Kuru, Gerstmann-Straussler-Scheinker e algumas formas de insônia fatal em humanos. Gerstmann-Straussler-Scheinker Disease Ocorre em seres humanos. Rara, predominantemente hereditária. Caracterizada por uma descoordenação muscular e demência. Associada a uma mutação no gene que codifica para a proteína normal (PrPC). Morte segue o sintomas dentro de 2 a 6 anos. * A doença da vaca louca também é causada por príons e ocorre em outros animais como ovinos, mink, mulas, cervos, gatos e outros. .