ESTRATÉGIAS DE REPLICAÇÃO DOS VÍRUS DNA E RNA

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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 ADSORÇÃO 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 herpesvirus, paramyxovirus, HIV
PENETRAÇÃO herpesvirus, paramyxovirus, HIV

8 PENETRAÇÃO VÍRUS NÃO ENVELOPADOS
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.

9 ENDOCITOSE DE VÍRUS NÃO ENVELOPADOS
CITOPLASMA 17

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 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

13 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

14 RNA DE POLARIDADE POSITIVA
VIRUS RNA DE POLARIDADE POSITIVA EXEMPLOS PICORNAVIRUS (Poliovírus tipo I) TOGAVIRUS FLAVIVIRUS

15 PICORNAVIRUS PEQUENOS ICOSAHEDRICOS RNA DE SENSO POSITIVO
NÃO-ENVELOPADOS

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

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 VPg 3’ VPg 3’ VPg 3’
RNA GENÔMICO SENSO POSITIVO VPg 3’ RNA (- SENSO) VPg 3’ RNA GENÔMICO SENSO POSITIVO VPg 3’

19 RNA GENÔMICO SENSO POSITIVO
AAAAA tradução

20 “INTERNAL RIBOSOME ENTRY SITE” (IRES)
RNA GENÔMICO (+ SENSO) VPg AAAAA codon final para tradução POLIPROTEINA codon inicial para tradução

21 Inibição da tradução na célula hospedeira
Célula não infectada mRNA celular AAAAA CAP Subunidade ribosomal +40S Célula infectada mRNA celular AAAAA CAP Subunidade ribosomal +40S alterada

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

23 RHABDOVIRUS EXEMPLOS Vírus da estomatite vesicular (VSV) Vírus rábico
Dr FS Murphy

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

25 TRANSCRIÇÃO, TRADUÇÃO, REPLICAÇÃO
genoma senso negativo 3’ 5’ Cópias completas 5’ 3’ (+) replicação transcrição mRNAs (positivos) AAA AAA AAA AAA 3’ 5’ (-) AAA = cap

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

27 EX: FAMÍLIA REOVIRIDAE
Genoma RNA dupla fita Capsídeo externo Capsídeo interno

28 ROTAVIRUS Erskine Palmer, CDC

29 Transcriptase Reversa deve estar empacotada no virion.
3. RETROVÍRUS Transcriptase Reversa deve estar empacotada no virion. DS DNA DS DNA + RNA

30 Três genes estruturais
O genoma do HIV Três genes estruturais LTRs Genes regulatórios

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32 Vírus RNA que não possuem uma fase DNA
Infectividade do RNA polimerase Genoma RNA RNA Evento Inicial na RNA- dependente célulal RNA Infeccioso Tradução Não Fita Positiva RNA fita negativa Não infeccioso Transcrição Sim Não infeccioso RNA dupla fita Transcrição - Sim

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

34 VÍRUS DE GENOMAS DNA Parvovirus 5 kb Poliomavirus 5 kb
REPLICAÇÃO NUCLEAR Parvovirus 5 kb Poliomavirus 5 kb Papilomavirus 8 kb Adenovirus kb Herpesvirus kb REPLICAÇÃO CITOPLASMÁTICA: Poxvirus kb Bactéria E.coli kb

35 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!!

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

37 PARVOVIRUS PEQUENOS SIMPLES FITA DE DNA
parvo = small (18-25nm) SIMPLES FITA DE DNA 5 kilobases (5.000 nucleotides) REPLICA-SE NO NÚCLEO DO HOSPEDEIRO SIMETRIA ICOSAHÉDRICA

38 PAPILOMAVIRUS POLIOMAVIRUS
pequenos (40-60nm) Capsídeo icosahédrico Não envelopados DNA dupla fita circular Associam-se às histonas Papiloma 8 kb Polioma 5 kb human papillomavirus Murray Fig. 49.1

39 ADENOVIRUS linear, DNA dupla fita (30-42 kb) Não envelopado
icosahédrico 70nm diâmetro

40 CICLO LÍTICO DOS VÍRUS DNA NUCLEARES
FASE PRECOCE (EARLY) SÍNTESE DE PROTEÍNAS NECESSÁRIAS PARA A REPLICAÇÃO DO DNA VIRAL SÍNTESE DE PROTEÍNAS REGULATÓRIAS (EX: DNA E RNA POLIMERASES) A SÍNTESE DESTAS PROTEÍNAS ALTERA A CÉLULA HOSPEDEIRA FASE TARDIA (LATE) -REPLICAÇÃO DO DNA NOVAS PROTEÍNAS ESTRUTURAIS

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

42 FASE TARDIA: REPLICAÇÃO DO DNA
5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 3’

43 FASE TARDIA: REPLICAÇÃO DO DNA
= terminal protein (TP) 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 5’ 3’ 5’

44 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)

45 VÍRUS DNA DE REPLICAÇÃO CITOPLASMÁTICA
mRNA RNA polimerase viral

46 TRANSCRIÇÃO PRECOCE DOS VÍRUS DNA DE REPLICAÇÃO CITOPLASMÁTICA
Citoplasma da célula hospedeira RNA polimerase viral empacotada no interior do virion Enzimas para capping, metilação, poliadenilação no virion (DNA viral nu não é infeccioso)

47 PRODUTOS GÊNICOS MUITO PRECOCES
Papel no desnudamento viral quando no citoplasma Uma vez desnudado, os genes precoces estão prontos para a transcrição

48 PRODUTOS GÊNICOS PRECOCES
Desnudamento completo Replicação do DNA Transcrição e modificação do RNA Síntese de pequena parte das proteínas estruturais

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

50 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.

51 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.

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

53 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.

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

55 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.

56 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.