Introdução à Virologia Estrutura, Morfologia e Replicação Viral

Apresentação em tema: "Introdução à Virologia Estrutura, Morfologia e Replicação Viral"— 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
Resultante: prejuízo de funções celulares normais Doença = Alteração de função ou característica celular/tecidual, ou morte celular, gerada pela infecção Pressão seletiva sobre o hospedeiro Moldar características da célula para favorecer sua replicação 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 Doenças emergentes Manutenção das viroses (controle da letalidade) 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 contato Lesões externas Arbovírus - Dengue) Transmissão por vetor artrópode Prostração do hospedeiro

6 Importância dos Vírus Médica Econômica Agricultural Veterinária
Picornavirus (+100 virus) -Polio -Gripes -Enteroviroses -Hepatite A Calicivirus (9 sorotipos) -Gastroenterites Astrovirus (8sorotipos) Togavirus (23 virus) -Rubéola -Encefalites -Poliartrites -Pustulação (rash) Flavivirus (+50 sorotipos) -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 Bunyavirus (+50 virus) -Pustulação Arenavirus (+20 virus) -Febre Hemorrágica Reovirus (# indeterminado) -Gastroenterites infantis Rotavirus (+50 sorotipos) -Exantema subito Retrovirus (+ 50 virus) -Imunodeficiência -Leucemia -Hiperplasias -Cânceres Papilomavirus (+100 sorotipos) -Verrugas -Condilomas genitais Adenovirus (49 sorotipos) -Hiperplasia Herpesvirus (+50 virus) -Catapora -Herpes Zoster -Herpes labial/genital -Herpes Ocular -Canceres Poxvirus (5 virus) -Doença Sistêmica Hepadnavirus (1 virus) -Hepatite -Cancer Importância dos Vírus Médica Econômica Veterinária Agricultural

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

8 Estrutura Viral Básica
Envelope (Lipídeos + receptores) Capsídeo (proteína) Cerne (DNA ou RNA) Espículas ou receptores virais Proteínas e carboidratos 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 não-envelopado Vírus Helicoidal 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 2 - Penetração 3 - Desnudamento Vírion 1 - Adsorção 4 - Biossíntese Receptor celular 6 - Liberação 5 - Morfogênese Meio Extracelular Citoplasma

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 CD4- CD4+ x CD4 Humano CD4 Felino CD4 Aviário Linfócito T x Neurônio HIV Fibroblasto

19 Replicação Viral 1 - Adsorção
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. Receptor Celular Co-receptor Celular

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

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

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

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

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

25 Replicação Viral 2 - Penetração
Endocitose independente de clatrina/caveolina Endocitose dependente de clatrina Fusão de membranas Endocitose dependente de caveolina

26 Replicação Viral 3 - Desnudamento
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 Ácido nucléico exposto no sítio replicativo Penetração Desnudamento

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

28 Replicação Viral 4 - Biossíntese
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

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

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

31 Replicação Viral 5 - Morfogênese
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. Sítio Citoplasmático Sítio nuclear Tradução em Ribossomos livres Modificações pós-traducionais Vias secretórias celulares Sinais de localização nuclear Sinais de exportação nuclear

32 Replicação Viral 5 - Morfogênese
Sítios replicativos = Fábricas virais

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

34 Replicação Viral 5 - Morfogênese
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 Replicação Viral 6 - Liberação
O processo de liberação está intimamente relacionado com as características biológicas do vírus Envelopado x Não-envelopado Lítico x Lisogênico Sítio de Replicação celular

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

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

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