Morfologia e multiplicação viral 2019

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Vírus: histórico, morfologia e multiplicação

Vírus como agentes de doenças no homem

Importância médica das viroses Podem ser fatais:

Podem causar câncer:

raiva, AIDS, febre hemorrágicas, encefalites

HPV, HBV, HCV, HTLV-1, EBV, HHV-8, Poliomavirus

Podem afetar grandes populações:

OS VÍRUS

diarréias virais, gripe, resfriados

Podem causar grande desconforto: cachumba, infecções por herpesvírus

Podem causar infecções congênitas: rubéola, citomegalovírus, Zica, HIV, vírus da hepatite B

Mas podem também, como acontece na maioria das vezes, .....

nada causar em seus hospedeiros.

A maior parte dos vírus causa infecção assintomática ou permanece no hospedeiro sem causar danos por longos períodos replicando-se em taxas lentas e estáveis e escapando da resposta imunológica.

¨Os virus são os agentes infecciosos mais abundantes do planeta”

“O corpo humano é o habitat de diversas espécies virais sob condições não patológicas, que constituem presumidamente uma flora viral normal (viroma)” Popgeorgiev N et al, 2013

Descrição de doenças virais na antiguidade Desenho ilustrando um cão com raiva (1500 a.C)

Múmia do faraó Ramsés V (1100 a.C): lesões de varíola na face

Entalhe, 18a dinastria egípcia (370 a.C): indivíduo com paralisia

Século XIX Época marcada por inúmeras epidemias (cólera, peste, tifo, tuberculose, varíola, gripe) Microscópio ótico confirma a teoria dos germes tornando obsoleta a geração espontânea Louis Pasteur (1822-1895)

Robert Koch (1843-1910)

A descoberta dos vírus: a descoberta de um mundo novo e fascinante Inicialmente, os vírus foram associados a doenças …

1892, Dimitri Ivanovski: estudo da doença do mosaico do tabaco (etapa fundamental na descoberta dos vírus)

1899, Martinus Beijerinck: diluição seriada da seiva – princípio infeccioso VIVO mas FLUIDO – Contagium vivum fluidum.

Identificação dos primeiros vírus 1898, Loeffler e Frosh: vírus da febre aftosa

1900-1902, Walter Reed: vírus da febre amarela

1917-1926, Twort e d´Herelle: bacteriófagos

“Ficou evidente que os vírus eram capazes de infectar todos os domínios da vida, incluindo bactérias, archaeas e eucariontes”

... Mas foi difícil na época estudar os vírus! Vírus são muito pequenos

Ao final da Primeira Guerra, novos vírus foram identificados ... sem contudo terem sido VISTOS !

1939, construção do ME: vírus puderam ser finalmente vistos.

... Mas continuou sendo difícil na época estudar os vírus porque eles não se multiplicam em meios de cultura! Vírus são parasitas intracelulares obrigatórios

Novos progressos na virologia

Década de 30: primeiros estudos de inoculação em sistemas hospedeiros (animais de laboratório e ovos embrionados)

1949, Enders e cols: primeiros cultivos celulares: isolamento de novos vírus e produção de vacinas

... E chegamos ao século 21 com muitas questões ainda não respondidas!

... Afinal, podemos considerar os vírus como seres vivos ??

Os vírus encontram-se no limite entre o não-vivo, quando estão fora das células: não se reproduzem de forma autônoma e o vivo, quando estão dentro das células: adquirem a capacidade de multiplicação

... Mas uma coisa é certa, os vírus não são células

Árvore da vida

Principais diferenças entre os vírus e os microorganismos celulares Tamanho relativo de vírus e bactérias: bactérias são medidas em micrômetros (10-6 m) e vírus em nanômetros (10-9 m)

Microscópio ótico e eletrônico: limite de resolução

Principais diferenças entre os vírus e os microorganismos celulares

... Então quais são mesmo as principais diferenças entre os vírus e os microorganismos celulares?

Estrutura da partícula viral Ácido nucleico: genoma (DNA ou RNA) Capsídeo: estrutura proteica que envolve o genoma Nucleocapsídeo: ácido nucleico + capsídeo

Envelope: presente em alguns vírus, origem da membrana da célula hospedeira

... Conhecendo cada componente da partícula viral.

Quais são mesmo?

O genoma viral

Vírus com genoma DNA

Vírus com genoma RNA

Acido nucleico viral (DNA ou RNA) • Codifica a informação genética necessária a replicação viral • Tamanho variável (DNA 3,2 – 375 kpb; RNA 4 – 32kpb) • Apresenta sequências e composição de nucleotídeos distintas, que podem revelar relações genéticas entre vírus isolados • Apresenta diferentes conformações

Conformações do genoma viral

Fita simples Fita dupla

Linear Circular

Polaridade + Polaridade –

Segmentado Não segmentado

Polaridade do genoma RNA

Capsídeo viral • Principal objetivo: facilitar a transferência do acido nucleico de uma célula para outra • Proteção do genoma viral contra a inativação por nucleases

• Participa na fixação da partícula a célula hospedeira • Contem proteínas que determinam as características antigênicas do vírus (resp imune)

• Responsável pela simetria estrutural da partícula viral

Capsídeo viral: simetrias Protômero (monômero de proteína)

capsômeros Icosaédrica

capsídeo: simetrias

Helicoidal Complexa

Simetria icosaédrica Ácido nucleico viral encontra-se condensado dentro do capsídeo

Simetria helicoidal As subunidades proteicas estão ligadas de forma periódica ao acido nucleico viral, girando até formar uma hélice

Vírus do mosaico do tabaco (não envelopado)

Vírus da raiva (envelopado)

Simetria complexa

Poxvirus (vírus da varíola)

Envelope viral Origem: membrana da célula hospedeira Constituição fosfolipídica associada com proteínas codificadas pelo vírus: Proteína matriz: camada na superfície interna do envelope Proteínas de superfície (espículas): glicoproteínas que se projetam na superfície do envelope

Multiplicação viral Como essas estruturas de enorme simplicidade e, a primeira vista, inertes, podem ameaçar organismos vivos muito mais complexos ?

Sem dúvida porque os vírus têm imperiosa necessidade de infectar uma CÉLULA

A multiplicação no interior das células é um processo de replicação e não de divisão A partícula viral se decompõe, em seguida é reconstruída em inúmeras partículas pela auto-montagem de diferentes componentes que a célula produz sob controle do genoma viral

Multiplicação viral

1. -

Iniciação adsorção entrada na célula descapsidação

3. Montagem da progênie viral e saída da célula hospedeira

2. Expressão e replicação do genoma viral síntese de proteínas replicação do ácido nucleico

Adsorção viral à célula hospedeira União específica entre receptores presentes na superfície da partícula viral e da célula hospedeira

Adsorção do HIV a superfície do Linfócito T

Bacteriófago adsorvido na bactéria E. coli

Vias de entrada de vírus nas células Vírus NÃO envelopados

ENDOCITOSE

Vírus envelopados

FUSÃO

Vírus não envelopados: entrada na célula por endocitose

Processo de fusão: possibilidades

Fusão do envelope viral com a membrana plasmática após ligação ao receptor celular

Fusão do envelope viral com a membrana do endossoma após endocitose

Expressão e replicação do genoma viral

Expressão e replicação do genoma viral

Montagem das partículas virais

Brotamento de vírus envelopados

Brotamento de partículas virais da célula hospedeira

HIV

Vírus do sarampo

Inúmeras partículas do HIV brotando da superfície do linfócito T

Etapas da replicação viral: 1. Adsorção 2. Penetração 6. Liberação

5. Montagem

3. Descapsidação

4. Expressão do acido nucleico: síntese ptns e replicação ácido nucleio http://encarta.msn.com/