Vírus

1. Vírus PROF.º EUDINEY PIFFER pifferjr@hotmail.com Dept. de Morfologia – Centro Biomédico/UFES - Especialização em Biologia Molecular e Citologia Clínica

2. Vírus da Influenza. Como pode algo tão “simples” como um vírus ter um efeito tão profundo em organismos viventes? (X 30.000)

3. A habilidade de um vírus em completar todo o conjunto do processo replicativo com sucesso é um fator que determina sua infectividade. • As drogas anti-virais interferem nos diferentes estágios deste ciclo.

4. Dano celular induzido pelo vírus • Quando um vírus ataca uma célula os efeitos resultantes podem ser devido a uma destas duas causas: • A ação direta do vírus rompe a célula hospedeira • A presença do vírus aciona uma resposta imunológica que destrói a célula • A replicação viral pode causar a degeneração ou a ruptura da célula.

5. Vias de transmissão • As vias pelas quais a infecção se dissemina dependem amplamente das suas origens: • Transmissão sangüínea • Transmissão aérea • Transmissão por alimento e água (transmissão hídrica) • Transmissão por insetos

6. Características gerais dos Vírus • Agentes infecciosos microscópicos, constituídos por ácido nucléico e proteínas (acelulares); • Todos são parasitas intracelulares obrigatórios; • Fora de células são inertes; • ** alguns cientistas consideram os vírus como sistemas moleculares auto-replicativos não-vivos. Para outros, são a forma de vida mais simples que existe.

7. A infecção viral, causa profundas alterações no metabolismo celular, geralmente levando à morte da célula. • Certos vírus causam tantas alterações nas células hospedeiras que estas passam a se dividir sem controle originado tumores. • Causam doenças aos seres humanos, animais e plantas de interesse comercial. • Ex.: gripe do frango, febre aftosa. • Alguns são usados em benefício da humanidade (fagoterapia).**

8. A. Galinhas mortas pela gripe aviária sendo incineradas por um inspetor. B. detalhe dos sintomas da febre aftosa.

9. A descoberta dos vírus A primeira evidência de infecção por vírus aparece nesse hieróglifo de Memphis, na época capital do Egito (3700ac) - Poliomielite Faraó Ramses V (1196ac) – marcas indicativas de varíola

10. A descoberta dos vírus • Em 1883, quando Adolf Mayer estudava o mosaico-do-tabaco; • Agente causador era extremamente pequeno; • Termo “filtrável” – Ivanovski ... Pensou que era toxina; • Descartado pelo botânico Martinus Beijerinck, ...poder de replicação.

11. CONCEITO • Agente filtrável, pequeno demais para ser observado ao microscópio óptico, capaz de causar doença por se multiplicar em células vivas • Chamamos de retrovírus os vírus que possuem RNA como material genético

14. A Estrutura dos Vírus • Consistem de uma estrutura proteinácea (o capsídeo) que armazena e protege o material genético viral. Medem cerca de 200nm (2x10-4 mm) • O envelope, normalmente derivado da membrana celular do hospedeiro anterior, envolve o capsídeo em alguns virus, enquanto noutros não existe, • . Ele protege o genoma viral e também provém o mecanismo pelo qual o vírus invade seu próximo hospedeiro ( proteção + adesão).

16. O Genoma Viral • Enquanto o genoma humano tem de 30 a 40 mil genes, o bacteriano cerca de 4 mil, o vírus da varíola – um dos mais complexos – tem apenas 200 genes. • Vírus pequenos como o da AIDS (HIV) e o do sarampo têm menos de 10 genes. • Esses genes entram em ação quando penetram na célula hospedeira, são ativados por enzimas da própria célula infectada.

17. (a) Os vírus bacterianos, chamados bacteriófagos, têm frequentemente uma estrutura complexa. (b) TMV infecta plantas e consiste em 2130 moléculas idênticas da proteína (roxas) esse formulário um revestimento cilíndrico em torno da única costa do RNA (verde). A espinha dorsal do RNA determina a forma do vírus e é protegida pelas moléculas idênticas da proteína embaladas firmemente em torno dela. (c) No vírus humano do immunodeficiency (HIV), o núcleo do RNA é prendido dentro de um capsídeo que seja encerrado por um envelope da proteína.

18. Acima: Diagrama simplificado da estrutura do vírus do smallpox (Variola)

19. HIV

20. HIV

21. Diversidade Viral. Uma amostra da diversidade extensiva e dos vírus pequenos do tamanho é descrita. Na escala que estes vírus são mostrados, um cabelo humano teria quase 8 metros.

22. Tipos de ácidos nucléicos virais • O genoma viral pode ser constituído por: • DNA = vírus de DNA • RNA = vírus de RNA • CMV e o vírus da hepatite B : conseguem iniciar a síntese de moléculas de RNA enquanto ainda estão se formando, de modo que a partícula viral contém os 2 tipos de ácidos nucléicos. • **mas são vírus de DNA ( ác. nucléico básico do genoma)

23. Citomegalovírus - CMV

24. DNAfd DNAfu; RNAfd RNAfu; O genoma viral pode ser Vírus da hepatite B reovírus HIV Bacteriófago ΦX174

25. Vírus de RNAfu dividem-se em: • Vírus de cadeia + (positiva) = RNA do genoma tem a mesma sequência de bases que os RNAm por ele produzidos. Ex.: dengue • Vírus de cadeia – (negativa) = RNA genômico possui a sequência de bases complementar `a dos RNAm formados. Ex.: gripe • Retrovírus : fu de RNA associada à trascriptase reversa . Ex.: HIV

26. Envoltórios Virais • Os ácidos nucléicos virais são revestidos por um envoltório protetor (capsídio); • capsídio + ác. Nucléico = nucleocapsídio. • Alguns vírus possuem este envolvido por uma camada lipoprotéica (envelope viral). • Vírion = última fase de desenvolvimento do vírus, ou seja, a partícula infectante madura – fora da célula hospedeira.

27. Estrutura viral

30. Os revestimentos dos vírus: (A) Bacteriófago T4, um vírus DNA-contendo grande que infects E. coli. O DNA é armazenado na cabeça do bacteriófago e injetado na bactéria através da cauda cilíndrica. (C) Adenovírus, um vírus DNA- que pode infectar células humanas. O capsídeo da proteína dá forma à superfície exterior deste vírus. (D) Vírus do influenza, um vírus animal RNA.

31. A presença do envelope lipoprotéico permite classificar os vírus em 2 categorias • Vírus envelopados • Ex.: herpes, varíola, rubéola e da gripe. • Vírus não-envelopados • Ex.: adenovírus (infecções respiratórias e conjuntivites) e o vírus da poliomielite.

32. Tanto o capsídio quanto o envoltório lipoprotéico contém proteínas ligantes – receptores virais. (Poder de invasão). • É justamente a necessidade da associação correta às proteínas celulares que torna os vírus tão específicos. • Ex.: vírus da gripe = só células do trato respiratório • Ex. 2: vírus da raiva, receptores para células nervosas de mamíferos

33. Sítios Receptores

36. Ao menos dois tipos novos das drogas visam CCR5, um receptor acoplado G-proteína, • Este vírus infectam células T do sistema imune • Para incorporar, o rst do HIV adere a uma molécula chamada CD4 (1), um acessório que facilite o emperramento de uma proteína viral (gp120) a CCR5 (2). • Esta conexão induz as pilhas para fazer exame acima do vírus unido (3), permitindo o patógeno liberar seus genes e de converter a célula infectada em maquinaria de progênie viral. • Os moduladores de Allosteric que mudam a forma de CCR5, fazendo a unrecognizable a gp120 (painel esquerdo superior), estão já em experimentações clínicas. • Infelizmente as mutações virais poderiam eventualmente alterar gp120 de modo que se tornasse capaz de unir ao CCR5 allosterically alterado e de incorporar pilhas de T (painel da direita superior). Mas um inducer do internalization poderia potencial remover CCR5 da superfície da pilha (painel inferior), fazendo o unavailable mesmo ao vírus mutated.

38. Após a adesão...vem a penetração ! • Varia nos diferentes tipos de vírus... • Bacteriófagos = só injetam o ácido nucléico • Vírus parasitas de animais geralmente penetram inteiros.

39. Ciclo do HIV

43. Reprodução de um vírus de DNA • 1. Ataque (Adsorção) = O virion se conecta a um local específico do receptor numa célula hospedeira e se funde com a membrana • 2. Penetração ( Injeção ) = o material genético viral entra na célula hospedeira. • 3. Liberação = O ácido nucléico viral é liberado a partir da capsídio. • 4. Biossíntese (Transcrição e replicação)O material genético vital reprograma a célula hospedeira para fabricar os componentes virais • 5. Maturação (Montagem) = O novo ácido nucléico e as cápsides são montadas de maneira a formar virions completos • 6. Liberação = Os novos virions são liberados a partir da célula hospedeira e circulam no interior do hospedeiro

45. Obs.: Vírus de plantas • Causam prejuízos à agricultura • Maioria são vírus de RNAfd com forma de bastonetes • As são infectadas por 2 maneiras: • Transmissão vertical • Transmissão horizontal

46. Transmissão horizontal a planta se contamina com vírus provenientes do ambiente, transmitida por diferentes agentes (ventos, insetos, seres humanos) Poda = o vírus pode entrar através do ferimento Transmissão vertical Ocorre quando a planta se reproduz assexuadamente... Os novos indivíduos a partir de uma planta infectada adquirem a virose **Obs.: uma vez dentro das células, eles se espalham passando pelas pontes citoplasmáticas (plasmodesmos)

47. Partículas infecciosas similares à vírus VIRUSLIKES

48. Até meados do século XX, os vírus eram considerados os representantes mais simples da escala biológica. • A descoberta dos RNAs satélites e dos viróides por volta de 1970 foi surpreendente, pois comprovou-se a existência de uma nova classe de moléculas auto-replicativas ainda mais simples, denominada agentes sub-virais. • A simplicidade desses agentes sub-virais e o fato de que a molécula de RNA deve interagir diretamente com fatores do hospedeiro para o desenvolvimento do seu ciclo infeccioso colocam esses patógenos como um modelo para o estudo de processos metabólicos celulares.

49. VIRÓIDES, VIRUSÓIDES E PRIONS • Mais recentemente foram descobertos outros três elementos responsáveis por doenças em plantas, animais e seres humanos, de constituição ainda mais simples: • os viróides, compostos apenas por RNA; • os virusóides, constituídos por uma molécula de RNA envolta por uma estrutura protéica; • e os prions, que são de natureza protéica.

50. VIRÓIDES • Foram tentativas de identificação de uma doença da batata, supostamente de natureza viral, que levaram à descoberta de que o elemento responsável por aquela patologia vegetal não era mais do que RNA livre de dimensões muito inferiores às dos menores genomas virais (P.M. +/- 1,3 x105) e que por si só, sem participação de um vírus auxiliar, era capaz de duplicar-se em células suscetíveis. • Os viróides são partículas de RNA, destituídas de proteínas que, até o presente momento, só foram encontradas em plantas. • No entanto considerando-se os princípios unificadores da biologia, é muito provável que venham a ser descobertos também no reino animal.