Vírus - infecção02

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ENTENDENDO MAIS SOBRE VÍRUS
Biomedicina Interdisciplinar
Aula 02
Prof. Giovani
REFERÊNCIASANTIGASA DOENÇASVIRAIS
1580-1350B.C.700B.C.
©Principles of Virology, ASM Press
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IMUNIZAÇÃO
• Variolação ‐ China (século XI),      Lady 
Montagu (1700s)
• Sem conhecimento do agente
• Sobreviventes da varíola protegidos 
contra a doença
• 1790s ‐ Edward  Jenner ‐ vacinação
CONCEITODE MICRORGANISMOS
• Leeuwenhoek (1632 ‐ 1723)
• Pasteur (1822 ‐ 1895)
• Koch (1843‐1910)
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©Principles of Virology, ASM Press
A DESCOBERTADOS VÍRUS ‐AGENTESQUE ERAMFILTRADOS
©Principles of Virology, ASM Press
• 1892 ‐ Ivanovsky
• 1898 ‐ Beijerinck: contagium vivum fluidum
• Vírus: veneno, líquido viscoso
Tobacco mosaic virus (TMV)
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A DESCOBERTADOS VÍRUS
• 1898 ‐ Loeffler & Frosch ‐ agente da febre aftosa (foot 
and mouth disease) é filtrado 
• Conceitos‐chave: agentes não são apenas pequenos, 
mas replicam‐se apenas no hospedeiro e não em meio 
de cultura isolado
• Filtro de 0,2 micrometros (m, um milionésimo do 
metro)
A DESCOBERTA DOS VÍRUS
©Principles of Virology, ASM Press
• 1901 ‐ primeiro vírus humano, febre amarela
• 1903 ‐ vírus da raiva
• 1906 ‐ vírus da varíola
• 1908 ‐ chicken leukemia virus, poliovirus
• 1911 ‐ Rous sarcoma virus
• 1915 ‐ bacteriófago
• 1933 ‐ vírus influenza
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Qual dos conceitos a seguir foi fundamental para distinguir vírus de
microrganismos?
a) Vírus eram grandes demais para passar por poros de filtros de 0,2
micrômetros.
b) Vírus eram capazes de se replicar em meios de cultura específicos.
c) Vírus deixavam plantas de tabaco doentes.
d) Vírus eram pequenos o suficiente para passar por poros de filtros
de 0,2 micrômetros.
e) Vírus foram registrados em microscopia de luz.
INTERATIVIDADE
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CLASSIFICAÇÃODE VÍRUS
• Natureza e sequência do material genético do vírion 
• Simetria do capsídeo proteico 
• Presença ou não de membrana lipídica
(envelope)
• Dimensões do vírion e capsídeo
©Principles of Virology, ASM Press
Sistema hierárquico clássico:
Reino
Filo 
Classe
Ordem (-virales)     ‐Mononegavirales
Família (-viridae)    ‐ Filoviridae
Gênero (‐virus)          ‐ Ebolavirus
Espécie ‐ Zaire ebolavirus
CLASSIFICAÇÃODE VÍRUS
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SIMPLICIDADEE ORDEM
• Uma vez que vírus são parasitas intracelulares 
obrigatórios, todos os genomas virais funcionam 
somente após sua replicação dentro de uma 
célula
• Todos os vírus devem produzir um mRNA que 
possa ser traduzido pelos ribossomos do 
hospedeiro: eles são parasitas da maquinaria de 
síntese de proteínas do hospedeiro
O CÓDIGO GENÉTICO VIRAL É COMPOSTO POR ÁCIDOS NUCLEICOS
Virologybreakthroughinthe 1950’s:
Hershey-Chase 
experiment with 
phage T4
Fraenkel-Conrat’s work withTMV
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Alfred Hershey & Martha Chase, 1952 3
A GRANDE SURPRESA: MILHARES DE VÍRIONS DIFERENTES
Complexidade infinita de infecções
Entretanto, um número finito de 
genomas virais
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Esquema geral de infecção
Cytoplasm
Attachment and entry
Translation
Release
VP0 VP2 VP1
P1 P2 P3
3B(VPg)
Endoplasmic 
reticulum
Membrane 
vesicle
Genome 
replication
Assembly
Nucleus
Entering Cells
Viral infection is initiated by a collision between the virus
particle and the cell, a process that is governed by chance.
Consequently, a higher concentration of virus particles
increases the probability of infection. However, a virion may
Figure 2.1 The viral infec-
tious cycle. The infectious cycle
of poliovirus is shown as an exam-
ple, illustrating the steps common
to all viral life cycles: attachment
and entry, translation, genome
replication, assembly, and release.
See Appendix, Figures 21 and 22
for explanation of abbreviations.
<shorturl.at/sBMQY>
Dogma Central da Biologia
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FATO RÁPIDO
➤Os genomas virais devem fazer mRNA que consiga ser lido pelos  
ribossomos do hospedeiro
➤Todos os vírus do planeta seguem esta regra
DavidBaltimore(Nobellaureate) 
ClassificaçãodeBaltimore
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DEFINIÇÕES
Para tradução, o mRNA é sempre positivo (+)
DNA que é equivalente ao mRNA 
também é positivo (+)
As fitas de RNA e DNA complementares a fitas 
positivas (+) são negativas (‐)
Nem todo RNA (+) é mRNA!
Sabendo a natureza do genoma viral, é possível 
deduzir as etapas essenciais que devem ocorrer
dentro da célula para a produção do mRNA
AelegânciadoSistemadeBaltimore
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AS SETE CLASSES DE GENOMAS VIRAIS
• dsDNA
• dsDNA parcial
• ssDNA
• dsRNA
• ss (+) RNA
• ss (-) RNA
• ss (+) RNA com intermediário de DNA
VII
INTERATIVIDADE
➤ Por que o mRNA é colocado no centro da Classificação de Baltimore?
a)Porque todas as partículas virais possuem mRNA.
b)Não há razão específica.
c)Porque todos os genomas virais são de RNA.
d)Porque um mRNA deve ser produzido a partir de todos os genomas virais.
e)Porque os vírus com genoma ssRNA sempre são positivos (+).
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•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Linear
Circular
Segmentado
Parcial
Single-stranded (+)
Single-stranded (-)
Single stranded, ambisense
Double-stranded
Com proteínas ligadas covalentemente
dsDNA com extremidades com ligação cruzada
DNA com RNA covalentemente ligado
OsgenomasdeDNAouRNAviraissão
estruturalmentediversos
AnAOH3’
UTR
5' VPg
UTR
4252
3’
5’
A
Linear (+) strand RNA genome of a picornavirus
B
Genomalinearnãoquer
dizer linhareta
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PARA QUE TANTA DIVERSIDADE?
• DNA e RNA
- Genomas de RNA apareceram primeiro na 
escala evolutiva (Mundo de RNA) - após 
resfriamento da Terra
Surgimento dos genomas de DNA
Os únicos genomas de RNA atualmente no 
planeta são virais
Viróides: Relíquias do mundo de RNA?
-
-
-
Influenza virus
Reovirus
Hepatitis B virus
Parvovirus
Retrovirus
Poliovirus
Genomasviraiseexemplos
VII
Adenovirus 
Herpes simplex virus
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PARA QUEM TIVER CURIOSIDADE
<shorturl.at/hnXZ3>
QUE INFORMAÇÃO É CODIFICADA PELO GENOMA VIRAL?
Produtos e sinais para:
- Replicação do genoma viral
‐ Processamento e empacotamento do 
genoma
‐ Controle e regulação do ciclo celular
‐ Modulação da defesa do hospedeiro
‐ Possibilidade de se espalhar para outras 
células e hospedeiros
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Informações que NÃO estão contidas em
genomas virais
• Não há genes que codificam para todos os
elementos da maquinaria síntese proteica (AARS, 
eIFs, tRNAs)
• Não há genes que codificam para o
metabolismo energético ou biossíntese de 
membrana
•
•
Não há centrômeros ou telômeros
Será? Talvez ainda não tenhamos encontrado. 90%
dos vírus gigantes são recém-descobertos
Maioresgenomasconhecidos
Virus Length Protein
Pandoravirus salinus 2,473,870 2,541
Pandoravirus dulcis 1,908,524 1,487
Megavirus chilensis 1,259,197 1,120
Mamavirus 1,191,693 1,023
Mimivirus 1,181,549 979
Moumouvirus 1,021,348 894
Mimivirus M4 981,813 620
C. roenbergensis virus 617,453 544
Mollivirus sibericum 651,000 523
Pithovirus sibericum 610,033 467
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Menoresgenomasconhecidos
Virus Length Protein
Viroid 120 none
Satellite 220 none
Hepatitis delta satellite 1,700 1
Circovirus 1,759 2
Anellovirus 2,170 4
Geminivirus 2,500 4
Hepatitis B virus 3,200 7
Levivirus 3,400 4
Partitivirus 3,700 2
Barnavirus 4,000 7
INTERATIVIDADE
➤ Qual informação pode ser codificada por um genoma viral?
a)Produtos que catalisam biossíntese de membrana.
b)Produtos que catalisam produção de energia.
c)Sistemas completos de síntese proteica.
d)Centrômeros e telômeros.
e)Enzimas para replicar o genoma viral.
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GENOMAS DE DNA VIRAL
• O genoma de todas as células hospedeiras é 
de DNA
Entretanto o DNA viral não é como o de 
nossos cromossomos
•
dsDNA
• Adenoviridae
• Herpesviridae
• Papillomaviridae
• Polyomaviridae
• Poxviridae
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dsDNA
Papillomaviridae (8 kbp)
Genomes copied byhostDNApolymerase Genomes encodeDNApolymerase
dsDNAparcial
reverse 
transcriptaseRNAprotein
This genome cannot be copied tomRNA
Hepadnaviridae
Hepatitis B virus
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ssDNA
TT virus (ubiquitous human virus)
B19 parvovirus (fifth disease)
INTERATIVIDADE
➤ Qual dos genomas de DNA viral, ao entrar em umacélula, podem ser 
imediatamente transcritos?
a)dsDNA.
b)dsDNA parcial.
c)ssDNA circular.
d)ssDNA linear.
e)Todos acima.
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GENOMAS DE RNA
• Células não possuem RNA 
polimerases dependentes de RNA 
(RdRp)
•
•
Vírus de RNA codificam RdRp
RdRp produz genomas de RNA e mRNA 
a partir de moldes de RNA
ClassificaçãodeBaltimore
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dsRNA
Rotavirus (human gastroenteritis)
tozoa, and vertebrates). While dsRNA contains a (+) strand,
it cannot be translated as part of a duplex to synthesize viral
proteins. The (-) strand of the genomic dsRNA is first cop-
ied into mRNAs by a viral RNA-dependent RNA polymerase.
Newly synthesized mRNAs are encapsidated and then copied
to produce dsRNAs.
• Picornaviridae (Poliovirus, Rhinovirus)
• Caliciviridae (gastroenteritis)
• Coronaviridae (SARS)
• Flaviviridae (Yellowfever virus, West Nile virus, Hepatitis C virus)
• Togaviridae (Rubella virus, Equine encephalitis virus)
ssRNA(+)
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ssRNA(+)
Togaviridae include viruses that infect vertebrates. (+) strand
RNA genomes usually can be translated directly into protein
by host ribosomes. The genome is replicated in two steps. The
(+) strand genome is first copied into a full-length (-) strand,
and the (-) strand is then copied into full-length (+) strand
genomes. In some cases, a subgenomic mRNA is produced.
ssRNA(+)com intermediário de DNA
Retroviridae
Human immunodeficiency virus (HIV) 
Human T-lymphotropic virus (HTLV)
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Estratégiadosretrovírus
provirus
– DNA
+ RNA
+ RNA
DNA
In contrast to other (+) strand RNA viruses, the (+) strand
RNA genome of retroviruses is converted to a dsDNA inter-
mediate by viral RNA-dependent DNA polymerase (reverse
transcriptase). This DNA then serves as the template for viral
mRNA and genome RNA synthesis by cellular enzymes. There
ssRNA(-)
•Paramyxoviridae (vírus da rubéola, vírus da 
caxumba)
•Rhabdoviridae (vírus da raiva)
•Filoviridae (vírus Ebola, vírus de Marburg)
•Orthomyxoviridae (vírus Influenza)
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ssRNA(-)
– RNA
– RNA+ RNA
Unlike (+) strand RNA, (- ) strand RNA genomes cannot
be translated directly into protein, but must be first copied to
make (+) strand mRNA. There are no enzymes in the cell that
can make mRNAs from the RNA genomes of (-) strand RNA
viruses. These virus particles therefore contain virus-encoded
RNA-dependent RNA polymerases. The genome is also the
L R3M
Aconsequênciadogenomasegmentado
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GenomasRNAambisense
Arenaviridae
RNA pol in virion
INTERATIVIDADE
➤ Qual afirmação é correta acerca dos genomas virais de RNA?
a)Genomas ss(+)RNA podem ser traduzidos para formação de proteínas
virais.
b) Genomas de dsRNA podem ser imediatamente traduzidos ao infectar
uma célula.
c)Vírus ss(+)RNA não requerem a formação de um intermediário RNA (-).
d) Genomas virais de RNA podemser copiados por RNA
polimerases do hospedeiro.
e)Todas acima.
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IMPORTANTES DEFINIÇÕES
❖uma célula suscetível tem um receptor para determinado
vírus – a célula pode ou não dar suporte à replicaçãoviral
❖uma célula resistente nãotem receptor – pode ou não ser
competente à replicação viral
❖uma célula permissível tem a capacidade dereplicar o vírus –
a célula pode ou não ser suscetível
❖uma célula suscetível e permissível é a única célula capaz de ser
infectada e dar condições para sua replicação
Funções celulares
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Estudodo cicloinfecciosodosvírusnas células
✓ Só foi possívelapós 
1949
✓ Enders, Weller e 
Robbins propagaram 
Poliovirus em cultura 
de células humanas
✓ Prêmio Nobel -1954
Cultivo devírus
Fibroblastos humanos Fibroblastos de rato Célula epitelial 
humana (HeLa)
Linhagens 
imortalizadas
<shorturl.at/mFYZ6>
Figure 2.7 Different types of cell culture used in virology. Confluent cell monolayers photographed by low-
power light microscopy. (A) Primary human foreskin fibroblasts; (B) established line of mouse fibroblasts (3T3);
(C) continuous line of human epithelial cells (HeLa [Box 2.3]). The ability of transformed HeLa cells to overgrow one 
another is the result of a loss of contact inhibition. Courtesy of R. Gonzalez, Princeton University.
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Os vírus superaramo dogmade um 
gene para umaproteína
• Vírus podem ter uma expressão 
gênica muito resumida
• Vírus podem fazer múltiplas proteínas 
a partir de umgene:
• Fazendograndes poliproteínas e clivando-as
em várias proteínasmenores
• Possuindo“overlapping reading frames”
(diferentes fases deleitura)
• Utilizando múltiplos sítios para começar
a tradução
<shorturl.at/sBMQY>
•
•
Influenza virus - 1933
Em 2005, o RNA do vírus Influenza (H1N1 - gripe espanhola de 1918) foi isolado
de tecidos emblocados em parafina, provenientes de uma autópsia realizada em 1918
• O RNA viral também foi isolado a partir de biópsias de cadáveres enterrados no
permafrost desde 1918
O sequenciamento completo indicou a presença de 8 segmentos diferentes de RNA
O vírus pôde ser reconstruído ao se transfectar células com 8 plasmídeos
recombinantes distintos, cada um contendo uma das sequências do genoma viral
•
•
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©Principles of Virology, ASM Press
Virologiasintéticaebiossegurança
<shorturl.at/fnyP0> <shorturl.at/jrsJR>
LEGAL, NÃO?
Obrigado pela atenção!
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