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9/8/2012 1 Vírus, seres procariontes e eucariontes Profª Maria Júlia Frydberg Corrêa Angeloni � Os vírus são seres muito simples, formados basicamente por uma cápsula protéica envolvendo o material genético, que, dependendo do tipo de vírus, pode ser o DNA, RNA ou os dois juntos, (Mimivírus). � A palavra vírus vem do Latim virus que significa fluído venenoso ou toxina. Em 1884, Chamberland, trabalhando no laboratório de Pasteur, descobriu que ao passar um líquido contendo bactéria através de um filtro de porcelana, as bactérias ficavam completamente retidas e a solução ficava estéril. Em 1892, Iwanowski aplicou este teste a um filtrado de plantas que sofriam da doença do mosaico do tabaco e obteve resultados surpreendentes. O filtrado era capaz de produzir a doença original em novos hospedeiros. Quando repetido, as filtrações produziram os mesmos resultados e nada podia ser visto ao microscópio, nem podia ser cultivado a partir dos filtrados. Iwanowski e colaboradores concluiram que haviam descoberto uma nova forma patogênica de vida, que chamaram de “vírus”. � São seres vivos pois possuem material genético, possibilitando reprodução e mutação. � Multiplicam-se dentro de células vivas usando a maquinaria de síntese das células. � Agentes causadores de infecções no homem, outros animais, vegetais, fungos e bactérias. � São acelulares. � Sem metabolismo próprio, ametábolos. � Parasitas intracelulares obrigatórios. � Não se desenvolvem em ambientes extracelulares. Capsômeros 9/8/2012 2 � Normalmente possuem um único tipo de ácido nucleico – DNA ou RNA � Possuem uma cobertura protêica, chamada de capsídio (às vezes recoberta por um envelope de lipídeos, proteínas e carboidratos) envolvendo o ácido nucleico) Vírus HIV com envelope de lipídeos Envelope lipídico exterior Proteínas virais incorporadas no envelope RNA viral Proteínas do capsídio Tamanho dos vTamanho dos vTamanho dos vTamanho dos vírusrusrusrus Estrutura do adenovirus (esquerda), e micrografia de transmissão eletrônica do vírus. Estrutura do papillomavirus , e micrografia de transmissão eletrônica do vírus. Micrografia de transmissão eletrônica do vírus da influenza. Vírus Vírus Vírus Vírus –––– formasformasformasformas BACTERIÓFAGOS Capsídeo (cabeça) DNAPescoço Colar Bainha Fibra da cauda Placa basal Tipos de vírus • Há vírus animais, vegetais, bacteriófagos (fagos) e micovírus. • A interação das proteínas virais com as da superfície das células determina a especificidade do vírus. O tipo de célula hospedeira que o vírus pode penetrar e aí se multiplicar. Existe grande especificidade entre o vírus e a célula parasitada. ADENOVÍRUSADENOVÍRUSADENOVÍRUSADENOVÍRUS � Os Adenovirus são um grupo de vírus muito frequentes de genoma de DNA duplo (dupla hélice). Não possuem envelope bilipídico e são extremamente resistentes. Há mais de 40 sorotipos, e a infecção com um não dá imunidade contra os outros � Causam várias doenças como: Gastroenterites, com vômitos, diarréia, dor abdominal e náuseas, Conjuntivite, Faringite, Pneumonia e hepatite em imunodeprimidos (receptores de transplantes, doentes com AIDS) � Muitas infecções são assintomáticas ou leves mas com multiplicação e dispersão do vírus. 9/8/2012 3 � BACTERIÓFAGO, um tipo de DNA-vírus que se reproduz em bactérias. Adsorção do vírus injeção do material genético Conceito Doença infecciosa, de transmissão freqüentemente sexual, também conhecida como condiloma acuminado, verruga genital ou crista de galo. AgenteEtiológico: O Papilomavírus humano (HPV) é um DNA-vírus. Atualmente são conhecidos mais de 70 tipos, 20 dos quais podem infectar o trato genital. Estão divididos em grupos, de acordo com seu potencial de oncogenicidade. Os tipos de alto risco oncogênico, quando associados a outros co-fatores, tem relação com o desenvolvimento das neoplasias intra- epiteliais e do câncer invasor do colo uterino. Papilomavírus HerpesvírusHerpesvírusHerpesvírusHerpesvírus � Os herpesvírus são de genoma de DNA bicatenar (dupla hélice) e possuem envelope bílipidico e capsídeo icosaédrico. � Esse vírion tem a forma de um icosaedro � figura geométrica com 20 faces triangulares e 12 vértices. � Caracterizam-se pela sua capacidade de infectar ativamente as células alvo ou então ficar quiescente, como dormente dentro delas sem as destruir e sem ser detectado. � Exemplos de Herpesvírus: - Vírus Herpes Simplex 1 e 2 (HSV-1 e HSV-2) - Causadores da doença vulgarmente conhecida por Herpes, labial e genital. - Vírus da Varicela-zoster (HHV-3, Human Herpesvirus- 3), também conhecido por catapora-zoster. - Vírus Epstein-Barr - Causa a doença do beijo ou mononucleose infecciosa, transmitido pela saliva contaminada num contato íntimo entre as pessoas, daí o nome doença do beijo, traz consigo certo potencial oncogênico e relaciona-se com o carcinoma de nasofaringe (mais prevalente nas populações orientais) e com alguns tipos de linfoma. - Citomegalovirus - A infecção pelo CMV pode ser assintomática e passar despercebida, mas o vírus ficará latente, a não ser que uma deficiência imunológica do hospedeiro favoreça sua reativação. Na fase aguda, a principal manifestação é a citomegalomononucleose, com sintomas semelhantes aos da mononucleose infecciosa: febre, dor de garganta, aumento do fígado e do baço, presença de linfócitos atípicos. RETROVíRUSRETROVíRUSRETROVíRUSRETROVíRUS � Os retrovírus, são RNA-vírus, formam a família dos Retroviridae e caracterizam-se por terem um genoma constituído por RNA simples. � Por não possuírem DNA (é o DNA que origina o RNA), os retrovírus realizam uma etapa na invasão celular denominada retrotranscrição, através da enzima transcriptase reversa. 9/8/2012 4 � O processo de vida dos retrovírus é o seguinte: � O vírus é levado (por algum meio) até uma célula compatível com seus sítios de ligação; � Adsorção: O vírus adere à célula hospedeira; � Injeção: O vírus injeta seu RNA e enzimas virais dentro da célula hospedeira; � Eclipse: O vírus, através da enzima transcriptase reversa, sintetiza DNA a partir de seu RNA, e liga esse DNA ao DNA da célula hospedeira. � O Processo de número I da imagem acima é o processo de retrotranscrição, no qual age a enzima viral transcriptase reversa, que produz DNA a partir do RNA viral. Esse DNA se liga ao DNA celular, e começa a comandar a produção de novos RNAs virais (II, o processo de transcrição). � Ainda durante a Eclipse, o DNA celular produz as proteínas e outras substâncias da cápsula viral; RESUMIDAMENTE:RESUMIDAMENTE:RESUMIDAMENTE:RESUMIDAMENTE: Os retrovírus tem RNA e a enzima transcriptase reversa ao invés de DNA como ácido nucleico. Uma vez dentro da célula hospedeira, a transcrição reversa (de RNA para DNA) é realizada pela enzima. Este novo DNA é incorporado no DNA hospedeiro, onde transcreve novos genomas virais,e o RNA sintetiza novas cápsulas de protéina e transcriptase reversa. Exemplo: vírus da AIDS Vírus da Gripe � O agente etiológico da gripe é o Myxovirus influenzae, também denominado vírus influenza. Os vírus influenza são partículas envelopadas de RNA de fita simples segmentada e subdividem-se nos tipos A, B e C, sendo que apenas os do tipo A e B têm relevância clínica em humanos. Os vírus influenza A apresentam maior variabilidade. O rotavírus também é um RNA-vírus, infecção por ele, varia de um quadro leve, com diarréia aquosa e duração limitada à quadros graves com desidratação, febre e vômitos. ROTAVÍRUS Mimivírus � O Mimivírus foi encontrado em um estudo de um surto de pneumonia na Inglaterra. � O nome “mimivírus” foi dado porque ele imita (“mimics”) uma bactéria. 9/8/2012 5 MimivirusMimivirusMimivirusMimivirus� Mimivirus é uma especie de vírus singular, parasita obrigatório do protozoa Acanthamoeba polyphaga, por isso seu nome cientifico é Acanthamoeba polyphaga mimivirus (APMV). Popularmente o APMV é mais conhecido apenas como “mimivírus”. � Foi descoberto em 1992 na Acanthamoeba polyphaga, porém, na época, acreditava-se ser uma bactéria do gênero Legionella. � O vírus foi observado através de coloração do tipo Gram, por isso foi erradamente considerado uma bactéria gram- positiva. � A conseqüência deste erro foi o nome que lhe deram, "Bradfordcoccus", devido ao distrito onde foi recolhido a ameba (Bradford na Inglaterra). � Em 2003, pesquisas da Université de la Méditerranée em Marseille, França, publicaram uma página na revista Science identificando este microrganismo como sendo um vírus. � O mimivírus já foi considerado um possível causador de algumas formas de pneumonia, já que foram encontrados anticorpos para este vírus em alguns indivíduos com pneumonia. � Atualmente acredita-se que ele infecta apenas as amebas, e estas causam a pneumonia. Curiosidades do Mimivírus: � O seqüenciamento do seu genoma foi feita pelo grupo de Jean-Michel Claverie e, através deste estudo, características inéditas foram vistas neste vírus. � O mimivírus contém tanto o DNA quanto RNA, ao contrário dos vírus "normais". O tamanho do genoma é de 1 181 404 pares de bases, maior do que o de muitas bactérias (algumas bactérias têm apenas 400 genes), ele contém 911 genes codificadores de proteínas, muito acima do número mínimo de 4 genes necessários para um vírus existir. � Análises do seu genoma identificaram genes nunca antes vistos em outros vírus, inclusive genes responsáveis pelo metabolismo de açúcares, lípidos e aminoácidos, inclusive genes responsáveis pela produção de sintetizadores de RNAt. 9/8/2012 6 PASSOS BÁSICOS DO CICLO DE PASSOS BÁSICOS DO CICLO DE PASSOS BÁSICOS DO CICLO DE PASSOS BÁSICOS DO CICLO DE REPLICAÇÃO DE UM VÍRUSREPLICAÇÃO DE UM VÍRUSREPLICAÇÃO DE UM VÍRUSREPLICAÇÃO DE UM VÍRUS � ADSORÇÃO ÀS CÉLULAS � PENETRAÇÃO � DESNUDAMENTO � SÍNTESE DO ÁCIDO NUCLEICO E DAS PROTEÍNAS � MATURAÇÃO � ESPALHAMENTO PARA AS OUTRAS CÉLULAS ADSORÇÃO • Os vírus possuem sítios reativos em sua superfície que interagem com receptores específicos na célula hospedeira. • 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. 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. PENETRAÇÃO herpesvirus, paramyxovirus, HIV 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. 17 ENDOCITOSE DE VÍRUS NÃO ENVELOPADOS CITOPLASMA 9/8/2012 7 17 ADSORÇÃO, PENETRAÇÃO DESNUDAMENTO NUCLEUS CYTOPLASM FORA DA CÉLULA ds DNA + histones ReplicaçReplicaçReplicaçReplicação viralão viralão viralão viral � Dependente de organelas e enzimas do hospedeiro � Geralmente promove a morte e lise da célula hospedeira→ ciclo lítico � Estágios do ciclo lítico • Adsorção • Penetração Direta – injeção do material genético Fusão com a membrana Endocitose • Síntese • Montagem • Liberação ReplicaçReplicaçReplicaçReplicação de ão de ão de ão de BacteriBacteriBacteriBacteriófagosfagosfagosfagos Ciclo lCiclo lCiclo lCiclo lítico de um bacteritico de um bacteritico de um bacteritico de um bacteriófagofagofagofago Ciclo lisogCiclo lisogCiclo lisogCiclo lisogênicoênicoênicoênico 9/8/2012 8 Montagem e liberaçMontagem e liberaçMontagem e liberaçMontagem e liberaçãoãoãoão � A maioria dos vírus de DNA faz a montagem no núcleo, sendo então liberada no citoplasma. � A maioria dos vírus de RNA se desenvolve no citoplasma. � A quantidade de partículas produzidas é variável. � Liberação com ou sem lise. HerpesHerpesHerpesHerpes Simplex Simplex Simplex Simplex Tipo ITipo ITipo ITipo I LiberaçLiberaçLiberaçLiberação de vão de vão de vão de vírus envelopados por rus envelopados por rus envelopados por rus envelopados por brotamentobrotamentobrotamentobrotamento 9/8/2012 9 Vírus – ciclo de vida em células eucariontes O vírus que ataca célula eucarionte pode entrar por fusão com a membrana citoplasmática do hospedeiro. O vírus pode entrar por endocitose na célula eucarionte. Vírus – ciclo de vida em células eucariontes Doenças causadas por vírus Virose Transmissão Local da infecção Profilaxia Sintomas Caxumba Objetos contaminados, gotículas de saliva Glândulas parótidas, ovários e testículos, pâncreas Vacinação Inchaço na garganta, dor de cabeça e muscular, febre Febre Amarela Picada do mosquito Aedes aegypti Fígado, medula óssea e baço Vacinação e combate ao mosquito Febre alta, vômitos, hemorragia, calafrios e pele amarelada Gripe Gotículas de secreção Vias respiratórias Vacinação e evitar o contato com pessoas infectadas Febre, dores de cabeça e musculares, obstrução nasal e tosse Doenças causadas por vírus Virose Transmissão Local da infecção Profilaxia Sintomas Raiva (hidrofobia) Mordidas de cães, gatos, morcegos contaminados Sistema nervoso Vacinação em animais e em pessoas mordidas Febre, mal estar, delírios, agitação, convulsões Catapora Contato com saliva e secreções respiratórias de pessoas doentes Vacinação e evitar o contato com pessoas doentes Febre, mal estar, manchas vermelhas na pele e coceira Poliomielite (Paralisia infantil) Alimento e objetos contaminados Sistema nervoso central Vacinação Febre, náuseas, paralisia dos membros Doenças causadas por vírus Virose Transmissão Local da infecção Profilaxia Sintomas Hepatite B Contato com sangue contaminado Fígado Vacinação e evitar o contato com sangue contaminado Inflamação do fígado, urina de cor escura, dores no corpo Hepatite C Contato com sangue contaminado Fígado Evitar contato com sangue contaminado Assintomática Imunização • A imunização é a aquisição de proteção imunológica contra uma doença infecciosa. Im u n iza çã o a tiv a Ocorre quando o próprio sistema imune, ao entrar em contato com uma substância estranha ao organismo, responde produzindo anticorpos e células imunes (linfócitos T) Im u n iza çã o pa ss iv a É obtida pela transferência de anticorpos produzidos por um animal ou outro homem. Ex: passagem de anticorpos da mãe para o feto (natural) e transfusão de sangue (artificial) 9/8/2012 10 Mutações ViraisMutações ViraisMutações ViraisMutações Virais � O retrovírus se torna mais difícil de ser combatido pelo fato de sofrer mutação constante, pois o processo de retrotranscrição não é um processo seguro, criando DNAs com sequências diferentes das quais deveriam ser. Papel MedicinalPapel MedicinalPapel MedicinalPapel Medicinal � Quando utilizados como vetores na terapia gênica somática, alteram de forma permanente a célula hospedeira, integrando-se ao genoma. � São utilizados especialmente em células dos músculos liso e esquelético, da medula óssea, fibroblastos e hepatócitos. 4 A B 2 1 C 5 3 Célula Procarionte NUCLEÓIDENUCLEÓIDENUCLEÓIDENUCLEÓIDE-COMPOSTO DE DNA ( MOLÉCULA ÚNICA) � O nucleóide não é um verdadeiro núcleo, já que não está delimitado do resto da célula por membrana lipídica própria. � O nucleóide consiste em uma única grande molécula de DNA com proteínas associadas. � O seu tamanho varia de espécie para espécie. � Na Escherichia coli, uma bactéria típica, o genoma tem quase 5 milhões de pares de bases e vários milhares de genes codificando mais de 4000 proteínas (o genoma humano tem 3 mil bilhões de pares de bases e cerca de 40.000 proteínas). PlasmídeosPlasmídeosPlasmídeosPlasmídeos � Os plasmídeos circulares são pequenas moléculas de DNA que coexistem com o nucleóide. � São comumente trocadas na reprodução sexuada. � Os plasmideos têm genes, incluindo frequentemente aqueles que protegem a célula contra os antibióticos. 9/8/2012 11 Célula Eucarionte Vírus, seres procariontes e eucariontes Profª Maria Júlia
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