propriedades-gerais-dos-virus-2018

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Propriedades gerais dos vírus
Há quanto tempo os vírus existem 
entre nós ?
Referências históricas
Conceito de microrganismos
• Leeuwenhoek (1632‐1723)
• Pasteur (1822‐1895)
• Koch (1843-1910)
1668 A van Leeuwenhoek invention of a simple microscope, observation of bacteria
Anton van Leeuwenhoek 
(1632-1723)
1668 A van Leeuwenhoek invention of a simple microscope, observation of bacteria
Anton van Leeuwenhoek (1632-1723)
Histórico (Dimitri Iwanowski (1892) mostrou que extratos de plantas 
doentes de tabaco podiam transmitir a doença para outras plantas após passagem 
em filtros de cerâmica fina capazes de reter as menores bactérias).
Planta sadia Planta doente
Agentes filtráveis
• 1892 – Iwanovsky
• 1898 – Beijerinck: contagium
vivum fluidum
©Principles of Virology, ASM Press
Histórico (O Faraó Ramses V morreu de varíola em 1196
AC e a varíola era endêmica na China antes das 1000 AC).
Múmia com sinais de varíola
 Caso de varíola mais recente
Man Bitten by Mad Dog. Illustration from an 
Arabic translation of the Materia Medica, 
Baghdad, Iraq, 1224. 
This illustration served as the frontispiece of 
George Baer’s book, The Natural History of 
Rabies, 1975. He found this piece in the Freer 
Gallery of Art, Smithsonian Institution, 
Washington, DC. 
• Reconhecendo que os
sobreviventes da varíola foram
protegidos de subseqüente
infecções, os chineses inalaram as
crostas secas de lesões de varíola
como rapé ou inocularam o pus de
uma lesão em um arranhão no
antebraço - “variolação”.
• Edward Jenner quase foi morto pela
“variolação” aos 7 anos! Em 14 de
Maio de 1796, ele usou o vírus da
varíola bovina para vacinar com
sucesso uma criança de 8 anos.
Os vírus estão por todo o lugar
✓ Infectam todas as 
formas de vida.
✓ Nós comemos e 
respiramos bilhões 
de vírus todos os 
dias.
✓ Carregamos 
material genético 
viral em nosso 
genoma.
Mais de 1030 bacteriófagos nas águas do mundo
✓ Um bacteriófago pesa cerca de 1 fentograma (10-15 gramas).
1030 x 10-15 = só a biomassa dos bacteriófagos do planeta excedem a biomassa
de elefantes em 1000 vezes
Os números dos vírus no mundo
Myovirus, collected from the 
Mediterranean Sea, a type of virus 
that infect marine cyanobacteria
Bacterium, collected from the 
Southern Ocean, infected with 
viruses (dark dots) that are 
replicating within it.
Nearly half of the oxygen 
produced on the Earth 
comes from tiny 
organisms living in the 
ocean but these little 
critters do much 
more. As an added 
bonus to our oxygenated 
atmosphere, these 
plankton form the base 
of the ocean food web 
and store carbon from 
the ocean/atmosphere 
interface in their 
tissues. When these 
organisms die they sink 
to the ocean floor where 
the carbon is deposited in 
the sediment. This 
process is called the 
ocean’s biological carbon 
pump.
Hoje no mundo existem mais vírus em 1 litro de água 
do mar costeira do que pessoas no mundo
Há cerca de 1016 genomas de HIV no mundo hoje
Table 1. Age-adjusted median proportions of diarrheal episodes requiring hospitalizations associated with each 
enteropathogen in children 0–59 m of age in the world.
Lanata CF, Fischer-Walker CL, Olascoaga AC, Torres CX, et al. (2013) Global Causes of Diarrheal Disease Mortality in Children <5 Years of Age: 
A Systematic Review. PLoS ONE 8(9): e72788. doi:10.1371/journal.pone.0072788
http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0072788
http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0072788
Quão infectados 
nós estamos?
➢HSV-1, HSV-2, 
VZV, HCMV, EBV, 
HHV-6, HHV-7, 
HHV-8
➢Para a toda vida !
➢Coexistência –
benéficos?
The human virome in non-pathogenic conditions: distribution of the viral families 
found in the major human systems 
Intervirology 2013;56:395–412
Sequências de genomas encontrados no corpo humano (sangue)
Science News 11 January 2014
©Principles of Virology, ASM Press
O genoma humano
3,2 bilhões de bases
A maioria dos vírus 
que nós infecta 
tem um 
pequeno ou 
mesmo nenhum 
impacto em 
nossas vidas
✓ imunossuprimidos
©Principles of Virology, ASM Press
©Principles of Virology, ASM Press
... em um estudo, descobriu-se que o repolho 
comprado em 5 supermercados diferentes em 
Washington D.C. estavam contaminados com 
baculovírus, sendo que que cada porção 
(cerca de 100 cm2 de folha) continha até 108
partículas de um vírus patogênico para uma 
lagarta do repolho
A maioria dos vírus apenas passa por nós
Ingerimos muitos vírus não-animais no consumo de alimentos
• A análise metagenômica de vírus de RNA em fezes humanas revela que a maioria 
das sequências virais são semelhantes aos vírus das plantas.
• De 36.769 sequências obtidas, 25.040 (91%) se assemelhavam a vírus de plantas.
Varíola
Catapora
Quem ou o que são os vírus?
Definições
❖ parasita intracelular obrigatório
❖ empacotamento do genoma em uma
partícula para transmitir entre hospedeiros
❖ genoma viral contêm a informação necessária
para iniciar e completar o ciclo infeccioso
dentro de uma célula
Quem são os vírus?
Um parasita, intracelular obrigatório 
contendo um material genético (DNA 
ou RNA) envolto por uma camada
protéica e/ou membrana (envelope)
©Principles of Virology, ASM Press
Os vírus são vivos?
vírus e virion
• Um organismo com 2 fases
virion célula infectada
©Principles of Virology, ASM Press
Origem dos vírus em
um mundo de RNA
• Hipótese pré-celular
A) desenvolvimento dos 
vírus em primeiro lugar
ou junto com células
com genoma de RNA.
B) evolução dos vírus RNA 
em DNA seguido de 
infecção de células com 
genoma de RNA.
C) infecção de células
dando origem aos 3 
domínios (Bactérias, 
Archea e Eukaria)
Origem dos vírus em um 
mundo com células em
primeiro lugar
• Hipótese pós-celular
– os vírus surgiram de 
porções das células que
manifestaram
habilidades de ir de 
uma célula a outra.
– elementos
transponíveis
(transposons)
Já que os vírus são parasitas intracelulares obrigatórios, 
tudo envolve a relação parasita-hospedeiro
©Principles of Virology, ASM Press
Os vírus benéficos
©Principles of Virology, ASM Press
©Principles of Virology, ASM Press
Qual seria a consequência de se ter
um tamanho pequeno?
Comparação do genoma dos Mimivirus em relação 
a outros vírus já sequenciados
Koonin, E. (2005) Gulliver among Lilliputians. Curr. Biol.15: 167-9
Pandoravirus
• Infectam amebas
• Maior de algumas bactérias
• http://www.nature.com/news/giant-viruses-
open-pandora-s-box-1.13410
http://www.nature.com/news/giant-viruses-open-pandora-s-box-1.13410
Pithovirus sibericum
• Infectam amebas
• Maior de algumas bactérias
• Vírus gigante recuperado de gelo com 30.000 anos de idade
– http://www.nature.com/news/giant-virus-resurrected-
from-30-000-year-old-ice-1.14801
http://www.nature.com/news/giant-virus-resurrected-from-30-000-year-old-ice-1.14801
Pesquisador da UFMG descobre o 
maior vírus já identificado no planeta
O tupanvírus foi descoberto no Pantanal brasileiro e é o maior vírus já identificado 
no planeta, com 2,3 micrômetros de tamanho (foto: Jônatas Santos 
Abrahão/Divulgação)
Tailed giant Tupanvirus possesses the most complete translational apparatus of the known virosphere
https://www.nature.com/articles/s41467-018-03168-1
https://www.nature.com/articles/s41467-018-03168-1
Genomas
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=Genome
• Subunidade
– Cadeia polipetídica que forma a estrutura
• Unidade estrutural (protômero)
– Unidade usada para construção de capsídeos e nucleocapsídeos
• Capsídeo
– Capsa em latim é caixa
– Capa protéica envolvendo o genoma
• Nucleocapsídeo
– Capsídeo + ácido nucléico
• Envelope ) membrana viral
– Bicamada lipídica derivada do hospedeiro
• Virion
– Partícula viral infecciosa
Definições
©Principles of Virology, ASM Press
Função das proteínas virais
• Proteção do genoma
– Montagem de uma capa protéica protetora 
estável
– Reconhecimento específico e empacotamentodo 
genoma
– Interação com a membrana celular do hospedeiro 
para formar o envelope
©Principles of Virology, ASM Press
Função das proteínas virais
• Entrega do genoma
– Ligação com os receptores celulares
– Descapsidação do genoma
– Fusão com as membranas celulares
– Trasnporte do genoma ao sítio apropriado
©Principles of Virology, ASM Press
Os vírus são metaestáveis
➢ Devem proteger o genoma (estabilidade)
➢ Devem ser capazes de se “abrirem” na infecção 
(instabilidade)
➢ Os vírus mantém um nível mínimo de energia, 
usada na descapsidação se sinais corretos forem 
dados para desencadear o processo
Bakugan
©Principles of Virology, ASM Press
Como obter a meta-estabilidade?
• Estrutura estável
– criada pelo arranjo simétrico de várias proteínas 
idênticas, que permitem um contato próximo do 
ótimo.
• Estrutura instável
– estrutura não é permanentemente ligada.
– pode ser afrouxada ou desestabilizada por 
completo durante o processo de infecção, 
expondo ou liberando o genoma.
©Principles of Virology, ASM Press
Formas de genomas encontrados nos vírus
Linear
Circular
Segmentado
Fita simples (+)
Fita simples (-)
Fita simples (ambisense)
Fita dupla
Fita dupla ligado nas extremidades
Covalentemente ligado a proteína
DNA com um RNA
Covantemente ligado
©Principles of Virology, ASM Press
Parvovirus
Rotavirus
Influenza
Poliovirus
Retrovirus
Adenovirus
Herpes simplex
Hepatite B
7 tipos de genomas virais
VII
• Maior genoma= maior complexidade
• Proteínas estruturais
– proteção do genoma
– ligação à célula
– fusão do envelope
• Proteínas não estruturais
– enzimas
– fatores de transcrição
– iniciadores à replicação de ácido nucléico
– interferência com sistema imune
Estrutura e composição
Que tipo de informação existe no 
genoma viral?
• Produtos de genes e sinais regulatórios para:
– replicação do genoma viral
– montagem e empacotamento do genoma
– regulação do ciclo de replicação
– modulação do sistema imune
– transmissão a outros hospedeiros
Virion: estrutura e função
• Estrutura (o virion)
– Criado pelo arranjo simétrico de várias proteínas 
idênticas, proporcionando máximo contato e 
ligação não covalente
• Função (entrega do genoma)
– Estrutura NÃO é ligada de forma permanente
– pode ser desmontada ou afrouxada na fase de 
infecção, para liberar ou expor o genoma
©Principles of Virology, ASM Press
ENVELOPE
(a) Semliki Forest virus
(b) Influenza virus
ENVELOPE
Capsídeos podem estar envoltos por uma camada com origem na membrana do
hospedeiro: vírus envelopados
• Envelope: bicamada lipídica derivada da célula hospedeira
- O genoma viral não tem uma maquinaria de síntese lipídica
• Envelope adquirido do brotamento do nucleocapsídeo através da membrana celular
- Qualquer membrana celular, sendo vírus-específica
• Nucleocapsídeos dentro do envelope podem ter simetria helicoidal ou icosaédrica
©Principles of Virology, ASM Press
Glicoproteínas do envelope viral
• Glicoproteínas de membrana
• Domínio externo: adsorção, sítios antigênicos, fusão
• Domínio interno: montagem
• Espículas
©Principles of Virology, ASM Press
©Principles of Virology, ASM Press
Simplicidade na simetria dos vírus
• Regras para a auto montagem
– Regra 1: cada sub-unidade tem contatos idênticos 
com seu próximo.
• interações repetitivas de superfícies quimicamente 
complementares nas interfaces das subunidades , 
naturalmente levam ao arranjo simétrico.
– Regra 2: as ligações são geralmente não 
covalentes.
• reversíveis.
• livre de erros.
©Principles of Virology, ASM Press
• Icosaédrica
• Helicoidal
•Complexa
Simetria icosaédrica
Simetria icosaédrica
Simetria icosaédrica
Simetria icosaédrica
Simetria icosaédrica
Adenovirus
SIMETRIA ICOSAÉDRICA
Baron:Medical Microbiology, online at 
http://129.109.136.65/microbook/ch041.htm
©Principles of Virology, ASM Press
SIMETRIA HELICOIDAL
adaptado de: 
Klug and Caspar Adv. Virus 
Res. 7:225
Simetria helicoidal
Simetria helicoidal
Simetria Helicoidal
©Principles of Virology, ASM Press
©Principles of Virology, ASM Press
https://www.youtube.com/watch?v=X-8MP7g8XOE
https://www.youtube.com/watch?v=xljBmMkiaUc
https://www.youtube.com/watch?v=nDJlWabbkNs
Simetria complexa
Bacteriófagos
Simetria complexa
HELICOIDAL HELICOIDAL ENVELOPADOS
COMPLEXA
ICOSAÉDRICO
nucleocapsÍdeonucleocapsÍdeo icosaédrico
nucleocapsÍdeo
nucleocapsÍdeo helicoidal
Bicamada lipídica
Bicamada lipídica
espículas glicoprotéicas
= peplômeros
ICOSAÉDRICO COM ENVELOPE
Simetrias dos capsídeos
UTILIDADES DO CONHECIMENTO DA 
ESTRUTURA DOS VÍRUS
Classificação dos vírus
• Natureza e sequência do ácido nucléico no virion
• Simetria do capsídeo
• Presença ou ausência de envelope
• Dimensão do virion e capsídeo
©Principles of Virology, ASM Press
1735 C Linnaeus development of the hierarchical classification (Classes, Orders, Genera, Species) of all organisms and 
the binomial nomenclature system
Carolus Linnaeus (1707-1778) 
Classificação dos vírus
http://ictvonline.org/
• Sistema hierárquico clássico
– Reino
– Filo
– Classe
– Ordem (-virales)
– Família (-viridae)
– Gênero (-virus)
http://www.ictvonline.org/
http://www.ictvonline.org/virusTaxonomy.asp?msl_id=27
VíRUS DE DNA
VÍRUS DE RNA
Classificação
CLASSIFICAÇÃO 
QUANTO AO MODO DE REPLICAÇÃO