BPAD 1 - Microbiologia - Aula 3 - Introdução ao estudo dos vírus

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Aula 8 Técnicas básicas do exame físico 
Estudo dos 
 
 
 
 
 
 
CARACTERÍSTICAS DOS VÍRUS 
 
Os vírus são estruturas subcelulares, com um ciclo de repli-
cação exclusivamente intracelular, sem nenhum metabo-
lismo ativo fora da célula hospedeira. Basicamente, uma 
partícula viral completa, ou vírion, é composta por uma mo-
lécula de ácido nucleico circundado por uma capa de pro-
teína, podendo conter lipídios e açúcares. A função básica 
do vírion é carrear o genoma viral para dentro da célula, a 
fim de ser replicado e amplificado. Suas principais carac-
terísticas são: 
 
• Possuem morfologia variada: Grande variedade em es-
trutura, organização e genoma 
• São organismos acelulares; 
• São parasitas intracelulares obrigatórios; 
• Não possuem metabolismo próprio, portanto não fazem 
síntese proteica nem respiração celular; 
• Possuem capacidade de reprodução dentro da célula 
hospedeira 
• Alta especificidade com a célula hospedeira 
• Possuem capacidade de mutação 
• Seu material genético pode ser DNA ou RNA; 
• São os menores agentes infecciosos: possuem dimensões 
ultramicroscópicas 
 
MORFOLOGIA VIRAL 
 
A morfologia do vírus inclui o tamanho e a forma do virion, 
número de capsômeros, simetria do capsídeo e presença 
ou ausência de envelope. Em geral, as formas dos vírus são 
classificadas em quatro grupos: filamentosas (helicoidal), 
isométricas (ou icosaédricas), envelopadas e cabeça e 
cauda. Os vírus filamentosos são longos e cilíndricos. Muitos 
vírus de plantas são filamentosos, incluindo o TMV (vírus do 
mosaico do tabaco). Os vírus isométricos têm formas 
aproximadamente esféricas, como poliovírus ou herpesví-
rus. Vírus envelopados têm membranas envolvendo os 
capsídeos. Vírus de animais, como o HIV, são frequente-
mente envelopados. Os vírus de cabeça e cauda infectam 
bactérias. Eles têm uma cabeça semelhante aos vírus ico-
saédricos e uma forma de cauda semelhante aos vírus fi-
lamentosos. 
 
Figura. Vírus 
 
 
Figura. Morfologia viral 
 
Figura. Morfologia viral 
 
ESTRUTURA VIRAL 
 
Um vírus mais simples consiste numa única molécula de 
ácido nucleico rodeada por uma capa proteica, a capsídio; 
o capsídeo e seu ácido nucleico encerrado constituem o 
 
 
 
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nucleocapsídeo. Em alguns dos vírus mais complexos, o 
capsídeo é circundado por um envelope de lipoproteína. 
 
Envelope 
• Camada bilipídica proveniente da célula 
hospedeira, que envolve certas partículas 
virais (vírus envelopados), em que se en-
contram inseridas as glicoproteínas conhe-
cidas pelo nome de peplômeros ou espícu-
las virais. 
• A aquisição do envelope é realizada por um 
processo denominado brotamento, e requer 
primeiramente o direcionamento de proteí-
nas virais (espículas) para uma membrana 
celular (local de brotamento) e, posterior-
mente, ocorre a interação entre proteínas 
virais intracitoplasmáticas com essas pro-
teínas virais inseridas na membrana celular. 
Espícula ou 
peplômeros 
Muitos vírus também desenvolvem espiculas 
feitas de glicoproteína em seus envelopes que 
os ajudam a se fixar a superfícies celulares es-
pecíficas 
Capsídio 
Capa de proteína que envolve diretamente o 
ácido nucleico. Determinam a simetria e 
forma do vírus. Na natureza, encontramos 
capsídeos com simetrias denominadas heli-
coidal, icosaédrica ou complexa 
Ácido nucléico 
• Material genético do vírus, que pode ser de 
RNA ou DNA 
• A maioria dos genomas virais é composta 
de uma única cópia de cada gene (haplo-
ide), com exceção do genoma dos retroví-
rus, que apresentam duas cópias de cada 
gene (diploide). 
• Os genomas virais podem ser de fita dupla, 
fita simples, circular ou linear; além disso, 
podem apresentar genoma único (apenas 
uma fita) ou segmentado, em que a infor-
mação genética é dividida em diferentes 
segmentos do ácido nucleico. 
• Os genomas do tipo DNA podem ser de fita 
dupla (herpesvírus) ou de fita simples 
(parvovírus). 
• Os genomas do tipo RNA de fita simples 
(RNAfs) podem ser de polaridade positiva 
(RNAfs+), isto é, apresentam a sequência 
genômica que corresponde a um RNA 
mensageiro (poliovírus), que é imediata-
mente traduzido pela maquinaria celular, 
ou podem ser de polaridade negativa 
(RNAfs–), ou seja, complementar ao RNA 
mensageiro (paramixovírus). O genoma 
de RNA também pode ser de fita dupla 
Vírion Partícula viral completa e infecciosa 
Vírus 
defeituoso Partícula viral com defeitos 
 
 
Figura. Estrutura viral 
 
MATERIAL GENÉTICO 
 
O genoma dos vírus é constituído de DNA ou RNA 
 
DNA 
• Fita simples (parvovírus e circovírus) 
• Fita dupla (poliomavírus, adenovírus, herpesví-
rus) 
• Fita dupla parcial (hepadnavírus) 
RNA 
• Os genomas virais de RNA são lineares 
• O genoma dos vírus RNA é menor do que o dos 
de DNA. Hipótese explicativa: polimerases virais 
de RNA são menos eficientes do que as polime-
rases de DNA no processo de replicação do ge-
noma. 
• A maioria deles é RNA de fita simples, poucos 
possuem RNA de fita dupla 
RNA fita simples de sentido positivo (RNA +) 
• O RNA genômico serve de RNA mensageiro → tra-
duzido pelos ribossomos da célula hospedeira 
RNA fita simples de sentido negativo (RNA -) 
• O RNA genômico é complementar ao RNA que é 
traduzido → não é traduzido diretamente por ri-
bossomos 
 
 
Figura. RNA viral 
 
 
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Figura. DNA viral. O genoma pode ter as suas extremidades cova-
lentemente ligadas entre si (genoma circular) ou possuir as extre-
midades livres (linear) 
 
PROTEÍNAS 
 
O genoma dos vírus codifica proteínas estruturais e não- 
estruturais 
 
Proteínas 
estruturais 
• As proteínas estruturais fazem parte da es-
trutura física da partícula viral (capsídeo, 
envelope) 
• Participam na fixação da partícula viral a 
uma célula suscetível 
• Principal objetivo: facilitar a transferência do 
ácido nucleico viral de uma célula hospe-
deira para outra 
• Protegem o genoma viral contra a inativa-
ção por nucleases 
• Determinam as características antigênicas 
do vírus 
• Atividades específicas: hemaglutininas 
(Adesão) e Neuroaminidases (penetra-
ção) do vírus influenza) 
Proteínas 
não-estruturais 
• As proteínas não-estruturais são principal-
mente enzimas 
• Envolvidas no processo de transcrição do 
genoma, replicação e processamento de 
proteínas, p.e 
• RNA polimerase transportada por vírus de 
RNA (ortomixovírus e rabdovírus, p.e): Repli-
cação e Reparo 
• Transcriptase reversa dos retrovírus: produz 
DNA a partir de um molde RNA (Retrovirus e 
Hepadnavirus) 
• Outras proteínas não-estruturais: papeis 
acessórios na regulação da expressão gê-
nica, do ciclo replicativo e neutralização dos 
mecanismos de defesa do hospedeiro, p.e 
 
 
Figura. Proteínas virais 
 
Figura. Proteínas 
 
ENVELOPE VIRAL 
 
• Consiste em uma camada lipídica derivada das mem-
branas celulares + proteínas codificadas pelo vírus (espí-
culas) 
• Se forma durante o processo de brotamento 
• Composto por fosfolipídeos (50-60%) e colesterol 
• O envelope representa aproximadamente 25 a 30% do 
peso seco do vírus 
• Os vírus envelopados são sensíveis ao éter e outros sol-
ventes orgânicos, bem como à temperatura: geram a 
ruptura/perda dos lipídeos resulta em redução da infec-
ciosidade 
 
 
Figura. Envelope: forma-se durante a saída dos vírions maduros 
da célula hospedeira 
 
CICLO REPLICATIVO 
 
A produção de vírions a partir de uma única partícula ape-
nas pode ocorrer se essa partícula viral encontrar uma cé-
lula que possa fazer o processo de replicação. após a libe-
ração do genoma viral na célula (RNA ou DNA), as primei-
ras proteínas produzidas são aquelas que asseguram a re-
plicação do genoma (não estruturais); as proteínas que 
 
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integram a novapartícula viral sintetizada são produzidas 
em uma fase mais tardia e são chamadas proteínas estru-
turais. A replicação varia entre os diferentes vírus - depende 
do ácido nucléico e da organização do genoma, mas exis-
tem etapas em comum. As etapas são: 
 
Adsorção 
(ou ligação) 
É a primeira etapa. Ocorre a ligação espe-
cífica de uma ou mais proteínas virais com 
proteínas na superfície celular. As estrutu-
ras formadas por proteínas celulares que 
são reconhecidas pelas espículas virais 
são denominadas receptores. A existência 
de receptores na superfície celular, que 
são reconhecidos pelas proteínas virais, 
torna essa célula suscetível à infecção. A 
ligação à célula hospedeira geralmente é 
irreversível. 
Penetração 
A penetração ou internalização é um 
evento que depende de energia e envolve 
a etapa de transferência do vírus para 
dentro da célula. Durante a adsorção, 
mudanças conformacionais nas proteí-
nas virais e receptores celulares possibili-
tam a entrada do genoma viral ou do nu-
cleocapsídeo na célula. Isso pode acon-
tecer por mecanismos distintos: 
• Fusão entre o envelope viral e a mem-
brana plasmática, liberando o genoma 
para dentro do citoplasma 
• Endocitose do vírus pela célula 
• Formação de poros na membrana 
plasmática e translocação do genoma 
viral pelo poro 
• Passagem do vírus inteiro através da 
membrana (penetração direta) 
Desnudamento 
(se necessário) 
• É o processo em que o ácido nucleico 
de um vírus é liberado e fica exposto no 
interior de uma célula hospedeira. 
Quando o genoma viral está desnudo, 
ele está pronto agora para começar a 
produzir as proteínas que vão fazer 
parte do vírus. 
• Uma vez dentro das células, o material 
genético do vírus pode seguir vários 
caminhos: pode codificar a expressão 
de proteínas do vírus ou ser replicado 
para formar novas partículas virais (ex-
pressão e replicação de ácidos nucléi-
cos). . 
Síntese protéica 
(ou expressão 
gênica) 
A síntese viral compreende a formação 
das proteínas estruturais e não estruturais 
a partir dos processos de transcrição e 
tradução. Os vírus foram agrupados em 
sete classes propostas por Baltimore em 
1971, de acordo com as características do 
ácido nucleico e as estratégias de repli-
cação 
• Nos vírus inseridos nas classes I, III, IV e 
V, o processo de tradução do RNA 
mensageiro ocorre no citoplasma da 
célula hospedeira. 
• Já nos vírus da classe II, este processo 
ocorre no núcleo. Em todas estas clas-
ses, o RNA mensageiro sintetizado vai 
se ligar aos ribossomos, codificando a 
síntese das proteínas virais 
• Na classe VI, os vírus de RNA realizam a 
transcrição reversa formando o DNA 
complementar (RNA → DNA → RNA), 
devido a presença da enzima transcri-
ptase reversa (famÌlia Retroviridae). 
• Os vírus da classe VII apresentam um 
RNA intermediário de fita simples, maior 
do que o DNA de cadeia dupla que o 
originou (DNA → RNA → DNA). 
Replicação do 
 genoma 
A replicação da maioria dos vírus com 
genoma de DNA ocorre no núcleo, pois é 
nesse local que a célula tem a maquina-
ria necessária para a replicação do DNA. 
Do mesmo modo, a replicação de vírus 
de RNA costuma ocorrer no citoplasma, 
pois é nesse ambiente que uma molécula 
de RNA pode ser traduzida. 
Maturação 
(ou montagem) 
• Processo de montagem das partículas 
virais que ocorre no final do ciclo repli-
cativo. Ocorre a aquisição da capaci-
dade infectiva pelo vírus 
• Enzimas são necessárias para a repli-
cação viral e, caso não existem na cé-
lula, devem ser codificadas pelo ge-
noma viral; e, para dar início à infecção, 
muitas delas precisam estar presentes 
na partícula viral infecciosa. Por exem-
plo, os retrovírus trazem na partícula vi-
ral a enzima transcriptase reversa, já 
pronta para dar início ao processo in-
feccioso. Caso isso não aconteça, não 
existe na célula uma enzima capaz de 
transformar RNA em DNA. 
Egresso 
(liberação) 
dos vírions 
• A saída do vírus da célula pode ocorrer 
por lise celular ou brotamento 
• Na lise celular (ciclo lítico), a quanti-
dade de vírus produzida no interior da 
célula é tão grande que a célula se 
rompe, liberando novas partículas virais 
que vão entrar em outras células. Ge-
ralmente, os vírus não envelopados re-
alizam este ciclo, ao passo que os en-
velopados saem da célula por brota-
mento 
• Alguns vírus de DNA conseguem inte-
grar seu genoma no genoma do hos-
pedeiro, e seguir sendo multiplicado 
junto com as divisões celulares normais 
 
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da célula, sem causar-lhe maiores da-
nos. Isso é chamado de ciclo lisogê-
nico. 
• Vírus que iniciam de pronto sua repli-
cação ou que saíram do ciclo lisogê-
nico realizam o chamado ciclo lítico, 
que envolvem a morte da célula hos-
pedeira para a liberação dos vírus 
• O ciclo lisogênico permite a reprodução 
o vírus quando a célula entra em mi-
tose: Células novas já terão em seu có-
digo genético o do vírus 
• Radiações UV, Raios X , agentes quími-
cos fazem com o ciclo passe de de li-
sogênica para uma ciclo lítico 
 
Classificação de Baltimore 
Classes Tipo de vírus Replicação 
I 
DNA de fita dupla 
(Adenovírus) Citoplasma 
II DNA de fita simples + 
(Parvovírus) 
Núcleo 
III 
RNA de fita dupla 
(Reovírus) 
Citoplasma 
IV 
RNA de fita simples + 
(Picornavírus) 
Citoplasma 
V 
RNA de fita simples – 
(Orthomixovírus) 
RNA molde forma ge-
noma viral e RNA 
mensageiro viral 
VI 
RNA de fita simples + 
com DNA intermediário 
no ciclo biológico 
(Retrovírus) 
Transcriptase reversa 
sintetiza DNA a partir de 
RNA 
VII 
DNA de fita dupla com 
RNA intermediário 
(Hepadnavírus) 
Formação de um RNA 
intermediário 
 
 
Figura. Ciclo reprodutivo 
 
 
Figura. Ciclo lítico e lisogênico 
 
 
MODOS DE TRANSMISSÃO 
 
Os vírus somente são mantidos na natureza se puderem ser 
transmitidos de um hospedeiro para outro, da mesma es-
pécie ou não. A transmissão dos vírus na natureza pode 
ocorrer de maneira horizontal, de um indivíduo para outro 
da mesma espécie ou não; ou vertical, da mãe para o em-
brião/feto. A transmissão horizontal pode ocorrer por diver-
sos meios. São eles: 
 
Contato 
Pode ocorrer diretamente de um indivíduo in-
fectado para um hospedeiro suscetível por 
meio de contato sexual, saliva, contato direto 
com pele infectada, ou indiretamente por fô-
mites (objetos) ou perdigotos (aerossóis de 
secreções respiratórias ou saliva) 
Veículo Água ou alimentos contaminados 
Vetores 
Os vírus podem ser transmitidos por meio de 
animais vertebrados ou invertebrados, sendo 
possível classificar os últimos em vetores bio-
lógicos (o vírus é replicado no vetor) ou me-
cânicos (o vetor apenas carreia o vírus). 
 
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• Transmissão direta pessoa-pessoa: Por perdigotos/ae-
rossóis, contato sexual, sangue contaminado e mão-
boca, mão- olhos e boca-boca. Perdigotos ou aerossóis 
(p. ex., influenza, sarampo, varíola); Por contato sexual (p. 
ex., papilomavírus, hepatite B, herpes simples tipo 2, vírus 
da imunodeficiência humana); Por contato mão-boca, 
mão-olhos ou boca-boca (p. ex., herpes simples, rinoví-
rus, virus Epstein-Barr); ou por sangue contaminado (p. 
ex., hepatite B, vírus da imunodeficiência humana). 
• Transmissão indireta: Via orofecal (p.e., enterovirus, rota-
virus, vírus da hepatite A) ou por fômites (p.e., vírus Nor-
walk, rinovírus) 
• Transmissão de um animal para outro (nesse caso o ho-
mem é hospedeiro acidental): Por mordida (raiva) ou por 
perdigotos e aerossóis contaminados por roedores (an-
tavírus, p.e.) 
• Transmissão por vetor artrópode: P.e., arbovírus → togaví-
rus, flavivírus e buniavirus 
 
IDENTIFICAÇÃO DE VÍRUS 
 
Existem algumas técnicas utilizadas em virologia que são 
auxiliares na identificação e classificação de amostras des-
conhecidas de vírus 
 
Sensibilidade 
a solventes 
lipídicos 
A sensibilidade de alguns vírus aos solventeslipídicos, como clorofórmio e éter, auxilia na 
taxonomia de alguns vírus. Todos os vírus que 
possuem envelope como a membrana ex-
terna são susceptíveis aos solventes lipidícos. 
Todos os vírus animais envelopados, com ex-
ceção de alguns poxvírus, são sensíveis ao 
éter. 
Identificação 
do ácido 
nucléico 
A identificação é realizada através da síntese 
do ácido nucleico na presença de inibidores 
da síntese do DNA, tais como 5-bromo-2-
deoxyuridine (BrdU). Se a síntese viral for ini-
bida, a multiplicação do vírus estará diminu-
ída então do mesmo modo. Caso a multipli-
cação viral não for inibida, presume-se que o 
vírus contenha RNA como material genético. 
Análise por 
enzimas de 
restrição 
Enzimas de restrição são endonucleases (RE) 
que cortam o DNA de fita dupla em regiões 
específicas, variando de quatro a oito se-
qüências de bases palindrômicas. O método 
baseia-se no tratamento do DNA viral com 
uma ou mais enzimas de restrição, seguido 
da separação dos fragmentos de acordo 
com o tamanho através de eletroforese em 
gel de poliacrilamida ou agarose. Os vírus 
RNA também podem ser analisados através 
desta técnica, porém primeiro deve ser sinte-
tizado o DNA complementar (cDNA) a partir 
de RNA usando a enzima transcriptase re-
versa, 
Hemadsorção 
• A Hemadsorção ocorre na presença de 
proteínas virais específicas (hemagluti-
nina) na membrana plasmática de hemá-
cias infectadas. Os vírus usam essa prote-
ína para aderir a células que vão infectar. 
• Os ortomixovírus e paramixovírus obtêm a 
camada externa do envelope através do 
brotamento nas membranas celulares. 
• Anteriormente ao brotamento, proteínas 
codificadas pelos vírus (hemaglutininas) 
são incorporadas na membrana celular. 
Isso fará com as os eritrócitos adsorvam 
na superfície celular viral, e resultando na 
formação de um foco de hemadsorção 
que poderá ser detectado microscopica-
mente. 
Métodos 
imunológicos 
Animais infectados com vírus respondem 
através da produção de anticorpos específi-
cos. A detecção e avaliação desses anticor-
pos, os quais refletem o estado da doença, 
são utilizados para o planejamento de pro-
gramas sanitários em rebanhos e em estu-
dos epidemiológicos de surtos 
 
 
Figura. Hemadsorção 
 
Figura. Métodos imunológicos 
 
DOENÇAS VIRAIS EMERGENTES 
 
Doenças emergentes são doenças infecciosas novas ou 
identificadas recentemente que têm impacto no ser hu-
mano por sua gravidade e cuja incidência aumentou nas 
últimas décadas ou tende a aumentar em um futuro pró-
ximo. Como exemplo de doenças emergentes conhecidas, 
 
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podemos citar o ebola e a covid-19. Surgem após a ocor-
rência de um dos três padrões gerais: 
 
• Aumento abrupto de doenças causadas por um agente 
endêmico 
• Invasão de uma nova população de hospedeiros 
• Reconhecimento de um novo agente 
 
Principais fatores relacionados ao seu aparecimento: 
 
• Assistência à saúde 
• Alterações ambientais 
• Produção de alimentos 
• Comportamento humano 
• Viagens e comércio 
• Fenômenos socioeconômicos e demográficos 
• Adaptação microbiana 
• Medidas de saúde pública 
 
ANTIVIRAIS 
 
A toxicidade das drogas antivirais provém do fato de que 
os vírus, embora possuam toda a informação para a cons-
trução de novas partículas virais contida em seu genoma, 
não apresentam a capacidade de autorreplicação, neces-
sitando de parte do aparato bioquímico celular para que 
ocorra a síntese de seus componentes. Além disso, existem 
alguns processos do ciclo de biossíntese viral que são pe-
culiares aos vírus e podem servir de alvos específicos para 
as substâncias antivirais. É importante salientar que: Os an-
tibióticos antibacteriano não exercem efeito algum sobre os 
vírus. Entretanto, alguns antivirais estão disponíveis, entre 
eles 
 
Viricidas 
• Inativam vírus intactos 
• Podem danificar células hospedei-
ras assim como os vírus. Por isso 
não costumam ser usados 
• Podem ser usados na prevenção 
da transmissão de infecções virais 
• Ex: detergentes, solventes orgâni-
cos e radiação UV 
Antivirais diretos • Bloqueiam a replicação viral 
Antivirais indiretos 
(imunomoduladores) 
• Melhoram a defesa do hospedeiro 
 
ALVOS PARA A TERAPIA ANTIVIRAL 
 
• Ciclo de replicação viral 
• Adsorcão do vírus na célula 
• Penetracão do virus e desnudamento 
• Replicação dos componentes virais 
• Maturação, montagem e liberação do vírus 
 
TIPOS DE ANTIVIRAIS 
 
Análogos de 
nucleosídeos 
• Podem inibir as enzimas celulares e virais 
• Ex: ribavirina, aciclovir, lamivudina. 
Inibidores da 
transcriptase 
reversa (RT) 
• Se liga diretamente à RT, rompendo o sítio 
catalítico da enzima 
• Ex: nevirapina, efavirenz, azidotimidina 
(AZT). 
Inibidores da 
protease 
• Impedem a clivagem em proteínas funcio-
nais 
• Ex: saquinavir, nelfanir, ritonavir. 
Outros 
antivirais 
• Fuzeon (fusão) 
• Foscarnete (análogo ác. fosfonofórmico) 
• Amantadina e rimantadina (conta Influ-
enza A) 
 
BIOTERRORISMO 
 
Consiste no uso intencional de microorganismos ou toxinas 
derivadas de organismos vivos, vírus ou príons causando 
morte ou doença em pessoas, animais ou plantas. O bio-
terrorismo pode ocorrer por meio de fômites, vetores, ani-
mais infectados, produtos de origem animal, vegetal ou do-
enças emergentes. Agentes de bioterrorismo: 
 
• Microrganismos (ou toxinas) que podem ser usados para 
causar morte e doenças, com finalidades de terrorismo 
• Os vírus podem passar por mudanças genéticas, como o 
aumento da virulência, resistência a fármacos/vacinas e 
capacidade de disseminação 
• Os agentes podem ser classificados de acordo com a fa-
cilidade de disseminação e taxas de mortalidade: A 
(maior perigo) – Anthrax, B - Salmonella e C (Danos po-
tenciais) – influenza e HAIV 
 
VETORES VIRAIS 
 
Os vetores virais são desenvolvidos a partir da inserção de 
uma molécula de DNA, que expressa os genes virais de in-
teresse, em um vírus não patogênico. Modelos experimen-
tais de vacinação utilizando vetores virais estão sendo de-
senvolvidos 
 
• Genomas virais vêm sendo manipulados → vetores de re-
plicação e de expressão para genes virais e celulares 
• Praticamente qualquer vírus pode ser convertido em vetor 
• Atual tecnologia → baseada em vírus de DNA (p.e., par-
vovírus, adenovírus, herpesvírus, vírus da vaccínia) e de 
RNA (p.e., poliovírus e retrovírus) 
 
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Figura. Vetores virais 
 
REFERÊNCIAS 
 
SANTOS, Norma Suely de O.; ROMANOS, Maria Teresa V.; WIGG, Márcia Dutra. Introdução à virologia humana
. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, [c2002]. 254