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Aula Programada Biologia Vírus e doenças associadas Vírus : um ser sem Reino Vírus 1) Definição Os vírus são agentes infecciosos acelulares que, fora das células hospedeiras, são inertes, sem metabolismo próprio, mas dentro delas, seu ácido nucléico torna-se ativo, podendo se reproduzir. 2) Características Gerais a) São metabolicamente dependentes. Toda energia que utilizam provém da célula hospedeira. b) São parasitas intracelulares obrigatórios. c) Possuem um envoltório protéico que protege o material genético denominado capsídeo. d) O capsídeo pode ou não ser revestido por um envelope lipídico derivado das membranas celulares. e) A maioria possuem um único tipo de ácido nucléico, DNA ou RNA ( salvo em caso contrário). f) Existem vírus com DNA de fita dupla, simples, RNA de fita dupla ou simples. g) Multiplicam-se dentro de células vivas usando a maquinaria de síntese das células. Vírus 2) Características Gerais Tamanho dos vírus Tamanho dos vírus 225 nm 300 nm 90 nm 150 nm Hemácia 10.000 nm E. Coli (bactéria ) 24 nm nm = nanômetro Vírus 2) Características Gerais Os vírus são organismos vivos? A vida pode ser definida como um complexo de processos resultantes da ação de proteínas codificadas por ácidos nucléicos. Os ácidos nucléicos das células vivas estão em constante atividade. Dessa maneira, os vírus não são considerados organismos vivos porque são inertes fora das células hospedeiras. No entanto, quando penetram em uma célula hospedeira, o ácido nucléico viral torna-se ativo e funcional. Sob este ponto de vista, os vírus estão vivos quando proliferam dentro da célula hospedeira infectada Considerar ou não os vírus como organismos vivos é uma questão de ponto de vista. Vírus 3) Estrutura dos vírus Vírion = Partícula viral completa (genoma viral + capsídeo protéico). Serve como veículo na transmissão de um hospedeiro para o outro. Existem vírus de diferentes formas geométricas (helicoidais, poliédricos, icosaédricos, cilíndricos...) Podemos classificar os vírus em dois grandes grupos: o grupo dos vírus Envelopados e o dos não Envelopados. No grupo dos vírus envelopados o capsídeo é coberto pelo envelope que é formado quando o vírus é exocitado da célula hospedeira. Dessa maneira, o envelope é formado por uma porção da membrana citoplasmática da célula hospedeira. No grupo dos não envelopados o capsídeo não se encontra envolvido pelo envelope, dessa maneira dizemos que o vírus é nu. O vírus da gripe é um exemplo de vírus envelopado. Os seguintes são exemplos de vírus não envelopados. Vírus 4) Quem são os hospedeiros dos vírus? Praticamente todos os organismos vivos podem ser infectados pelos vírus. Os vírus podem infectar células de animais, vegetais, fungos, bactérias e protistas. Célula Animal Célula Vegetal Bactéria Fungo Protozoário Vírus Classificação dos vírus David Baltimore, biólogo americano, desenvolveu um sistema de classificação para os vírus baseando-se na síntese do RNAm. O referido critério classifica esses seres de acordo com o tipo de ácido nucleico (DNA ou RNA), da fita (simples ou dupla) e da replicação do DNA. • Vírus dsDNA: vírus com DNA de fita dupla (Herpervirus, Poxvirus). • Vírus ssDNA: vírus com DNA de fita simples (Parvovirus). • Vírus dsRNA: vírus de RNA de fita dupla (Rotavirus). • Vírus (+)ssRNA: vírus de RNA de fita simples positivo (Picornavirus). • Vírus (-)ssRNA: vírus de RNA de fita simples negativo (Rhabdovirus). • Vírus RNA-RT (Retrovirus): vírus de com RNA e a enzima transcriptase reversa Classificação dos vírus-Tipos de vírus de RNA Vírus de cadeia positiva (+): são aqueles cujo RNA do genoma têm a mesma sequência de bases nitrogenadas que os RNAm por ele produzidos. Vírus de cadeia negativa (–): são aqueles cujo RNA genômico têm sequência de bases nitrogenadas complementar à dos RNAm formados. Retrovírus: são aqueles que contêm uma cadeia simples de RNA associada à enzima transcriptase reversa que faz a transcrição reversa ( ao contrário): RNA DNA Vírus 5) Reprodução Viral ( processo de replicação do vírus) o Os vírus só se reproduzem no interior de uma célula hospedeira. o O ácido nucléico dos vírus possui somente uma pequena parte dos genes necessários para a síntese de novos vírus. o As demais enzimas necessárias para a síntese protéica, síntese de ribossomos, RNAt, RNAm e ATP são fornecidas pela célula hospedeira. o Portanto, os vírus necessitam da via metabólica da célula para replicarem-se. Para estudarmos a reprodução viral vamos analisar a reprodução do bacteriófago, parasita intracelular de bactérias. Bacteriófago Vírus 5) Reprodução Viral(replicação viaral) o Os bacteriófagos possuem dois tipos de reprodução: A) Ciclo lítico: Termina com a lise e a morte da célula hospedeira. B) Cliclo lisogênico: A célula hospedeira permanece viva, mas o material genético do vírus fica incorporado ao genoma da célula hospedeira. OBS: Acredita-se que a passagem do ciclo lisogênico para o ciclo lítico ocorre quando as condições metabólicas da célula são favoráveis a replicação viral. 6) Ciclo Lítico- etapas Vírus 1- Adesão/ adsorção 2- Penetração 3- Biossíntese 4- Maturação/ montagem 5- Liberação 6) Ciclo Lítico- Mecanismos de penetração viral Vírus A- Injeção do material genético Membrana plasmática da célula hospedeira Material genético 6) Ciclo Lítico- Mecanismos de penetração viral Vírus B- Fusão do envelope viral Membrana plasmática da célula hospedeira Capsídeo + Material genético 6) Ciclo Lítico- Mecanismos de penetração viral Vírus B- Fusão do envelope viral Membrana plasmática da célula hospedeira Capsídeo + Material genético Envelope viral Vírus envelopado 6) Ciclo Lítico- Mecanismos de penetração viral Vírus C- Endocitose Membrana plasmática da célula hospedeira Vírus completo - Núcleocapsídeo e /ou envelope 6) Ciclo Lítico- Mecanismos de penetração viral Vírus C- Endocitose Membrana plasmática da célula hospedeira Vírus completo - Núcleocapsídeo e /ou envelope Bolsa de endocitose 6 ) Ciclo Lítico do bacteriófago Vírus Vírus 6) ) Ciclo Lítico do bacteriófago Vírus 6) Ciclo Lítico do bacteriófago Vírus 6) Ciclo Lítico do bacteriófago Vírus 6) Ciclo Lítico do bacteriófago Vírus 6) Ciclo Lítico do bacteriófago Vírus 7) Ciclo Lisogênico 1. O processo é semelhante ao ciclo lítico, porém o DNA do fago se insere ao DNA bacteriano. 2. O vírus é agora chamado de profago. 3. Toda vez que a bactéria replicar seu cromossomo o DNA do profago também é replicado, permanecendo latente nas células filhas. Cromosso mo bacteriano Genoma viral Porém, o DNA viral pode ser removido do cromossomo bacteriano e iniciar um ciclo lítico Genoma viral Genoma viral Ciclo Lítico No ciclo lisogênico as células não morrem e os vírus neste caso são chamados de temperados. DNA do fago Cromosso mo bacteriano Ciclo lítico Ciclo lisogênico O fago multiplica-se na bactéria hospedeira O casionalmente, o profago solta-se do cromossomo bacteriano e inicia um ciclo lítico A célula é lisada liberando os fagos A bactéria se reproduz normalmente, copiando o profago e transmitindo-o às células-filhas Ou As sucessivas divisões celulares geram uma população de bactérias portadoras do profago Genoma viral Vírus Ciclo Lítico e Lisogênico Ciclo Lítico e Lisogênico DNA do fago Cromosso mo bacteriano Ciclo lítico Ciclo lisogênico O fago multiplica-se na bactéria hospedeira O casionalmente, o profago solta-se do cromossomo bacteriano e inicia um ciclo lítico A célula é lisada liberando os fagos A bactéria se reproduz normalmente, copiando o profago e transmitindo-o às células-filhas Ou As sucessivas divisões celulares geram uma população de bactérias portadoras do profago Genoma viral Vírus Vírus 7) Conseqüências do ciclo lisogênico 1.Células contendo o genoma viral (profago) são imunes à reinfecção por um fago da mesma espécie. 2. As células hospedeiras podem vir a apresentar novas características. Ex: A toxina produzida pelo Clostridium botulinum, é codificada por um gene de um profago. 3. Permite a transdução bacteriana ( tipo de recombinação genética em bactérias) Genoma viral Vírus 8) Retrovírus - HIV o Vírus Envelopado. o Possui duas fitas idênticas de RNA. o Possui a enzima Transcriptase reversa. o O HIV é um retrovírus pois possui a capacidade de produzir DNA a partir de RNA. Envelope Lipoprotéico Capsídeo 2 moléculas de RNA Enzimas Transcriptase Reversa Atenção: Para ser considerado retrovírus, não basta possuir RNA é necessário a presença da enzima transcriptase reversa. Síntese da segunda fita de DNA viral Receptores de membrana Vírus livre Proteínas do envoltório viral Envelope viral al Degradação do RNA viral Proteínas virais Membrana plasmática RNA viral Vírus 8) Ciclo de um Retrovírus - HIV Transcriptase reversa Vírus saindo e sendo envelopados Doenças causadas por vírus- viroses humanas 1- Sexualmente transmissíveis: AIDS(SIDA), condiloma acuminado ou crista-de-galo, herpes simples genital 2- Associadas a pele: herpes simples, varicela (catapora), herpe- zoster(cobreiro ou fogo selvagem),rubéola, sarampo, varíola, verrugas 3-Associadas ao sistema nervoso- poliomielite( paralisia infantil), raiva(hidrofobia) 4- Associadas ao sistema digestório- caxumba(papeira), hepatite viral 5- Transmitidas por mosquito- dengue, zika, Chikungunya e febre amarela 6- Associadas ao sistema respiratório- gripe, resfriado, SARS(coronavírus) e MERS( coronavírus) Vírus e Doenças Associadas Vacina- atua estimulando o sistema imunológico a produzir anticorpos (proteínas de ação específica) que juntamente com as células de defesa destroem os vírus. Medicamentos antivirais- atuam impedido a replicação viral em alguma de suas etapas OBS: Antibióticos não são indicados para o combate de viroses, pois atuam sobre a estrutura celular ou sobre o metabolismo.Eles são usados contra bactérias e alguns fungos. Partículas subvirais infectantes Viroides Minúsculos segmentos de RNA que não codifica proteínas e não formm envoltórios proteicos, mas é capaz de se reproduzir no núcleo da célula hospedeira. Obs; a maioria causa doenças em plantas Príons São moléculas de proteínas infectantes que tem a capacidade de alterar a forma de proteínas normais , transformando-as em infectantes; são resistentes às enzimas digestivas e dos lisossomos. Causam a doença chamada de encefalopatia espongiforme nos animais, inclusive no homem. No boi é conhecida como doença da vaca louca Exercícios de fixação 1-A figura mostra um vírus infectando uma bactéria. O DNA viral multiplica-se no interior da bactéria e promove a síntese de proteínas virais. Após determinado tempo e com auxílio de enzimas específicas, esses novos vírus formados rompem a parede bacteriana. Esse tipo de vírus é denominado de: a) Bacteriófago. b) Bacteriostático. c) Bactericida. d) Bacteriose. Letra a 2-(PUC-RIO) Os seres vivos são descendentes de um ancestral unicelular que surgiu há, aproximadamente, 4 bilhões de anos. Devido a sua ancestralidade comum, compartilham algumas características não encontradas no mundo inanimado. No entanto, algumas exceções levam os cientistas a terem dúvidas se os vírus são ou não seres vivos. A respeito dos vírus, considere as afirmativas: I. São formados por uma ou mais células. II. Apresentam material genético e evoluem. III. Apresentam capacidade de converter moléculas obtidas a partir do seu ambiente em novas moléculas orgânicas. Sobre os vírus, não é correto o que se afirma em: a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas I e III. d) Apenas II e III. e) I, II e III. Letra C 3-Em 2014, conforme amplamente divulgado pela imprensa, foi registrado novo surto de Ebola no Continente Africano. Essa doença viral, infecciosa e altamente letal provoca hemorragias e falência de órgãos internos. Em humanos, ocorrem outras doenças virais como: a poliomielite, a dengue e a febre amarela. A seguir, foram feitas afirmativas relacionadas às caracteristicas virais. Marque a alternativa correta. a) No citosol do vírus, há diversidade de enzimas respiratórias. b) Os ribossomos virais são semelhantes aos ribossomos das bactérias e das células humanas. c) Os vírus realizam “sua multiplicação” utilizando moléculas presentes nas células hospedeiras. d) Os antibióticos são utilizados como tratamento de doenças virais por serem eficazes contra os mesmos. e) Os vírus são constituídos de capsula proteica, citoplasma, vacúolo e ácido nucleico. Letra c 4-Existem vírus que: a) Se reproduzem independentemente de células. b) Possuem citoplasma, que não contém organelas. c) Realizam respiração aeróbica no interior da cápsula proteica. d) Sintetizam DNA a partir de RNA. Letra D 5-O uso de armas biológicas é histórico, tendo sido registrado desde o século XIV. Devido aos avanços da engenharia genética, que poderão produzir supervírus ou manipular microorganismos, as armas biológicas são uma séria ameaça à paz no século XXI. São critérios obrigatórios para incluir um vírus na categoria de agente de arma biológica, exceto: a) ser altamente contagioso. b) ser bacteriófago. c) ter grande capacidade de disseminação. d) ter elevado potencial tóxico ou infeccioso. e) possuir transcriptase reversa, se o ácido nucléico do vírus for o RNA. Atividade para casa- caderno comum 1-Vários microrganismos patogênicos podem ser cultivados em laboratório, em condições especiais denominadas “meio de cultura”, isto é, um meio (sólido ou líquido) com os nutrientes (açúcares, gordura, proteínas, etc.) adequados ao microrganismo, que se multiplica e pode ser estudado. Por que essa técnica não funciona no caso dos vírus? Explique. 2. Que fato explica tanto a dificuldade de se conseguir produzir uma vacina contra o HIV como a necessidade de se repetir a vacinação contra a gripe todos os anos? 3. Como você defenderia a teoria de que vírus são seres vivos? E a posição contrária? 4-Com o objetivo de promover a reprodução de certo vírus bacteriófago, um estudante incubou vírus em meio de cultura esterilizado, que continha todos os nutrientes necessários para o crescimento de bactérias. Ocorrerá a reprodução dos vírus? Por quê? Atividade para casa- caderno meia pauta 1- Assista ao vídeo- O Ser Mais Mortífero no Planeta Terra (https://youtu.be/YI3tsmFsrOg ) e faça uma resenha. OBS: ilustre sua resenha com um mapa conceitual sobre os vírus 2. Pesquise sobre a importância ou aplicabilidade dos vírus. OBS: Organize as informações em tópicos e faça o desenho representativo do influenzavírus(vírus da gripe) e do coronavírus, e em ambos identifique os componentes estruturais https://youtu.be/YI3tsmFsrOg
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