Grupo 10 - VIRUS

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Vírus, Plasmídeos e Transpósons 
- Como as células trocam 
material genético 
independentemente da 
reprodução sexuada? 
 O que é vírus ? 
• São partículas infectivas. 
 
• Consistem de uma molécula de DNA ou de RNA 
 
• Empacotada em um capsídeo proteico que nos 
vírus envelopados é circundado por uma 
membrana constituída por uma bicamada 
lipídica. 
 
Inicialmente, acreditava-se que... 
• a capa externa de um vírus era constituída por 
apenas um único tipo de proteína. 
• As infecções se iniciavam com a 
desmembramento do cromossomo viral. 
• Seguida pela replicação, dentro da células 
hospedeiras, para formar copias idênticas. 
• O mRNA, codificadas pelos vírus, efetuavam as 
cópias de proteínas da capa. 
• Assim a montagem ocorreria de forma 
espontânea. 
 
Montagem do envelope / Processo de 
brotamento 
• A proteína do capsídeo, contem mais do que um 
tipo de cadeia polipeptídica. 
• Em muitos vírus, essa proteína circundada por 
uma bicamada de membrana lipídica que 
contem proteínas. 
• O envelope é adquirido através de um processo 
de brotamento. 
• Tal permite que as partículas virais saiam da 
célula sem romper a membrana plasmática, não 
matando a célula. 
 
Qual a origem da 
bicamada lipídica? 
• Derivadas de estruturas 
celulares , como 
organelas e membrana 
plasmática . 
• Nela possui proteínas 
que são unicamente 
codificadas pelo genoma 
viral. 
Bacteriófago T4, vírus de DNA 
que infecta E.coli. 
Vírus X da batata. Genoma de 
RNA. 
Adenovírus, um vírus de DNA 
que infecta células humanas. 
Influenza, vírus animal de 
RNA. 
Genomas virais: RNA ou DNA 
A replicação do genoma ocorre 
através da formação de fitas 
complementares... 
Nos de DNA: 
• Codificam proteínas que iniciam a síntese de seu 
próprio DNA. 
• Assim reconhece no vírus uma sequencia 
particular de nucleotídeo, que funciona como 
origem de replicação. 
• Essas proteínas se ligam e atraem as enzimas de 
replicação da células hospedeira. 
• Porém, há uma complexidade de replicação das 
extremidades de uma molécula de DNA, já que a 
enzima DNA polimerase não pode iniciar a 
síntese na ausência de um iniciador. 
Como solucionar este problema? 
• Alguns tem genomas de DNA circular, ou seja 
não possuem extremidades. 
 
• Outros são linear que repetem suas sequencias 
terminais. 
 
• E outros mais, possuem proteínas terminais 
especiais que servem como iniciadores da DNA 
polimerase diretamente. 
Nos RNA: 
• O processo de replicação é catalisado por RNA 
polimerase específicas dependentes de RNA 
(replicase). 
• Estas enzimas são codificadas pelo cromossomo 
RNA viral e incorporado à progênie dos vírus. 
• Assim, após a entrada do vírus na células, elas 
podem imediatamente iniciar a replicação do 
RNA viral. 
• As replicases são sempre empacotadas dentro 
do capsídeo dos vírus de fitas negativas. 
• Assim chamados porque a fita simples infectiva 
não codifica proteína. 
• Os RNA fitas positivas, funcionam como mRNA 
e produzem uma replicação assim que entram na 
célula. 
Estrura do Semliki forest vírus. 
Processo de infecção viral 
• Inicia-se quando uma proteína do envelope do 
vírus se liga a de uma célula hospedeira. 
• O vírus utiliza a via endocíta normal da célula e 
penetra através de endocitose. 
• Mediada por receptores vai para os endossomos. 
• Porém, ao invés de serem transportados para os 
lisossomos, escapam graças às propriedades de 
uma das proteínas do envelope. 
• Essa proteína entra em contato com o PH ácido 
do endossomo, faz com que o envelope se funda 
a membrana do endossomo. 
 
• Libera o nucleopasídeo ao citosol. 
• Ficando desencapado o nucleopasídeo libera o 
RNA viral, que é traduzido pelos ribossomos 
para produzir uma RNA polimerase. 
• Este processo produz muitas cópias do RNA 
viral. Alguns destes vão servir de mRNA para 
dirigir a síntese de proteína estrutural do vírus. 
• As proteínas recém sintetizadas, do capisídeo e 
do envelope, seguem vias distintas no 
citoplasma. 
 
• As do capsídeo são sintetizadas pelos 
ribossomos que não estão ligados a membrana. 
• Se liga ao RNA viral recém replicado para 
formar novos nucleopasídeos. 
• As proteínas do envelope são sintetizadas nos 
ribossomos ligados ao RE. Onde são 
glicosilados, transportadas para o aparelho de 
Golgi, e então transportadas a membrana 
plasmática. 
• Os nucleopasídeos e as proteínas do envelope se 
encontram na membrana plasmática. 
• Finalmente, o brotamento se contrai e um 
“novo’’ vírus é liberado. 
 
 
 Provírus 
• Muitos vírus passam por um estado latente, pelo 
qual seus genomas estão presentes na célula, 
porém inativos. 
• Experimentos mostraram que bactérias 
lisogênicas carregavam em seu cromossomo 
viral dormente, porém completo. 
• Denominados Provírus; 
• O bacteriófago Lambda, por exemplo. Infecta 
uma E.coli. hospedeira e se multiplica para 
induzir várias centenas de partículas de sua 
progênie. 
• São liberados quando as bactérias se lisam. 
• A multiplicação do bacteriófago se multiplica 
por uma via lítica ou lisogênica. 
• Quando o bacteriófago esta crescendo em 
lisogenia, causa lesões na célula fazendo que o 
DNA viral saia do cromossomo da célula 
hospedeira passando para o ciclo lítico. 
Vírus Tumorais de DNA 
• As células animais, como as bactérias, podem 
oferecer ao vírus uma alternativa ao crescimento 
lítico. 
• Nas células permissivas: podem permitir que o 
vírus de DNA se multiplique liticamente, 
matando – as. 
• Já as não permissivas permitem que os vírus de 
DNA as penetre mas ao contrario das 
permissivas, o cromossomo viral se integra ao 
genoma da célula. 
• Essas células se tornam cancerosas. 
• Porque o cromossomo integrado, se replica junto 
com o cromossomo da célula hospedeira. 
• Assim ocorre uma mudança genética, fazendo 
com que ela se prolifere descontroladamente. 
Retrovírus/ Vírus tumorais de RNA 
• É uma família de vírus que 
possuem genoma constituído por RNA fita 
simples senso positivo e que replicam o RNA 
viral por meio de um processo 
denominado transcrição reversa, 
onde moléculas de DNA dupla fita (dsDNA) são 
geradas a partir de RNA, pela ação da enzima 
transcriptase reversa. 
• A transcritase reversa é uma DNA polimerase 
incomum que usa tanto RNA quanto DNA como 
molde. 
• É empacotada dentro da cada capisídeo viral. 
• Quando o RNA fita simples do retrovírus entra 
na célula, a transcritase reversa faz primeiro 
uma cópia de DNA a partir da fita RNA 
formando uma fita hibrida. 
• Depois é usada para fazer duas fitas de DNA. 
• As extremidades da molécula de DNA viral são 
reconhecidas por uma integrase codificada pelo 
vírus que catalisa a inserção do DNA viral em 
qualquer sítio. 
• A próxima etapa é a transcrição do DNA viral 
integrado pela RNA polimerase da célula, 
produzindo numerosas moléculas de RNA viral 
idênticas as do genoma original infectado. 
• Estas moléculas de RNA são traduzidas para 
produzir as proteínas do capisídeo, do envelope 
e transcritase que são montadas com o RNA em 
novas partículas. 
Plasmídeos 
• São pequenos fragmentos de ácidos nucleicos 
que desenvolveram a capacidade de se 
multiplicarem independentemente dos 
cromossomos da célula hospedeira, carregando 
consigo informações genéticas (e até mesmo 
novos genes). 
• Os plasmídeos ocorrem tanto em formas de RNA 
quanto de DNA, e como os vírus contêm uma 
sequencia de nucleotídeos especiais que 
funciona como origem de replicação. 
• Essas moléculas extra cromossômicas podem ter 
um baixo ou alto peso molecular, fatoreste que 
irá determinar o número total de cópias que 
podem ser feitas a partir de um único 
plasmídeo. 
• Esta relação é inversamente proporcional, ou 
seja, quanto maior o peso molecular menor o 
número de cópias a serem feitas. 
 
Classificação dos Plasmídeos 
• Propriedades de transferência 
 
• Plasmídeos conjugativos : são aqueles que mediam 
a conjugação. Esses plasmídeos são em geral 
grandes e têm todos os genes necessários à sua 
replicação autonoma e para a transferência do DNA 
para o recipiente (ex. genes para o pilus sexual). 
 
• Plasmídeos não-conjugativos: são aqueles que não 
mediam a conjugação. Eles são normalmente 
menores que os plasmídeos conjugativos e não têm 
um ou mais dos genes necessários para a 
transferência de DNA. Um plasmídeo não-
conjugativo pode ser transferido por conjugação se a 
célula já abriga um plasmídeo conjugativo. 
 
Tipos de plasmídeos 
• Plasmídeo F e F’: esse tipo de plasmídeo é 
responsável pela fertilidade das bactérias. 
• Plasmídeo R (ou RTF): esse tipo de plasmídeo 
confere a resistência bacteriana aos 
antimicrobianos. 
• Plasmídeo COL (ou colicinogênico): já este 
tipo está intimamente relacionado à fixação do 
nitrogênio no solo, ele é responsável por esta 
fixação. 
Elementos Transponíveis 
• Barbara McClintock 
• São sequencias de DNA que diferem dos vírus na 
capacidades de se multiplicarem somente na 
célula hospedeira e na sua progênie. 
• Pode –se considera-los como parasitas 
diminutos escondidos em cromossomos. 
• Cada elemento é ocasionalmente ativado a se 
mudar para outro sítio de DNA na mesma célula 
por um processo de transposição. 
• Não se sabe o que aciona subitamente o seu 
deslocamento. 
• Uma grande família de elementos transponíveis 
utiliza um mecanismo que é indistinguível da 
parte do ciclo de vida de um retrovírus. 
• Um dos mais estudados é o Tyl de leveduras, 
porém não tem uma capa proteica e portanto só 
pode se deslocar dentro de uma única célula e de 
sua progênie. 
A troca de material genético entre 
células bacterianas 
• Conjugação, que é o . acasalamento ou troca 
quase sexual de informação genética de uma 
bactéria (o doador) para outra bactéria (o 
receptor); 
• Transformação, que resulta na aquisição de 
novos marcadores genéticos por incorporação de 
DNA estranho ou exógeno; 
• Transdução, que é a transferência de informação 
genética de uma bactéria para outra através de 
um bacteriófago. 
E. coli (bastonete procariota) realizando conjugação. 
O mecanismo da transdução 
especializada 
O mecanismo da transdução 
generalizada 
1. Duas subunidades 
separadas das transposases 
que se ligam às sequencias 
específicas nas duas 
extremidades do 
transpósons. 
 
2. As duas subunidades então 
se juntam para formar um 
dímero ativo que catalisa 
uma série de reações 
levando à excisão do 
transpósons. 
 
3. O complexo transposase-
transpóson liga-se então ao 
DNA-alvo onde a 
transposase catalisa a 
reação requerida para 
integrar o transpóson em 
sua nova residência. 
• A análise de sequências dos transpósons indica 
que a sequencia presente em uma extremidade 
oposta mas em uma orientação oposta. 
• Essas repetições terminais são reconhecidas 
pelas transposases e são requeridas pela 
transposição. 
• A integração do elemento cria uma pequena 
duplicação no DNA-alvo que flanqueia o 
elemento transponível no local da inserção. 
 
Referências 
• Alberts,B. et al.: Biologia Molecular da Célula, 3 ed. 
Garland Press, 1994. 
• L.C. Junqueira, José Carneiro. – 8.ed. – Rio de 
Janeiro : Guanabara Koogan, 2005 il. ; 
• Karp, Gerald 
Biologia Celular e Molecular: conceitos e 
experimentos/ 
Gerald Karp; [ tradução de Maria Dalva Cesario...et 
al.]. 
- Barueri, SP: Manole,2005 il. 
• http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA9GgAG/
genetica-bacteriana 
• http://pathmicro.med.sc.edu/portuguese/chapter_
8_bp.htm