Vírus - Origem, classificação, replicação resumida

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★ A ORIGEM DOS VÍRUS 
 
O que surgiu primeiro? A célula ou o vírus? 
O que se sabe é que todas as teorias são ligeiramente possíveis, mas nenhuma foi 
comprovada ou confirmada. Essa pergunta é um eterno mistério: 
 
1. A progressiva, ou escapada, hipótese que afirma que os vírus surgiram a partir de 
elementos genéticos que ganharam a habilidade de se mover entre as células; 
2. A regressiva, ou redutiva, hipótese que afirma que os vírus são restos de 
organismos celulares; 
3. A hipótese virus-first que afirma que os vírus co-evoluíram com seus atuais 
anfitriões celulares. 
 
 
1) A Hipótese Progressiva 
 
Segundo esta hipótese, os vírus se originaram através de um processo progressivo. 
Elementos genéticos móveis, pedaços de material genético capazes de se mover 
dentro de um genoma, ganharam a habilidade de sair de uma célula e entrar em outra. 
 
● Podemos especular que a aquisição de algumas proteínas estruturais poderia 
permitir o elemento sair de uma célula e entrar em uma nova, tornando-se um 
agente infeccioso. 
 
PROBLEMA:​ Como isso ocorreu? Como teriam surgido? 
 
2) A Hipótese Regressiva 
 
Microbiologistas geralmente concordam que ​certas bactérias que são parasitas 
intracelulares obrigatórios​, como espécies de ​Chlamydia e ​Rickettsia evoluíram a 
partir de ​ancestrais de vida livre​. De fato, estudos genômicos indicam que as 
mitocôndrias das células eucarióticas e Rickettsia prowazekii podem compartilhar, um 
ancestral comum de vida livre. Segue-se, então, que os vírus existentes podem ter 
evoluído a partir de organismos, possivelmente livre-vivos mais complexos que 
perderam a informação genética ao longo do tempo, à medida que adotou uma 
abordagem parasitária para replicação. 
 
Segundo os defensores desta hipótese, os organismos autônomos inicialmente 
desenvolveram uma relação simbiótica. Ao longo do tempo, a relação virou parasitária, 
a medida que o organismo tornou-se mais e mais dependente da outro. Como o 
parasita uma vez livre ​tornou-se mais dependente do hospedeiro, ele perdeu 
genes previamente essenciais​. Eventualmente, ele foi incapaz de se replicar 
independentemente, tornando-se um parasita intracelular obrigatório, um ​vírus​. 
 
PROBLEMAS: 
- não se conhecem formas intermediárias entre células e vírus. 
 
- Sem similiaridade funcional e estrutural entre as partículas virais e os demais 
parasitas intracelulares. 
- Haveria troca de genes nesse processo, que não seriam possíveis. Não há 
hoje nenhuma similaridade gênica ou partes iguais entre uns e outros. 
 
3) Hipótese Virus-First (ou descendentes de replicons) 
 
Ambas as hipóteses; progressivas e regressivas, assumem que as células existiam 
antes vírus. Mas se os vírus existiram primeiro? Recentemente, vários investigadores 
propuseram que os vírus podem ter sido as primeiras entidades replicadoras. 
 
Postularam que existiam vírus em um mundo pré-celular como unidades de 
auto-replicação. Ao longo do tempo estas unidades, argumentam eles, tornaram-se 
mais organizadas e mais complexas. Eventualmente, as enzimas para a síntese das 
membranas e paredes celulares evoluiu, resultando na formação de células. Os vírus, 
então, podem ter existido antes de bactérias, archaea, ou eucariontes ou então 
co-evoluído com as mesmas. 
 
Os primeiros vírus teriam sido, na verdade, viróides (uma pequena molécula de RNA 
circular fechada) com poder patogênico. Teriam começado a usar a maquinaria de 
replicação da célula hospedeira somente depois de um tempo, como forma de se 
estabilizarem e permanecerem no meio. 
 
SUPORTES A HIPÓTESE (e a tornam mais aceita): 
- A maioria dos biólogos concorda hoje que as moléculas replicadoras primeiro 
consistiram de RNA, e não de DNA; 
- Algumas moléculas de RNA, ribozimas, exibem propriedade de catálise; 
- Talvez, moléculas de RNA simples de replicação, existentes antes da primeira 
célula formada, desenvolveu a capacidade de infectar as primeiras células. 
 
➔ CONSIDERAÇÕES SOBRE AS HIPÓTESES:  
 
● A hipótese de “virus-first” é a mais aceita, porém denota um “problema”. 
Esses viróides primitivos estariam se formando e se desfazendo com grande 
facilidade antes de entrarem em relação com as células, por conta da sua 
grande sensibilidade a alterações do meio (temperatura, pH, salinidade, etc). A 
partir do momento que começaram a interagir com as mesmas, conseguiram 
se estabelecer no meio, por conta de uma maquinaria dedicada a replicação (e 
bem menos sensível ao meio) 
 
A pergunta que fica é: Mas como eles se mantiveram ao longo desse tempo todo? 
Quais foram seus mecanismos de resistência? 
➔ Diferenças entre ​vírus envelopado ​X​ vírus não-envelopado 
 
- Envelopado ​precisa de umidade/muco/partícula para se manter viável, por 
conta do envelope lipídico. No período de inverno, as temperaturas mais baixas 
 
(e a menor evaporação) ajudam a conservar essas partículas e, portanto, os 
vírus. São degradados, então, mais facilmente. 
- Não-envelopados permanecem viáveis por muito mais tempo, podendo até se 
cristalizarem e permanecerem infecciosos. Têm maior resistência a 
temperatura e ao pH. Pela sua estrutura ser proteica e com várias formas 
diferentes (como a helicoidal e complexa), podem ser comparadas até a uma 
bola de futebol (é resistente justamente por ter uma estrutura não-contínua, 
“costurada” e de material forte). 
 
Dessa forma, os fatores que mais afetam a viabilidade dos vírus são: 
1. Variações extremas de temperatura, pH, raios UV, salinidade, umidade etc. 
2. Alterações estruturais: por ter uma estrutura de capsídeo muito bem 
conectada/costurada/interligada e por nada estar “solto” dentro dele, mesmo as 
pequenas alterações em uma parte do vírus são capazes de levar a alteração 
do resto, como uma reação em cadeia. 
 
OBSERVAÇÃO: 
Como eliminá-los (técnicas de assepsia): 
envelopados: álcool 70% basta 
não-envelopados: água sanitária 1% ou 2% (hipoclorito de sódio) 
 
 
★ NOMENCLATURA e CLASSIFICAÇÃO 
 
O vírus pode ser simples, mas a sua complexidade real se encontra na interação com 
o indivíduo hospedeiro (células, bactérias, plantas) que podem ser bem diferentes. 
Quanto eles estão alterando sistemicamente esses indivíduos? 
 
 
O material genético (DNA ou RNA) e o tipo do hospedeiro é que darão as bases 
para a diferenciação e classificação dos vírus. Toda a alteração a maquinaria 
celular do hospedeiro será causada justamente pelo genoma viral, que será 
desvirtuada em prol da propagação do vírus. 
 
➔ O vírus consiste em justamente parasitas intracelulares obrigatórios e 
genéticos (levam a alterações no ciclo celular, a partir do seu genoma 
infectante) 
 
 
❏ O SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO 
 
● Segue um modelo de organização de organismos vivos, mas não a 
nomenclatura em si, que é diferente. 
● Os critérios de classificação podem ser: 
1. ÁCIDOS NUCLEICOS: 
a. DNA ou RNA? 
b. Dupla-fita (ds) ou simples fita (ss)? 
c. Positivo ou negativo? 
d. Tem transcriptase reversa ou não? 
 
2. ESTRUTURA DO VÍRUS: 
a. Capsídeo viral - é icosaédrico? é helicoidal? é complexo? 
b. Tem envelope? 
 
● ICTV (comitê internacional de taxonomia de vírus) é o órgão responsável por 
atualizare revisar as classificações taxonômicas de vírus 
● Hoje em dia temos 9 ordens virais descritas, com várias famílias. 
○ Ainda existem aqueles que são classificados só por gênero! 
● Segue um modelo de organização de organismos vivos, mas não a 
nomenclatura em si, que é diferente. 
○ Maior nível de organização taxonômica: ordem. 
○ Menor nível: variantes de espécies virais. Temos cepas e mutações, 
com classificações A, B, X, 123. Etc 
 
❏ A CLASSIFICAÇÃO TAXONÔMICA 
 
 
 
 
● Organização taxonômica e terminações 
Ordem: -virales 
Família: -viridae 
Sub-família: -virinae 
Gênero: -virus 
Espécie: NOME 
 
● Importantes para destacar: 
 
1. ORDENS: 
a. Caudovirales:​ vírus que tem cauda → bacteriófagos. 
b. Mononegavirales:​ ácidos nucleicos com RNA simples fita e negativos. 
2. FAMÍLIAS: 
a. Virgaviridae:​ hospedeiros são vegetais - fitovirus 
b. Rhabdoviridae:​ víus generalistas com variedade de hospedeiros 
(plantas, animais, bactérias). Cada gênero subsequente vai ser 
correspondente a um tipo de hospedeiro. 
ex: ​vírus da raiva - em forma de bala 
 
3. GÊNEROS: 
a. t4likevirus​: assim com todos os bacteriófagos, eles tem uma letra e um 
número associados. 
b. Tobamovirus: ​tem como principal representante o vírus do mosaico do 
tabaco (TMV). O nome dos gêneros dessa familia pode ser referente ao 
tipo de planta infectada e ao tipo de alteração que causa/sintoma. 
ex:​ virus do nanismo amarelo da cevada 
 virus do vira-cabeça do tomateiro 
 virus do mosaico dourado do feijoeiro 
 virus Y da batata ​(exceção) 
 
mosaico: ​algumas áreas da planta ficam sem clorofila 
(clorótidas) e ficam amareladas >> folhas ficam manchadas. 
 
virus da necrose da alface: ​deixam pontos necróticos 
(necrose) em toda a área da folha. 
 
4. ESPÉCIE: não é binomial, como nos seres vivos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REPLICAÇÃO VIRAL 
 
● Pode acontecer com MOs e células de seres multicelulares 
● Atenção para a forma que falamos sobre o ciclo replicativo viral! Não existe 
“reprodução viral”. Não é um ser vivo! 
 
As etapas da replicação estão a seguir: 
 
1) ADSORÇÃO 
 
Todos os vírus fazem a adsorção, exceto os fitovírus → tem estratégias de entrada 
diferentes, já que a parede celular das plantas é bem espessa. 
➔ a infecção se dará de forma externa, por formas mecânicas de entrada (quando 
há uma lesão, vetor ou corte) ou entre indivíduos (entre células vizinhas, via 
plasmodesmos, que são as junções comunicantes das plantas). 
 
Para os vírus envelopados + espículas ​OU​ só com capsídeo: 
● Essas estruturas se liguem aos receptores celulares do alvo. 
● CAPSIDEO: Atenção para a não-complementariedade entre os dois → 
estrutura viral e célula se influenciam estruturalmente de modo que, tanto a 
proteína viral, quanto o receptor, ficam deformados. Isso irá levar a uma 
sinalização interna (tanto no vírus quanto na célula hospedeira). 
 
 
● Como os vírus co-evoluíram com as células hospedeiras, eles só tem 
capacidade de interagir com ​esses​ receptores especificamente. 
Se o vírus não for específico com tal célula, o vírus não vai causar 
nenhuma alteração → ​ele tem tropismo por algumas células e por 
outras não. 
ou seja, é o ​tipo de receptor é que vai determinar se a célula será 
infectada ou não. 
● Se ela apresenta receptores específicos para a interação com o vírus, a célula 
é considerada ​“suscetível”​. Se ela apresenta fatores que permitam a 
replicação eficiente do vírus, ela é chamada de ​“permissiva”​. 
● Alguns vírus podem ter receptores em quase todos os tecidos 
○ Vírus do sarampo: pode infectar células epiteliais, do pulmão, etc 
 
○ Os outros vírus, como o HIV é mais restrito. Infecta células contendo 
CD4, como os linfócitos e macrófagos 
 
2) PENETRAÇÃO/DESCAPSIDAÇÃO/DESNUDAMENTO 
 
● Exposição do ácido nucleico e remoção do capsídeo 
 
a) injeção → bacteriófagos ​(exclusivo) 
 
I. Adsorção e especificamente pelos receptores bacterianos. Lig é​ ​reversível​. 
II. Aproximação da base até a parede. Ligação é estável e ​irreversível 
III. Bainha retrátil/cauda se contrai e aproxima o corpo-capsídeo da parede celular. 
Ao mesmo tempo, uma estrutura oca (como um cano) sai da base e cria um 
furo na parede celular, para a passagem do acd nucleico, proteínas de lise e 
proteínas carreadoras. 
IV. O ácido nucleico (e outros conteúdos - enzimas, proteínas) entram na célula 
hospedeira como que por impulsão da bainha, 
indiretamente (como uma injeção). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) translocação → não-envelopados 
 
Por meio de uma deformação estrutural, decorrente da ligação do capsídeo aos 
receptores, há uma desestabilização do capsídeo e a indução da exposição de uma 
ponta hidrofóbica no vírus. Essa ponta irá formar um poro na parede bacteriana para a 
passagem do ácido nucleico (e outros componentes). 
 
 
 
 
c) endocitose 
i) não-envelopados (não mediado por receptor): 
 
1. Adsorção seguida de sinalização de citoesqueleto para envaginar a MP 
e executar o processo de endocitose. Proteínas clatrinas irão ajudar no 
processo de formação de um endossomo (são parte do citoesqueleto e 
ajudam a dar estabilidade ao endossomo). 
2. Mesmo estando dentro da célula, o vírus ainda não se encontra em 
contato com a maquinaria celular. Ao mesmo tempo, o endossomo vai 
se interiorizando na célula (deslizando pelo citoesqueleto) e encontra 
um meio bem mais ácido do que nas “bordas” da célula. Por isso, 
bombas de prótons da membrana do endossomo começam a agir para 
equilibrar o pH do interior do endossomo. Ou seja, irá ocorrer também a 
acidificação​ do mesmo. Pode haver associação a uma lisozima. 
3. ↓ pH no endossomo ⇒ instabilidade do capsídeo ⇒ exposição de 
pontas hidrofóbicas ⇒ formação de poros no endossomo ⇒ lise 
4. Liberação de todo o material. 
 
É UM PROCESSO CHAMADO TAMBÉM DE PH-DEPENDENTE 
 
 
 
ii) envelopados (mediados por receptor) 
 
Semelhante ao processo anterior, porém: 
 
1. A adsorção se dá por meio das 
espículas. 
2. O vírus envelopado será endocitado 
com o envelope inteiro. 
3. Mesmo processo de endocitose e 
interiorização. 
4. A acidificação do endossomo em 
que se encontra vai expôr partes 
hidrofóbicas (que são proteínas de 
fusão) que levarão a lenta fusão 
entre as membranas (envelope e do 
endossomo) e a saída do A.N. 
 
d) fusão de membranas 
 
● Esse processo depende de uma glicoproteína presente no envelope viral, 
chamada de “proteína de fusão”. Ela interage com a MP, permitindo a fusão 
das membranas e, consequentemente, a passagem do nucleocapsídeo 
parcialmente degradado/desestabilizado (mais fácil para liberar o A.N.). 
○ A proteína de fusão pode agir direto ou necessitar de um co-receptor 
que quebre parte da espícula, para expôr a porção proteica hidrofóbica. 
 
● O envelope viral não fará diferença na membrana celular, pelo fato de se 
acoplar e se misturar muito bem. O problema é quando a membrana passa a 
expressar espículas em excesso na MP, devido a replicação viral. 
 
● Espícula ou parte dela é uma proteína de fusão. Ao interagir com receptores da 
membrana plasmática, essa glicoptn vai promover a fusão entre membranas. 
● Ao se aproximar da MP, ela penetra nela, causando a desestabilização de 
proteínas de matriz → passa o nucleocapsídeo 
 
 
 
 
➔ HIV:1ª etapa: reconhecimento; mediada por gp 120 
 2ª etapa: entrada; mediada por gp 41 
 
● a glicoptn da espícula (gp120) se liga ao receptor celular CD4 e depois com o 
co-receptor (CCR5 ou CXCR4) → mudanças conformacional expõe porções 
hidrofóbicas como a proteína de fusão (gp41) → fusão da MP e envelope viral 
com liberação do nucleocapsídeo 
● essa fusão é gradativa: as membranas vão se aproximando lentamente. Forma 
hemifusão, fusão completa. 
● INIBIÇÃO DO HIV: ​medicamento T20, peptídeo que impede a aproximação 
das membranas, porque atua sobre gp41 → impede que o “saca rolha” se 
condense. 
 
 
 
➔ HERPESVIRUS 
 
gb: proteína de fusão 
gcs: proteína de estabilidade (adsorção) 
 
- lembrar que sempre há entrada do nucleocapsídeo e outras moléculas. 
- deslizamento pelo citoesqueleto e entrada em contato com o núcleo, através de 
poros nucleares via interação com α-TIF 
- o capsídeo fica retido no poro celular e só entra no núcleo o AN 
 
 
3) REPLICAÇÃO/TRADUÇÃO 
● Replicação do genoma → transcrição → tradução proteica 
 
● A TRADUÇÃO: 
○ produção de proteínas 
○ formação de capsídeos de enterovírus (ex poliovírus) 
- proteínas : VT0, VT1 e VT3. 
- Juntas formam triângulos (coprâmero) → pentâmero → 
capsídeo icosaédrico vazio. 
- o meio, o pH e a proximidade das moléculas permite a formação 
de complexos 
- Esse capsídeo é lisado em uma porção para a entrada do 
material genético. 
 
5) MONTAGEM DO VÍRUS 
 
exemplo do poliovírus (capsídeo icosaédrico): 
● após a formação do capsídeo + genoma, o VT0 é clivado em VT2 e VT4 por 
proteases. 
● VT4 é mais interno e se liga ao A.N.; VT2 é a proteína que expõe a parte 
hidrofóbica e faz o poro na membrana 
● A TRANSLOCAÇÃO: essa clivagem é essencial para que alguns vírus sejam 
infecciosos, como HIV; outros já são vírions SEM essa etapa. 
 
formação do capsídeo helicoidal 
 
● proteínas de capsídeo formam discos que vão se sobrepondo e interagindo 
com o A.N. até formar a hélice completa. 
○ ex TMV 
○ após formar a estrutura, esse virus já é vírion (partícula completo 
infeccioso) 
 
 
 
 
 
6) LIBERAÇÃO VIRAL 
 
● fitovírus: plasmodesmos 
 
O vírus não sai da célula vegetal por causa do PC. Então se utiliza de junções 
comunicantes chamadas plasmodesmos para passar de 1 célula para outra 
➔ codificação de proteínas de movimento que religam a proteínas de transporte 
celular que carrearão esse V pelo plasmodesmos (ancoramento) 
➔ A passagem de 1 indivíduo para o outro é por meio de lesão, vetor ou 
manipulação. Se esse fitovírus atingir um vaso condutor será uma infecção 
sistêmica. 
 
● nucleocapsídeo (cel animal): várias estratégias 
 
1. Lise celular: devido a replicação viral, a célula aumenta a quantidade de 
partículas virais e diminui a produção de suas próprias moléculas. Esse desvio 
de matéria-prima e metabolismo causa seu comprimento. 
i. bem comum para os não-envelopados 
2. Exocitose: sai por vesícula de golgi (sem e com envelope). Utilização de 
alguma membrana interna para formar envelope. 
3. Brotamento: o nucleocapsídeo se aproxima do MP onde há espículas e sai 
com envelope do MP. 
 
● bacteriófago: lise celular 
 
O fago codifica proteínas de lise que formarão poros na MP → desestabiliza o 
equilíbrio osmótico da célula no local da replicação → abertura dessa porção do 
procarionte 
Um fago deve ser capaz de codificar várias proteínas de lise devido às várias 
camadas da célula bacteriana. 
G- : MP + periplasma externo + cápsula (talvez)