Caracteristicas dos virus

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Aula 18 – características gerais dos vírus
Os vírus não estão na arvore da vida, pois não são considerados organismos vivos. Porem respiramos e comemos vírus o tempo todo, alem de infectarem todo tipo de ser vivo, mas são espécie-especificos, infectando espécies determinadas para cada tipo de vírus. Eles estão tão presentes no ambiente que nos possuímos genomas virais em nosso próprio genoma. 
Todas as células do organismo podem ser infectadas por vírus. E alguns vírus se misturaram ao nosso genoma a partir de infecção e não conseguiram sair (a milhares de anos atrás), sendo eles os retrovírus endógenos.
A organização mundial da saúde declarou a varíola como uma doença viral erradicada no ano de 1980, porem as ameaças de ataques terrorista usando o vírus causador como arma biológica é recorrente. 
O zikavirus é oriundo dos países da Oceania e alguns países africanos. Eles chegaram no Brasil em 2015 e se alastraram em direção norte até chegar no Texas em 2016.
Nem todos os vírus causam danos ao organismo, existem plantas que necessitam de uma infecção viral especifica para conseguirem se desenvolver em determinada região. O caso da Tulip breaking vírus (TBV), faz com que pétalas fiquem com colorações diferentes do padrão ou não permite a formação de pigmentos na pétala. 
Existem vírus que permanecem no nosso organismo a vida toda, como os herpes vírus e não resultam em nenhuma doença ou resultam em situações de estresse. 
Definição
São estruturas extremamente pequenas com capacidade infecciosa e com característica de ser parasita intracelular obrigatório pelo fato de não conseguir se reproduzir sozinho, dependendo de uma célula hospedeira para isso. A célula hospedeira pode ser qualquer uma, desde uma célula normal da pele até uma bactéria. 
Uma exceção no conceito de tamanho extremamente pequeno dos vírus, estão os vírus gingantes. Alguns desses vírus são os: Mimivirus, mamavirus, megavirus e pandoravirus. Eles tem a capacidade de infectar amebas e tem o genoma grande de 1,2 a 2,8 Mb (megabase ou pares de base). Eles só foram descobertos em meados de 2004 por não passarem pelos filtros utilizados para separá-los das moléculas maiores.
Existe um tipo de vírus responsável por infectar outros vírus, sendo chamados de virófagos, e um exemplo desse tipo de vírus é o Sputnik. 
Na Sibéria, em uma profundidade de 30 metros, foi encontrado um vírus gigante congelado. A datação por radiocarbono foi feita para descobrir em que era esse vírus existiu, e o resultado mostrou que ele tem cerca de 30 mil anos. Esse vírus recebeu o nome de Pithovirus sibericum. Após essa descoberta, é preocupante a situação da varíola que infectou e matou indivíduos na guerra e que estão congelados, pois não se sabe se eles morreram ou se estão congelados e resistindo ao congelamento.
Classificação
Os vírus são classificados de acordo com 
->sua natureza e seqüenciamento dos ácidos nucléicos: DNA ou RNA
-> simetria/formato do capsídeo: icosaédrico, helicoidal (forma de bala), complexo (sem forma definida)
-> presença ou não de envelope viral
-> dimensão do virion/capsídeo
Quem vai fazer a classificação dos vírus é o Comite Internacional de Taxonomia de Vírus (ICTV), que já classificou por volta de 40, 000 vírus oriundos de plantas, animais e bactérias. Esses vírus formam 7 ordens com 111 famílias, 420 gêneros e 2618 espécies. 
No oceano se encontra um numero absurdo de vírus, tornando-os os seres em maior abundancia nos oceanos. 
A biomassa dos vírus reunidos consegue ser maior que a biomassa dos elefantes, graças ao seu exorbitante numero.
Os plânctons possuem um papel importante no ciclo de carbono. Mas para manter a manutenção populacional deles, os vírus entram em ação de forma que ao infectarem um plâncton, vai se iniciar o processo de lise celular e liberação de partículas de carbono no meio. O controle populacional dos plânctons exercido pelos vírus é de extrema importância em aumentos sazonais.
Estrutura
Ele é formado pelo acido nucléico (DNA ou RNA), capsídeo (compartimento onde se armazena o acido nucléico), nucleocapsídeo (junção do acido nucléico com capsideo), matriz em vírus envelopados (proteínas que estão entre o capsideo e o envelope) e podendo ter ou não envelope (membrana viral que é oriunda da membrana celular da célula hospedeira formada por glicoproteinas que podem formar projeções). As enzimas, quando estão próximos ao genoma, são a integrase para integrar o genoma viral no genoma do hospedeiro e a protease quebra as proteínas do vírus, alem da transcriptase reversa. 
O vírus possui sua partícula viral infecciosa, que é formada pelo acido nucléico envolto do capsideo que ainda não infectou nenhuma célula e recebe o nome de Virion. O Virion pode ser um nucleocapsideo normal vou um nucleocapsideo envolto por uma membrana.
O capsideo tem a característica de ser metaestável, conferindo estabilidade para o genoma viral e facilitando a liberação do genoma de forma rápida para realizar a infecção. Quando o vírus é DNA, ele precisa atravessar a membrana celular, citoplasma e membrana nuclear, já os vírus RNA se replicam no citoplasma.
 O vírus depende do hospedeiro para sobreviver, mas não pode se muito fraco para não ser eliminado pelo sistema imune e não pode ser muito patogênico para não matar o hospedeiro. No caso do HIV, eles matam os humanos, pois não se adaptaram ainda ao nosso organismo, o que já ocorreu em primatas (não morrem de HIV). Mas existem casos na áfrica em que crianças não são afetadas pelo vírus, indicando uma coevolução de ambos.
 
Replicação viral
A replicação para a biologia significa a replicação do genoma, mas em virologia é todo o processo de replicação dês da entrada na célula até a sua saída. 
O vírus se replica em locais onde ele vai ser atacado de alguma forma. O objetivo da replicação do vírus é a produção de uma progene viral viável, na qual podem possuir algumas conseqüências no hospedeiro. As conseqüências podem não acontecer, como podem causar doenças como hepatite viral ou causar a morte como o HIV.
Em relação às células parasitadas pelos vírus, elas precisam ser susceptíveis (células com receptor especifico para aquele vírus, conferindo a característica de espécie - especifica) e podem sem permissíveis (possuem as enzimas que permite a replicação viral). Essas características são essenciais para o processo de infecção e replicação viral na célula, sendo que células que não possua alguma dessas duas características não permitem que ocorra o processo viral, afetando a infecção ou a replicação.
O vírus influenza que tem as aves como seus hospedeiros naturais. As células das aves possuem um receptor com o tipo alfa-2,3, e por esse motivo, o vírus influenza não afeta os humanos, pelo fato de nossos receptores serem do tipo alfa-2,6. Porem os suínos possuem os dois tipos de receptores, e isso faz com que ele possa se infectar com o vírus e esse vírus consiga se adaptar e adquirir a capacidade de infectar humanos.
A replicação viral possui 7 (5) etapas, sendo elas:
Adsorção
Penetração 
Desnudamento perde o capsideo para expor o acido nucléico 
Expressão gênica
Replicação genomica expressa e replica o genoma em seguida
Montagem
Replicação 
Após a infecção do vírus, existe o período de eclipse (replicação das primeiras partículas virais), até começar uma replicação exponencial que se mantém até atingir seu platô (infecção de todas as células vivas, resultando na morte dessas células e conseqüentemente a diminuição da população viral. 
 
Adsorção
Processo de ligação do vírus no receptor da célula por meio de proteínas do capsideo pra vírus não envelopados ou por meio de glicoproteinas virais do envelope. 
Na célula, os receptores que os vírus vão utilizar para conseguir adentrar são receptores de ação comum da célula. Os vírus imitam hormônios, célula imune, alimento... Para conseguir entrar na célula. 
Alguns vírus utilizam receptores específicos das células(rinovirus, poliovirus, FMDV), outros conseguem utilizar vários tipos de receptores (herpesvirus). Essas características não significam que um tipo seja mais evoluído que o outro. 
Alem dos receptores existem os co-receptores, que são molecular/complexos que se ligam ao receptor para dar uma estabilidade maior par o vírus, para que ele consiga infectar a célula.
Penetração 
Atravessamento da membrana celular pelos métodos de:
Fusão do envelope viral com a membrana plasmática. 
Fusão do envelope com a membrana plasmática depois da endocitose mediada pela clatrina ou caveolina (DNA)
Endocitose por lipídios
Desnudamento 
Eliminação do capsideo para que o genoma consiga ser transcrito e traduzido, estando disponível para as enzimas. No caso do DNA vírus, ele precisa entrar no núcleo da célula.
Expressão gênica
Os genomas virais precisam ser replicados até o RNAm. Quando o vírus possui um genoma de RNA+, que é o mesmo sentido do RNAm, eles estão prontos para serem transcritos e traduzidos porque não precisam ser “preparados” para o RNAm. Quando o genoma viral é DNA fita dupla, ele precisa ser transcrito para ir ao RNAm. Quando o genoma é RNA-, ele precisa ser transcrito para a polaridade + para ir ao RNAm.
Os vírus de RNA fita dupla possuem as duas polaridades, precisando assim que ocorra a transcrição da fita – para +. 
Os retrovírus são de RNA+ e precisam sofrer a transcrição reversa para chegar ao intermediário de DNA.
O vírus DNA fita simples precisa realizar a síntese de uma nova fita para poder chegar ao RNAm.
Após as moléculas de acido nucléico serem transcritas para a RNAm, o genoma viral vai: codifica e produz enzimas para montar o capsideo viral e empacotar o genoma, produz enzimas de replicação (proteases, DNAses), realizar uma interferência na produção de interferon (defesa do hospedeiro), ganhando uma vantagem do sistema imune e produz proteínas que ajudam na disseminação de célula a célula, sem precisar sair da célula para se disseminar. 
O que não é codificado pelo genoma são genes de síntese protéica (são parasitas da maquinaria de síntese protéica da célula) e proteínas de membrana e centrômeros/telomeros nos cromossomos. 
Replicação genomica
5.1-Vírus DNA: seu local de replicação é no núcleo da célula, com exceção de poxvirus e vírus da peste suína africana que se replicam no citoplasma por já terem as enzimas necessárias. 
A maioria dos vírus DNA são de fita dupla, mas temos também DNAvirus com fita simples (anelovirus) e também a característica de DNA vírus de fita parcialmente dupla (uma parte dele é fita simples)
DNA fita dupla= utilizam a DNApolimerase da célula hospedeira ou consegue codificar uma polimerase viral (herpesvirus). 
Eles vão codificar genes estruturais para formar as proteínas estruturais no final da replicação e genes não estruturais para produzir proteínas que não estão participam da estrutura do vírus, com as enzimas, no inicio da replicação.
DNA fita simples= é o menor genoma viral e precisam ainda mais da célula hospedeira para realizar sua transcrição e tradução, pela polimerase. A polimerase vai realizar a codificação das proteínas estruturais e não estruturais também. 
DNA fita parcialmente dupla= apesar de ser DNA, ele precisa levar uma transcriptase reversa, que é uma RNApolimerase dependente de RNA viral para transcrever o RNA+ em DNA- e em seguida transcrever uma fita de DNA de forma parcial para empacotar o genoma.
5.2-Vírus RNA: são vírus com genomas pequenos. Sua replicação ocorre no citoplasma, com exceção do ortomixovirus que se replica no núcleo por não tem CAP nem PoliA.
Eles precisam levar a enzima para o citoplasma ou gene para a síntese da enzima.
Quando o RNA é +, ele esta no mesmo sentido do RNAm e é um genoma infeccioso pelo fato de já estar pronto para ser traduzido, já quando o RNA é – ele precisa ser transcrito para + e então ser traduzido.
O vírus com RNA fita dupla tem mais resistência à degradação, porem quando cai no citoplasma estimula a produção de interferon para combater esse RNA
Montagem 
Ocorre no final da replicação, dando ao vírus a capacidade infectiva (maturação). Se for um vírus sem envelope ele já vai estar pronto e caso ele tenha envelope, ele vai adquiri-lo
Liberação 
Quando é um vírus sem envelope, ele já sai da célula, pois está pronto. Quando é um vírus envelopado, ao sair da célula, ele leva junto com ele uma parte da membrana celular para formar o envelope
 
Tipos de genoma
Podem ser DNA ou RNA com diversas formas como, por exemplo: linear, circular e segmentado (influenza). A característica de ser segmentado facilita no desenvolvimento de mutação do vírus pelo fato de poder alterar a posição desses segmentos peptídicos na hora de montar o genoma. 
 As moléculas de acido nucléico ainda podem possui uma ou duas fitas, sendo que no caso das fitas simples, elas podem ter polaridade negativa ou positiva (mesmo sentido do RNAm). Nas moléculas de fita dupla elas podem ser fita dupla normal ou fita dupla parcial.