1 - Histórico e Morfologia dos Fitovírus

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Virologia – Histórico, Morfologia
Prof. Érico Dianese
� Doença é o mal funcionamento de células e 
tecidos do hospedeiro, que resulta da sua
contínua irritação por um agente patogênico
ou fator ambiental e que conduz ao
desenvolvimento de sintomas
(Agrios, 1988)
Ambiente
Patógeno
DOENÇA
Hospedeira
Solanaceae
Asteraceae
Temperatura
Umidade
Bactérias
Fungos
Vírus
Nematóides
� Amplamente disseminados na natureza
� Doenças / Patógenos podem estruturar
comunidades vegetais na natureza (Roy & 
Kirchner, 2000)
� Doenças / Patógenos podem moldar o curso
da evolução de espécies vegetais (Roy & 
Kirchner, 2000)
� Podem causar catastróficas perdas
econômicas (Klinkowski, 1970)
� Primeiro registro relatado
In this village
It looks as if frosting
continuously
For, the plant I saw
In the field of
summer
The colour of the
leaves were yellowing
� Antiga referência de sintomas de vírus em
plantas – 753 DC
◦ Koken – Imperatriz japonesa
Eupatorium lindleyanum infectado com Eupatorium yellow vein virus (EuYVV)
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www.ctahr.hawaii.edu/nelsons/Misc/ 
HISTÓRICO
• 1869-1660: Variegação em Abutilon striatum
HISTÓRICO
Século X A.C.: Varíola (casos pouco documentados).
Século XIV D.C.: Navios
sem tripulação – surtos
de febre amarela
~1500 A.C.: Raiva – pinturas em pirâmides - cães atacando pessoas,
registros de sintomas de poliomielite
HISTÓRICO
Século XVI: Varíola (Smallpox virus) trazida pelos colonizadores espanhóis
ajuda a dizimar os povos ameríndios (Incas, Maias e Aztecas)
Século XVI ou XVII: breaking da Tulipa é documentado.
HISTÓRICO
• 1600-1660: Holanda – Tulipas variegadas
• Altos preços: Tulipas variegadas
• Perda de vigor e tamanho das plantas
HISTÓRICO
Exposição em 1656- 1 BULBO INFECTADO
$$$$$
4 ton. de trigo
8 ton. de cevada
4 bois gordos
8 porcos gordos
12 ovelhas gordas
2 barris de vinho
4 barris de cerveja
2 barris de manteiga
450 kg de queijo
1 cama
1 armário
1 pulseira de prata
(Hull, 2002)
HISTÓRICO
Edward Jenner - 1796: “Pai” da vacinação.
Suspensão de pústulas de varíola animal
(Cowpox virus). Vacina James Phipps (8
anos).
HISTÓRICO
Gregor Mendel - 1866: publica seu trabalho sobre genética e herança
(depois nomeada herença mendeliana)
Charles Darwin - 1880: publica A Origem das Espécies
Carlos Finlay - 1880: demonstra a transmissão do agente do vírus da febre
amarela por mosquitos
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HISTÓRICO
Louis Pasteur - 1885: produz a primeira vacina contra o agente atenuado
da raiva (Rhabdovirus) após várias passagens em coelhos
•HASHIMOTO – 1894: Presença de cigarrinha na cultura do arroz- pré-
requisito para ocorrência de nanismo.
•Loeffler & Flosch - 1898: febre aftosa – primeiro vírus de mamíferos
identificado
•E. BAUR – 1904: Transmissão da clorose infecciosa do Abutilon -
enxertia e não mecanicamente.
HISTÓRICO
ADOLF MAYER-1886: Transmissão do TMV utilizando-se de
extrato de planta doente. Descreveu Mosaikkrankheit.
D. IVANOVSKI – 1890: Extrato de plantas com mosaico
permanecia infeccioso mesmo após passar por filtros de porcelana -
Filtros com defeito?
M.W. BEIJERINCK – 1898: Experimento de IVANOVSKI- Novo
agente etiológico: Vírus Contagium vivum fluidum.
HISTÓRICO
•Ellerman & Bang – 1908: transmissibilidade da Leucose das aves
•Rous – 1911: Descobre o vírus do “Sarcoma das aves”. Descreve um
papilomavírus responsável por câncer de pele em coelhos
•1918: epidemia de Influenza na Europa. Vírus estabelecido como agente
causal
•HOLMES – 1929: Número de lesões locais em Nicotiana glutinosa
inoculadas com TMV era relacionado com a [ ] de vírus no inóculo.
• K.M. SMITH – 1931: Espécies de plantas usadas em conjunto: distinção
de alguns vírus de outros com base em sintomas.GAMA DE HOSPEDEIRAS
• W.M. STANLEY – 1935: Purificação química de TMV - proteína com as
características do vírus do mosaico do fumo. (EUA) Produção de vacinas
contra febre amarela e Influenza (1936).
• BAWDEN E PIRIE – 1936: Partículas cristalizadas do TMV continham
fósforo e um açúcar (ribose) - ácido nucléico. (Inglaterra)
• KAUSCHE et al., 1939: Micrografia eletrônica de partículas do TMV. 
(Alemanha)
• CLARK E ADAMS, 1977: Adaptação da técnica ELISA para virologia 
vegetal. (EUA)
• AHLQUIST E JANDA, 1984: Primeiro clone infeccioso de um vírus de 
planta (Brome mosaic virus) BMV. (EUA)
• POWELL-ABEL et al., 1986 :Plantas transgênicas de fumo expressando a 
CP de TMV.
HISTÓRICO
� Vírus:
◦ Conjunto de uma ou mais moléculas de ácido 
nucléico, encapsidado por uma capa protéica ou 
lipoproteína, capaz de organizar sua própria 
replicação somente no interior de uma célula 
hospedeira
� Vírus
◦ Parasitas intracelulares obrigatórios de dimensões 
sub-microscópicas, infecciosos
◦ Genoma de DNA ou RNA, capa protéica e em alguns 
casos, envelope
◦ Utilizam-se da maquinaria celular para processos 
de replicação e síntese de proteínas
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� De acordo com Hull (2002):
◦ Vírus
� Conjunto de um ou mais modelos de moléculas de 
ácidos nucléicos
� Normalmente envolvidos por uma capa de proteínas 
ou lipoproteínas
� Capaz de organizar sua própria replicação no interior 
de células de uma hospedeira
� Pode ser horizontalmente transmitido entre 
hospedeiros
� De acordo com Hull (2002):
◦ Dentro dessas células a replicação é:
� Dependente do maquinário sintetizador de proteínas do 
hospedeiro
� Organizado a partir de uma gama de materiais necessários e 
não por fissão binária
� Localizado em sítios que não são separados do conteúdo 
citoplasmático da célula hospedeira por uma bicamada 
lipídica
� Continuamente promove o surgimento de variantes através 
de vários tipos de mudanças no ácido nucléico viral
� Critérios que separam vírus de células
◦ Não há membrana que separa o parasita do 
hospedeiro durante a replicação
◦ Não há sistema de síntese de proteínas
◦ Replicação se dá através da síntese de uma gama 
de componentes, seguida da montagem de várias 
partículas. As células mais simples replicam por 
fissão binária
� Critérios que separam vírus de plasmídeos
◦ Vírus normais:
� Partícula com estrutura desenvolvida para proteger o 
material genético do ambiente extracelular e facilitar a 
entrada em nova célula hospedeira
◦ Genomas virais:
� Altamente organizados para funções específicas do vírus que 
não são aproveitadas pela célula hospedeira
� Plasmídeos são compostos por material genético útil para a 
sobrevivência da célula
� Critérios que separam vírus de plasmídeos
◦ Vírus podem causar morte de células ou doenças no 
hospedeiro, plasmídeos não
� Por quê estudar fitovírus?
◦ Causam sérias perdas na produção de fibras e 
alimentos
◦ Excelentes modelos para biologia molecular
◦ Vetores para expressão de genes e síntese de 
proteínas de interesse comercial e médico em
plantas
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� Dimensão relativa em relação a outros 
fitopatógenos
Partículas são submicroscópicas
� Replicação
◦ Maquinaria da célula hospedeira
◦ Não ocorre fissão binária
◦ Variabilidade contínua
� Ácidos nucléicos
◦ RNA: > 90% de todos os vírus de plantas
◦ DNA: < 10%
◦ Fita dupla ou simples – ssRNA, ssDNA, dsRNA, 
dsDNA
◦ Um ou mais segmentos
◦ Vários genes
� Ácidos nucléicos
◦ Quando material genético consiste de mais de uma 
molécula:
� Cada uma em uma partícula separada (Ex. Comovirus)
� Todas em apenas uma partícula (Ex. Tospovirus)
� Ácidos nucléicos
◦ RNA
� Senso positivo - > (+)ssRNA
� Como mRNA (RNA mensageiro) – pronto para ser lido
� Senso negativo -> (-)ssRNA
� Precisa ser convertido em senso + antes de ser lido
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� Ácidos nucléicos � Nucleotídeo
� Nucleotídeo
◦ Açúcar: Pentose
� DNA e RNA
� Genomas◦ Variam muito de tamanho
� Codificam de 1 a 250 proteínas
� Vírus de plantas – entre 1 e 12 proteínas
� Funções na replicação, movimento célula a célula, 
estrutura viral, transmissão por invertebrados e 
fungos, supressão de sistemas defensivos
� Genomas
◦ Vírus passam por mudanças genéticas
� Mutações pontuais ocorrem com alta frequência
� Mudanças de nucleotídeos graças a erros no processo 
de cópia durante replicação
� Outros tipos de mudanças genéticas:
� Recombinação
� Rearranjo de pedaços do genoma
� Perda ou aquisição de material genético de vírus não 
relacionados ou do hospedeiro
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� Enzimas
◦ Especificadas pelo genoma ou presentes no 
hospedeiro
◦ Podem estar presentes na partícula viral
◦ A maioria está envolvida na síntese de ácidos 
nucléicos
� Ex.: RdRp: RNA-dependent-RNA-polimerase
� Enzimas
� Proteínas
◦ Capa protéica ou proteína do capsídeo (CP)
◦ Glicoproteínas
� Proteínas
◦ Funções da proteína do capsídeo (CP)
� Proteção do material genético
� Reconhecimento do hospedeiro
� Transmissão (interações vetor-vírus)
� Proteínas
◦ Características da CP
� Proteínas que envolvem o genoma viral
� Constituída por uma ou várias proteínas que formam 
subunidades denominadas capsômeros
� Proteínas
◦ Características da CP
� Essas proteínas são organizadas em camadas e 
padrões regularmente repetidos
� Simetria – helicoidal
� Simetria – icosaédrica (isométrica ou cúbica)
� Simetria - complexa
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� Proteínas
◦ Simetria helicoidal:
� Proteínas
◦ Simetria helicoidal
� Proteínas
◦ Simetria icosaédrica
� Proteínas
◦ Simetria icosaédrica
� Proteínas
◦ Simetria complexa
� Proteínas
◦ Simetria complexa
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� Proteínas
◦ Simetria complexa
� Proteínas
◦ Estruturais e Não-estruturais
� Estruturais (fazem parte da partícula): 
� Proteína do capsídeo
� Glicoproteínas
� Não-estruturais (proteínas envolvidas na replicação e 
infecção):
� Replicase, polimerase, proteína de movimento, protease(s) 
� Lipídios
◦ Envelope lipídico
� Alguns vírus
� Originário do hospedeiro
� Na maioria das vezes contém glicoproteínas
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Envelope (membrana lipídica)Ácido Nucléico
Nucleocapsídeo
Glicoproteínas
Nucleocapsídeo Glicoproteínas
Membrana lipídicaPolimerase
� Resumindo:
◦ Partícula composta por ácido nucléico, proteínas e, 
em alguns vírus, lipídios
� Ácido nucléico: RNA ou DNA, fita dupla ou simples, um 
ou mais segmentos, vários genes
� Proteínas: proteína do capsídeo, glicoproteínas
� Lipídios: Envelope
� Vírus de plantas
� Vírus da Gripe