5 VÍRUS

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Biologia 
e Replicação 
de Vírus
Gabriela Frois Duarte
Aspecto histórico
• Doença do mosaico do tabaco
– Adolf Mayer 1886 – transmitida de uma planta para outra, 
mas não consegue isolar o agente etiológico
– Vírus (“veneno” em latim) 
– Wendell Stanley 1935 – isolamento do vírus do mosaio do 
tabaco (Prêmio Nobel de Química,1946) 
• Temi & Baltimore 1970 (retrovírus); 
Gallo & Mantagnier 1984 (HIV) ...
• Organismos vivos ou não-vivos?
– Não são considerados vivos porque são inertes fora das 
células
– São denominados funcionalmente ativos (dentro das 
células) ou inativos (fora das células)
Vírus – Características gerais
� Microorganismos mais numerosos
� Amplamente distribuídos na natureza
� 10-100x menores que bactérias (20-300 nm):
agentes filtráveis
� Parasitas intracelulares obrigatórios: elementos genéticos
que utilizam a maquinaria celular para se replicar
� Infecção de todos os organismos celulares
– Vírus de eucariotos e vírus de bactéria (bacteriófagos/fagos) 
– Altamente específicos 
– Reproduz somente dentro de uma célula metabolicamente 
ativa
– Depende do hospedeiro para replicação, geração de energia e 
síntese de proteínas
– Replicação independente do cromossomo da célula hospedeira
� Importantes ferramentas de engenharia genética 
(transferência de material genético entre células) 
�
Propriedades 
� Estado extracelular:
� Partícula diminuta
� tamanho (0,02 a 0,3 µm) 
� Vírus da varíola: diâmetro de 200 nm
� Vírus da poliomielite: 28 nm
� Estrutura: partícula viral ou vírion � Nucleocapsídeo Viral 
= ácido nucléico envolto por capsídeo proteíco
� metabolicamente inerte
� sem funções de respiração ou biossintéticas
� transporte do ácido nucléico viral 
� introdução em uma nova célula
Propriedades
� Estado intracelular:
� Processo de infecção nas células hospedeiras
� Ocorre a replicação viral
� Produção de novas cópias do genoma
� Síntese de componentes do envoltório viral
� Montagem de novos vírions
1) ácido nucléico
• DNA ou RNA
• Fita dupla ou única
– DNAfd, RNAfd, DNAfu, RNAfu
• Linear ou circular
• Inteiro ou segmentado
– Vírus influenza: 8RNAfu
• 3-4 genes (parvovírus, picornavírus) ou centenas de 
genes (herpesvirus, proxivírus) 
Morfologia e estrutura viral
Genomas Virais
� Dogma Central da biologia molecular (se aplica a todos os 
seres vivos, exceto vírus)
� “Informação genética flui do ácido nucléico para a proteína”
� O DNA é replicado / Sofre transcrição para formação do RNA 
mensageiro / o RNA mensageiro é traduzido nos ribossomos 
em proteínas.
� Os vírus são uma exceção que contraria o dogma central da 
biologia molecular - exemplo: o retrovírus, que é um vírus de RNA, 
tem uma enzima (transcriptase reversa) que permite a formação do 
DNA a partir do RNA do vírus; o DNA formado será então transcrito 
em RNA mensageiro, que será traduzido em proteína.
replicação
transcrição tradução
proteínaDNA mRNA
Taxonomia viral
� David Baltimore 1971: 
A classificação dos vírus é baseada no tipo 
de ácido nucleico e na replicação do genoma 
viral.
2) Capsídeo proteico viral (capa ou envoltório do vírus):
� O capsídeo do vírus é formado por subunidades
protéicas estruturais repetitivas � capsômeros
� unidade morfológica visualizada só ao microscópio
eletrônico
� Formado por proteínas virais agrupadas de forma
simétrica (ver simetria viral)
Morfologia e estrutura viral
Simetria viral 
� Simetria: maneira como as 
unidades morfológicas proteícas 
estão arranjadas no envoltório viral
� Helicoidal
- ex: vírus do mosaico do tabaco, 
TMV
- 2.130 unidades protéicas 
arranjadas 
em hélice
� Icosaédrica 
- ex: papilomavírus humano, HPV
- arranjo mais eficiente 
(menor no de unidades protéicas) 
capsômero
Capsídeo 
protéico
RNA 
helicoidal
DNA 
glicoproteínas
Vírus do mosaico 
do tabaco
Adenovírus 
Morfologia e estrutura viral
• 3) Envelope (pode existir ou não): 
– Em alguns vírus, o capsídeo é coberto por um envelope 
composto por proteínas, lipídeos e carboidratos
– Os lipídeos do envelope são derivados da 
célula hospedeira e as proteínas são codificadas 
pelo vírus
• Podem ou não apresentar espículas 
(projeções do envelope) que ajudam 
na fixação do vírus à célula
• Nos vírus não-envelopados o capsídeo 
promove o ancoramento do vírus 
à célula hospedeira
envelope
capsídeo
glicoproteínas
Influenzavírus
Tipos de partículas virais
� Vírus nus
� Vírus envelopados
� Vírus complexos:
Os vírus complexos tem partes 
com forma e simetria distintas
exemplo: os bacteriófagos, vírus 
que infectam especificamente 
bactérias, têm cabeça icosaédrica 
e cauda helicoidal 
cabeça
DNA
Cauda
Fibras 
Proteínas 
de ligação
Vírus nus Vírus envelopados
Vírus complexos
Isolamento, cultivo e identificação 
� Não se desenvolvem em meios 
de cultivo quimicamente 
definidos: devem estar 
obrigatoriamente associados 
com células vivas
� Cultivo de bacteriófagos
– Culturas bacterianas
• Meio sólido
• Meio líquido
Isolamento, cultivo e identificação 
� Cultivo de vírus animais
– animais
– ovos embrionados
– cultivos celulares
� Unidade infecciosa viral: 
Menor unidade capaz de provocar um efeito 
detectável, quando inoculada em um hospedeiro 
suscetível � determinação do número de unidades 
infecciosas por volume de fluido � medida da 
quantidade de vírus
Quantificação
� Ensaio de formação de placas de lise:
infecção em tapete de células confluentes � aparecimento 
de zona de lise ou de inibição de crescimento 
� áreas claras = placas de lise (um vírion) 
� A concentração ou título da suspensão viral é expressa 
como o número de unidades formadoras de placa (UFP)
Diluição seriada de fagos
Monocamada 
bacteriana
Placa 
fago fago
1/10 
fago
1/100 
fago
1/1000 
0,1 mL da 
diluição 
de fagos
espalha-
dos na 
placa 
de Petri 
� Desafios da replicação viral:
- Induzir a célula hospedeira viva a sintetizar todos os
componentes essenciais à produção de novas partículas
virais
- Componentes virais devem ser organizados em estruturas
apropriadas
- Os vírus completos devem escapar das células para
infectar outras células
� Duração de um ciclo completo de replicação viral:
� 20 - 60 min (muitos vírus bacterianos) 
� 8 - 40 h (maioria dos vírus de animais) 
Replicação Viral
� Etapas gerais da replicação (ex: vírus bacteriófago)
� 1. Ligação (adsorção) do vírion à célula hospedeira
� 2. Penetração (injeção) do ácido nucléico viral na 
célula
� 3. Síntese de ácidos nucléicos e de proteínas 
virais
� 4. Montagem das subunidades estruturais e 
empacotamento do ácido nucléico � formação de 
novas partículas virais
� 5. Liberação dos vírions maduros pela célula
Replicação Viral
1. Ligação
(adsorção) 
2. Penetração 
(injeção) 
3. Síntese 4. Montagem 5. Liberação 
Ciclo de 
replicação 
de um vírus 
bacteriano
Receptores 
de parede
celular
Proteínas de 
ancoramento
Lise celular
Multiplicação viral de vírus de 
eucariotos: Ligação (adsorção) 
� Interação vírus-hospedeiro: 
alta especificidade
� Presença na partícula viral 
de proteínas que interagem 
com receptores de superfície 
celular (proteínas, 
carboidratos, glicoproteínas, 
lipídeos e lipoproteínas)
Proteínas 
virais 
ligantes
Receptores 
Adsorção 
Ligação
� Receptores: 
�Determinam a suscetibilidade celular à infecção
� Alguns são comuns a muitos tipos celulares
�ex: receptor de influenzavírus � glicoproteína 
encontrada em hemácias e outras células
�Outros são mais específicos
�ex: receptor do vírus HIV� proteína CD4 
células do sistema imunológico
� Ausência do sítio receptor: não ocorre infecção
(adsorção impedida) 
�Receptor alterado: hospedeiro resistente
(podem surgir mutantes virais ou vírus usa outro receptor) 
Multiplicação viral de vírus de 
eucariotos: Penetração 
� Estratégias virais:
� 1. Vírus envelopados de animais: desnudado na 
membrana celular � vírus penetra por fusão com a 
membrana celular hospedeira
Proteínas de
ligação
Receptores celulares 
Interior 
da 
célula
Diversidade Viral: bacteriófagos 
� Bacteriófago virulento: T4
� Ciclo de replicação resulta na lise celular
� Bacteriófago temperado: Lambda
� Replicação conjunta com o DNA hospedeiro � estado 
integrado ao cromossoma celular = profago
DNA 
do fago Cromossomo 
bacteriano
Bactéria 
lisogênica 
Profago 
Divisão celular 
Ciclo 
lisogênico 
Lisogenia
DNA 
do 
fago
Profago
Bactéria
lisogênica
Excisão do genoma 
fágico do cromossomo 
bacteriano: indução do
ciclo lítico
lise
lise
Ciclo lítico
Ciclo
Lítico
DNA bacteriano
DNA 
do fago
Ocasionalmente durante
o empacotamento do fago, 
pedaços do DNA bacteriano
são empacotados no capsídeo
fágico. A célula doadora é lisada
e libera partículas fágicas 
contendo DNA bacteriano.
Fago carreando 
DNA bacteriano 
infecta uma 
nova célula 
hospedeira,
a célula 
receptora.
Pode ocorrer recombinação, 
produzindo uma célula com 
um genótipo diferente de 
ambas as células, doadora e 
receptora.
Célula receptora Célula recombinante
DNA doador 
bacteriano
DNA receptor 
bacteriano
DNA e proteínas do fago são 
produzidos e o cromossomo 
bacteriano é quebrado em 
pedaços. 
Um bateriófago infecta a 
célula bacteriana doadora.
DNA do 
fago
Célula doadora
Capsídeo protéico do fago
Cromossomo bacteriano
TRANSDUÇÃO: Transferência de DNA entre duas células mediada por vírus
– Podem conferir novas propriedades às células hospedeiras
o Transmissíveis 
o danosas ou benéficas