Micro - virus 2

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Aula 07 – VÍRUS 1
CORPÚSCULOS DE INCLUSÃO
Antes que fosse possível estudar a morfologia
dos vírus no microscópio eletrônico, os
pesquisadores tinham observado estruturas
intracelulares (corpúsculos de inclusão) associados
às infecções por vírus. Esses, são partículas
arredondadas no citoplasma ou núcleo de células
infectadas por vírus. Sabe-se atualmente, que estes
corpúsculos representam agregados ou colônias de
vírus, contendo subunidades virais imaturas e vírus
inteiros. Podem ser:
- Citoplasmáticos: varíola (Corpúsculo de
GUARNIERE), raiva (Corpúsculo de NEGRI).
- Nucleares: varicela, herpes, etc.
Podem ser encontradas inclusões citoplasmáticas e
nucleares, na mesma célula, em casos de infecções
múltiplas.
VIRÓIDES, VIRUSÓIDES E PRIONS
Mais recentemente foram descobertos outros três elementos responsáveis
por doenças em plantas, animais e seres humanos, de constituição ainda mais
simples: os viróides, compostos apenas por RNA; os virusóides, constituídos
por uma molécula de RNA envolta por uma estrutura protéica; e os prions,
que são de natureza protéica.
Estes elementos têm sido estudados dentro da virologia devido não só a
semelhanças de composição e estrutura (viróides e virusóides), mas também
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por serem agentes de doenças que, até então, haviam sido consideradas
decorrentes de ação viral (viróide, virusóides e prions).
VIRÓIDES
Foram tentativas de identificação de uma doença da batata, supostamente
de natureza viral, que levaram à descoberta de que o elemento responsável por
aquela patologia vegetal não era mais do que RNA livre de dimensões muito
inferiores às dos menores genomas virais (P.M. +/- 1,3 x105) e que por si só,
sem participação de um vírus auxiliar, era capaz de duplicar-se em células
suscetíveis. Os viróides são partículas de RNA, destituídas de proteínas que,
até o presente momento, só foram encontradas em plantas. No entanto
considerando-se os princípios unificadores da biologia, é muito provável que
venham a ser descobertos também no reino animal.
Quanto a origem dos viróides, há diversas teorias. É possível que os
viróides tenham surgido (uma das teorias) do material genético do hospedeiro
por circulação de determinadas seqüências do genoma celular, conhecidas por
íntrons, que teriam escapado à degradação enzimática e adquirido uma
individualidade estável. São moléculas circulares, de fita simples, compostas
de 240-370 nucleotídeos e intimamente associadas aos nucléolos das células
infectadas, formando complexos com determinadas proteínas destas estruturas
nucleares (histonas). Desconhece-se o mecanismo pelo qual os viróides
ocasionam, nas plantas infectadas, as alterações macroscópicas típicas
observadas em certas espécies. A principal característica que distingue os
virusóides dos vírus é a presença de RNA de fita simples como único
componente. A transmissão dos viróides é semelhante à do vírus: inoculação
mecânica, propagação através de sementes e pólen, quanto a transmissão por
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insetos e nematóides que são da maior importância na disseminação dos vírus,
não foram confirmados na transmissão de viróides.
 VIRUSÓIDES
 Existe um segundo grupo de elementos constituídos de RNA de fita
simples associado a doenças de plantas, que difere dos viróides por duas
características básicas: sua multiplicação depende da presença de um vírus
auxiliar e seu genoma está encapsidado em uma estrutura protéica codificada
por aquele. Todavia possuem também características comuns aos viróides,
como o RNA circular com 340-328 nucleotídeos. Estes elementos receberam a
denominação de virusóides.
PRIONS 
Pequenas partículas infecciosas protéicas, resistem a inativação por
processos que alteram os ácidos nucléicos. Estes parecem não estar presentes,
todavia ainda não foi descartada a possibilidade de, no interior do prion,
existir um oligonucleotídeo. De qualquer modo, mesmo que tal complexo
exista, não há a condições para a codificação da proteína, o que é certamente
um caráter que distingue os prions dos vírus.
O termo prion deriva das palavras proteínico e infeccioso, por ter sido uma
proteína a primeira macromolécula a ser identificada no agente infeccioso de
uma doença que acomete ovinos e caprinos, conhecida pelo nome scrapie.
Os prions parecem constituir, assim, uma exceção ao princípio biológico
fundamental de que os ácidos nucléicos seriam os elementos mínimos de
caracterização da identidade e vitalidade dos seres. Algumas hipóteses foram
formuladas para explicar o processo de multiplicação dos prions: uma delas
considera que os prions são verdadeiros vírus de genoma RNA ou DNA; outra
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considera que a proteína dos prions é codificada pelo genoma do hospedeiro;
finalmente, uma terceira hipótese admite que é possível violar o dogma
fundamental da biologia molecular, aceitando-se que a proteína de prion (PrP)
poderia servir de molde para sua própria síntese, ou, por tradução reversa,
poderia gerar um ácido nucléico, usando a seqüência de seus aminoácidos.
Conhece-se atualmente algumas doenças cuja etiologia está relacionada
com prions e que podem ser geneticamente designadas por encefalopatias
espongiformes subagudas transmissíveis, ou doenças ocasionadas por vírus
“lentos”não-convencionais.
Doenças que atingem animais:
• Scrapie: ovinos e caprinos
• Encefalopatia espongiforme bovina (BSE-Bovine
Spongiform Encephalopathy): Doença da vaca louca
Doenças que atingem o homem:
• Doença de Creutzfeld-Jacob (CJD).
• Insônia Familiar Fatal (FFI-Fatal familial Insomnia).
• Kuru - doença que atinge o homem, causada provavelmente por um prion é
transmitida por canibalismo ( em tribos Fore da Nova Guiné).
Todos esses quadros clínicos têm características comuns, como
localização no sistem nervoso, período de incubação prolongado, de vários
meses até décadas, e evolução clínica fatal.
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CULTIVO DOS VÍRUS:
1) Inoculação em animal sensível. Ex. raiva, cão.
2) Cultivo em ovos embrionados (galinha ou pata) na cavidade alantóide, na
cavidade amniótica e no saco vitelínico. Utilizado principalmente para
produção de vacina, porque é um método barato e bem estabelecido.
3) Cultivo em células - tecidos. Culturas de células primárias ou de linhagem
contínua (carcinoma uterino humano).
RECONHECIMENTO MOLECULAR
• Moléculas biológicas, interagem pelo reconhecimento e ligação com
outra célula de uma maneira específica.
• Receptores/Sítios de ligação (estão presentes na célula) e Ligantes
(presentes no vírus).
• Os vírus, infectam células hospedeiras específicas, reproduzem-se e
infectam outras células (Ex. o bacteriófago lamba ataca apenas células que
contêm açucar maltose).
O ciclo geral de todos os vírus é exemplificado pelo ciclo dos
bacteriófagos. A base principal da infecção viral de uma dada célula é que se
uma superfície celular contiver receptor para que o vírus "ancore", este pode
ligar-se.
BACTERIÓFAGO:
1. Cabeça: Onde está contido o cerne de ácido nucléico (DNA na maioria
dos bacteriófagos, alguns possuem RNA) e um capsídio proteíco.
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2. Cauda: Tubular oco, com uma bainha de filamentos espiralados de
proteína contrátil e uma placa basal a qual se ligam prolongamento
(fibras da cauda).
3. Fibras da cauda: Saem da placa basal e nestas fibras, existem regiões
protéicas específicas de ligação (ancoragem) do bacteriófago com a
células hospedeira.
Figura 1: Bacteriófago T4. Este é um dos vírus mais complexos, sendo um
fago de E. coli e tem sido o tipo de bacteriófago mais estudado.
MECANISMO DE INFECÇÃO DO VÍRUS:
Para fins didáticos o mecanismo de infecção dos vírus é dividido
basicamente em 5 etapas:
1) Adsorção - ligação do vírus com a célula hospedeira.
2) Penetração e Desnudamento - Injeção do ácido nucléico dentro docitoplasma.
3) Período de Eclipse: Não há qualquer evidência de multiplicação.
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4) Replicação e Biossíntese – Multiplicação e dos componentes virais.
4.1)Ciclo de vida dos fagos:
 4.1.1 - Ciclo Lítico
 4.1.2 - Ciclo Lisogênico
5) Liberação - do vírus completo da célula hospedeira
MECANISMO DE INFECÇÃO FÁGICA (Bacteriófago):
Adsorção (Ancoragem) e Penetração.
O fago liga-se aos sítios dos receptores celulares do hospedeiro via
proteínas localizadas no final das fibras da cauda. Uma vez ligado à célula,
uma enzima viral da cauda perfura a parede celular, e a cauda penetra
injetando o DNA dentro do citoplasma.
No caso do fago o envoltório protéico fica do lado de fora, mas com
células eucarióticas o vírus todo pode penetrar no citoplasma.
Figura 2: Adsorção e injeção do material genético dentro da bactéria
Síntese de Componentes Virais.
Uma vez dentro da célula hospedeira, o genoma viral aproveita o
metabolismo do hospedeiro, convertendo-o inteiramente para seus próprios
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fins. O ácido nucleico viral é transcrito e tranduzido e as várias proteínas
virais, enzimas ou componentes estruturais, também são sintetizados para os
novos vírus. Em muitos fagos o ciclo do vírus do início da infecção a lise
leva apenas 20 a 40 minutos.
Maturação e liberação do fago
 Os vários componentes virais são REUNIDOS formando novos fagos.
O processo é ORDENADO de forma que cada componente seja adicionado na
seqüência correta. Enzimas são produzidas causando lise da célula (ciclo
lítico) e liberando novos vírus no ambiente.
Figura 3: Final da multiplicação dos vírus leva a lise celular no ciclo lítico
Ciclo Lisogênico
No ciclo lisogênico não ocorre lise celular. O DNA do vírus se
incorpora ao DNA do hospedeiro tornando-se um gene no cromossoma
bacteriano como profago. Este é transmitido a sucessivas gerações junto com
o material genético da bactéria.
As vezes, o DNA do profago é removido do cromossomo que entra no
ciclo lítico.
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CICLO DE VIDA DOS VÍRUS EUCARIÓTICOS
Os ciclos de vida dos vírus envelopados, pode ser por fusão do envelope
com a membrana citoplasmática e conseqüente infecção da célula. Outros
vírus envelopados podem ser endocitados com formação de vesícula dentro da
célula e esta vesícula por sua vez funde-se a carioteca liberando o material
genético do vírus para o núcleo da célula, para que ocorra a multiplicação
viral. E a maioria daqueles vírus denominados não envelopados (vírus nus),
penetra nas células também por endocitose com formação de vesículas.
Figura 4: Ligação do vírus e célula via ligantes e receptor, respectivamente com
conseqüente fusão do envelope com a membrana citoplasmática
Figura 5: Maturação e liberação do vírus pela membrana citoplasmática. Esta figura
mostra um novo vírus envelopado adquirindo o envelope da membrana da célula
hospedeira. Note a inclusão de proteínas no envelope.
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VÍRUS E TUMORES
É possível demonstrar a ocorrência de alterações dos ácidos nucléicos,
tanto in vivo como in vitro, pela interação de compostos hidrocarbonados
policíclicos aromáticos e vírus não-tumorais (influenza e enterovírus), no
entanto estas observações não nos permitem concluir o possível papel destes
vírus na carcinogênese.
Câncer – é o resultado da proliferação de uma célula ou clone de células
que escapam, por causas múltiplas, ao controle normal.
A verdadeira anomalia que ocorre no processo neoplásico não incide na
forma de crescer ou de divisão celular da célula, mas na perda dos
mecanismos de auto–regulação da reprodução celular por modificação
qualitativa do DNA celular.
A perda dos mecanismos de auto – regulação da reprodução celular pode
ser desenvolvida, tanto pela ação do vírus DNA, quanto do vírus RNA.
No caso do vírus DNA numa infecção celular pode resultar em interação
lítica (crescimento vegetativo das partículas virais com lise celular) ou a uma
interação latente (incorporação direta do DNA viral ao genoma celular com
transformação maligna da célula), predominando um ou outro processo. De
um modo geral, os vírus DNA, dificilmente são isoláveis dos tumores que
ocasionam.
A ação dos vírus tumorais RNA podem levar a interação lítica, interação
latente (com aparecimento de partículas virais), interação integrativa
(crescimento do vírus, sem lise celular e sem evidenciação de partículas virais,
mas com expressão dos antígenos da cápside).
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Para que o genoma viral seja integrado ao genoma celular, com
transformação maligna, são necessários dois processos preliminares, um deles
desencadeado por uma DNA polimerase RNA-dependente (transcriptase
reversa), que transcreve RNA em DNA complementar simples DNAc) e o
outro, por uma DNA polimerase DNA-dependente que duplica o DNA
complementar (provírus) possibilitando sua incorporação ao genoma celular.
Os vírus RNA podem ser obtidos, com facilidade, da maioria dos tumores que
ocasionam. Não são conhecidos os processos que levam o provírus a operar a
transformação maligna da célula.
Sabe-se que alguns retrovírus possuem a capacidade de ocasionar em
poucas semanas o aparecimento de tumores malignos em animais de
laboratório enquanto que outros retrovírus demoram meses a anos. Os
retrovírus possuem três genes essencais a sua multiplicação: o gene “gag”,
grupo específico, que codofica as proteínas da nucleocápside, o gene “pol”,
que codifica a transcriptase reversa e o gene “env”, que codifica as proteínas
do envoltório viral. Existem retrovírus que além desses genes possuem um
gene com a capacidade de transformação maligna das células infectadas, este é
o oncogene, ou gene “V-onc”. Os oncogenes são genes com potencial
tumorigênico e foram inicialmente descritos nos retrovírus, embora não sejam
de sua exclusiva propriedade. Conhecem-se 29 -“V-onc”, a maioria dos quais
codifica proteína-cinase, ou enzimas de fosforilação.
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Figura 6: Mostrando os 3 genes principais de um vírus o oncogene
Segmentos integrados ao genoma
celular
gag pol env V-onc
ggaagg ppooll eennvv VV--oonncc
gag pol env V-onc
ggaagg ppooll eennvv VV--oonncc
ggaagg ppooll eennvv VV--oonncc
ggaagg ppooll eennvv VV--oonncc
 ggaagg ppooll eennvv VV--oonncc
ds RNA vírus (sarcoma de
Rous)
síntese de cDNA pela
transcriptase reversa
DNA fita dupla
Integração da cópia do
genoma viral (provírus) ao
genoma da célula
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QUESTÕES:
1- Como você define prion? Diferencie este de vírus, viróide e virusóide de
forma sucinta, dando exemplos de doenças que estes elementos acometem.
2 – Enumere as teorias sobre a multiplicação dos prions.
3 - O que diferencia um vírus encapsulado de um não encapsulado.
4 - Descreva um tipo de bacteriófago e cite em qual dos grupos anteriores,
estes fagos estão englobados?
5- O que faz um vírus ter a capacidade de desenvolver câncer?
6- Descreva os vírus oncogênicos. Dê exemplos de doenças malignas.