Aula Vírus

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VÍRUS
	Os vírus foram diferenciados de outros agentes infecciosos por serem pequenos (filtráveis) e, por serem parasitas intracelulares obrigatórios
Definição de Vírus
	“Os vírus são entidades infecciosas não-celulares cujo genoma pode ser de DNA ou RNA. Replicam-se somente em células vivas, utilizando toda a maquinaria de biossíntese e produção de energia da célula para síntese e transferência de cópias do seu próprio genoma para outras células”.
(Pelczar; Chan; Kried, 1996)
O que é um vírus?
São parasitas intracelulares que por definição contém material genético próprio protegido por uma cobertura proteica. Alguns vírus ainda contém um envelope lipídico.
Capsídeo
DNA ou RNA
Envelope
Para a sua propagação os vírus dependem de uma célula eucariótica ou procariótica, que fornece a maquinaria total ou parcialmente para a síntese do material genético e esta cobertura viral.
Vírus
Célula Eucariótica
Núcleo
Propriedades de um vírus
 são agentes filtráveis
 são parasitas intracelulares obrigatórios
 são incapazes de produzir energia ou proteínas independentemente de uma célula hospedeira
multiplicam dentro de células vivas usando a maquinaria de síntese das células
Propriedades de um vírus
os genomas virais podem consistir em RNA ou DNA, mas não em ambos
 possuem uma cobertura protéica envolvendo o ácido nucléico – o capsídeo, que pode ser desnudo ou com envoltório
 os componentes virais são organizados e não sofrem replicação por “divisão”- induzem a síntese de estruturas especializadas capazes de transferir o ácido nucléico viral para outras células
Propriedades de um vírus
Estado extracelular:
vírus: partícula diminuta - ácido nucléico envolto por proteínas
 forma típica: partícula viral ou virion
metabolicamente inerte: não realiza funções de respiração ou biossíntese
vírion: estrutura
Propriedades de um vírus
Estado intracelular:
replicação viral:
	 produção de cópias do genoma viral
	 síntese dos componentes que formam o envoltório viral
	 dependência dos componentes estruturais e
	metabólicos da célula hospedeira
Propriedades de um vírus
Estado extracelular:
vírion: estrutura que transporta o genoma viral da célula em que foi produzido para outras células onde o ácido nucléico poderá ser introduzido
Estado intracelular
Propriedades de um vírus
Estado intracelular:
replicação viral:
produção de cópias do genoma viral
síntese dos componentes que formam o envoltório viral
dependência dos componentes estruturais e metabólicos da célula hospedeira
Dependência da célula hospedeira:
Replicação viral
Produção de energia
Síntese de Proteínas
Dependência da célula hospedeira:
Bacteriofagos ou Fagos:
Dependem totalmente da célula hospedeira 
Possuem menos de 10 genes
Outros
Menos dependentes da célula hospedeira
30 a 100 genes
Síntese de Proteínas
Dimensões dos vírus
(20 a 300nm até 14000nm)
Estrutura viral
Um virion é uma partícula viral completa
Um cerne de ácido nucléico envolvido por
uma capa protéica – capsídeo
Ácido nucléico DNA ou RNA fita simples fita dupla
 
Capsídeo Grupamento de proteínas virais (protômeros) com característica simétrica icosaédrica helicoidal
Estrutura viral
 As proteínas virais se agrupam 
 Conferem ao capsídeo uma estrutura simétrica 
 Normalmente icosaédrica ou helicoidal
 NA + capsídeo = Nucleocapsídeo
Capsídeo
Diagrama de um vírus poliédrico
Microfotografia do Mastadenovirus
Envelope
Diagrama de um vírus helicoidal envelopada
Microfotografia de um Influenzavirus A2
Morfologia Geral
Microscopia eletrônica - Cristalografia 
de raios X:
 Vírus Helicoidais
 Vírus Poliédricos
 Vírus Envelopados
 Vírus Complexos
Vírus helicoidais
Capsídeo com capsômeros arranjados em torno do ácido nucléico na forma de uma hélice
Microfotografia do Vírus Ebola
Diagrama de uma parte de um
Vírus helicoidal
Vírus poliédrico
Capsídeo cuja estrutura básica é um icosaedro – superfície constituída de 20 faces triangulares e 12 vértices
Diagrama de um vírus poliédrico
Microfotografia do Mastadenovirus
Diagrama de um vírus helicoidal envelopada – vírus da gripe Influenza
Vírus poliédrico envelopado – Vírus da Herpes – Simplexvírus
Vírus envelopados
O capsídeo é envolvido por um envelope lipoproteíco com espículas
Diagrama e microfotografia de um
bacteriófago T
Microfotografia do Vírus da varíola - Ortopoxvirus
Vírus Complexos
Genomas virais
DNA ou RNA : 
fita simples (fs)
fita dupla (fd)
dupla fita parcial (hepadnavírus)
 DNA e RNA : em diferentes estágios do ciclo de vida
Ex.: retrovírus – vírion contém genoma de RNA 
- replicação: intermediário de DNA
vírus da hepatite B - vírion contém genoma de DNA
replicação: intermediário de DNA
 Vírion: apenas 1 ácido nucléico (para qualquer tipo de vírus)
Classificação dos Vírus
Classificação por doença (falha ao nível de espécies)
Classificação por estrutura e modo de replicação (Baltimore)
 
Classificação hierárquica
Famílias
Poxyviridae
Herpesviridae
Parvoviridae
Retroviridae
Picornaviridae
Generos
Enterovírus (trato alimentar), exemplo de espécies: Poliovirus 1, 2 e 3.
Cardiovírus (neurotrópico), exemplo de espécie: Mengovírus 
Rhinovírus (região naso-faringeal), exemplo de espécie: Rhinovírus 1a
Hepatovírus (fígado), exemplo de espécie: Hepatíte A
Taxonomia de vírus
 Classificação antiga – Sintomatologia
 1966, Comitê Internacional de Taxonomia Viral
tipo de ácido nucléico
estratégia de replicação
Morfologia
de Ordem até Reino - ausência de classificação
 Família - viridae
 Gênero - virus
 Espécie viral
Propriedades de um vírus
 Infecção 
Quando um genoma viral é introduzido em uma célula hospedeira
o vírus redireciona a maquinaria preexistente e as funções metabólicas da célula hospedeira
favorecimento da replicação viral e montagem de novos vírus
diferentes células hospedeiras
Alguns vírus, doenças e respectivos vetores
Vírus
Vetor
Hospedeiro
Doença
Poliovírus
Água e comidas contaminadas com fezes humans
Homem
Infecções entéricas e poliomielíte
Encefalíte La Crosse
Mosquito
Homem, raposa, esquilo
Encefalíte viral humana
Hantavirus
Camundongos
Roedores
Doença hemorrágica respiratória aguda
HIV
Injeção de vírus em fluídos corpóreos
Homem
AIDS
Sarampo
Aerosol
Homem
Feridas com envolvimento neurológico
Febre Amarela
Mosquito
Macacos
Enjoo e Icterícia
Dengue
Mosquito
Primatas e mosquito
Doença hemorrágica leve a severa
Ebola
Desconhecido
Desconhecido
Febre hemorrágica
Hepatite A
Água e comidas contaminadas com fezes humans
Homem
Hepatite aguda
Hepatite B
Injeção direta no sangue
Homem
Hepatite crônica e carcinoma hepático
Hepatite C
Injeção direta no sangue
Homem
Hepatite crônica e aguda
Hepatite delta
Sangue e co-infecção com hepatite B
Homem
Hepatite aguda
Hepatite E
Água e comidas contaminadas com fezes humans
Hoemem
Hepatite suave exceto em mulheres grávidas
Raiva
Saliva de animal infectado
Vertebrados
Encefalite fatal
Herpes-simplex (HSV)
Saliva e outras secreções
Homem
Lesões de superfície com latência
Varicella-zooster
Aerosol
Homem
Feridas e latência
Influenza
Aerosol
Homem, vertebrados
Gripe
Varíola
Aerosol
Homem
Variola
Rinovírus
Aerosol
Homem
Resfriados
Adenovírus
Aerosol, saliva
Homem
Doenças respiratórias e gastrointestinais
Coronavírus
Aerosol
Homem
Resfriados
Vírus
Vetor
Hospedeiro
Doença
Rubéola
Aerosol
Hoemem
Feridas e involvimento neurológico do feto
Papiloma
Contato
Homem
Verrugas benignas, alguns com carcinoma
HTLV
Sangue
Homem
Leucemia
Epstein-Barr (EBV)
Saliva
Homem
Mononucleose infecciosa
Rotavirus
Homem
Gastroenteríte e diarréia infantial
Estomatite
Vertebrados
Lesões mucos oral
Parainfluenza
Buniavirus
Contato
Plantas
Necrosis de plantas e destruição de cultivares
Rabdovírus
Insetos por contato
Plantas
Necrosis de plantas e destruição de cultivares
Como os vírus se replicam e causam doenças?
Replicação dos vírus nas células
Interação do vírus com a superfície da célula e introdução do seu material genômico
Expressão de genes virais usando a maquinaria celular
Modificaçoes nas células para replicar o vírus
Formação de novas partículas virais
Liberação dos vírus
Doença
Estagios iniciais da infecção
Incubação e disseminação
Multiplicação do vírus (SINTOMAS)
Resposta imune
Transmissão
Morte x Cura x Latência
Como os vírus invadem o organismo?
Como os vírus invadem as células?
Estágios da infecção
Padrões de doenças virais em humanos
O individuo se recupera ou morre?
Após a recuperação, há sequelas?
O vírus permanece ou é eliminado?
Se o vírus permanece, ele ainda provoca sintomas? Quando?
Padrões de doenças:
Infeccções agudas:
Resfriados, infecções respiratórias e influenza, varíola
Infecções com sequelas:
Poliomielite, Rubeola (em gestantes)
Infecçoes persistentes:
Papilomas, Adenovirus, Herpes
Doenças secundárias
Leucemia (HTLV)
Doenças de longa incubação
HIV
Descoberta de vírus
A identificação molecular dos vírus ocorreu com a caracterização dos vírus bacterianos, ou seja os bacteriófagos.
No entanto, existem evidências de que as infecções virais já ocorria no Egito dos Faraós. Casos de poliomielite e papiloma foram descritos. 
Os vírus na civilização
Doenças virais sempre tiveram um impacto importante na história da humanidade.
Varíola está descrita na idade média e permaneceu devastadora até a segunda guerra mundial.
Episódios de gripe causaram a morte de milhões de pessoas entre 1918 e 1919.
Alguns vírus tem impacto social imprtante como Ebola, Dengue, Febre 
Amarela, Hantavirus e recentemente a SARS
De onde se originaram os vírus? 
Classifcação dos principais grupos de vírus humanos
Classificação de Baltimore
= via de transcrição do mRNA viral
mRNA
Genoma DNA dupla fita
Genoma DNA simples fita -
DNA dupla fita
Genoma DNA simples fita -
DNA dupla fita
Genoma RNA simples fita +
DNA dupla fita
DNA dupla fita
Genoma RNA simples fita -
Genoma RNA simples fita +
cRNA simples fita -
 
 RNA 
 SS 
 positivo 
nu 
Picornaviridae 
Caliciviridae 
envelopado 
Togaviridae 
Flaviviridae  
Coronaviridae 
 positivo mas transcrito reversamente
 envelopado
Retroviridae 
negativo, não-segmentado 
envelopado 
Paramyxoviridae
Rhabdoviridae
Filoviridae  
netativo, segmentado 
envelopado 
Orthomyxoviridae 
Bunyaviridae 
Arenaviridae 
 DS
N/A(segmentado) 
nu 
Reoviridae 
Birnaviridae
DNA  
 SS
 netativo (mais frequente)
 nu
Circoviridae 
Parvoviridae 
 DS 
N/A 
 nu
Papovaviridae 
Adenoviridae 
N/A 
 envelopado
Herpesviridae 
Poxviridae 
Iridoviridae
N/A, but with reverse transcriptase step in replication 
envelopado 
Hepadnaviridae 
Classificação dos vírus de acordo com o tipo de replicação
DNA viral
DNA
Progenie
Vírus Descendente
mRNA
Proteínas
prematuras
Proteínas
anteriores
Proteínas
posteriores
Classe I dupla fita DNA
Classe II simples fita DNA
DNA viral
Vírus Descendente
DNA dupla fita
mRNA
Proteínas Celulares
Proteínas 
Virais
mRNA
mRNA
Proteínas 
Virais
mRNA
RNA viral
Vírus Descendente
Enzimas do virion
Montagem do 
Vírus
Classe III dupla fita RNA 
Poliproteínas
RNA viral +
Vírus Descendente
Clivagem 
das Proteínas 
Classe IVa simples fita (+) RNA 
RNA viral -
Proteínas
Virais
RNA viral -
Vírus Descendente
Classe V simples fita (-) RNA 
RNA viral +
mRNA
Enzimas do virion
Proteínas
Não estruturais
RNA viral +
Vírus Descendente
Classe IVb simples fita (+) RNA 
RNA viral -
mRNA
Proteínas
estruturais
d/s DNA
mRNA
RNA viral
Vírus Descendente
Enzimas do virion
Classe VI simples fita RNA e DNA 
Proteínas 
Virais
Mecanismos de Replicação Viral
Como visualizar vírus:
Microscopia eletrônica por coloração negativa
Adenovírus
Papiloma
Herpes
Influenza
Critérios morfológicos para classificação de vírus
Assimetria helicoidal
Vírus do mosaico do tabaco (nú)
Sendai (paramixovírus) (envelopado)
Assimetria icosahédrica
Formada de 20 planos triangulares e 12 vértices
Modelo do adenovírus
Estrutura do capsídeo
Pouco se conhece sobre a estrutura de muitos capsídeos virais. O que é o capsídeo?
Estrutura 2D do HIV, um retrovírus
Esquema dos principais vírus
Estrutura e funcionamento dos principais vírus
Como detectar a presença e atividade de um vírus
Vírus?
Células
Placas formada pelos vírus
Título ou quantidade de vírus ativo