VÍRUS LC

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VÍRUS
MICROBIOLOGIA FLORESTAL
Profª LÚCIA DE FATIMA DE CARVALHO CHAVES
DCFL/UFRPE
VÍRUS (http://pt.wikipedia.org/wiki/V%C3%ADrus) 09/09/2011
1. INTRODUÇÃO
 Origem do latim virus = “veneno” ou “toxina”;
 Pequenos agentes infecciosos → 20-300 ηm de diâmetro –
SUBMICROSCÓPICAS;
 Genoma constituído de uma ou várias moléculas de ácido nucléico 
(DNA ou RNA);
 não são considerados organismos, pois não possuem organelas ou 
ribosssomos, e não apresentam todo o potencial bioquímico 
(enzimas) necessário à produção de sua própria energia 
metabólica;
 são considerados parasitas intracelulares obrigatórios → 
dependem de células para se reproduzirem
 são incapazes de crescer em tamanho e de se dividir
 obtêm: aminoácidos e nucleotídeos / maquinaria de síntese de 
proteínas (ribossomos) e energia metabólica (ATP) da célula 
hospedeira
VÍRUS
 representam a maior diversidade biológica do planeta, 
sendo mais diversos que bactérias, plantas, fungos e 
animais juntos;
 são capazes de infectar seres vivos de todos os domínios
(Eukaria, Archaea e Bacteria);
 dentro da célula, a capacidade de replicação dos vírus é 
surpreendente – um único vírus é capaz de produzir, em
poucas horas, milhares de novos vírus;
 Fora do ambiente intracelular, os vírus são inertes.
A ORIGEM DOS VÍRUS
EVOLUÇÃO QUÍMICA
“Os vírus podem representar micróbios extremamente 
reduzidos, formas primordiais de vida que apareceram 
separadamente na sopa primordial que deu origem às 
primeiras células”. 
Com base nisto, as diferentes variedades de vírus teriam 
tido origens diversas e independentes.
No entanto, esta hipótese tem pouca aceitação.
A ORIGEM DOS VÍRUS
EVOLUÇÃO RETRÓGRADA
“Os vírus teriam se originado a partir de 
microrganismos parasitas intracelulares que ao 
longo do tempo perderam partes do genoma 
responsáveis pela codificação de proteínas 
envolvidas em processos metabólicos essenciais, 
mantendo-se apenas os genes que garantiriam aos 
vírus sua identidade e capacidade de replicação”.
A ORIGEM DOS VÍRUS
DNA AUTO-REPLICANTE
Os vírus originaram-se a partir de sequências 
de DNA auto-replicantes (plasmídeos e 
transposons) que assumiram uma função 
parasita para sobreviverem na natureza.
Obs.: Um transposão, também 
chamado elemento de 
transposição ou transpóson,1 é uma 
sequência de ácido 
desoxirribonucleico capaz de se 
movimentar de uma região para outra 
em um genoma de uma célula.
A ORIGEM DOS VÍRUS
ORIGEM CELULAR
Os vírus podem ser derivados de componentes de células de 
seus próprios hospedeiros que se tornaram autônomos, 
comportando-se como genes que passaram a existir 
independentemente da célula. 
Algumas regiões do genoma de certos vírus se assemelham 
a sequências de genes celulares que codificam proteínas 
funcionais. 
Esta hipótese é apontada como a mais provável para explicar 
a origem dos vírus.
TAXONOMIA VIRAL
2. CLASSIFICAÇÃO TAXONÔMICA DOS VÍRUS
 Vírus não são agrupados em domínio, reino, filos ou classes;
 a estrutura geral da taxonomia dos vírus:
Ordem (-virales) 
Família (-viridae) 
Subfamília (-virinae) 
Gênero (-virus) 
Espécie
TAXONOMIA VIRAL
 a nomenclatura de espécies não possui um padrão universal;
 cada ramo da virologia – vegetal, animal, bacteriana, médica –
adota um padrão de nomenclatura específico;
 Espécies de vírus de plantas normalmente apresentam nomes 
que fazem referência a planta hospedeira e a característica do 
sintoma causado pela infecção (Ex. Vírus do mosaico do 
tabaco);
 Espécies de vírus de bactérias (bacteriófagos) podem ser 
denominadas como "fago" seguido de uma letra grega (Ex. 
Fago λ) ou código alfanumérico (Ex. Fago T7);
 Vírus que infectam vertebrados podem receber nomes:
 em alusão à espécie hospedeira de origem: Ex. Papillomavírus Bovino;
 ao local de origem do vírus (Ex. Vírus Ebola, do rio Ébola, no Congo);
 à doença causada pelo vírus (Ex. Vírus da Imunodeficiência Humana – HIV)
Eletromicrografia de vírions de Influenzavirus (H1N1) 
(família: Orthomyxoviridae)
CLASSIFICAÇÃO DE BALTIMORE
 criada por David Baltimore;
 ordena os vírus em sete grupos, com base na característica do 
genoma viral e na forma como este é transcrito a mRNA:
 Grupo I: Vírus DNA dupla fita (dsDNA)
 Grupo II: Vírus DNA fita simples (ssDNA)
 Grupo III: Vírus RNA dupla fita (dsRNA)
 Grupo IV: Vírus RNA fita simples senso positivo ((+)ssRNA)
 Grupo V: Vírus RNA fita simples senso negativo ((-)ssRNA)
 Grupo VI: Vírus RNA com transcrição reversa (ssRNA-RT)
 Grupo VII: Vírus DNA com transcrição reversa (dsDNA-RT)
Esquema da transcrição do genoma viral dos sete
grupos segundo a classificação de Baltimore
Senso positivo – atua 
como mRNA funcional no 
interior das células 
infectadas
Senso negativo – serve 
de molde para uma RNA-
polimerase transcrevê-lo 
dando origem a um 
mRNA funcional
GENOMA VIRAL
 A quantidade de material genético viral é menor que a 
da maioria das células;
 O peso molecular do genoma dos vírus de DNA varia de 
1,5 × 106 a 200 × 106 Da. 
 O peso molecular do genoma dos vírus de RNA varia de 
2 × 106 a 15 × 106 Da. 
 No genoma dos vírus estão contidas todas as 
informações genéticas necessárias para programar as 
células hospedeiras, induzindo-as a sintetizar todas as 
macromoléculas essenciais à replicação do vírus.
DIVERSIDADE DOS GENOMAS VIRAIS
PROPRIEDADES PARÂMETROS
Ácido nucleico
 DNA
 RNA
 DNA/RNA (ambos)
Forma
 Linear
 Circular
 Segmentada
Estrutura
 Fita simples
 Fita dupla
 Fita dupla com regiões fita 
simples
Sentido
 Senso positivo (+)
 Senso negativo (−)
 Ambisenso (+/−)
ESTRUTURA VIRAL
 PARTÍCULA VIRAL → agregado de moléculas mantidas unidas por forças 
secundárias, formando uma estrutura de conformação definida.
 Uma partícula viral completa é denominada vírion → constituído por 
diversos componentes estruturais:
 Ácido nucléico: molécula de DNA ou RNA – constitui o genoma viral.
 Capsídeo: envoltório protéico que envolve o material genético dos vírus.
 Nucleocapsídeo: estrutura formada pelo capsídeo associado ao ácido 
nucléico que ele engloba
 Capsômeros: subunidades proteícas (monômeros) que agregadas 
constituem o capsídeo.
 Envelope: membrana rica em lipídios que envolve a partícula viral 
externamente. Deriva de estruturas celulares, como membrana plasmática 
e organelas.
 Peplômeros (espículas): estruturas proeminentes, geralmente constituídas 
de glicoproteínas e lipídios, que são encontradas ancoradas ao envelope, 
expostas na superfície.
MORFOLOGIAS VIRAIS
 entre os mais comuns
 possuem genomas constituídos por
dsDNA, ssDNA, dsRNA ou (+)ssRNA
 capazes de infectar organismos de 
todos os grupos de seres vivos, com 
exceção de Archaea
 possuem diâmetro que varia de 18 a 
60 ηm
 menores vírus conhecidos
VÍRUS ICOSAÉDRICO
NÃO-ENVELOPADO
MORFOLOGIAS VIRAIS
VÍRUS ICOSAÉDRICO ENVELOPADO
 material genético formado por 
dsDNA, dsRNA, ou (+)ssRNA 
 diâmetro que varia de 42 a 200 
ηm
 são pouco comuns entre os 
vírus de animais, sendo 
observados principalmente nas 
famílias Arteriviridae, 
Flaviviridae, Herpesviridae ou 
Togaviridae
 Nenhum vírus de plantas 
conhecido possui esta 
estrutura de partícula viral
MORFOLOGIAS VIRAIS
 são mais comuns entre vírus que 
infectam plantas
 possuem genoma de ssRNA
 morfologia do vírus do mosaico do 
tabaco (TMV), um dos objetos de estudo 
mais clássicos da virologia, sendo o 
primeiro vírus a ser descoberto
 as famílias Inoviridae (ssDNA) e 
Rudiviridae (dsDNA), que infectambactérias e archaea, respectivamente, 
também possuem esta morfologia
 têm estrutura em forma de bastão rígido 
ou de filamento sinuoso 
 comprimento varia de 46 ηm (para 
bastões) a 2200 ηm (em partículas 
filamentosas)
PARTÍCULA VIRAL
HELICOIDAL NÃO-
ENVELOPADA
MORFOLOGIAS VIRAIS
 encontrada principalmente entre 
vírus (-)ssRNA
 muitos agentes etiológicos de 
doenças humanas conhecidas, 
como: 
 sarampo (Paramyxoviridae)
 gripe (Orthomyxoviridae)
 raiva (Rhabdoviridae)
 ebola (Filoviridae)
 Podem conter material genético 
composto por dsDNA e 
(+)ssRNA
 possuem comprimento variando 
de 60 a 1950 ηm
 podem apresentar formato 
esférico, filamentoso ou de "bala 
de revólver"
PARTÍCULA VIRAL
HELICOIDAL ENVELOPADA
MORFOLOGIAS VIRAIS
 Composição dos fagos "cabeça" 
(capsídeo) de simetria icosaédrica, 
isométrica ou alongada (50 - 110 ηm de 
diâmetro)
 uma “cauda” helicoidal, que pode ser: 
 longa e contrátil (Myoviridae: 80 - 455 ηm), 
 longa não-contrátil (Siphoviridae: 65 - 570 
ηm) 
 curta não-contrátil (Podoviridae: 17 ηm). 
 Na extremidade da cauda – fibras 
protéicas que medeiam o contato vírus-
célula.
 Fagos infectam exclusivamente bactérias 
ou archaea
 todos possuem genoma constituído por 
dsDNA
VÍRUS BACTERIÓFAGOS
OU FAGOS
MORFOLOGIAS VIRAIS
CICLO DE REPLICAÇÃO VIRAL
VÍRUS são parasitas intracelulares obrigatórios;
necessitam do ambiente intracelular de um 
organismo vivo para se reproduzir; 
ao processo de reprodução de um vírus dá-se 
o nome de replicação viral; 
duração do ciclo de replicação viral varia 
entre as diversas famílias de vírus, podendo 
levar poucas horas ou até dias;
etapas envolvidas num ciclo de replicação 
viral animais
A REPLICAÇÃO pode ser dividida em 7 etapas:
Visão geral de um ciclo de replicação viral 
hipotético: 
1. Adsorção; 
2. Entrada; 
3. Desnudamento; 
4. Transcrição e transdução; 
5. Replicação do genoma; 
6. Montagem; 
7. Liberação.
ETAPAS DA REPLICAÇÃO VIRAL
1. ADSORÇÃO DO VÍRUS À CÉLULA
ligação do vírion a uma célula suscetível
interação entre proteínas virais, presentes no 
envelope ou no capsídeo, e receptores
celulares que se encontram ancorados a 
membrana plasmática, expostos ao ambiente
extracelular
Receptores → proteínas ou carboidratos
presentes em glicoproteínas e glicolipídios.
ETAPAS DA REPLICAÇÃO VIRAL
2. ENTRADA NO CITOSOL
cada vírus utiliza um mecanismo particular. 
Endocitose / Fusão / Translocação
2.1. ENDOCITOSE
Endocitose e lise da 
membrana endossomal
Endocitose com 
injeção do genoma 
no citosol
Endocitose seguida por 
fusão de membranas
ETAPAS DA REPLICAÇÃO VIRAL
2.2. FUSÃO
Executado apenas por vírus envelopados – o nucleocapsídeo é liberado
no interior da célula mediante a fusão entre o envelope viral e a 
membrana celular. 
Entrada por fusão de membranas
ETAPAS DA REPLICAÇÃO VIRAL
2.3. TRANSLOCAÇÃO
por meio da ação de uma proteína receptora, o vírion pode atravessar a 
membrana por meio de translocação, do ambiente extracelular para o 
citosol. Mecanismo é raro e pouco entendido.
Entrada por 
translocação
ETAPAS DA REPLICAÇÃO VIRAL
3. Desnudamento do ácido nucléico
Liberação e exposição do material genético do vírus no ambiente
celular
Para que o genoma viral possa ser transcrito, traduzido, e replicado
O sítio celular de desnudamento é bastante variável entre as 
diversas famílias de vírus, podendo ocorrer:
• no citosol (e.g. Togavírus), 
• no interior do endossomo (e.g. Picornavírus), 
• nos poros nucleares (e.g. Adenovírus, Herpesvírus), 
• no interior do núcleo (e.g. Parvovírus, Polyomavírus), 
• ou simplesmente pode não ocorrer (e.g. Reovírus, Poxvírus).
ETAPAS DA REPLICAÇÃO VIRAL
4. TRANSCRIÇÃO E TRADUÇÃO DA INFORMAÇÃO GENÉTICA
4.1 SÍNTESE DE MRNA
o Sistema de Classificação de Baltimore foi criado com base 
nos diferentes mecanismos de transcrição que os vírus
adotam para sintetizar mRNA, a partir de seus variados tipos
de informação genética.
Diante desta complexidade de características, as estratégias
de transcrição do genoma viral são tão variadas quanto os
mecanismos de entrada, e podem envolver mais de uma
etapa, as quais levam à conversão da informação genética
viral em mRNA.
ETAPAS DA REPLICAÇÃO VIRAL
4.2. SÍNTESE DE PROTEÍNAS
As proteínas virais são sintetizadas pela maquinaria celular 
(ribossomos, tRNAs). 
O processo de tradução ocorre no citosol, em ribossomos livres ou 
associados ao retículo endoplasmático. 
Algumas das proteínas sintetizadas em ribossomos livres são 
transportadas para o núcleo. 
O destino final de muitas destas proteínas é a membrana celular, onde 
estas se concentram em regiões específicas. 
Em estágios finais da infecção, estas farão parte do envelope de 
partículas virais que sairão por brotamento nessas regiões.
ETAPAS DA REPLICAÇÃO VIRAL
5. REPLICAÇÃO DO GENOMA VIRAL
 Na maioria dos casos, o genoma é replicado no mesmo local onde 
ocorre a transcrição do material genético do vírus, isto é, no citoplasma 
ou no núcleo.
 Assim como ocorre na transcrição, o processo de replicação de genomas 
virais envolve a participação de polimerases. 
 Em geral, moléculas de DNA são sintetizadas a partir de outras 
moléculas de DNA (DNA → DNA), e o mesmo acontece com moléculas 
de RNA (RNA → RNA). 
 A exceção a esta regra fica por conta dos vírus que realizam transcrição 
reversa. 
 Membros do grupo VI (ssRNA-RT) replicam o seu genoma a partir de um 
intermediário de DNA (RNA → DNA → RNA). 
 Já os membros do grupo VII (dsDNA-RT) replicam o seu genoma a partir 
de um intermediário de RNA (DNA → RNA → DNA)
ETAPAS DA REPLICAÇÃO VIRAL
6. MONTAGEM DO VÍRION
• Corresponde ao processo de formação das partículas virais infectivas
(vírions).
• As proteínas estruturais sintetizadas em etapas anteriores se associam 
para constituir o capsídeo.
• O sítio de montagem dos capsídeos depende do local de replicação viral 
na célula, e varia entre as diversas famílias de vírus.
• O procedimento de montagem de vírus não-envelopados se resume a 
formação dos nucleocapsídeos, enquanto que para vírus envelopados a 
montagem só se finaliza depois da aquisição do envelope viral. 
• A membrana lipídica do envelope se origina a partir de estruturas 
celulares, como: membrana plasmática e compartimentos membranosos 
intracelulares (complexo de Golgi, retículo endoplasmático, núcleo).
ETAPAS DA REPLICAÇÃO VIRAL
7. LIBERAÇÃO DE NOVAS PARTÍCULAS VIRAIS
 A liberação dos vírions do citosol pode se dar por lise celular ou brotamento. 
 A liberação por lise celular é mais comum aos vírus não-envelopados, e ocorre 
quando a membrana plasmática da célula infectada se rompe, levando-a 
morte celular. 
 O brotamento é um mecanismo de liberação que pode provocar pouco ou 
nenhum prejuízo à célula.
 Vírus que obtém envelope a partir da membrana plasmática saem da célula 
por meio de brotamento direto do nucleocapsídeo em contato com a face 
interna da membrana, em regiões específicas, onde se localizam as 
glicoproteínas virais sintetizadas em momentos prévios da infecção. 
 Vírus com envelope originado de compartimentos intracelulares (organelas) 
são liberados da célula por meio de vesículas que se fundem com a 
membrana plasmática. 
 Após a liberação, quando os vírions se encontram no meio extracelular, a 
maioria deles permanece inerte até que outra célula hospedeira seja infectada, 
reiniciando o ciclo de replicação viral.
ETAPAS DA REPLICAÇÃO VIRAL
• Eventos finais da 
replicação viral:
1. Transporte do genoma (DNA ou 
RNA)para o sítio de processamento 
(núcleo ou citosol)
2. Transcrição (síntese de mRNA)
3. Síntese de proteínas não estruturais
4. Replicação do material genético
5. Síntese de proteínas estruturais
6. Montagem dos nucleocapsídeos
7. Vesícula com glicoproteínas
direcionadas ao complexo de Golgi
8. Transporte das proteínas de 
envelope à membrana plasmática
9. Liberação de partículas virais por 
lise (vírus não envelopados), ou por 
brotamento (vírus envelopados).
ETAPAS DA REPLICAÇÃO VIRAL