2809_Introducao aos virus e replicacao de virus RNA-DNA

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VIROLOGIA BÁSICA E 
CLÍNICA
Profa. Coordenadora: Célia Regina Monte Barardi
celia.barardi@ufsc.br
MIP, CCB, 3° andar sala 311
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MIP, CCB, 3° andar sala 311
Site do lab: www.lvapli.ufsc.br
Professores colaboradores: Cláudia M. O. Simões CIF/CCS
Carlos Roberto Zanetti MIP/CCB
Aguinaldo Roberto Pinto MIP/CCB
Estágio de docência: Doutoranda Aline Viancelli
Introdução à Virologia 
Humana - 2. ed. / 2008 -
Acervo BU 267780
Autores: SANTOS, Norma 
Suely de O.; ROMANOS, 
Maria Teresa V.; WI GG, 
Marcia Dutra. 
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Marcia Dutra. 
2. ed. Rio de Janeiro (RJ) 
Guanabara Koogan, 532p.
ISBN 9788527714563 
CRONOGRAMA 2012-1
09/03) Introdução aos vírus e replicação dos vírus RNA e DNA(2T) Célia
16/03) Vírus causadores de gastroenterites: rotavírus, astrovírus e norovírus (2T) Célia 
23/03) Feriado 
30/03) Adenovírus e as múltiplas doenças por ele causadas (2T) Célia
13/04) Vírus da Influenza, parainfluenza, vírus respiratório sincicial (2T) Célia 
20/04) Vírus do sarampo, caxumba e rubéola (2T) Célia
27/04) Dengue e Febre Amarela (2T) Célia
04/05) I avaliação
11/05) Vírus da imunodeficiência humana (2T) Aguinaldo
18/05) Vírus Rábico (2T) Zanetti18/05) Vírus Rábico (2T) Zanetti
25/05) Vírus oncogênicos (2T) Aguinaldo
01/06) Interação vírus X hospedeiro:evasão da resposta imune nas infecções virais ( 2T) Zanetti
15/06) Vírus das hepatites A, B, C, D e E (2T) Cláudia
22/06) Vírus herpéticos (2T) Cláudia
29/06) Rinovírus e Coronavírus causadores de infecções respiratórias (2T) Cláudia
06/07) Fármacos antivirais (2T) Cláudia
13/07) II avaliação
A definir) Prova para alunos que perderam uma das avaliações
VIROLOGIA BÁSICA
• Estruturas virais distintas
• Diferentes modos de replicação dos vírus
• Implicações no:
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– diagnóstico
– tratamento
– prevenção
VIROLOGIA CLÍNICA
• ENVOLVERÁ ABORDAGENS DE:
– RESERVATÓRIOS VIRAIS
– MODOS DE TRANSMISSÃO VIRAL
– ETIOLOGIA DAS DOENÇAS VIRAIS
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– ETIOLOGIA DAS DOENÇAS VIRAIS
– DIAGNÓSTICO DAS DOENÇAS VIRAIS
– MEDICAMENTOS ANTIVIRAIS
– INTERAÇÃO DOS VÍRUS COM OS HOSPEDEIROS
UM POUCO DE HISTÓRIA E 
EVOLUÇÃO BASEADO NA PRESENÇA 
DOS VÍRUS NA FACE DA TERRA
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DOS VÍRUS NA FACE DA TERRA
SÉCULO XIX A.C.
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Cidadão do povo 
retratado com seqüela 
de poliomielite
Faraó Ramsés V com 
seqüelas de varíola na face 
No caminho do descobrimento dos vírus
Dimitri Ivanofsky (1892)
1915: Félix d´Herelle descobriu pontos de lise 
em culturas de bactérias causadoras de diarréias 
denominando estes pontos de “placas”. Os 
agentes causadores das placas foram por ele 
denominados “bacteriófagos”, conseguindo 
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denominados “bacteriófagos”, conseguindo 
ainda definir suas propriedades lítica e 
lisogênica. 
É considerado o pai da Virologia Moderna 
Em 1935, Wendell M. Stanley (Prêmio Nobel de 
Química em 1946) da Universidade de Rockfeller 
cristalizou pela primeira vez o vírus do mosaico do 
tabaco. 
Concluíu que os vírus consistiam de “um pacote de 
agentes bioquímicos complexos” mas lhe “faltavam 
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agentes bioquímicos complexos” mas lhe “faltavam 
sistemas essenciais das funções metabólicas”. 
Os vírus foram assim “rebaixados” a meros agentes 
inertes já que se assemelham mais a um conjunto 
químico do que a um organismo vivo.
Organização hierárquica dos vírus segundo o 
“International Committee on Taxonomy of Viruses”
(ICTV)
•Ordem: (Ex: Mononegavirale, Nidovirale e Caudovirale)
•Família:(Ex: Poxviridae, Herpesviridae, Parvoviridae, Paramyxoviridae, etc)
•Subfamília: sufixo “virinaes”
•Gênero: sufixo “vírus”
•Espécie: vírus
(ainda....subespécies, estirpes, variantes, grupos e subgrupos)
Exemplos de nomenclaturas:
Família: Poxviridae, Subfamília: 
Chordopoxvirinae, Gênero: Orthopoxvírus, 
Espécie: Vaccinia vírus
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Espécie: Vaccinia vírus
Família: Picornaviridae, Gênero: 
Enterovírus, Espécie: Poliovírus 1
VIROLOGIA
DEFINIÇÃO DE TERMOS
• Partícula viral completa e infecciosa= virion
• Proteínas que revestem a partícula viral = 
capsídeo (pode ter capsídeo externo e 
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capsídeo (pode ter capsídeo externo e 
capsídeo interno)
• Capsídeo + Genoma = nucleocapsídeo
• Natureza bilipídica, obtido da célula
hospedeira e com pelo menos uma proteína
associada= envelope
ENVELOPE
• OBTIDOS PELO BROTAMENTO ATRAVÉS DA MEMBRANA 
CELULAR OU NUCLEAR 
• NATUREZA BILIPÍDICA
• POSSIBILIDADE DE DEIXAR A CÉLULA SEM LISÁ-LA 
(BROTAMENTO)
• CONTÉM PELO MENOS UMA PROTEÍNA CODIFICADA PELO 
VÍRUS
• A PERDA DO ENVELOPE RESULTA EM PERDA DA 
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• A PERDA DO ENVELOPE RESULTA EM PERDA DA 
INFECTIVIDADE
• genomas RNA ou DNA
• genoma segmentado ou não-segmentado
• genoma linear ou circular
CLASSIFICAÇÃO DOS ÁCIDOS 
NUCLEICOS VIRAIS
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• genoma linear ou circular
• genoma simples-fita ou dupla-fita
• se genoma RNA simples-fita:
– o genoma mRNA pode ser de senso (+) ou
senso (-) 
CLASSIFICAÇÃO DOS VÍRUS DE ACORDO COM 
DAVID BALTIMORE: 
Vírus são classificados em sete grupos arbitrários de acordo com a 
natureza de seu genoma:
I: DNA dupla fita I: DNA dupla fita 
II: DNA simples fita
III: RNA dupla fita 
IV: RNA simples fita de senso positivo 
V: RNA simples fita de senso negativo 
VI: RNA simples fita de senso positivo com um ciclo 
intermediário de replicação DNA 
VII: DNA dupla fita com um intermediário de RNA 
5 TIPOS BÁSICOS DE ESTRUTURAS VIRAIS
ICOSAHEDRICO ENVELOPADOICOSAHEDRICO
lipid bilayer
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HELÍPTICO
HELÍPTICO ENVELOPADO
COMPLEXO
Adapted from Schaechter et al., Mechanisms of Microbial Disease 
nucleocapsid
lipid bilayer
glycoprotein spikes
= peplomers
DEFINIÇÕES-PROTEÍNAS
VIRAIS
• PROTEÍNAS ESTRUTURAIS
– TODAS AS PROTEÍNAS DO VÍRUS 
MADUROMADURO
• PROTEÍNAS NÃO-ESTRUTURAIS
– CODIFICADAS PELO VÍRUS E QUE NÃO 
SÃO EMPACOTADAS NA PARTÍCULA 
VIRAL MADURA (SÃO REGULATÓRIAS)
VIRUS CARREGAM 
INFORMAÇÃO GENÉTICA PARA:
• ASSEGURAR A REPLICAÇÃO DE SEU 
PRÓPRIO GENOMA
• ASSEGURAR O EMPACOTAMENTO DE SEU 
GENOMA NO NUCLEOCAPSÍDEO
• ALTERAR A ESTRUTURA OU FUNÇÃO DA 
CÉLULA HOSPEDEIRA
PASSOS BÁSICOS DO CICLO DE 
REPLICAÇÃO DE UM VÍRUS
• ADSORÇÃO À CÉLULA
• ENTRADA NA CÉLULA
• EXPOSIÇÃO DO GENOMA• EXPOSIÇÃO DO GENOMA
• SÍNTESE DO ÁCIDO NUCLEICO E DAS 
PROTEÍNAS
• MATURAÇÃO VIRAL
• ESPALHAMENTO PARA AS OUTRAS 
CÉLULAS
ADSORÇÃO
• Os vírus possuem proteínas em sua superfície que
interagem com receptores específicos na célula hospedeira.interagem com receptores específicos na célula hospedeira.
• Interação é PASSIVA
• Especificidade da interação define e limita o tipo de célula
hospedeira que pode ser infectada.
• Danos causados a estes sítios de ligação (ex: por
desinfetantes ou calor), ou o bloqueio por anticorpos
específicos (anticorpos neutralizantes) podem impedir a
infectividade de um vírus.
ENTRADA 
- VÍRUS ENVELOPADOS 
Após a adsorção os vírus envelopados se Após a adsorção os vírus envelopados se 
fundem à membrana da célula hospedeira 
e ocorre a entrada do nucleocapsídeo 
viral no citoplasma da célula hospedeira. 
ENTRADA DE VÍRUS ENVELOPADOS
herpesvirus, paramyxovirus, HIV
Vírus não envelopados entram na célula por
ENTRADA 
VÍRUS NÃO ENVELOPADOS 
Vírus não envelopados entram na célula por
um processo de endocitose que envolve a
invaginação da membrana da célula
hospedeira e formação de uma vesícula
dentro do citoplasma da célula.
ENDOCITOSE DE VÍRUS NÃO 
ENVELOPADOS
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CITOPLASMA
ESTRATÉGIAS DE 
REPLICAÇÃO DOS VÍRUS 
DE GENOMA RNADE GENOMA RNA
ESTRATÉGIAS DOS VÍRUS 
DE GENOMA RNA
RNA RNA
(RNA polimerase viral dependente de RNA)
RNA DNA
(DNA polimerase viral dependente de RNA 
transcriptase reversa)Posteriormente na célula hospedeira: DNA RNA
(RNA polimerase celular dependente de DNA)
Retrovírus
VIRUS
DE GENOMA RNA DE 
POLARIDADE POLARIDADE 
POSITIVA
O genoma viral já é um mRNA
GENOMAS DE RNA DE SENSO
POSITIVO (“PLUS”)
AAA
mRNA de senso positivo
REPLICAÇÃO DO
RNA VIRAL
RNA GENÔMICO SENSO POSITIVO
3’5´
RNA (- SENSO) 
3’ 5´
RNA GENÔMICO SENSO POSITIVO
3’5´
REPLICAÇÃO DO RNA
• RNA polimerase viral (replicase)
• Fatores proteicos do hospedeiro envolvidos 
como acessórios de replicação;como acessórios de replicação;
• Novas fitas de RNA positivas servem para:
– Empacotamento viral
– Moldes para replicação
– Moldes para mais tradução
RNA GENÔMICO SENSO POSITIVO
AAAAA
tradução
Retrovírus: Genomas de RNA senso positivo com 
DNA intermediário
Transcriptase 
Reversa deve 
DS
DNA
+
RNA
DS
DNA
Reversa deve 
estar 
empacotada no 
virion.
VIRUS
DE GENOMA RNA 
DE POLARIDADE DE POLARIDADE 
NEGATIVA
Necessitam sintetizar o mRNA
GENOMAS DE RNA 
DE SENSO 
NEGATIVO (“MINUS”)
RNA polimerase deve 
estar empacotada no 
virion.
AAA
mRNA de senso positivo
RNA de senso negativo
3’ 5’
genoma senso negativo
Cópias completas 
replicaçãotranscrição
mRNAs (positivos)
TRANSCRIÇÃO, TRADUÇÃO, REPLICAÇÃO
3’ 5’
(-)
5’ 3’
(+)AAA
AAA
AAA
AAA
AAA
= Grupo Metil no 5’(“cap”)
AAA= Poliadenilação no 3’
VIRUS
RNA 
DUPLA FITA
GENOMAS DE RNA DUPLA FITA (A FITA 
NEGATIVA É TRANSCRITA A mRNA)
RNA polimerase 
deve estar 
Necessitam sintetizar o mRNA
AAA
mRNA de senso 
positivo
RNA genômico dupla fita
deve estar 
empacotada no 
virion.
MUTAÇÕES
• VÍRUS DE GENOMA RNA NÃO 
PODEM CORRIGIR ERROS DE 
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PODEM CORRIGIR ERROS DE 
REPLICAÇÃO OCORRENDO 
FACILMENTE MUTAÇÕES 
VIRAIS 
ESTRATÉGIAS DE 
REPLICAÇÃO DOS VÍRUS 
DE GENOMA DNADE GENOMA DNA
ESTRATÉGIAS DOS VÍRUS DNA 
DE REPLICAÇÃO NUCLEAR
• Necessidades: 
1) Transcrever RNA para a síntese de proteínas 
viraisvirais
Responsável: RNA polimerase dependente de DNA, 
mais proteínas adicionais todos “emprestados”da 
célula hospedeira
2) Replicar o DNA para replicação viral
– Responsável: DNA polimerase, mais proteínas 
adicionais “emprestados”da célula hospedeira 
para replicar o DNA viral
TUDO ESTÁ DENTRO DO NÚCLEO DA 
CÉLULA HOSPEDEIRA E 
PORTANTO O GENOMA DESTES 
VÍRUS NÃO É TÃO GRANDE!
EXPRESSÃO GÊNICA DOS VÍRUS DNA 
DE REPLICAÇÃO NUCLEAR 
• GENES DE FASE MUITO PRECOCE (IMMEDIATE 
EARLY)- Papel na descapsulação viral quando no 
citoplasma da célula hospedeira
• GENES DE FASE PRECOCE (EARLY) -Alterar a 
expressão gênica do hospedeiro; Interferir com as defesas 
anti-virais do hospedeiro; Interferir com o ciclo de 
regulação celular
• GENES DE FASE TARDIA (LATE) –Replicação do 
genoma viral; proteínas estruturais do vírus
ESTRATÉGIAS DOS VÍRUS DNA DE 
REPLICAÇÃO CITOPLASMÁTICA
• Precisam ter genes para codificar DNA e RNA 
polimerases citoplasmáticas.
• Precisam ter genes para codificar proteínas 
acessórias para a síntese do RNA e DNA.
• Precisam de genomas maiores!!!!!
• Ex: família dos poxvírus (100x mais DNA do 
que os vírus de DNA de replicação nuclear)
TRANSCRIÇÃO DOS VÍRUS DNA DE 
REPLICAÇÃO CITOPLASMÁTICA
• Ocorre no citoplasma da célula hospedeira
• RNA polimerase viral empacotada no interior do • RNA polimerase viral empacotada no interior do 
virion
• Enzimas de modificações do mRNA (metilação, 
poliadenilação) contidas no virion