Virologia Introdução e estrutura viral

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Virologia- Introdução e estrutura viral
Vírus são agentes infecciosos acelulares que, fora das células hospedeiras são inertes, sem metabolismo próprio, mas dentro delas seu ácido nucléico torna-se ativo, podendo se reproduzir. São classificados de acordo com as características físicas, químicas e biológicas.
Taxonomia:
Nome da família (termina em viridae) Ex.: Picornaviridae (vírus pequenos).
Características gerais:
-São acelulares, sendo estruturas supramoleculares;
-Possuem um envoltório proteico que protege o material genético, denominado capsídeo;
-De parasitismo específico (depende do capsídeo que possuem, o que leva a um tropismo específico pelas células que serão infectadas);
-O capsídeo pode ou não ser revestido por um envelope lipídico derivado das membranas celulares;
-Seu genoma é muito simples, possuem um único tipo de ácido nucléico, DNA ou RNA;
-Existem vírus com DNA de fita dupla, simples, RNA de fita dupla ou simples;
-São parasitas intracelulares obrigatórios;
-Multiplicam-se dentro de células vivas usando a maquinaria de síntese das células;
-Não possuem metabolismo próprio (progênie), toda a energia que usam provem da célula hospedeira
Quando estão parasitando:
-Os vírus apresentam capacidade reprodutiva;
-Têm capacidade mutacional e evolutiva;
-Utilizam o metabolismo da célula hospedeira para promover o seu processo de replicação viral
A partícula viral quando fora da célula hospedeira é chamada de vírion. Cada espécie de vírus apresenta vírus de formatos diferentes. O vírion é uma partícula viral completa, constituída por DNA ou RNA envolto por uma proteína. Constitui a forma infectiva do vírus.
Conceitos importantes em virologia:
-Patogenicidade: Refere-se à capacidade de um determinado agente produzir doença no hospedeiro. Vírus altamente patogênicos são aqueles capazes de produzir doença em uma grande parcela dos hospedeiros infectados. A patogenicidade de um vírus é modulada por suas interações com o hospedeiro.
-Virulência: Vírus altamente virulentos causam doença grave; enquanto vírus avirulentos ou pouco virulentos (atenuados) não causam doença, ou causam doença leve, respectivamente. A virulência de um vírus pode ser medida de várias formas, incluindo o percentual de animais que adoece ou morre após inoculação experimental, grau de severidade dos sinais clínicos, etc.
Os genes virais envolvidos na virulência podem ser divididos basicamente em quatro classes:
a) Genes cujos produtos afetam a capacidade replicativa do vírus;
b) Produtos gênicos que influenciam a capacidade do vírus se disseminar no hospedeiro;
c) Produtos virais que se contrapõem à resposta imunológica do hospedeiro;
d) Produtos virais tóxicos para a célula
Tipos de infecções víricas:
a) Infecção não-produtiva, com bloqueio em uma das etapas intracelulares da replicação, seguida ou não de injúria e morte celular;
b) Estabelecimento de infecção latente, com limitada expressão gênica viral e persistência do genoma viral na célula hospedeira; 
c) Infecção produtiva, com produção de progênie viral infecciosa, acompanhada de patologia ou morte celular; 
d) Infecção produtiva persistente, em que a célula sobrevive e segue produzindo vírus em níveis baixos por longos períodos e, até mesmo, indefinidamente;
e) Oncogênese, seja pela incorporação de oncogenes virais na célula hospedeira ou por alterações nas funções de genes celulares encarregados do controle do ciclo celular
-Resistência: É a oposição oferecida pelo hospedeiro à instalação da infecção.
Os resultados de uma infecção vírica no hospedeiro dependem de vários fatores:
a) Capacidade de o vírus penetrar em um hospedeiro susceptível pela via adequada;
b) Realizar uma replicação primária em tecidos próximos ao local de entrada;
c) Escapar dos mecanismos naturais de defesa do organismo;
d) Disseminar-se para os tecidos e órgãos-alvo;
e) Replicar-se eficientemente nesses tecidos;
f) Produzir ou não injúria tecidual (provocar patologia)
As infecções que se restringem aos sítios de replicação primária e suas proximidades são ditas localizadas. As infecções que se estendem além dos sítios de replicação primária são chamadas de disseminadas e as que atingem vários órgãos ou sistemas são denominadas sistêmicas ou generalizadas.
Estrutura da partícula viral:
A arquitetura da partícula viral apresenta duas propriedades aparentemente opostas para desempenhar duas funções fundamentais: Proteção e liberação do genoma.
1)Subunidade estrutural do vírus: Cadeia polipeptídica (proteínas), unidas, formando uma unidade estrutural até dar origem ao capsídeo.
2)Capsídeo: Formado por unidades estruturais ou protômeros que se organizam, formando uma proteção ao redor do genoma. O capsídeo possui simetria, rigidez e confere proteção ao ácido nucléico. O capsídeo deve ser razoavelmente estável (metaestável), pois precisa que o genoma viral seja liberado na célula hospedeira. O capsídeo é constituído de unidades proteicas que se combinam por ligações não covalentes, alguns vírus tem genes que codificam mais de um tipo de proteína pra formar o capsídeo.
Ligações covalentes requereriam gasto energético para desmontar o capsídeo e de algum jeito o capsídeo tem que permitir que o genoma entre em contato com a célula que o vírus vai infectar. Alguns tipos de capsídeo são:
-Icosaédrica- Capsídeo forma icosaédrico e esférico (20 faces/ ex.: Adenovirus);
Os tipos icosaédrico e helicoidal são as duas maneiras de organizar para ter maior estabilidade possível.
-Helicoidal- Capsídeo forma alongada
(hélice/ ex.: vírus do mosaico do fumo, raiva);
-Complexa (ex.: Bacteriófago)
3)Nucleocapsídico: Proteínas que se organizam, interagindo direto com o genoma, protegendo-o. É o genoma + capsídeo.
4)Envelope: Membrana lipoprotéica que recobre o núcleocapsídeo. Derivado da membrana da célula infectada. Ao saírem da célula, alguns vírus carregam uma parte da membrana plasmática da célula. Função básica do envelope: Reconhecimento com a célula, então se perder o envelope não consegue interagir.
O envoltório ou envelope pode conter espículas, que são glicoproteínas que se estendem sobre ele, atuando como VAP (proteínas de fixação viral/ podem formar hemaglutininas, VAPs que se ligam a eritrócitos).
5)Tegumento (Matriz): Proteínas que ficam entre o envelope e o capsídeo, dando uma certa estrutura aos vírus. Não são todos que têm.
Outros componentes virais:
-Enzimas virais: Não têm papel estrutural, mas sim na replicação do vírus. Os vírus têm que carregar as suas próprias polimerases. Exemplos:
Integrases: Integram o genoma do vírus com o do hospedeiro. Ex.: HIV
Proteases: Enzimas que cortam proteínas
-Lipídios, carboidratos e proteínas (estruturais e não estruturais)
-Componentes celulares: Ex.: Arenavírus -> Ao se replicarem na membrana da célula, levam consigo os ribossomos da célula.
Vírus com envoltório (envelope)
-Podem penetrar na célula por endocitose ou fusão;
-Possuem pouca estabilidade (sensíveis ao ressecamento, acidez e detergentes, podendo sofrer inativação viral);
-Transmitidos por fluidos, sangue e tecidos em transfusões, transplantes e transmissão respiratória.
Vírus nus (sem envelope)
-A maioria penetra por endocitose;
-Possuem grande estabilidade;
-Podem ser facilmente disseminados (fômites, mãos, poeira -> transmissão indireta);
-Podem manter a sua infectividade;
-Podem resistir a detergentes e tratamento inadequado do esgoto
Função das proteínas estruturais virais:
•	Proteção do genoma durante o transporte entre células e entre hospedeiros;
•	Reconhecimento e empacotamento do genoma;
•	Interação com a membrana da célula para formar o genoma;
•	 “Entrega do genoma” (receptores celulares)
O número de cópias de subunidades proteicas é o que define o tamanho dos vírus. A informação de como elas devem ser vem do genoma do vírus. A cada 3 proteínas tem-se um protômero. A cada 5 protômeros tem-se um capsômero. O tamanho do genoma tem a ver com acomplexidade do vírus. Protômeros são então unidades proteicas que compõem o capsídeo. Capsômeros são unidades morfológicas do capsídeo.
Família Poxviridae: Vírus que têm uma morfologia completamente diferente. Não são icosaédricos ou helicoidais. Possuem envelope, proteínas, algumas enzimas e proteínas virais que não fazem parte da estrutura do vírus, mas que têm importância.
Mimivírus: Já tem alguns genes de síntese de algumas moléculas, decodificam as próprias moléculas que fazem parte da estrutura viral, envolvidas em síntese metabólica. “Mimi” vem de mimetizar.
Classificação dos vírus quanto ao tipo de ácido nucléico:
1-Vírus com DNA
DNA->RNA->Proteína
Ex.: Bacteriófago, poxvírus (varíola), herpesvírus, hepadnavírus (hepatite B), papovavírus (HPV).
2-Vírus com RNA
RNA-> Proteínas
Ex.: Influenza (gripe), rabdovírus (raiva), filovírus (ebola), reovírus (encefalite), flavírus (hepatite C), paramixovírus (sarampo, caxumba).
3-Vírus com RNA e transcriptase reversa:
RNA->DNA->RNA->Proteínas
Ex.: HIV, HTLV-1, HTLV-2...
Para o tratamento da AIDS, são usados medicamentos que impedem a ação da transcriptase reversa, impedindo a replicação viral, contudo, isto não elimina o vírus.
Importância do genoma:
Na célula hospedeira o genoma viral (DNA ou RNA) direciona a síntese dos componentes necessários para a produção de novos virions. Virions são veículos para transmissão do genoma viral para próxima célula hospedeira ou organismo. Uma vez dentro da próxima célula, os virions são “desmontados”, iniciando um novo ciclo de infecção.
Em geral, os vírus das diversas famílias contêm apenas uma cópia do genoma por vírion (são haplóides). Uma exceção são os Retrovírus, que possuem duas cópias idênticas do genoma (são diplóides).
Genoma: Segmentado: 2 moléculas diferentes de ácido nucleico (ARN ou ADN)
 Não segmentado: Tudo numa única molécula
Vírus defectivo é aquele que tem algum defeito e não pode infectar
Todos os vírus empacotam o seu genoma dentro de uma partícula utilizada para transmissão a um Hospedeiro. O genoma viral contém a informação para iniciar e completar um ciclo de infecção dentro de uma célula suscetível e permissível. Todos os genomas virais são capazes de infectar uma população de hospedeiro, visando a sobrevivência viral.
Todos os genomas virais são parasitas moleculares obrigatórios que somente se tornam funcionais após se replicarem em uma célula.
Todos os vírus devem transcrever o mRNA que será traduzido pelos ribossomos do hospedeiro, então, os vírus são parasitas da maquinaria de síntese proteica da célula.
Prions
-São agentes subvirais compostos exclusivamente por proteínas (PrP), sem qualquer resquício de ácido nucleico, sendo muito resistentes a inativação por processos físicos ou químicos;
-Modificam proteínas celulares saudáveis em proteínas celulares doentes (PrPs), fazendo com que o cérebro infectado torne-se esponjoso e cheio de vacúolos;
-A destruição dessa proteína só ocorre se o material contaminado for incinerado
Energia para que o genoma saia da partícula:
1-Estado metaestável da ligação mais fraca (precisa de menos energia para ser atingido);
2-Configuração transitória;
3-Estado estável da ligação mais forte (precisa de mais energia para ser atingido)
Alguns conceitos
-Infecção produtiva: Produção de progênie viral viável;
-Infecção abortiva: Ciclo replicativo interrompido;
-Susceptibilidade: Capacidade das células de serem infectadas/ refere-se às condições oferecidas pelo hospedeiro para a ocorrência da infecção e doença;
-Permissividade: Ocorrência de multiplicação viral;
-Células suscetíveis e permissivas: Suportam o ciclo replicativo completo (penetração + etapas intracelulares);
Células não suscetíveis ou permissivas:
->Faltam receptores para adsorção e penetração
->Semipermissivas
->Exceção = Transfecção (processo artificial)
Susceptibilidade a agentes físicos e químicos:
1)Calor: Em geral a infecciosidade dos vírus é destruída por aquecimento a 5-60ºC durante 30 minutos, com exceção dos vírus das hepatites B e C;
2)Frio: Os vírus podem ser preservados em temperaturas de subcongelamento;
3)pH: Em geral os vírus são estáveis entre 5,0 e 9,0;
4)Radiação: Luz ultravioleta e RX-> Partículas irradiadas são incapazes de sofrer replicação;
5)Éter: Permite distinguir os vírus com envoltório dos que não o possuem;
6)Detergentes: Detergentes não-iônicos degradam o conteúdo lipídico dos envoltórios;
7)Antibióticos: São resistentes a antibióticos, pois não possuem metabolismo próprio
Ferramentas para estudo estrutural dos vírus 
-Microscopia eletrônica 
-Cristalografia e Raio-X 
-Crioeletro microscopia 
-Ressonância magnética nuclear