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Holanda, séc. XVII Tulipas variegadas (na verdade infectadas por um potyvírus) Preço pago por um único bulbo infectado: 4 toneladas de trigo 8 toneladas de cevada 4 bois gordos 8 porcos gordos 12 ovelhas gordas 2 barris de vinho 4 barris de cerveja 2 barris de manteiga 450 kg de queijo uma cama um armário uma pulseira de prata Histórico Mayer - 1886, Holanda Transmissão do mosaico do fumo por meio de injeção de extrato de planta doente em planta sadia Comprovação da natureza biótica da doença Propõe que a doença é causada por fungo ou bactéria, mas não consegue isolar o agente etiológico Histórico Ivanowski - Rússia, 1892 Repete o experimento de Mayer, porém filtra o extrato de planta infectada em filtro de porcelana, capaz de reter bactérias Filtrado transmite a doença Não confiou nos próprios resultados Beijerinck - Holanda, 1898 Repete o experimento de Ivanowski, com os mesmos resultados Propõe que o mosaico do fumo é causado por um agente distinto de fungos e bactérias Contagium vivum fluidum (fluido vivo contagioso) - vírus Histórico Erwin Baur - Alemanha, 1904 Transmissão do mosaico de Abutilon por enxertia Histórico 1900-1930 Diversas doenças são descritas e caracterizadas como “causadas por vírus”, com base em propriedades de transmissão via extrato e por enxertia “Descrição” de diversos vírus (PVX, PVY, LMV) com base em propriedades de transmissão e indução de doenças Natureza dos vírus permanece desconhecida Histórico Wendel Stanley - EUA, 1935 Purificação de uma “proteína com as propriedades do vírus do mosaico do fumo” Prêmio Nobel de Química, 1946 Frederic Bawden e Willian Pirie - Inglaterra, 1937 Purificação do TMV e determinação de sua constituição química Detecção de nitrogênio, fósforo e carboidrato (ribose): nucleoproteína G.A. Kausche, Alemanha, 1939 Desenvolvimento do primeiro microscópio eletrônico de transmissão Primeira eletromicrografia: TMV Histórico Fraenkel-Conrat e Williams - EUA, 1955 Montagem de partículas infecciosas de TMV a partir da proteína capsidial e do RNA Fraenkel-Conrat - EUA, 1956 Gierer e Schramm - Alemanha, 1956 Demonstração de que o RNA viral é infeccioso na ausência da proteína, mas não vice-versa Histórico Décadas de 1960 e 1970 Desenvolvimento de técnicas de purificação de vírus Estudos sorológicos - avanços na diagnose e taxonomia de vírus de plantas Estudos de microscopia eletrônica - avanços na morfologia e estrutura de vírus ELISA para a diagnose de vírus de plantas em 1977 Década de 1990 Clonagem de genes e de genomas virais Estudos de função gênica Número de seqüências de genes e genomas virais cresce exponencialmente Histórico Os vírus de plantas são estudados por dois motivos: 1. Causam doenças de grande importância econômica, com sérias perdas 2. São modelos para estudos de biologia de plantas Porque estudar os vírus ? Algumas viroses de plantas de importância econômica No Rio Grande do Sul: Importância econômica Entorchiamento do arroz Maciel et al., 2006 Algumas viroses de plantas de importância econômica No Rio Grande do Sul: Importância econômica Enrrolamento da folha da videira Kunh e FajardoKunh e Fajardo Algumas viroses de plantas de importância econômica No Rio Grande do Sul: Importância econômica Degenerescência da videira Algumas viroses de plantas de importância econômica No Rio Grande do Sul: Importância econômica Enrolamento das folhas da batata (PLRV) Tristeza dos citros (CTV) Algumas viroses de plantas de importância econômica No Brasil: Importância econômica Navarro, 2008 Mancha anelar do mamoeiro (PRSV) Tristeza dos citros Algumas viroses de plantas de importância econômica No Brasil: Importância econômica Mancha anelar do mamoeiro Endurecimento dos frutos do maracujazeiro (PWV, CABMV) Tristeza dos citros No Brasil: Importância econômica Mancha anelar do mamoeiro Endurecimento dos frutos do maracujazeiro Mosaico dourado do feijoeiro (BGMV) Tristeza dos citros No Brasil: Importância econômica Mancha anelar do mamoeiro Endurecimento dos frutos do maracujazeiro Mosaico dourado do feijoeiro Mosaico dourado do tomateiro (TYVSV, ToRMV) Tristeza dos citros No Brasil: Importância econômica Mancha anelar do mamoeiro Endurecimento dos frutos do maracujazeiro Mosaico dourado do feijoeiro Mosaico dourado do tomateiro Mosaico das cucurbitáceas (PRSV-W, ZYMV, WMV) Tristeza dos citros No Brasil: Importância econômica No mundo: Nanismo amarelo da cevada (BYDV) Importância econômica No mundo: Nanismo amarelo da cevada Enrolamento amarelo das folhas do tomateiro (TYLCV) Importância econômica No mundo: Nanismo amarelo da cevada Enrolamento amarelo das folhas do tomateiro Vira-cabeça do tomateiro (TSWV, TCSV, GRSV) Importância econômica www.ufrgs.br/.../fotos/203-viracabeca No mundo: Nanismo amarelo da cevada Enrolamento amarelo das folhas do tomateiro Vira-cabeça do tomateiro Mosaico da alface (LMV) Importância econômica https:/.../ipv/images/favorites/fav_Olivier.jpg No mundo: Mosaico da mandioca (ACMV, EACMV) Nanismo amarelo da cevada Enrolamento amarelo das folhas do tomateiro Vira-cabeça do tomateiro Mosaico da alface Importância econômica No mundo: Mosaico da mandioca Nanismo amarelo da cevada Enrolamento amarelo das folhas do tomateiro “Banana bunchy top” (BBTV) Vira-cabeça do tomateiro Mosaico da alface Importância econômica Os sintomas tipicamente induzidos por vírus de plantas podem ser subdivididos em: A- Desvios de cor Mosaico Mosqueado Sintomas de viroses A- Desvios de cor Mosaico Mosqueado Amarelecimento Sintomas de viroses A- Desvios de cor Mosaico Mosqueado Amarelecimento Mancha anelar Sintomas de viroses A- Desvios de cor Mosaico Mosqueado Amarelecimento Mancha anelar Clareamento de nervuras Sintomas de viroses A- Desvios de cor Mosaico Mosqueado Amarelecimento Mancha anelar Clareamento de nervuras Lesões cloróticas Sintomas de viroses Os sintomas tipicamente induzidos por vírus de plantas podem ser subdivididos em: B- Deformações Nanismo Sintomas de viroses B- Deformações Nanismo Bolhosidade Sintomas de viroses B-Deformações Nanismo Bolhosidade Cordão de sapato Sintomas de viroses B- Deformações Nanismo Bolhosidade Cordão de sapato Epinastia Sintomas de viroses B- Deformações Nanismo Bolhosidade Cordão de sapato Epinastia Enrugamento Sintomas de viroses C- Necroses Lesões necróticas Sintomas de viroses C- Necroses Lesões necróticas Necrose de nervuras Sintomas de viroses C- Necroses Lesões necróticas Necrose de nervuras Necrose sistêmica Sintomas de viroses Morfologia e estrutura CMV CTV TMV AlMV sTNV hemoglobina Nematóide Protozoário viróides fitoplasmas hifa fúngica bactéria núcleo nucléolo DEFINIÇÃO DE VÍRUS Morfologia e estrutura Características que diferenciam os vírus de outros organismos: . presença de apenas um tipo de ácido nucléico (DNA ou RNA) . uma vez no interior da célula, não existe separação (p.ex., por meio de membranas) entre o vírus e o citoplasma da célula hospedeira . ausência de maquinaria para síntese de proteínas . replicação por meio de síntese dos componentes seguido de montagem das partículas virais Características que NÃO diferenciamos vírus de outros organismos: . tamanho (Poxviridae vs. Chlamidiae) . multiplicação apenas no interior da célula hospedeira (Chlamidiae) . tipo de ácido nucléico que compõe o genoma (diversos vírus possuem genoma de dsDNA) . presença de membrana lipoprotéica (Rhabdoviridae, Bunyaviridae, e outros) Hull, 2002: Um vírus consiste em um grupo de uma ou mais moléculas de ácido nucléico, normalmente cobertas por uma capa ou capsídeo protetor composto de proteína e/ou lipídeo, capaz de se replicar no interior de uma célula hospedeira. Pode ser transmitido horizontalmente entre hospedeiros. No interior das células hospedeiras, a replicação viral possui as seguintes características: (1) é totalmente dependente da maquinaria de síntese protéica do hospedeiro, (2) é organizada a partir da síntese dos componentes em separado, ao invés de fissão binária, (3) não é isolada dos componentes celulares por meio de membranas lipoprotéicas, e (4) leva ao surgimento de variantes por meio de mudanças na seqüência de nucleotídeos. Morfologia e estrutura Alongado rígido Alongado flexuoso Morfologia e estrutura Icosaédros imperfeitos geminados Isométrico RNA 9 nm 9 nm Subunidades da proteína capsidial Subunidades da proteína capsidial Morfologia e estrutura Capsômero Isométrico Alongado rígido ou flexuoso Comitê Internacional de Taxonomia de Vírus (ICTV) • Trata de assuntos relacionados a taxonomia e nomenclatura • Comitê Executivo • Sub-comitê de Vírus de Plantas • Grupos de Estudo (por Famílias) www.danforthcenter.org/ILTAB/ICTVnet/ www.ncbi.nlm.nih.gov/ICTVdb 8o Relatório do ICTV (2005) 1 Ordem 17 Famílias 80 Gêneros ~ 800 Espécies Taxonomia e nomenclatura Year/Report Orders Families Subfamilies Genera Species 2009 6 87 19 348 2288 2008 5 82 11 307 2083 8th Report 3 73 11 289 1906 Taxonomia e nomenclatura NOMENCLATURA DE VÍRUS • Em Inglês, com a primeira palavra começando com letra maiúscula • Espécies aceitas pelo ICTV são grafadas em itálico • De modo geral segue o padrão, Hospedeiro sintoma virus • Exemplos: • -Tobacco mosaic virus • -Tomato leaf curl virus • -Prunus dwarf virus • Espécies que infectam o mesmo hospedeiro causando o mesmo sintoma: • - Sida golden mosaic virus (SiGMV) • - Sida golden mosaic Honduras virus (SiGMHV) • - Sida golden mosaic Costa Rica virus (SiGMCRV) • - Sida golden mosaic Florida virus (SiGMFV) OBS: O nome da doença pode ser traduzido para qualquer idioma mas o nome do vírus não!!! Taxonomia e nomenclatura Replicação viral INFECÇÃO SISTÊMICA DE UMA PLANTA POR UM VÍRUS 1. Penetração via ferimento ou vetor 2. Replicação na célula inicialmente infectada 3. Movimento célula-a-célula via plasmodesmas 4. Movimento a longa distância via floema 5. Saída do floema e infecção de novas células 6. Disseminação para outras plantas Replicação viral 1 4 5 6 2 3 Movimento viral • Movimento célula-a-célula via plasmodesmas ou microtúbulos • Movimento sistêmico via floema Os vírus seguem o fluxo de fotoassimilados do floema, e consequentemente não são capazes de atingir tecidos fonte durante o movimento a longa-distância Transmissão artificial • extrato vegetal tamponado (transmissão “mecânica”) • enxertia Transmissão natural • semente • propagação vegetativa • vetores Transmissão Natural de vírus de plantas Transmissão por vetores • fungos • nematóides • ácaros • insetos – besouros – cochonilhas – tripes – cigarrinhas – mosca-branca – afídeos Agentes replicativos subvirais • Viróides – Não possuem CP e não precisam de vírus auxiliar • Vírus satélites – Possuem sua própia CP • RNAs satélites- A CP é do vírus auxiliar • DNAs satélites - A CP é do vírus auxiliar Agentes replicativos subvirais Características comuns dos vírus satélites e RNAs/DNAs satélites • ácido nucléico não tem identidade de seqüência com o vírus auxiliar • replicação é dependente do vírus auxiliar • modulação (geralmente atenuação) dos sintomas induzidos pelo vírus auxiliar • interferência (geralmente negativa) na replicação do vírus auxiliar Viróides • independentes de um vírus auxiliar • ssRNA, circular • não codificam proteína • não possuem capsídeo • transmissão por contato, por semente/pólen e por propagação vegetativa • As espécies de viróides são divididas em duas famílias: Pospiviroidae e Avsunviroidae Agentes replicativos subvirais Flores et al., 2005 Agentes replicativos subvirais Vírus satélites (TMV e STMV) - Posssuem sua própria CP Agentes replicativos subvirais DNAs satélites Briddon & Stanley, Virology 344:198, 2006