Vírus (Estrutura e Replicação)

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Vírus (Estrutura e Replicação) 
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Vírus: ser vivo?
· Possuem constituição química orgânica e material genético;
· Capazes de comandar o metabolismo da célula hospedeira, levando-a a reproduzir novos vírus;
· Não possuem organização celular;
· Fora de uma célula, são metabolicamente inertes;
· Os vírus são parasitas intracelulares obrigatórios, pois sua multiplicação e continuidade dependem exclusiva e inteiramente da maquinaria enzimática de uma célula viva que lhes sirva de hospedeira.
Estrutura do Vírus
· Vírus não envelopados: possuem forma variada. Possuem uma ou mais cápsulas proteicas denominadas capsídeos, que confinam o genoma viral, constituído exclusivamente de DNA ou de RNA.
· Capsídeo: determina a forma do vírus. Pode ser constituído por um único tipo de proteína ou por várias proteínas diferentes. Protege o ácido nucleico viral contra injurias causadas por fatores ambientais. Permite a ligação do vírus a receptores específicos presentes na superfície da célula hospedeira, no processo da infecção viral. 
· Detectados mais rapidamente pelo sistema imunológico do organismo invadido.
· Mais resistentes às condições ambientais, pela sua capacidade de cristalização.
· Podem ser transmitidos por via hídrica.
· Vírus envelopados: possuem um envoltório membranoso denominado envelope, que envolve o capsídeo.
· Envelope: porção de membrana plasmática ou nuclear colhida pelo vírus ao emergir da célula infectada, em um processo denominado brotamento. Na sua estrutura encontram-se lipídeos de origem celular e proteínas codificadas pela célula e pelo genoma viral.
· O envelope os protege da ação do sistema imunológico e auxilia na infecção.
· Facilmente inativados no ambiente.
· Transmitidos em geral por via respiratória ou por contato direto.
Genoma Viral
Os genomas virais são em geral muito pequenos. Os genes virais contêm informação necessárias para a síntese de vírus completos e para programar a maquinaria sintética da célula hospedeira para a replicação de componentes do vírus. 
Os vírus animais são agrupados em:
· Vírus de DNA de fita dupla
· Vírus de DNA de fita simples
· Vírus de RNA de fita dupla
· Vírus de RNA de fita simples (possui polaridade positiva e negativa; a replicação é diferente de acordo com a polaridade)
Obs.: os últimos, de acordo com sua estratégia de replicação, são denominados RETROVÍRUS.
Ciclo Infeccioso
1. Adsorção: compreende a aderência do vírus à superfície da célula hospedeira. Depende da interação entre receptores específicos da superfície da célula hospedeira e proteínas de aderência (espículas), que se projetam da superfície do capsídeo ou do envelope.
2. Penetração: alguns vírus envelopados fundem-se à membrana plasmática da célula hospedeira e apenas o nucleocapsídeo penetra. Outros vírus envelopados e todos os não envelopados penetram inteiros na célula por endocitose. Por ser um processo dependente de energia, requer um hospedeiro vivo.
3. Desnudamento: remoção do capsídeo com exposição do genoma viral, que ocorre quando o vírus penetra inteiro na célula. 
4. Após o desnudamento, o vírus deixa de existir como entidade infecciosa. O genoma viral exposto passa a dominar as funções normais da célula.
5. Replicação do genoma:
· Vírus de DNA: DNA → RNA → Proteína 
· Vírus de RNA: RNA → RNA → Proteína
· Retrovírus (HIV): RNA → DNA → RNA → Proteína
ATENÇÃO! O RNA mensageiro é o próprio RNA fita simples de polaridade positiva.
6. Montagem, maturação e liberação: síntese de proteínas componentes do vírus pela célula hospedeira. Montagem de novos vírus prontos para infectar novas células, liberados por lise ou por brotamento.
FASE LISOGÊNICA: alguns vírus podem permanecer latentes por longos períodos sem causar alterações nas funções celulares. Ex.: herpesvírus.
FASE LÍTICA: quando um vírus latente é estimulado, é iniciado o processo de formação e liberação de novos vírus.
Vírus de DNA
· Integram-se ao genoma hospedeiro
· Permanecem em pequenas populações de hospedeiros por períodos prolongados 
· Em função do ciclo lisogênico, podem causar infecções crônicas com longos períodos de inatividade
· Tendem a ser mais específicos em relação ao hospedeiro 
· Mais estáveis que os vírus de RNA, devido à presença das enzimas de reparo da célula invadida, que reduzem a possibilidade de mutações
Vírus de RNA
· Não se integram ao genoma hospedeiro
· Mais facilmente eliminados do organismo (sofrem mais mutações)
· A maioria realiza ciclos contínuos de replicação sem períodos de inatividade. Sem ciclo lisogênico
· Menos específicos, infectando facilmente diferentes espécies animais 
· Sem enzimas de reparo, a replicação é mais propensa a erros e a taxa de mutação é elevada. São, por isso, capazes de infectar diferentes hospedeiros e aumentar sua virulência
Retrovírus: são vírus de RNA que contêm a enzima transcriptase reversa, que produz uma cópia de DNA a partir do RNA viral. O DNA viral, incorporado ao DNA celular, torna os retrovírus semelhantes aos vírus de DNA.
Classificação de Baltimore
I. DNA de fita dupla (Adenovírus, Herpesvírus, Poxvírus)
II. DNA de fita simples (Parvovírus)
III. RNA de fita dupla (Reovírus, Birnavírus)
IV. RNA de fita simples de senso positivo (Picornavírus, Togavírus, Flavivírus) - polaridade positiva significa que aquela fita vai ser replicada.
V. RNA de fita simples de sendo negativo (Orthomixovírus, Rhabdovírus) - polaridade negativa significa que ele tem o RNA de polaridade negativa, vai produzir o complementar e é essa fita que vai ser replicada, ou seja, a fita complementa.
VI. RNA de fita simples de senso positivo com um ciclo intermediário de replicação de DNA (Retrovírus) - é o caso do vírus da AIDS. Ele é um retrovírus que tem uma enzima chamada transcriptase reversa, que faz o inverso da transcrição, ao invés de produzir um RNA a partir do DNA, ela tem um RNA e produz um DNA para enganar a célula. Ao invés de replicar o próprio RNA, ele chega dentro da célula e transforma o RNA dele em DNA.
VII. DNA de fita dupla com um intermediário de RNA (Hepadnavírus)
RESUMÃO
Os vírus geralmente são um pedaço de DNA encapsulado por um proteína, às vezes pode ter uma ou outra enzima dentro. Não é suficiente para ser um ser vivo. Os príons são proteínas (não tem material genético como o vírus) e ela consegue se multiplicar, pois induz mudanças celulares que fazem com que essa célula se divida produzindo cópias do príon, causando infecções, como doença da vaca louca. Perto disso, o vírus parece sim uma célula. A hipótese é que um gene humano sofre mutação e comece a produzir esse príon.
Os vírus não são células vivas, são parasitas intracelulares obrigatórios. Não tem metabolismo, alguns tem uma ou outra enzima, suficiente apenas para começar o processo de replicação na célula. Os vírus podem ter pedaços de DNA ou de RNA, ambos podendo ter fitas simples ou dupla. No vírus é o único lugar que pode ter RNA de fita dupla. Não tem como ver o vírus no microscópio comum, porque ele é muito pequeno, só em microscópio eletrônico, mas não se usa em diagnósticos porque é muito caro.
O vírus contém um invólucro protéico (capsídeo) no DNA ou RNA. Além de proteínas, nesse capsídeo pode ter carboidrato, lipídeo, etc. O vírus entra nas células humanas porque a membrana celular é lipoproteica, ele é solúvel na membrana por ser protéico. Esse invólucro tem a função de proteger o seu DNA ou RNA, mas é muitas vezes por causa dele que os vírus entram na célula. Eles não têm enzimas, não tem nada, se multiplicam no interior da célula porque usa o maquinário celular do hospedeiro, se apossam de tudo. Utilizar a maquinaria do hospedeiro implica no processo de toxicidade, porque as drogas que interferem na multiplicação viral podem também interferir na fisiologia da célula hospedeira, por isso quem toma antiviral passa mal, pois afetam a própria célula. Existem estratégias melhores para tentar evitar isso, sendo que o ideal é impedir que o vírus entre na célula, mas antes dele entrar a pessoa ainda não tem sintomas.
Combactérias, é possível infectar muitas células e de diferentes espécies de seres vivos, não são tão específicos. No caso dos vírus, são extremamente específicos, pois o vírus que infecta célula animal só infecta célula animal, o que infecta célula vegetal, só infecta plantas, etc. Isso porque eles precisam de proteínas específicas para conseguir entrar, e normalmente cada célula tem a sua. Existem vírus que infectam bactérias (bacteriófagos), e são importantes porque os vírus são as principais estruturas biológicas que faz troca de material genético na célula. Eles colocam material estranho na célula, podendo fazer bem ou mal. São os maiores transportadores de material genético. Escherichia coli é uma bactéria boa, mas tem umas que fazem muito mal, quando faz, normalmente carrega um bacteriófago que produz uma toxina que induz a célula a eliminar toda a sua água, causando diarréia intensa.
Para ocorrer a infecção do vírus, ele precisa se conectar a essas proteínas de ligação, por ligação de hidrogênio. Tenta-se ainda tornar essa ligação mais fraca para evitar a penetração do vírus. Quanto mais sítio de ligação, mais forte é a ligação entre o vírus e a célula, pois tem mais afinidade, por isso infecta um tipo de célula mais do que a outra. Os bacteriófagos têm receptores na parede celular, nas fímbrias e nos flagelos. Já os vírus animais têm receptores na membrana plasmática. Os bacteriófagos são os que se conhece há mais tempo e é o mais usado para produzir substâncias como insulina humana. O pedaço do DNA que produz a insulina é colocado dentro de bactérias através de bacteriófagos, assim, ao se replicar, a bactéria produz insulina. Os vírus animais são os que levam material genético para as nossas células eucarióticas animais. O fato de o vírus infectar só aquele tipo de célula pode ser usado a nosso favor, como em um tumor, pode usar um vírus específico para aquela célula que introduz uma toxina nela. Infelizmente ainda não existe um conhecimento científico para controlar esse metabolismo. 
O vírus não funciona sozinho, não pode chamar de célula, chama de vírion. O vírion então é uma partícula viral completa e infecciosa (“célula” em si, ela toda, o capsídeo, o material genético, etc). Os vírus podem ter geometrias bem distintas por serem encapsulados por proteínas. A geometria é importante pra infecção, pelo encaixe, e também na hora de identificar o vírus. Às vezes ele pode ter um envelope lipídico, sendo uma forma extra do vírus interagir com a membrana animal, tendo uma taxa infecciosa maior do que os não envelopados. 
O vírus é uma estrutura mais simples porque tem material genético menor do que nos outros microorganismos e células, mas isso não significa que não são funcionais. O material genético é pequeno porque eles não precisam expressar enzima quase nenhuma, pois tomam conta das células do hospedeiro para fazer isso. É necessário saber identificar os vírus por tipo de DNA, se tem fita dupla ou simples, ou por tipo de RNA, também de fita dupla ou simples. O RNA de fita simples pode ser de polaridade positiva, ou seja, aquela fita é a que vai ser replicada; polaridade negativa, significa que será produzida uma fita complementar e ela vai ser replicada; e o RNA de fita simples com intermediário DNA, como o retrovírus, que tem RNA e produz um DNA. Ele chega na célula e transforma o RNA dele em DNA.
Cada proteína que compõe o capsídeo é um capsômero. A composição dos capsômeros é o que o SI reconhece como antígeno. Por isso os vírus envelopados tem um extra na infecção porque as vezes o SI não reconhece. O envelope pode ser protéico, lipoproteico, etc. Ele vem das nossas células, porque na hora que o vírus sai da célula, ele leva um pedaço da membrana (via brotamento), por isso ele fica muito específico também. Pode ter também espículas, espinhos protéicos, que são fatores de aderência que facilitam a aderência do vírus ao hospedeiro. Às vezes o vírus faz o envelope e a célula fica intacta, mas às vezes sofre lise. O ideal é que lise a célula o mais rápido possível, porque diminui o processo infeccioso. 
Os vírus helicoidais têm essa estrutura porque o pacido nucléico deles, o material genético, está disposto assim, como no caso do ebola (possível visualizar no microscópio ótico comum). Os vírus poliédricos podem ter N faces de acordo com o vírus e são assim porque o material genético dentro deles é mais amorfo, então o capsídeo fica mais regular. O envelopado, se levar muita parte da membrana, pode não ficar tão regular, mas é por causa do envelope. Os vírus que a geometria não é classificada são os complexos, como os que parecem aranha, que é o bacteriófago. 
Da mesma forma que tem taxonomia para o que é vivo, tem para o vírus também (CITV), podendo classificar as famílias pelo tipo de ácido nucléico, pela estratégia de replicação e pela morfologia. Os gêneros têm sufixo vírus, as famílias têm sufixo viridae e ordem tem sufixo ales. Uma espécie vital compreende um grupo de vírus que compartilham a mesma informação genética e o mesmo nicho ecológico. A família retroviridae tem os oncovírus (Poe um pedaço de DNA dentro do nosso e por conta disso começa a expressar o que não deveria).
Os bacteriófagos têm o ciclo lítico e o lisogênico. Lítico provoca lise e o outro não. No caso de animais, depende do tipo de material que tem lá dentro, se é DNA, RNA ou um retrovírus. O genoma viral é pequeno porque só codifica material genético, as proteínas do capsídeo e as poucas proteínas/enzimas que ele tem. Um bacteriófago é o vírus que faz adsorção (gruda por afinidade química), penetração, biossíntese, maturação e liberação. Ele só coloca o DNA lá dentro, ele não entra inteiro. Essa estrutura toda evoluída dele tem um pedaço que faz um furo na célula para injetar o DNA, porque na fase de penetração, entra apenas o material, não o vírion todo. Na parede celular da bactéria, o bacteriófago se liga por meio de afinidade química. A etapa de adsorção é a que ele adere à célula hospedeira. Depois tem a penetração, em que o vírus precisa produzir uma enzima, a lisozima, que faz um buraco na membrana e na parede celular. Essa é a maneira que o vírus tem para entrar e sair da célula. Depois da penetração, o DNA ou RNA que entrou junto com outras enzimas ou não, dependendo do vírus, pode ou não desligar outros processos dentro da célula (se entrar alguma enzima, geralmente desliga). A tendência é que os ribossomos da célula comecem a expressar o material genético do vírus porque é isso que o ribossomo faz, expressa material genético. O produto final é mais vírus e enzimas que vão desligar o metabolismo da célula, é a biossíntese. Nessa etapa, a célula hospedeira começa a sofrer perdas energéticas porque gasta toda a energia para fazer isso. Todas as partes do vírus são replicáveis. Depois tem a maturação, que é a montagem dessas partes replicadas do vírus pela célula que ele infectou, feito por afinidade química, uma parte gruda na outra. Isso demora um pouco porque não tem controle enzimático, elas se encontram e se aderem. Assim o vírus está pronto para infectar novas células, usa de novo a lisozima para sair. Isso é o que caracteriza principalmente o ciclo lítico, em que o final do processo envolve lise da célula. O ciclo lisogênico não envolve a lise celular de imediato. No momento em que o vírus coloca o DNA na bactéria, às vezes o material genético do vírus pode se fundir ao da bactéria, sendo uma bactéria diferente agora, porque esse pedaço do DNA inserido, que é do vírus, vai ser o que a célula vai expressar. Enquanto isso a célula vai se dividir e levar o material genético do vírus para as células filhas. O ciclo lisogênico vai fazendo isso até que em um momento o material genético se separa e entra no ciclo lítico. O pedaço de DNA que entrou na bactéria e se fundiu ao DNA dela é o prófago, que é o pedaço de DNA viral que vai ser expresso junto com o DNA da bactéria.
As etapas de multiplicação de vírus animais são as mesmas, mas tem desnudação, ou seja, adsorção, penetração, desnudação, biossíntese,maturação e liberação. A desnudação ocorre porque o vírus entra na célula, então precisa se abrir. O papiloma vírus tem o capsídeo dele, por afinidade vai se aderir à célula hospedeira e por difusão ele penetra (entra porque é solúvel nela). Quando entra, precisa digerir a capa protéica, o que é feito pelos lisossomos porque eles acham que é um nutriente. Ele quebra o capsídeo do vírus e libera o DNA, é a etapa de desnudação. O DNA viral liberado, nesse caso, precisa ir pro núcleo e lá vai produzir RNA mensageiro, que sai do núcleo para que os ribossomos, que estão no citoplasma, produzam proteínas a partir do RNA m, assim produzindo o vírus. Para impedir que o vírus faça isso, é bom impedir a desnudação, ou o DNA, mas qualquer intervenção pode atacar a própria célula, porque o vírus não tem metabolismo próprio, não se sabe onde atacar sem atacar a própria célula, por isso antivirais tem tanto efeito colateral. 
A entrada do vírus na célula pode ser por fagocitose ou por difusão por ser muito parecido, deixa seu envelope na membrana. 
O vírus contendo RNA pode ter fita dupla (só existe em formas virais). De fita simples positiva, ela é o próprio RNA mensageiro, quando é positivo precisa produzir o complementar dela para reproduzir. Não tem núcleo envolvido quando é RNA porque quem lê é o ribossomo, que está no citoplasma, portanto, tudo ocorre lá. Se ele for de fita positiva, ele automaticamente produz a proteína, se for negativa produz o complementar (que é um RNA de fita positiva). O que muda é quando é um retrovírus, que transforma RNA em DNA. Alguns vírus têm transcriptase reversa (é um momento que pode interferir porque é só do vírus, não da célula, mas ela é usada para enganar a célula). O RNA viral penetra na célula e a transcriptase faz a leitura do RNA e transforma em DNA, que consegue fazer a fusão com o DNA da célula. O provírus é esse pedaço de DNA viral que se fundiu e vai ser expresso junto com o DNA da célula. Enquanto ele está sendo expresso, está produzindo mais vírus, que vão infectando outras células, enquanto essa própria célula está passando o DNA para as células filhas. Portanto são dois momentos. Isso caracteriza o estado de latência, que acontece, por exemplo, no HIV. Os oncovírus fazem a mesma coisa, a diferença é que o material genético produz um fator que faz a célula crescer muito.