Microbiologia - Virologia (estrutura e replicação)

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Microbiologia e Imunologia 
Virologia (1° parte) 
(Estrutura e replicação) 
Virologia é o estudo dos ​vírus e de suas                 
propriedades. Os vírus são os menores           
agentes infecciosos que se tem         
conhecimento. Eles não são considerados         
células e são incapazes de multiplicar-se de             
maneira independente, sintetizar as suas         
próprias proteínas ou energia. Sendo assim,           
são considerados parasitas intracelulares       
obrigatórios, pois necessitam estar no         
interior de células para se replicar e             
sintetizar proteínas. 
 
Estrutura viral 
Quanto à estrutura, é relativamente         
simples se comparada às células ou           
bactérias. Os vírus são partículas         
compostas por ​apenas um tipo de ácido             
nucleico, DNA ou RNA (nunca ambos),           
revestido por um ​capsídeo proteico​,         
cobrindo esse material genético. Em alguns           
casos, há também uma membrana         
lipoproteica chamada de ​envelope​. Ou seja,           
eles não possuem organelas como         
mitocôndrias, núcleo, ribossomos e etc.         
Então, é essa simplicidade estrutural que           
faz com que os vírus sejam incapazes de               
crescimento independente, podendo apenas       
se replicar dentro de células animais,           
vegetais, ou microrganismos. 
 
Morfologia | constituição 
● Ácido nucleico ​(genoma viral)​: contém         
apenas um tipo de ác. nucleico, DNA ou               
RNA, que é o portador do código             
genético para a sua propagação. Possui           
a função de codificar as informações           
genéticas e pode se apresentar de           
diferentes formas: DNA de fita simples           
(ssDNA), DNA de fita dupla (dsDNA),           
RNA de fita simples (ssRNA) e RNA de               
fita dupla (dsDNA). 
 
● Capsídeo​: ​é a capa protéica que protege             
o genoma viral, é formada por           
subunidades protéicas denominadas     
protômeros​, que se agrupam e formam           
os ​capsômeros​, que confere às         
partículas virais uma simetria       
icosaédrica helicoidal. O ​genoma em         
conjunto com o capsídeo constitui o           
nucleocapsídeo​. 
 
● Envelope​: ​além do nucleocapsídeo,       
alguns vírus possuem uma estrutura o           
envolvendo. O envelope viral consiste         
numa bicamada lipídica, com lipídios         
derivados da célula hospedeira e         
proteínas codificadas pelo vírus. 
obs.1​: “​Os vírus com envelope são menos estáveis,               
isto é, são inativados mais facilmente que vírus nus.                 
Em geral, os vírus envelopados são transmitidos por               
contato direto, através do sangue ou fluidos corporais,               
enquanto os vírus nus podem sobreviver por períodos               
maiores no meio ambiente e podem ser transmitidos               
de forma indireta, como pela via fecal-oral​.​” 
obs.2​: ​“​Vírion é a unidade infecciosa inteira do vírus,                 
constituído de cerne de ác. nucleico (DNA ou RNA),                 
invólucro proteico (nucleocapsídeo). Nesta forma o           
vírus é capaz de replicar-se no interior da célula.​” 
obs.3​: ​Viróides → Agentes infecciosos com genoma             
de RNA, mas não associado à proteínas. Consistem               
em uma única molécula circular de RNA sem a                 
proteção proteica ou envelope. 
Príons → São partículas proteicas infecciosas           
compostas somente de proteínas; isto é, eles não               
contêm nenhum ácido nucléico detectável.  
 
Classificação 
Atualmente, os critérios de       
classificação mais importantes são a         
morfologia da partícula viral, o hospedeiro e             
os tipos de ácidos nucleicos. E esses             
critérios são levados em consideração para           
classificar os vírus em ordens, famílias,           
gêneros e etc. 
Quanto ao ​tipo de ác. nucleicos​, são             
classificados em:  
Vinícius Bandeira | @viniciusbdentista (2021) 
Microbiologia e Imunologia 
● DNA vírus​: vírus cujo o material           
genético é o DNA, dentre eles pode-se citar               
os vírus da ​catapora, varíola, herpes,           
hepatite B entre outros. 
● Retrovírus​: vírus cujo material       
genético é o RNA, mas sintetizam DNA a               
partir de seu RNA viral através da enzima               
transcriptase reversa. 
Já ​de acordo com a célula hospedeira​,             
podem ser classificados em vírus animais,           
vírus de plantas​, ​vírus de fungos e             
bacteriófagos ​(vírus que infectam a         
bactéria, que incluem os vírus mais           
complexos).  
E ​quanto à morfologia​, classifica-se de           
acordo com a forma geométrica de sua             
cápside (geralmente uma hélice ou um           
icosaedro) ou a estrutura do vírus (por             
exemplo, presença ou ausência de um           
envelope lipídico). 
 
Replicação viral 
Os vírus não são capazes de infectar             
todas as células, apenas aquelas que lhes             
dão capacidade de replicação (​tropismo​). O           
tropismo viral é determinado pela presença           
de receptores específicos na membrana das           
células hospedeiras, os quais interagem         
com proteínas (anti-receptores) virais, o que           
possibilita a entrada no agente infeccioso           
no citoplasma. Então, para ocorrer essa           
entrada, a célula tem que ter receptores             
compatíveis e ter condições de replicação. 
obs​.​: um vírus é considerado pantrópico (alto nível de                 
tropismo) quando consegue infectar vários tipos           
diferentes de células. E a cada célula diferente               
infectada, surgem novas mutações. 
Desse modo, para que ocorra a           
replicação dos vírus é necessária que           
ocorra a síntese de proteínas virais pela             
maquinaria de síntese da célula hospedeira.           
Essas proteínas expressam três tipos de           
funções: alterar a estrutura e/ou função da             
célula infectada, promover a replicação do           
genoma viral e promover a formação de             
novas partículas virais. 
Quanto a replicação, ela apresenta três           
etapas gerais: 
● Fixação, penetração e desnudamento​:       
após a ligação irreversível do vírus à             
superfície da célula susceptível, há a           
liberação do material genômico viral, na           
qual parte ou todo o vírion adentra a               
célula. Então, existem quatro       
mecanismos básicos pelos quais os         
vírus podem penetrar nas células:         
Injeção de ácido nucleico​, ​endocitose​,         
fusão de envelope viral​ e ​translocação. 
● Expressão de genomas e síntese dos           
componentes virais​: ​a infecção viral         
leva à produção de centenas ou           
milhares de novas partículas virais por           
célula infectada. Desse modo, há um           
duplo propósito de multiplicação viral:         
replicação de ác. nucleico e ​produção           
de capsídeos para conter esse ac.           
nucleico. 
● Morfogênese e liberação​: ​os vírus são           
liberados por lise da célula hospedeira.           
Já os envelopados adquirem o envelope           
durante o brotamento através da         
membrana celular. 
 
 
 
→ ​Adsorção ou aderência​: Os vírus           
possuem proteínas (​sítios de ancoramento​)         
em sua superfície que interagem com           
receptores na superfície da célula         
hospedeira. Essa interação é definida pelo           
tipo de célula hospedeira infectada, os           
receptores virais encontrados na superfície         
celular são proteínas que exibem outras           
funções na vida celular. A adesão das             
proteínas virais aos receptores celulares é           
feita por ligações químicas não covalentes,         
tais como pontes de hidrogênio, atraçõesiônicas e forças de van der Waals. 
Vinícius Bandeira | @viniciusbdentista (2021) 
Microbiologia e Imunologia 
→ ​Penetração​: e a transferência do genoma             
para o interior da célula. Pode ser por: 
- ​Endocitose​: vírus não envelopados e           
alguns vírus envelopados (invaginação da         
membrana da célula hospedeira e formação           
de uma vesícula dentro do citoplasma da             
célula)  
- ​Fusão direta​: vírus envelopados (fusão           
entre o envelope viral e a membrana             
plasmática celular).  
- ​Translocação​: formação de poro na           
membrana e translocação do genoma viral. 
 
→ ​Desnudamento​: Degradação do       
capsídeo/nucleocapsídeo viral seguido da       
exposição do material genético do vírus no             
respectivo sítio replicativo, que pode ser no             
próprio citosol ou no núcleo celular (​injeção           
do ác. nucleico​). 
 
● Biossíntese​: Expressão gênica e       
replicação do genoma. É nesse ponto que             
os vírus podem seguir diferentes caminhos,           
dependendo da natureza de seu ácido           
nucleico e do local onde ocorrerá a             
replicação viral intracelular. 
- Vírus DNA​: síntese de mRNA. É           
sintetizada a partir da replicação no núcleo             
utilizando a RNA-polimerase     
DNA-dependente. 
- Vírus RNA​: replicam no citoplasma,         
utilizando enzimas próprias ou sintetizando         
enzimas próprias. As 2 principais exceções           
são os ​retrovírus e o ​vírus influenza​, os               
quais têm um importante passo do ciclo             
replicativo no núcleo. Os retrovírus integram           
uma cópia do DNA genômico no DNA da               
célula hospedeira, e o vírus influenza           
sintetiza o genoma de sua descendência no             
núcleo. ​O genoma de todos os vírus de RNA                 
consiste em RNA de fita simples​, exceto os               
membros da família dos retrovírus, que           
apresentam genoma de RNA de fita dupla.             
obs.​: o retrovírus apresenta RNA de fita simples [+], o                   
qual é transcrito em DNA de fita dupla pela DNA                   
polimerase RNA-dependente (transcriptase reversa)       
carreada pelo vírus. Essa cópia de DNA é então                 
transcrita em mRNA viral pela RNA polimerase             
normal da célula hospedeira (polimerase II). 
-  
- ​RNA de fita simples (+)​: Esses vírus               
utilizam seu genoma de RNA diretamente           
como mRNA. 
- ​RNA fita simples (-)​: Um RNA + (RNAm)                 
deve ser transcrito, utilizando-se a fita           
negativa como molde. Uma vez que a célula               
não possui uma RNA polimerase capaz de             
utilizar RNA como molde, o vírus sintetizará             
sua própria RNA polimerase       
RNA-dependente. 
 
• ​Maturação e liberação 
- Vírus não envelopados​: podem ser         
montados no citoplasma ou no núcleo e são               
liberados por lise celular.  
- Vírus envelopados​: adquirem o       
envelope nas membranas celulares       
citoplasmáticos, nucleares ou de algumas         
organelas ou vesículas intracelulares       
(​brotamento​).  
- Brotamento em membranas     
intracitoplasmáticas​: Liberação por exocitose de         
vacúolos ou vesículas que contém partículas já             
envelopadas. O brotamento não causa danos à             
célula. 
Vinícius Bandeira | @viniciusbdentista (2021)