Replicação Viral - Resumo Microbiologia

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Replicaçã� Vira�
. Replicação viral se refere a forma como as
partículas virais se multiplicam
→ como uma partícula dá origem a sua
progênie
. Como o vírus é um parasita intracelular
obrigatório, necessariamente ele irá precisar
de uma célula hospedeira para fazer o
processo de replicação
. Para que possa ocorrer a replicação o vírus
precisa estar na fase celular, assim poderá
haver a multiplicação do material genético
viral
Diversidade Viral:
. Os vírus possuem uma diversidade enorme,
alguns deles possuem, por exemplo, genoma
de DNA enquanto outros possuem genoma de
RNA
. Os vírus que possuem genoma de DNA
também possuem uma diversidade, eles
podem ser de fita dupla ou fita simples, por
exemplo, ou ainda de possuírem a estrutura
da fita em forma linear ou circular
. Apesar dos vírus de genoma de DNA
possuírem uma grande diversidade, os vírus
de genoma de RNA conseguem uma
diversidade ainda maior
. Nesses vírus, de genoma RNA, podemos
encontrar fita simples ou duplas, além das
formas das fitas que podemos encontrar em
forma linear, circular e segmentado, também é
possível encontrar polaridades positivas e
negativas
→ Exemplos:
● RNA + de fita simples é aquele RNA que
ele mesmo já se comporta como um
RNA mensageiro, ou seja, o próprio
genoma do vírus já se encontra em
uma fase onde ele pode ser lido pelo
ribossomo
● RNA - de fita simples é aquele RNA que
não se comporta como um RNA
mensageiro, ou seja, o genoma do
vírus não pode ser lido pelo
ribossomo. Para que essa leitura
aconteça, ele precisa passar por um
processo de conversão
Replicação Viral:
. A gama de diversidade que o vírus possui
implica, diretamente, na forma como o
processo de replicação vai acontecer
. A replicação viral possui etapas importantes
durante todo o seu processo, sendo as
principais dela:
Adsorção:
. Para que o vírus possa se multiplicar ele,
necessariamente, precisa encontrar uma
célula hospedeira. Até esse encontro ocorrer,
o vírus ficar se locomovendo pelo organismo
tentando achar a célula hospedeira mais
adequada, durante esse processo inúmeras
colisões acabam acontecendo
→ esse encontro, entre o vírus e a célula
receptora, ocorre ao acaso
→ é como se o vírus fosse uma chave e a
célula receptora a fechadura
. A célula receptora será aquela que irá
conectar com o receptor do vírus, que se
encontra na estrutura do vírus
→ conexão do receptor viral na superfície da
célula hospedeira
. Resulta de colisões ao acaso
. Ligações específicas de proteínas virais a
receptores na superfície da célula hospedeira
Penetração:
. O vírus não pode só ficar acoplado a
superfície da célula hospedeira, ele precisa
entrar dentro dela, e é aí que ocorre a etapa
de penetração
. A penetração viral pode ocorrer de três
maneiras diferentes:
● forma direta: é quando o vírus conecta
com o receptor, do lado de fora da
célula hospedeira, e a substância que
é injetada para dentro dessa célula é
o ácido nucleico
→ injeção do material genético para o meio
interno da célula
→ na forma direta, o capsídeo não entra na
célula, apenas o genoma
● por fusão: ocorre quando o vírus tem
envelope, onde proteínas desse
envelope irão se conectar aos
receptores da célula hospedeira.
Nessa etapa, haverá a conexão da
membrana da célula com o envelope,
é nessa hora que ocorre a fusão.
Depois dessa fusão, o capsídeo será
injetado para dentro da célula, após
isso, o capsídeo será degradado e irá
liberar o ácido nucléico
→ fusão entre a membrana da célula e o
envelope do vírus
● por endocitose: a endocitose pode
ocorrer em vírus envelopados ou não
envelopados, onde ocorre a conexão
entre o vírus e os receptores da
membrana da célula hospedeira. Essa
conexão induz uma invaginação,
formando uma vesícula interna a
membrana, a partícula viral está
contida nessa vesícula. Após isso, se
o vírus for envelopado, irá ocorrer a
fusão do envelope com a membrana
da vesícula, essa fusão irá injetar o
capsídeo com o genoma no
citoplasma da célula. O capsídeo será
degradado e irá liberar o ácido
nucleico
Decapsidação ou Desnudamento:
. Essa é a etapa onde o material genético será
liberado dentro do hospedeiro
→ antes dessa etapa, o material genético do
vírus estava protegido por um capsídeo
. Essa etapa, então, desagrega o capsídeo e
libera o ácido nucleico
. Remoção ou desagregação das proteínas do
capsídeo
Biossíntese:
. Podemos dizer que até a etapa anterior,
estávamos descrevendo as estratégias
utilizadas pelo vírus para adentrar nas células.
Porém, depois de conseguir entrar dentro de
uma célula, o vírus precisa passar por mais
algumas etapas para conseguir concluir todo o
processo de replicação viral. Para tal feito, a
biossíntese é a etapa inicial desse processo
de replicação
→ a biossíntese é, portanto, a replicação
propriamente dita, sendo a etapa onde cópias
dos vírus podem ser feitas (de forma imediata
ou não, o tempo de replicação irá variar de
acordo com o vírus)
. O vírus, independente do seu genoma
(sendo DNA ou RNA), sempre dará origem a
um RNA mensageiro
. Esse RNA mensageiro irá conter
informações sobre as proteínas específicas
desse vírus, além de informações essenciais
para a síntese de novas moléculas de ácido
nucleico. O RNA mensageiro deverá ser
traduzido
. Antes de tradução, ocorre a fase de
transcrição
→ o RNA mensageiro foi derivado do genoma
do vírus e contém todas as informações desse
vírus
. Em termos técnicos, a biossíntese é a
tradução do RNA mensageiro em proteínas
específicas do vírus e síntese de novas
moléculas de ácido nucleico
Maturação:
. É a etapa onde ocorre a formação de novas
partículas, essa etapa ocorre a transcrição e a
tradução das informações genéticas do vírus
. Nessa etapa todas as informações ficam
expostas aleatoriamente, elas precisam se
encontrar e se juntar. É o processo de
maturação que realiza a junção dessas
informações
. Com as informações encaixadas (todas
juntas), essa etapa irá formar novas partículas
maduras
Liberação:
. Após a formação das novas partículas ocorre
a liberação destes progênies virais em uma
etapa chamada de liberação
. Essa etapa pode ser concluída de três
maneiras diferentes, sendo elas:
● por ruptura da membrana celular: ocorre
quando a célula Lyse se rompe e a
célula viral se liberta
● por brotamento: onde a membrana da
célula hospedeiro será usada para
‘’embalar’’ o vírus
● por exocitose: ocorre a formação de uma
vesícula, assim que a vesícula se
forma a partícula viral é liberada para
o meio externo
. Na liberação, acontece o abandono de
progênies virais, isso ocorre para que outras
células sejam infectadas por eles
Como ocorre o Processo de
Replicação de um Vírus de Genoma
DNA:
. Podem ocorrer pequenas variações nas
etapas de replicação, dependendo da família
do vírus
. Iremos ver o exemplo de uma replicação viral
de um vírus de genoma DNA de fita dupla. Na
imagem estará representada a célula
hospedeira com o seu núcleo, e dentro do
núcleo o genoma do vírus que infectou a
célula
. No exemplo, podemos ver que o processo de
replicação viral depende de 5 processos,
sendo especificados logo abaixo:
● Primeiramente, ocorre uma
transcrição de alguns genes iniciais,
sintetizando um RNA mensageiro
inicial. As primeiras cópias desse RNA
mensageiro irão sair do núcleo da
célula hospedeira e irão para o
citoplasma, onde encontraram um
ribossomo. Esse ribossomo irá
realizar a leitura do RNA mensageiro,
dando origem a proteínas específicas
do vírus (ribossomo sintetiza as proteínas
iniciais). As proteínas irão retornar para
o núcleo, onde darão início a segunda
parte do processo;
● Depois da etapa inicial, ocorre a
determinação e a indução da
replicação dessa partícula viral
(replicação do genoma). Após as cópias
do genoma serem feitas, iniciará a
terceira parte do processo;
● A terceira, a quarta e a quinta etapa
irão se completar, além disso, a quarta
e a quinta etapa irão ocorrer
simultaneamente. Primeiro acontece a
transcrição tardia dos RNAs
mensageiros que foram replicados,
esses RNAs contém todas as
informações das estruturas do vírus.
O RNA tardio irá sair do núcleo e ir
parao citoplasma para ser traduzido
por um ribossomo, que formará novas
partículas de proteínas. As proteínas
irão voltar para o núcleo, onde irá
ocorrer a etapa de maturação,
encaixando cada genoma em seu
capsídeo
→ o RNA mensageiro inicial irá conter todas
as informações da replicação das proteínas
iniciais. Já o RNA tardio irá conter todas as
informações da estrutura viral
Especificações de alguns Vírus:
Vírus de RNA de (+)ssRNA:
. Vírus de RNA de fita simples de polaridade
positiva. Utilizaremos o Zika Vírus como
exemplo
. O vírus do Zika possui um genoma RNA com
capsídeo icosaédrico envelopado, onde o
envelope possui proteínas acopladas
. Quando nós temos um RNA +,
automaticamente, teremos o próprio genoma
do vírus funcionando como RNA mensageiro.
Ou seja, assim que o vírus adentrar a célula
hospedeira, o seu genoma já irá poder ser lido
(traduzido) pelo ribossomo, dando origem a
proteínas virais mais rapidamente
→ vírus de polaridade positiva é prontamente
traduzido
. A tradução das proteínas desse tipo de vírus
ocorre da seguinte maneira:
. Já a replicação do genoma desse vírus
ocorre dessa forma:
. Ciclo completo de um Vírus de (+)ssRNA:
SARS-CoV-2:
. Assim como o Zika, o SARS-CoV-2 é um
vírus (+)ssRNA. Ou seja, um vírus de RNA de
fitas simples e positiva, envelopado com
proteínas acopladas
(proteínas S)
→ as proteínas S são responsáveis por fazer
a conexão no receptor das células
hospedeiras
. O vírus irá adentrar na célula e liberar o seu
genoma no citoplasma
. Diferente do vírus visto anteriormente, a
transcrição do genoma, feita pelo ribossomo,
não será completa. O ribossomo irá
transcrever apenas apenas uma parte das
informações genéticas contidas no genoma do
vírus
→ só as partes relacionadas com a replicação
que serão transcritas (genes não estruturais)
. Após essa etapa de transcrição, irá ocorrer a
formação da fita senso negativa, essa fita
possui uma cobertura completa, contendo
todas as informações genéticas do vírus (até
mesmo as que não haviam sido traduzidas
anteriormente - genes não estruturais e genes
estruturais)
. A partir das fitas senso negativas irá ocorrer
a formação das fitas positivas, as fitas
negativas serviram como moldes para as
positivas
. Somente após todas essas etapas que irá
ocorrer o processo de tradução, por conter
muitas informações diferentes, esse processo
irá ocorrer em locais diferentes:
● tradução das informações que diz respeito às
proteínas do capsídeo: ocorrerá no
citoplasma da célula hospedeira
● tradução das informações que diz respeito às
proteínas do envelope: ocorrerá no retículo
endoplasmático rugoso
→ onde essas proteínas serão transformadas
em glicoproteínas, além de serem expostas na
membrana que irá embalar o genoma com o
capsídeo, que por sua vez, irá sair por
exocitose
. Ciclo completo do SARS-CoV-2:
Vírus de (+)ssRNA-RT:
. Vírus RNA de fita simples e positiva,
envelopado com proteínas acopladas e que
realiza a transcrição reversa
→ o vírus do HIV é um exemplo de
(+)ssRNA-RT, pois ele possui um
intermediário de DNA na sua estrutura
. Retrovírus são vírus de RNA que quando
entram na célula dão origem ao DNA, através
da transcrição reversa
→ retrovírus possuem em sua estruturas uma
enzima chamada de Transcriptase Reversa, é ela
que é responsável pelo processo de
transcrição reversa
. Em uma transcrição normal o DNA é usado
como molde para sintetizar RNA. Já em uma
transcrição contrária, o RNA é utilizado como
molde para a sintetização de DNA
. No vírus do HIV, a proteína que terá a
responsabilidade de se ligar com o receptor
será a GP 120
. Os retrovírus pertencem a uma família viral
chamada Família Retroviridae
. Ciclo completo do vírus (+)ssRNA-RT:
Como ocorre a Replicação de um
Retrovírus:
. Após a entrada do retrovírus na célula
hospedeira, irá ocorrer a sintetize do DNA
através do RNA, onde o RNA será usado
como molde sintetizante
. O DNA formado irá ser inserido no genoma
da célula hospedeira, dando origem a um
Provírus
. A partir da transcrição da informação
presente no genoma será dada origem a mais
RNAs (tanto RNA que irá compor novas
partícula, como RNA que será traduzido)
. A partir do processo de transcrição e
tradução, irá haver a formação de novas
partículas completas (maduras), que irão sair
do citoplasma por brotamento
Como ocorre a Replicação de um
Bacteriófago:
Diferença entre um
Vírus DNA e um Vírus RNA:
. A principal diferença se dá entre os genomas
dos vírus
. Um vírus RNA possui genoma de apenas
RNA, não podendo ter como genoma DNA,
por exemplo
Vírus DNA:
. Em função do ciclo lisogênico, podem causar
infecções crônicas com longos períodos de
inatividade
. Tendem a serem mais específicos em
relação ao hospedeiro
Vírus RNA:
. A maioria realiza ciclos contínuos de
replicação sem períodos de inatividade
→ sem ciclo lisogênico
. São menos específicos, infectando
facilmente diferentes espécies animais
Viróide x Príon:
. Viróides e Príons são outros tipos de
partículas infecciosas, que não devem ser
confundidas com o vírus
Viróide:
. Viróide é RNA circular com longas porções
de pareamento, que podem se ligar entre si
→ o próprio RNA estará em fita dupla, porém
não o tempo todo
. Os viróides não possuem envoltórios,
portanto, não possuem capsídeos
. Viróides geralmente são associados às
células vegetais, especialmente em parasitas
de plantas
Príon:
. Os príons são as únicas partículas
infecciosas, que se conhece, que não
possuem material genético (sem ácido nucleico)
. Por não possuírem ácido nucleico, os príons
acabam sendo uma proteína infecciosa
→ proteína que teve a sua conformação
alterada
. A doença da Vaca Louca é um exemplo
dessa proteína infecciosa