Introdução à virologia

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Introdução à virologia
• O que são os vírus? Partícula intracelular 
obrigatória capaz de se replicar e que possuem 
como material genético o RNA ou DNA (fita 
simples ou dupla) (não possui ambos ao mesmo 
tempo). 
“A virologia é um ramo da microbiologia que estuda os 
vírus e os agentes subvirais, bem como: sua estrutura, 
classificação, evolução, formas de infecção nas células 
(reprodução), doenças causadas por eles e seu uso em 
pesquisa e terapia”. 
• O vírus pode infectar qualquer tipo de organismo. 
A palavra vírus vem do latim e significa “veneno” ou 
“toxina”. São pequenos agentes infecciosos (maior que 
um anticorpo e menor que uma bactéria - nanômetros) 
que apresentam genoma constituído de uma ou várias 
moléculas de ácido nucléico (DNA ou RNA), as quais 
possuem a forma de fita simples ou dupla. Os ácidos 
nucleicos dos vírus geralmente apresentam-se 
revestidos por um envoltório proteico formado por uma 
ou várias proteínas chamado de capsídeo, o qual pode 
ainda ser revestido por um complexo envelope 
lipoproteico. 
Morfologia 
• Capsídeo proteico + material genético = 
nucleocapsídeo 
• Envelopados ou não – envelope fica por fora do 
capsídeo 
• Envelope feito de bicamada lipídica com 
glicoproteínas 
• Os não envelopados possuem proteínas no 
capsídeo em sua superfície 
• Não possuem núcleo, citoplasma, mitocôndrias 
ou ribossomos 
• Vantagem da construção de partícula viral a 
partir de subunidades proteicas idênticas: reduz 
a necessidade de informação genética e propicia 
a automontagem por não requirir enzimas ou 
energia. 
Qual o material genético dos vírus? 
• RNA ou DNA 
• DNA = fitas simples positiva, fita simples positiva 
ou negativa, dupla fita positivo ou negativo 
• RNA = simples positivo, duplo positivo, duplo 
positivos e negativos, negativo, negativo com 
vários fragmentos 
• Portanto, há diversas formas de apresentarem 
seu material genético 
• Dependendo do tipo de material genético pode-se 
mostram mais propício para infectar algum tipo 
de hospedeiro específico. Ex: simples fita de RNA 
manifesta mais em plantas. 
Replicação 
Efeitos 
• Ao infectar pode causar um efeito citopático 
(ECP), ou seja, mudar a estrutura da célula para 
que as funções virais ocorram, termina com a 
lise e morte celular. Isso permite a detecção de 
células infectadas laboratorialmente. Nem todos 
os vírus causam ECP, mas podem provocar 
algumas mudanças morfológicas e funcionais. 
Exemplo de ECP: formação de sincício que resulta 
numa célula grande com vários núcleos em sua 
constituição. Também ocorre corpos de inclusão 
que são estruturas no interior das células. 
Ex: poliovírus, influenza, rotavírus, HIV, etc. 
• Persistência quando o vírus permanece por 
longos períodos, incluem integração no genoma 
do hospedeiro como no retrovírus, tolerância 
imune porque anticorpos não são formados, 
imunossupressão etc 
Ex: sarampo no SNC, coxsackie no coração 
• Latência (infecção intermitentemente produtiva) 
Ex: herpes simplex, citomegalovírus 
• Transformação celular (infecção produtiva ou 
não) 
Ex: papilomavírus, retrovírus não-HIV 
 
 
Curva de replicação de vírus 
 
• Período de eclipse: fase em que vírus está 
penetrando na célula, ainda não há vírus 
detectável dentro da célula 
• Burst ou Yield: proliferação de vírus 
• Período estacionário: não há mais célula para 
infectar 
Conceitos 
Célula suscetível: possui receptor para entrada do vírus 
na célula. Pode permitir ou não a replicação do vírus, pois 
funciona como um sistema chave e fechadura, mas 
mesmo que entre a célula pode impedir replicação viral. 
Célula resistente: não possui receptor para entrada do 
vírus na célula. Pode permitir ou não a replicação do 
vírus, ou seja, caso laboratorialmente o vírus seja 
colocado dentro da célula, ela pode ou não liberar 
replicação. 
Célula permissível: permite a replicação do vírus. Pode 
ou não ser suscetível. 
Célula suscetível e permissível: o único tipo celular que 
realmente permite a entrada do vírus e sua replicação. 
Tropismo viral: capacidade de ir até um conjunto de 
células e infectá-las devido ao receptor que elas possuem 
para aquele vírus e sua suscetibilidade e 
permissibilidade. 
Ao chegar na célula o capsídeo internaliza, libera material 
 genético que pode se multiplicar no núcleo ou no 
citoplasma. Além da multiplicação do material genético há 
a leitura do RNA que formará proteínas. O resultado disso 
é a formação de novos capsídeos que poderão ser 
envolvidos pelo envelope vindo da membrana plasmática 
ou retículo endoplasmático e consequente 
saída/brotamento da célula. Em suma: (1) adesão, 
penetração e desencapsidação; (2) expressão gênica e 
replicação genômica; (3) montagem e liberação 
Ciclo lisogênico: DNA viral se insere no DNA celular e a 
replicação em série fica interrompida, ocorre 
unicamente em conjunto com a duplicação normal da 
célula. Com alguma danificação do DNA hospedeiro, como 
a incidência de luz UV, o material genético viral sai do 
celular e começa a replicação viral em ciclo lítico. Quando 
esse DNA viral está integrado chama-se profago e 
quando células bacterianas com profago adquirem novas 
características, como a produção de exotoxinas, chama-
se conversão lisogênica. 
Ciclo lítico: replicação ocorre sem interrupção, os vírus 
replicam e se reúnem dentro da célula, juntam tantos 
vírus que causam uma pressão interna à célula e ocorre 
sua lise, liberando-os. 
 
Adsorção de poliovírus 
Vírus se conecta com receptor e forma um endossomo. 
Para isso, ocorre um processo de acidificação do 
endossomo pela liberação de hidrogênio, o que resulta na 
saída do vírus do endossomo fagocitado para o interior 
celular. 
OBS: Há fármacos que inibem essa acidificação. 
Vírus de genomas RNA e DNA que infectam 
hospedeiros vertebrados 
O acido nucléico viral contém a informação necessária 
para replicar, montar e espalhar os vírions. 
• Dupla fita de DNA genômico (dsDNA genomes) 
 
A cópia negativa de DNA mensageiro produz RNA(+) que é 
traduzido em proteína viral. Há também a polimerização 
de DNA a partir do DNA viral. 
O poxvírus é uma exceção visto que se replica no 
citoplasma, local onde não há RNA polimerase dependente 
de DNA pra produzir os RNAm. Por isso, precisa carrear 
consigo sua própria polimerase no interior da partícula 
viral para multiplicar o seu material genético. 
• DNA de fita simples (ssDNA genomes) 
 
DNA polimerase produz a segunda fita de DNA, tornando 
um DNA de simples fita (+) em um DNA de fita dupla (+) e 
(-). A fita negativa servirá para produção de RNAm que 
produzirá proteínas e a produção de novas fitas de DNA 
(+). 
• DNA intercalante (gapped dsDNA genomes) 
 
Família da Hepadnaviridae →ex: Hepatite B 
Grupo específico de vírus em que a fita de DNA tem 
fragmentos simples e duplos. A DNA polimerase viral 
completa fragmentos, resultando em um DNA de fita 
dupla. O RNAm viral fabricado pelo RNA polimerase da 
célula é usado para formar DNA em uma transcriptase 
reserva. 
• RNA de fita simples positiva 
 
RNA positivo já é mensageiro, ou seja, entrou na célula e 
é traduzido virando uma proteína viral (pode servir como 
RNA polimerase caso capsídeo não tenha essa enzima 
para replicação do material genético). RNA polimerase 
dependente de RNA faz cópia do RNA (+), formando o RNA 
negativo. A mesma enzima faz cópia do RNA negativo para 
produzir RNA positivo. 
Porém, há ainda um outro tipo de RNA positivo que não é 
mensageiro, não consegue ser traduzido imediatamente. 
Por isso, precisa trazer do seu capsídeo viral a RNA 
polimerase dependente de RNA. Tal enzima faz o RNA 
negativo, o qual pode produzir o RNA positivo genômico ou 
o RNAm que servirá para produzir proteína viral. 
 
 
Outra replicação possível da fita simples de RNA (+) pode 
ser pela formação de uma poliproteína nos vírus de RNA. 
Há uma leitura do RNAm,formando uma proteína grande 
(poliproteína), a qual sofrerá clivagem por proteases 
viral. Portanto, com a quebra há a produção de vários 
tipos de proteínas necessárias para vírus. 
OBS: As proteases são alvos de fármacos virais. 
• RNA de fita simples negativo 
 
RNA simples negativo não é mensageiro. Por isso, precisa 
de um RNA polimerase dependente de RNA para fazer 
transcrição de um RNA positivo que servirá para a 
tradução de proteína viral. Além disso, o RNA polimerase 
produzirá um RNA positivo e a partir dele a enzima agirá 
de novo formando um RNA negativo genômico. 
• RNA de fita dupla (uma positiva e outra negativa) 
 
Reoviridae são importantes vírus de infecção humana. 
Possuem o genoma RNA dupla fita segmentado e a partir 
de cada segmento é transcrito um mRNA monocistrônico 
no citoplasma, 
 
O RNA de dupla fita serve de molde para que o RNA 
positivo seja transcrito a partir da fita negativa, o qual 
servira de RNAm. A fita positiva do RNA viral servirá de 
molde para transcrição de fita negativa de RNA e a fita 
negativa de RNA viral servirá de molde para transcrição 
de fita positiva, a partir disso formará uma nova dupla fita 
de RNA genômico (dsRNA). 
• Retrovírus 
Ex: HIV, HTLV 
 
O RNA positivo de simples fita transcreve um DNA por 
meio do DNA polimerase dependente de RNA 
(transcriptase reversa). Do DNA de simples fita negativa 
há a formação de um DNA de fita dupla através da enzima 
de DNA polimerase dependente de DNA que formará a fita 
positiva conjunta. Esse novo DNA de fita dupla (dsDNA 
intermediate) é transcrito em copias de RNA positivo 
(RNAm) pelo molde de fita negativa de DNA (usa-se a 
enzima de RNA polimerase dependente de DNA). A partir 
do DNA duplo intermediário também ocorre a formação 
de fitas de RNA positivo genômico usando molde de fitas 
de DNA negativo por meio do RNA polimerase DNA 
dependente. 
O DNA duplo intermediário pode sofrer a ação de enzimas 
integrases que quebram o material genético humano e 
incluem o fragmento de retrovírus dentro do gene 
humano. Portanto, quanto mais impedir que a 
transcriptase reversa atue no RNA viral, menor a chance 
de produção de DNA intermediário para a integração no 
genoma, situação que é de difícil reversão. 
Tipos e estágios de uma infecção viral 
• Aparente aguda (ex. COVID-19) ou crônica (ex. 
hepatite B) 
• Subclínica inaparente (sem sintomas) ou 
latente (não estão se multiplicando) 
 
1. Período de incubação: da entrada no 
hospedeiro até o aparecimento dos sintomas. A 
replicação inicial do vírus na porta de entrada 
pode gerar pródromos (sintomas iniciais) 
2. Disseminação: o vírus se dissemina para sítios 
distantes da porta de entrada, vai para os sítios 
de replicação secundária. 
Fatores determinantes: tropismo tecidual 
(presença de receptores e permissividade 
celular) e acessibilidade (transporte livre x 
associado a células). 
3. Infecção estabelecida de sítios secundários: 
fase sintomática 
4. Resolução: eliminação do agente pelo sistema 
imune do hospedeiro 
5. Estabelecimento de latência, ou infecção 
crônica, ou transformação 
Considerações finais 
O mecanismo de correção do genoma viral quase não 
existe, diferente do genoma humano em que enzimas 
revisam o processo de transcrição corrigindo erros. No 
caso viral ocorre em torno de um erro a cada mil 
nucleotídeos. Isso resulta em duas populações de vírus, 
uma normal e outra de vírus mutantes. Das mutações, 
existem os sobreviventes e os não sobreviventes, sendo 
possível situações em que ocorre uma pequena mutação 
que permite a sobrevida viral capaz de torná-lo mais 
patogênico ou infeccioso. 
Vírus muito letais pouco se espalham, pois matam tanto 
que o espalhamento não é tão significativo. Ex: ebola. 
Vírus de baixa letalidade tem capacidade de se espalhar 
mais facilmente. Ex: herpes. 
Os vírus de RNA e retrovírus tem maior chance de 
mutação que os vírus de DNA porque esses de DNA são 
lidos pelas próprias enzimas celulares dos seres 
humanos, podendo ter mecanismos mais efetivos para 
uma leitura sistematizada e de correção dos erros. Já os 
vírus de RNA, são proteínas virais, sem controle de erro, 
reparo ou substituição. 
Após o acúmulo de proteínas estruturais e genomas 
virais em quantidade suficiente, inicia-se a montagem das 
partículas virais em nucleocapsídeos helicoidais ou 
icosaédricos. Os helicoidais sempre apresentam-se 
envelopados e os icosaédricos podem ser envelopados ou 
não. 
Os vírus não envelopados libertam-se das estruturas 
celulares pela lise da célula após acumularem-se no 
núcleo ou no citoplasma, como é o caso dos poliovírus. Já 
os vírus envelopados têm que fazer um brotamento 
através de regiões da membrana citoplasmática ou 
internas, como a nuclear (herpes) ou do golgi (pox) em 
que foram inseridas as proteínas virais de envelope. Para 
que esse processo ocorra com precisão deve haver o 
reconhecimento de onde essas proteínas estão 
localizadas, o que se dá através de interações proteína-
proteína, como no processo de montagem dos capsídeos.