RESUMO MICROBIOLOGIA - Vírus

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Vírus – Resumo do Livro de Microbiologia De Brock, 14ª edição. 
Bruna Sampaio – Medicina UFAL 
Introdução 
Os vírus são elementos genéticos que conseguem se replicar apenas no interior de uma célula viva, 
denominada célula hospedeira. Os vírus possuem seu próprio genoma e, neste sentido, são independentes do 
genoma da célula hospedeira. No entanto, os vírus dependem da célula hospedeira para energia, intermediários 
metabólicos e síntese proteica. Os vírus são, portanto, parasitas intracelulares obrigatórios. 
Estrutura Viral 
Vírion: Embora os vírus não sejam células, eles 
possuem um genoma de ácido nucleico que 
codifica as funções necessárias para sua replicação 
e uma forma extracelular, denominada vírion, que 
permite que o vírus viaje de uma célula hospedeira 
para outra. Os vírus são incapazes de replicarem-
se, a menos que o próprio vírion (ou seu genoma, 
no caso de vírus bacterianos) penetre em uma 
célula hospedeira adequada, um processo 
denominado infecção. 
O vírion de um vírus consiste em um envoltório 
proteico, o capsídeo, que contém o genoma viral. A 
maioria dos vírus bacterianos são nus, sem 
camadas adicionais, enquanto muitos vírus de 
animais contêm uma camada externa consistindo 
de proteínas e lipídeos, denominada envelope. Em 
vírus envelopados, a estrutura interna composta por 
ácido nucleico e proteínas do capsídeo é 
denominada nucleocapsídeo. O vírion protege o 
genoma viral quando o vírus está fora da célula 
hospedeira, e proteínas na superfície do vírion são 
importantes no ancoramento à célula hospedeira. O 
vírion pode também conter uma ou mais enzimas 
virais específicas que desempenham papéis durante 
a infecção e a replicação, como discutido 
posteriormente. 
 
Uma vez dentro da célula hospedeira, um genoma 
viral pode orquestrar um de dois eventos bastante 
diferentes. O vírus pode replicar e destruir o 
hospedeiro em uma infecção virulenta (lítica). Em 
uma infecção lítica, o vírus redireciona o 
metabolismo do hospedeiro para suportar a 
replicação do vírus e a montagem de novos vírions. 
Eventualmente, novos vírions são liberados, e o 
processo pode repetir-se em novas células 
hospedeiras. 
 
Alguns vírus pouco comuns utilizam tanto DNA 
quanto RNA como seu material genético, porém 
em diferentes estágios de seu ciclo de replicação. 
Genomas virais são geralmente menores do que 
aqueles das células. O menor genoma bacteriano 
conhecido é de cerca de 145 pares de quilobases, 
que codificam cerca de 170 genes. A maioria dos 
genomas virais codificam até cerca de 350 genes. 
Os menores genomas virais são os de alguns 
pequenos vírus de RNA que infectam animais. 
Alguns genomas virais muito grandes são 
conhecidos, tal como o genoma de DNA de 1,25 
Mpb de um vírus marinho chamado Megavírus, 
que infecta protozoários. 
Os vírus podem ser classificados com base nos 
hospedeiros que infectam, bem como pela sua 
estrutura do genoma. Assim, temos vírus 
bacterianos, vírus de arqueias, vírus de animais, 
vírus de plantas, de protozoários, e assim por 
diante. Vírus bacterianos são denominados 
bacteriófagos (ou simplesmente fagos) e têm sido 
intensamente estudados como sistemas modelo 
para a biologia molecular e genética da replicação 
viral. 
Estrutura do Vírion 
As estruturas dos vírions são bastante diversas, 
variando amplamente quanto ao tamanho, à forma 
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e à composição química. O ácido nucleico do vírion 
está sempre envolto pelo seu capsídeo. O capsídeo 
é composto por um número de moléculas proteicas 
individuais, denominadas capsômeros, que se 
organizam em um padrão preciso e altamente 
repetitivo, ao redor do ácido nucleico. 
O pequeno tamanho do genoma da maioria dos 
vírus restringe o número de proteínas virais que 
podem ser codificadas. Como consequência, alguns 
poucos vírus apresentam um único tipo de proteína 
em seu capsídeo. Um exemplo é o bem estudado 
vírus do mosaico do tabaco. 
 
Os vírus são altamente simétricos. Quando uma 
estrutura simétrica é girada em torno de um eixo, a 
mesma forma é vista após o giro por um 
determinado número de graus. Dois tipos de 
simetria são reconhecidos nos vírus, 
correspondendo às duas principais formas, 
cilíndrica e esférica. Os vírus cilíndricos têm 
simetria helicoidal e os vírus esféricos exibem 
simetria icosaédrica. 
A estrutura de alguns vírus é extremamente 
complexa, com o vírion consistindo de várias 
partes, cada uma apresentando sua própria forma e 
simetria. Os vírus mais complexos são os 
bacteriófagos cabeça-mais-cauda que infectam 
Escherichia coli, tal como o bacteriófago T4. Um 
vírion T4 consiste em uma cabeça icosaédrica e 
uma cauda helicoidal. 
 
Vírus envelopado 
Os vírus envelopados possuem uma membrana 
circundando o nucleocapsídeo e podem possuir 
genoma de RNA ou DNA. Muitos vírus 
envelopados (p. ex., vírus influenza) infectam 
células animais, nas quais a membrana 
citoplasmática é diretamente exposta ao ambiente. 
O envelope viral consiste principalmente de 
membrana citoplasmática da célula hospedeira, 
porém algumas proteínas virais de superfície são 
embebidas no envelope à medida que o vírus é 
liberado da célula. 
O envelope viral é importante na infecção, uma vez 
que é o componente do vírion que entra em contato 
com a célula hospedeira. A especificidade da 
infecção pelo vírus envelopado e alguns aspectos 
da sua penetração são, assim, controlado em parte 
pela química dos seus envelopes. As proteínas de 
envelope vírus-específicas são essenciais tanto para 
a ligação do vírion com a célula hospedeira durante 
a infecção quanto para a libertação do vírion a 
partir da célula hospedeira após a replicação. 
Enzimas em Vírions 
Os vírus não realizam processos metabólicos e, 
desse modo, são metabolicamente inertes. No 
entanto, alguns vírus contêm enzimas em seus 
vírions que desempenham importantes papéis na 
infecção**. Por exemplo, alguns bacteriófagos 
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contêm uma enzima que se assemelha à lisozimas, 
que é utilizada para produzir um pequeno orifício 
no peptideoglicano bacteriano para permitir a 
entrada do ácido nucleico do vírion no citoplasma 
do hospedeiro. Uma proteína similar é produzida 
nos estágios tardios da infecção, 
promovendo a lise da célula hospedeira e liberação 
dos novos vírions. Vírus de RNA carregam suas 
próprias polimerases de ácido nucleico 
(denominadas replicases de RNA) que atuam na 
replicação do genoma de RNA viral e produção do 
RNAm viral. 
 
 
 
 
 
Taxonomia 
As novas e rápidas técnicas de sequenciamento de 
DNA permitiram que o Comitê Internacional de 
Taxonomia Viral começasse a agrupar os vírus em 
famílias com base em seu genoma e estrutura. O 
sufixo -virus é usado para os gêneros, ao passo que 
as famílias de vírus recebem o sufixo -viridae, e as 
ordens, o sufixo -ales. No uso formal, os nomes das 
famílias e dos gêneros são usados da seguinte 
maneira: família Herpesviridae, gênero 
Simplexvirus, Human herpesvirus. As espécies 
virais são designadas por nomes descritivos 
informais, como vírus da imunodeficiência humana 
(HIV), e as subespécies (se existirem) são 
designadas com um número (HIV-1). 
O Sistema de Classificação de Baltimore é um 
modo de classificação que ordena os vírus em sete 
grupos, com base na característica do genoma viral 
e na forma como: 
 Grupo I: Vírus DNA dupla fita (dsDNA) 
 Grupo II: Vírus DNA fita simples (ssDNA) 
 Grupo III: Vírus RNA dupla fita (dsRNA) 
 Grupo IV: Vírus RNA fita simples senso 
positivo ((+)ssRNA) 
 Grupo V: Vírus RNA fita simples senso 
negativo ((-)ssRNA) 
 Grupo VI: Vírus RNA com transcrição reversa 
(ssRNA-RT) 
 Grupo VII: Vírus DNA com transcrição 
reversa (dsDNA-RT)Ciclo Viral 
Para um vírus replicar-se, ele deve induzir uma 
célula hospedeira viva a sintetizar todos os 
componentes essenciais necessários à produção de 
novos vírions. Devido aos requerimentos 
biossintéticos e energéticos, células hospedeiras 
mortas não são capazes de replicar vírus. Durante 
uma infecção ativa, os componentes virais são 
montados em novos vírions que são liberados da 
célula. 
Uma célula que suporta o ciclo completo de 
replicação de um vírus é dita permissiva para 
aquele vírus. Em um hospedeiro permissivo, o ciclo 
de replicação viral pode ser dividido em cinco 
etapas. 
1. Ligação (adsorção) do vírion à célula 
hospedeira; 
2. Penetração (entrada, injeção) do ácido 
nucleico do vírion na célula hospedeira; 
3. Síntese de ácidos nucleicos e proteínas virais 
pela maquinaria da célula hospedeira, de 
acordo com o redirecionamento determinado 
pelo vírus; 
4. Montagem dos capsídeos e empacotamento do 
genoma viral em novos vírions; 
5. Liberação de novos vírions pela célula. 
Os retrovírus são vírus de RNA pouco comuns que se replicam sob a forma de intermediários de DNA. 
Uma vez que produzir DNA a partir de um molde de RNA é outro processo que as células não 
conseguem executar, esses vírus possuem um DNA-polimerase dependente de RNA, denominado 
transcriptase reversa (Seção 8.10), que transcreve o RNA viral em um intermediário de DNA. Assim, 
apesar de que a maioria dos vírus não necessita carrear enzimas especiais em seus vírions, aqueles que 
o fazem as requerem para que a infecção e a replicação possam ocorrer com sucesso. 
 
 
 
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Ciclos de Vida do Bacteriófago 
Muito do nosso entendimento do ciclo viral de 
replicação lítico provém do estudo de bacteriófagos 
que infectam Escherichia coli. Muitos 
bacteriófagos de RNA e DNA replicam-se em E. 
coli. 
Os estágios iniciais do ciclo de vida de qualquer 
bacteriófago são a ligação à superfície da célula 
hospedeira, seguida da penetração das camadas 
externas da célula hospedeira e entrada do genoma 
viral no interior da célula. 
Ligação 
O principal fator determinante para a 
especificidade de um vírus é a ligação. O próprio 
vírion possui uma ou mais proteínas na superfície 
externa que interagem com componentes 
específicos da superfície celular, denominados 
receptores. Os receptores são componentes 
superficiais normais da célula hospedeira, como 
proteínas, carboidratos, glicoproteínas, lipídeos, 
lipoproteínas ou complexos desses: 
 
Penetração 
A ligação de um vírus a sua célula hospedeira 
promove alterações tanto no vírus quanto na 
superfície celular. Os bacteriófagos abandonam o 
capsídeo no exterior da célula e apenas o genoma 
viral alcança o citoplasma. No entanto, a 
penetração do genoma em uma célula suscetível só 
resultará em replicação viral caso o genoma viral 
possa ser decodificado. Consequentemente, para a 
replicação de alguns vírus, por exemplo, vírus de 
RNA, proteínas virais específicas devem também 
penetrar na célula hospedeira juntamente com o 
genoma viral. 
A ação de uma enzima similar à lisozima promove 
a formação de um pequeno poro no 
peptideoglicano e a bainha da cauda contrai-se. 
Quando isto ocorre, o DNA de T4 penetra no 
interior do citoplasma da célula de E. coli, através 
de um orifício presente na ponta da cauda fágica, 
em um formato que lembra a injeção por uma 
seringa. 
Replicação e Permutação Circular 
Uma vez que uma célula hospedeira permissiva 
tenha sido infectada por um vírus, os primeiros 
eventos giram em torno da síntese de novas cópias 
do genoma viral. Uma vez que existem muitos tipos 
de genomas virais, há muitos esquemas diferentes 
para a replicação do genoma do viral. 
 Em pequenos vírus de DNA, a replicação 
do genoma viral é realizada pela DNA-
polimerase da célula. 
 Nos vírus de DNA mais complexos, tais 
como bacteriófago T4, o vírus codifica a 
sua própria polimerase de DNA. 
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Outras proteínas que atuam na replicação do DNA 
viral, tal como as primases e helicases também são 
codificadas pelo genoma de T4. Na verdade, T4 
produz as oito proteínas que formam seu próprio 
complexo replissomo de DNA para facilitar a 
síntese do genoma específico do fago. 
 
Transcrição e Tradução 
Logo após a infecção, o DNA de T4 é transcrito e 
traduzido, e o processo de síntese de novos vírions 
começa. Em menos de meia hora, o processo 
culmina com a liberação de novos vírions a partir 
da célula lisada:
 
Empacotamento do Genoma: 
 
 
 
 
 
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Ciclo Lítico X Lisogênico: 
 
Diferença entre fagos e Vírus que infectam 
animais 
Os vírus que infectam as plantas e os animais 
compartilham muitas propriedades com vírus 
bacterianos, mas diferem em alguns aspectos-
chave. Os princípios fundamentais da virologia – 
presença de um capsídeo para transportar o DNA 
viral ou o genoma de RNA, a infecção e aquisição 
de processos metabólicos do hospedeiro, e a 
montagem e libertação a partir da célula – são 
universais, independentemente da natureza do 
hospedeiro. No entanto, duas diferenças principais 
entre os vírus bacterianos e animais são que: 
(1) todos os vírions de vírus de animais (e não 
apenas o ácido nucleico) penetram na célula 
hospedeira; 
(2) células eucarióticas contêm um núcleo, 
onde muitos vírus animais replicam; 
(3) Ao contrário de uma infecção por 
bacteriófagos, na qual apenas um de dois 
resultados – lise ou lisogenia – é possível 
dependendo do vírus, outros eventos são 
possíveis em uma infecção viral animal. 
 
 
Classificação dos vírus animais 
A maioria das doenças virais humanas importantes 
é provocada por vírus de RNA. A maioria destes 
vírus de RNA possuem genomas de fita simples, 
sendo a única exceção os reovírus, cujos genomas 
consistem em RNA de dupla-fita. Como pode ser 
observado, os vírus de RNA em geral apresentam 
genomas relativamente pequenos, ao contrário dos 
dois vírus de DNA apresentados, vírus da varíola e 
herpes-vírus. 
Consequências das infecções virais em células 
animais 
Vírus de animais diferentes podem catalisar pelo 
menos quatro resultados diferentes. Uma infecção 
virulenta resulta na lise da célula hospedeira; este é 
o resultado mais comum. Por outro lado, em uma 
infecção latente, o DNA viral não é replicado e as 
células hospedeirasnão são danificadas. Com 
alguns vírus envelopados de animais, a liberação 
dos vírions, que ocorre por um tipo de processo de 
brotamento, pode ser lenta, e a célula hospedeira 
pode não ser lisada. Estas infecções são 
denominadas infecções persistentes. Finalmente, 
certos vírus de animais podem converter uma 
célula normal em uma célula tumoral, um processo 
chamado de transformação. 
 
Em organismos multicelulares, células de 
diferentes tecidos ou órgãos frequentemente 
expressam diferentes proteínas nas suas superfícies 
celulares. Consequentemente, os vírus que 
infectam os animais muitas vezes infectam 
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somente certos tecidos. Por exemplo, os vírus que 
causam a gripe comum apenas infectam as células 
do trato respiratório superior. 
Os vírus animais devem eventualmente perder seu 
revestimento exterior para expor o genoma viral. 
Alguns vírus envelopados de animais são 
desnudados na membrana citoplasmática do 
hospedeiro, liberando o núcleocapsídeo no 
citoplasma. 
 No entanto, todos os vírions de vírus não 
envelopados de animais e muitos dos vírus 
envelopados de animais penetram na célula 
através de endocitose. Nestes casos, o 
vírion é desnudado no citoplasma dohospedeiro e o genoma passa através da 
membrana nuclear para o núcleo, onde 
ocorre a replicação do ácido nucleico viral. 
 Muitos vírus animais são envelopados, e 
quando estes saem da célula, eles podem 
pegar parte da membrana citoplasmática da 
mesma e usá-la como parte do seu envelope 
viral. 
Vias de multiplicação usadas por vários vírus 
contendo RNA. 
Após o desnudamento, os vírus de RNA de fita 
simples (ssRNA) com genoma de fita positiva são 
capazes de sintetizar proteínas diretamente de sua 
fita positiva. Usando a fita positiva como molde, 
eles transcrevem fitas negativas para produzir fitas 
positivas adicionais, que servem como mRNA e 
são incorporadas dentro do capsídeo como genoma 
viral. 
Os vírus de ssRNA com genoma de fita negativa 
devem transcrever uma fita positiva para servir 
como mRNA, antes do início da síntese de 
proteínas virais. O mRNA transcreve fitas 
negativas adicionais para serem incorporadas ao 
capsídeo viral. Os vírus de ssRNA, assim como os 
vírus de dsRNA, devem utilizar o mRNA (fita 
positiva) para codificar suas proteínas, inclusive as 
proteínas do capsídeo. 
 
Retrovírus 
Os retrovírus possuem genoma de RNA. No 
entanto, o genoma é replicado através de um 
intermediário de DNA. O termo retro significa 
“para trás” e a denominação retrovírus deve-se ao 
fato de eles transferirem as informações de RNA 
para DNA (em contraste com o fluxo de 
informação genética nas células, que é exatamente 
o contrário). Os retrovírus utilizam a enzima 
transcriptase reversa para realizar esse processo 
pouco usual. Os retrovírus foram os primeiros vírus 
a serem descobertos de causar câncer, e o vírus da 
imunodeficiência humana (HIV) é um retrovírus 
que causa a síndrome da imunodeficiência 
adquirida (Aids). 
Os retrovírus são vírus envelopados que carreiam 
várias enzimas no vírion. Estas incluem a 
transcriptase reversa, a integrase e a uma protease 
retroviral específica. O genoma dos retrovírus é 
singular e consiste em duas moléculas idênticas de 
RNA de fita simples de senso positivo. O genoma 
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contém os genes gag, que codifica proteínas 
estruturais; pol, que codifica a transcriptase reversa 
e integrase; e env, que codifica proteínas do 
envelope. Em cada extremidade do genoma dos 
retrovírus existem sequências repetidas que são 
essenciais para a replicação. 
 
 
 
Príons 
1. Os príons são proteínas infecciosas descobertas 
na década de 1980. 
2. Todas as doenças causadas por príons, como a 
CJD e a doença da vaca louca, envolvem a 
degeneração do tecido cerebral. 
3. As doenças causadas por príons são resultantes 
de uma proteína alterada; a causa da alteração pode 
ser uma mutação no gene normal da PrPC ou o 
contato da proteína normal com uma proteína 
alterada (PrPSc). 
Vírus de plantas e viroides 
1. Os vírus de plantas entram nas plantas 
hospedeiras através de lesões ou com parasitos 
invasivos, como os insetos. 
2. Alguns vírus de plantas também podem se 
multiplicar em células de insetos (vetores). 
3. Os viroides são fragmentos de RNA infecciosos 
causadores de algumas doenças em plantas, como 
o viroide do tubérculo afilado da batata.