Resumo virus

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VÍRUS (Murray)
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Alessandra Rocha Lima
P4 - Medicina
· Passam através de filtros que retém bactérias
· São parasitas intracelulares obrigatórios (dependem do maquinário da célula hospedeira pra replicação e produção de energia)
· Sua reprodução acontece pela montagem dos componentes individuais e não fissão binária
· São agentes filtrantes
· Seus genomas podem ser de RNA ou DNA (nunca os dois)
· Podem ser de capsídeo ou envelope
· Não são vivos
· São infecciosos
· Devem codificar processos necessários não providos pela célula
· Devem montar a si próprios
DNA ou RNA + Proteínas estruturais + enzimas e proteínas de ligação ao ácido nucleico = núcleocapsídeo = vírus de capsídeo
Nucleocapsídeo + glicoproteínas e membrana = vírus envelopado
· Sua estrutura física e genética foi otimizada por mutação e seleção
· São capazes de: transmitir-se entre hospedeiros, atravessar barreiras protetoras do hospedeiro, adaptar-se ao maquinário da célula hospedeira p/ replicação e escapar da eliminação pela resposta imuneCLASSIFICAÇÃO
O nome dos vírus podem descrever características, as doenças associadas, tecido e a localização geográfica onde foram primeiramente encontrados.
Podem ser agrupados por: doença, tecido-alvo, meio de transmissão, vetor, estrutura, célula hospedeira
Atualmente é classificado por características físicas e bioquímicas -> tamanho, morfologia, tipo de genoma e meios de replicação
Os vírus de DNA são divididos em 7 famílias:
Envelopados -> Pox, Herpes, Hepadna
Capsídeo -> Polioma, Papiloma, Adeno e Parvo
Os vírus de RNA são divididos em 13 famílias:
Família de vírus de RNA e alguns membros importantes
ESTRUTURA DO VÍRION
Vírions maiores podem abrigar um genoma maior, que codifica mais proteínas, sendo mais complexos.
Consiste em um genoma de ácido nucleico empacotado no capsídeo proteico ou em uma membrana. Pode conter enzimas essenciais ou acessórias ou outras proteínas que facilitam a replicação
As proteínas do capsídeo ou de ligação do ac. nucleico podem associar-se com o genoma -> nucleocapsídeo -> o mesmo do vírus ou envolto por envelope
O genoma é DNA ou RNA. O DNA pode ser fita simples ou dupla, linear ou circular. O RNA pode ser sentido +, sentido -, de dupla fita (+/-) ou de duplo sentido (tem regiões + e -), segmentado em pedaços onde cada um codifica um ou mais genes.
Quanto maior o genoma, mais informações ele pode carregar, maior será o capsídeo ou o envelope
A camada mais externa do vírion é o capsídeo ou envelope, ela serve para proteção, veículo de liberação para a transmissão e dispersão para a célula-alvo dentro do hospedeiro.
Estruturas na superfície externa medeiam a interação do vírus com a célula-alvo por meio de uma proteína de fixação viral (VAP)
O vírus fica inativo quando se remove ou rompe a parte externa. Anticorpos gerados contra VAP impedem a infecção.
Estrutura do vírion -> capsídeo descoberto
· Componente -> proteína
· Propriedades -> estável para temperatura, ácido, proteases, detergentes, ressecamento. É liberado da célula por lise
· Consequências -> disseminado facilmente, pode ressecar e reter a infectividade, sobrevive a condições adversas do intestino, é resistente a detergente e condições sanitárias precárias. Anticorpo é suficiente para a imunoproteção
Estrutura do vírion -> envelope
· Componentes: membrana, lipídios, proteínas, glicoproteínas
· Propriedades: é ambientalmente instável, rompido por ácido, detergente, ressecamento, calor. Modifica a membrana da célula na replicação, é liberado por brotamento e lise celular
· Consequências: deve ser úmido, não sobrevive ao TGI, dissemina-se em grandes gotas, secreções, transplantes, transfusões, não precisando matar a célula. Pode necessitar de resposta imune para proteção. Desencadeia hipersensibilidade e inflamação.
Vírus de capsídeo são transmitidos pela rota fecal-oral
Vírus envelopados geralmente são transmitidos em fluídos
Vírus com capsídeo:
O capsídeo é montado a partir de proteínas individuais associadas em unidades maiores: proteínas -> subunidades -> protômeros -> capsômeros -> procapsídeo -> capsídeo final e transmissível
Em alguns vírus o capsídeo forma-se em torno do genoma e em outros como uma capa vazia, sendo preenchido posteriormente pelo genoma
Estruturas virais mais simples são simétricas e incluem estruturas helicoidais (bastões) e icosaédricas (esfera)
Vírus icosaedros têm ponto de ancoragem para se ligar ao receptor da célula alvo
Vírus icosadeltaedro têm uma fibra longa que serve como VAP e liga-se as células alvo, contendo antígeno tipo-específico
Vírus envelopados
O envelope tem a estrutura parecida com a membrana celular, porém proteínas humanas raramente são encontradas nele, mesmo que seja obtido a partir da membrana.
São redondos ou pleomórficos, exceto poxvírus (tijolo) e rabdovírus (bala de arma de fogo)
Algumas glicoproteínas agem como VAPs e se ligam a célula-alvo, quando essas também se ligam aos eritrócitos são hemaglutininas (HAs). As glicoproteínas podem ter outras funções como por exemplo a neuraminidase (NA) dos ortomixovírus.
Glicoproteinas, especialmente VAPs desencadeiam resposta imune
Todos os vírus de RNA de fita negativa são envelopados
Proteínas da matriz: revestem o interior do envelope, facilita a montagem de ribonucleocapsídeo dentro do vírion
Tegumento; espaço intersticial entre o nucleocapsídeo e o envelope. Contém enzimas, proteínas e RNA que ajudam na infecção
O envelope abriga uma estrutura nucleoide que tem DNA, corpos laterais, fibrilas, enzimas, proteínas e fatores transcricionais pra síntese de RNA
REPLICAÇÃO VIRAL
A célula alvo fornece substratos, energia, maquinário para síntese de proteínas e replicação do genoma. Processos que a célula não realiza devem ser codificados no genoma viral
Fases do ciclo de replicação:
· Fase precoce: o vírus reconhece a célula, fixa-se, penetra, desencapisida e libera o genoma pro citoplasma ou núcleo.
· Fase tardia: começa na replicação do genoma e síntese macromolecular viral, procede na montagem e liberação viral
· Período de eclipse: quando acontece a desencapsidação durante a fase precoce, pois o vírus perde a estrutura identificável. Termina com o aparecimento de novos vírions após a montagem do vírus
· Período latente: onde o vírus infeccioso extracelular não é detectado. Inclui o período de eclipse e acaba com a liberação de novos vírus
A célula infectada pode produzir partículas infecciosas e não infecciosas (defeituosas), que resultam de mutações e erros na fabricação e montagem.
A maior parte das partículas produzidas são defeituosas e eles se aproveitam dessas mutações para vantagem seletiva
Reconhecimento e fixação na célula alvo:
A ligação de VAPs e estruturas na superfície com receptores da célula determina quais podem ser infectadas
Os vírus que se ligam a receptores específicos de uma célula podem ser restritos a espécies ou tipos de células.
Tropismo tecidual é a propensão do vírus em infectar uma célula alvo.
A estrutura de fixação pode ser parte do capsídeo ou uma proteína que se estende dele.
No vírus da gripe A, a HÁ se liga ao ácido siálico das células-alvo
Penetração:
O mecanismo de internalização depende da estrutura do vírion e da célula. A maioria dos envelopados entram por endocitose ou viropexia.
Penetração direta -> estruturas hidrofóbicas do capsídeo ficam expostas após a ligação do vírus à célula e auxiliam o vírus ou o genoma a deslizar através da membrana
Os vírus envelopados fundem suas membranas com a membrana celular, liberando o nucleocapsídeo ou genoma no citoplasma. O pH determina se a penetração vai ser na superfície (neutro) ou por endocitose (ácido) e a fusão da membrana ocorre no endossomo.
Desencapsidação
Quando internalizado o nucleocapsídeo é transferido pro ponto de replicação na célula e o capsídeo ou envelope é removido
O genoma do vírus de DNA é transferido pro núcleo (exceto poxvírus) e o de RNA pro citoplasma.
Esse processo pode ser iniciado por fixação ao receptor, ambiente ácido ou proteases presentes em endo e lisossomos.
Síntese macromolecular:Dentro da célula o genoma dirige a síntese de RNAm viral e proteínas para gerar cópias de si. Se não fizer isso ele é inutilizado. As etapas dessa produção depende da estrutura do genoma e do ponto de replicação.
· DNA dupla fita -> cria RNAm -> ribossomos -> proteínas
· DNA fita simples -> convertido em dupla fita -> replicação
· RNA+ -> ribossomos -> poliproteína -> clivagem -> proteínas individuais
· RNA- -> transcrito em RNAm e RNA+ -> proteínas
· RNA dupla fita -> fitas – transcritas em RNAm 
· Retrovírus -> RNA+ -> DNAc -> cromossomo hospedeiro -> RNAm -> proteínas e cópias de genoma de RNA
Ácidos nucleicos infecciosos: genoma desencapsidado e vírus de RNA+ porque iniciam a replicação ao serem injetados na célula, interagindo diretamente.
A replicação do genoma inicia a transição para a transcrição dos produtos de gene tardio.
Genes virais tardios: codificam proteínas estruturais e outras.
Genomas recém replicados também servem de molde
Vírus de DNA
A transcrição é regulada por proteínas específicas de ligação ao DNA e elementos promotores e intensificadores no genoma.
Esses elementos são semelhantes em sequência aos da célula hospedeira para permitir a ligação dos fatores de ativação transcricional e a RNApol DNA-dependente.
Os genes podem ser transcritos de qualquer fita, em qualquer direção, podem ter íntrons
A replicação do DNA começa na origem, que é reconhecida pela DNApol DNA-dependente. A síntese de DNA é semiconservativa
Vírus simples usam a DNApol DNA-dependente do hospedeiro e os complexos codificam suas próprias pol (altas taxas de mutação)
Limitações: disponibilidade de substratos de DNApol e desoxirribonucleotídeos. -> a maioria das células está em repouso
Quanto menor o vírus, mais dependente da célula hospedeira. Vírus de DNA maior podem replicar em células em crescimento e não crescimento.
Vírus de RNA
A replicação e transcrição desses vírus são geralmente iguais porque ao genomas são RNAm (+) ou um molde pra RNA (-). Durante esses processos é formado um RNA DF intermediário, esse RNA não é encontrado em células infectadas, sendo indutor dos mecanismos de proteção do hospedeiro
Tabela das propriedades dos Vírus de RNA 
O RNA é instável e transitório
O RNA deve codificar RNA polimerases RNA-dependentes (replicases e transcriptases), porque a célula não tem meios de replicar o RNA, fornecer enzimas pra síntese e processamento do RNAm viral e trazer a maquinaria pra esses processos.
Como o RNA é degradado rapidamente, a RNApol RNA-dependente deve ser sintetizada rapidamente após a desencapsidação para gerar mais RNA viral, ou a infecção será abortada.
RNApol são propensas ao erro -> mutações
A replicação provê novos moldes para a produção de mais RNAm e genoma -> amplificação do processo
Os RNA + agem como RNAm ligando-se a ribossomos e dirigindo a síntese proteica -> quando estão livres (fora do capsídeo) iniciam a infecção por si mesmos
O genoma e as enzimas da replicação são montados num suporte de membrana ou interior de vesícula
Os RNA – são moldes para a produção de RNAm, ele não é infeccioso por si só e só uma polimerase deve ser levada pra célula com o genoma para fazer RNAm individual para diferentes proteínas.
A transcrição e a replicação do vírus de RNA – acontece no citoplasma, exceto para influenza (porque a transcriptase precisa de um primer pra produção de RNAm e ele usa a terminação 5’ do RNAm celular no núcleo)
Os vírus de RNA segmentados DF têm a RNApol no capsídeo interno, as unidades de RNAm individuais são transcritas ainda no capsídeo interno.
As fitas – são usadas para molde igual aos vírus de RNA – e as enzimas adicionam cap 5’ RNAm viral, que seguem pro citoplasma para síntese de proteínas ou vão para novos capsídeos
O RNA + nos novos capsídeos servem como molde pro RNA- a polimerase produz RNA DF
Em vírus de RNA de duplo sentido, os RNAm precoces são transcritos da parte – do genoma. É produzido um intermediário de tamanho total e os RNAm tardios são transcritos das regiões +
Os retrovírus não replicam o RNA no citoplasma, eles carregam duas cópias do genomas, dois RNAt e a transcriptase reversa. O RNAt é usado como primer pra síntese da cópia do DNA complementar circular, que é sintetizado no citoplasma, vai pro núcleo e se integra a cromatina do hospedeiro. Promotores no fim do genoma viral integrado ativa a transcrição e esses RNA são usados como novos genomas (RNAm individuais também são gerados desses RNA)
O deltavírus tem RNA de fita simples, circular e em formato de bastão, ele é replicado pela RNApol II DNA-dependente no núcleo, uma porção do genoma forma a rimozima, que cliva o RNA circular pra produzir um RNAm
Síntese de proteína viral:
Todos os vírus dependem dos ribossomos, RNAt e mecanismos de modificação pós-tradução para produzir suas proteínas. A ligação do RNAm ao ribossomo é mediada pela cap 5’ ou uma estrutura em alça de RNA, que se liga internamente e inicia a síntese de proteína.
O genoma inteiro de um RNA + é lido pelo ribossomo e traduzido em uma poliproteína gigante, que é clivada por proteases em proteínas funcionais. 
Os vírus de DNA, retrovírus e RNA- transcrevem RNAm separado para poliproteínas menores ou proteínas individuais. Genomas segmentados codificam proteínas únicas.
Táticas para promover a tradução preferencial do RNAm viral
· Grande quantidade de RNAm viral
· Bloqueio da saída do RNAm celular
· Inibição da síntese macromolecular
· Degradação do DNA e RNA celular
· Inativação da proteína de ligação da cap no RNAm celular
Algumas proteínas virais precisam de modificações pós- traducionais como acilação, sulfatação,
· Fosforilação -> realizada por proteínas quinases celulares ou virais -> ativação ou inativação de proteínas
· Glicosilação -> as glicoproteínas são sintetizadas em ribossomos da membrana e têm uma sequencia de aminoácidos que permite a entrada no RER -> Complexo de Golgi -> Proteínas maduras com ácido siálico são expressas na membrana plasmática da célula -> determina onde o vírion será montado
Montagem
Cada parte do vírion tem estruturas de reconhecimento, que permite interações apropriadas proteína-proteína, proteína-ácido nucleico e proteína-membrana (envelope).
Começa quando as peças necessárias são fabricadas e a concentração de proteínas estruturais é suficiente pra dirigir termodinamicamente o processo (parece cristalização).
Pode ser facilitado por proteínas de armação.
O local e o mecanismo dependem de onde ocorreu a replicação do genoma e se é de capsídeo ou envelope. A montagem do nucleocapsídeo de DNA acontece no núcleo (exceto poxvírus) e precisa que as proteínas do virion sejam transportadas para lá. A montagem dos vírus de RNA e poxvírus acontece no citoplasma
O capsídeo pode ser montado vazio ou em volta do genoma (togavírus, retro e RNA-. Depois é acrescentado envelope). O nucleocapsídeo de vírus RNA- inclui RNApol RNA-dependente
Aquisição do envelope acontece após a associação do nucleocapsídeo com regiões de glicoproteínas virais na membrana hospedeira, que o envolve -> brotamento
A maioria dos vírus de RNA brota sem matar a célula. 
Liberação
Após lise celular (vírus de capsídeo), exocitose, brotamento da MP (muitos envelopados)
Vírus que se ligam ao ácido siálico podem ter NA que remove receptores de ácido siálico das glicoproteínas virais e da célula, impedindo a aglutinação e liberando o vírus
Reinício da replicação
Disseminação da infecção -> vírus liberado para o meio, pontes ou fusão célula-célula ou para células filhas -> permite o escape da detecção do anticorpoGENÉTICA VIRAL
Mutações acontecem em genomas virais, criando novas linhagens que diferem dos vírus parentais. Essas linhagens podem ser identificadas por sequências de nucleotídeos, diferenças antigênicas, de propriedades funcionais e estruturais.
Mutações podem não ter efeito, ser prejudicial, inativar, dar resistência, alterar patogenicidade.
As taxas de mutação são maiores em vírus de RNA que DNA, porque eles não têm mecanismo de checagem.
Tipos:
· Mutações letais -> inativam genes essenciais
· Mutação de deleção-> perda de uma parte do genoma e sua função
· Mutação de placa -> diferem do selvagem no tamanho ou aparência
· Mutações de espectro de hospedeiro -> diferem no tipo de tecido ou espécie de alvos
· ,Mutação atenuada -> causam doenças menos graves
· Mutantes condicionais -> ex. sensíveis a temperatura -> só produzem proteínas essenciais em certas temperaturas
Vacinas de vírus vivo são mutantes condicionais ou de espectro e atenuados
Vírus podem se recombinar entre eles ou com a célula alvo
Vírus de genomas segmentados formam cepas híbridas -> reagrupamento
Cepas individuais e mutantes são selecionados pela habilidade em usar o maquinário da célula, suportar as condições do corpo e ambiente. Propriedades celulares que fazem essa seleção (pressão seletiva) -> taxa de crescimento e a expressão de proteínas requeridas pelos vírus e que impedem funções virais especiais, temperatura do corpo, imunidadeVETORES VIRAIS PARA TERAPIA
Vírus geneticamente manipulados podem servir para terapia de substituição de gene, vacinas, assassinos de tumores
São geralmente vírus defeituosos ou atenuados onde o DNA estranho substitui um gene de virulência. A progênie não produz um vírus infeccioso