VÍRUS - ESTRUTURA, CLASSIFICAÇÃO E MULTIPLICAÇÃO VIRAL

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VÍRUS: ESTRUTURA, CLASSIFICAÇÃO E MULTIPLICAÇÃO VIRAL 
 
VÍRUS 
• São parasitas intracelulares obrigatórios → dependem da célula para a sua replicação. 
o Reprodução → Ocorre pela montagem dos componentes individuais. 
• Os vírus mais simples consistem em um genoma de ácido desoxirribonucleico (DNA) ou ácido 
ribonucleico (RNA) empacotado em um envoltório de proteína. 
o Alguns vírus têm membrana. 
• A estrutura física e genética dos vírus foi otimizada por mutação e seleção para infectar. 
o Para fazer isso, devem atravessar a pele ou outras barreiras protetoras, além de escapar da 
resposta imune. 
 
CLASSIFICAÇÃO 
• Diferentes tamanhos: parvovírus e o picornavírus são pequenos e simples; poxvírus e herpes-vírus 
são maiores e mais complexos. 
• Os nomes podem descrever características virais, doenças às quais estão associados ou ao tecido 
ou a localização geográfica onde eles foram primeiramente identificados. 
• Exemplos: 
o Picornavírus (pico, “pequeno”; rna, “ácido ribonucleico”) 
o Togavírus (toga, palavra grega para “manto”→ há um envelope de membrana envolvendo o 
vírus). 
o Retrovírus (retro, “reverso”) → síntese do DNA dirigida pelo vírus a partir de um molde de 
RNA. 
o Poxvírus → nomeados a partir da doença smallpox (varíola). 
o Adenovírus (adenoides) e os reovírus (respiratório, entérico, órfão) são denominados pela 
parte do corpo da qual foram isolados pela primeira vez. 
o Togavírus, arenavírus e buniavírus são denominados em razão dos lugares na África onde 
eles foram isolados pela primeira vez. 
• Os vírus podem ser AGRUPADOS POR CARACTERÍSTICAS, tais como doença (p. ex., hepatite), tecido-
alvo, meio de transmissão (ex., entérico, respiratório) ou pelo vetor (ex., arbovírus; vírus 
transportado por artrópode). 
• CLASSIFICAÇÃO ATUAL: Pelas CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E BIOQUÍMICAS [tamanho, morfologia (p. 
ex., presença ou ausência de um envelope de membrana), tipo de genoma e meios de replicação]. 
o Vírus de DNA associados com doenças humanas são divididos em 7 famílias. 
o Vírus de RNA podem ser divididos em pelo menos 13 famílias. 
 
ESTRUTURA 
• Medidos em nanômetros (nm). 
• Vírus clinicamente importantes variam de 18 (parvovírus) a 300 nm (poxvírus). 
• Virions maiores podem abrigar um genoma maior → codificam mais proteínas e são mais 
complexos. 
• VIRION (PARTÍCULA VIRAL) consiste em: 
o genoma empacotado numa cobertura proteica (CAPSÍDEO) ou numa membrana 
(ENVELOPE). 
o pode conter enzimas ou outras proteínas para facilitar a replicação inicial na célula. 
• As proteínas do capsídeo ou as proteínas de ligação do ácido nucleico podem associar-se com o 
genoma para formar → NUCLEOCAPSÍDEO; 
• GENOMA do vírus consiste em DNA ou RNA. 
o DNA de fita simples ou dupla, linear ou circular. 
o RNA de sentido positivo ou negativo, de dupla-fita (+/–) ou de duplo sentido (contendo 
regiões + e – de RNA ligadas extremidade a extremidade). 
• RNA pode também ser segmentado em pedaços, com cada pedaço codificando um 
ou mais genes. 
• Quanto maior o genoma, mais informações (genes) → maior o capsídeo ou a estrutura de envelope. 
• A CAMADA EXTERNA do VIRION é o CAPSÍDEO OU ENVELOPE. 
o As estruturas da superfície do capsídeo e do envelope se ligam a célula-alvo pela PROTEÍNA 
DE FIXAÇÃO VIRAL (VAP). 
o Os anticorpos contra componentes dessas estruturas impedem a infecção viral. 
o CAPSÍDEO é rígido e capaz de resistir a severas condições ambientais. 
• Vírus com capsídeos sem cobertura podem ser resistentes ao ressecamento, a ácido 
e a detergentes, incluindo o ácido e a bile do trato entérico. 
 
 
 
o ENVELOPE é uma membrana composta de lipídios, proteínas e glicoproteínas. 
• Sua estrutura membranosa pode ser mantida apenas em soluções aquosas. 
• É rompida por ressecamento, condições ácidas, detergentes e solventes (ex. éter). 
• São geralmente transmitidos em fluidos, perdigotos, sangue e tecidos. 
• A maioria não pode sobreviver às condições severas do trato gastrointestinal. 
 
 
 
VÍRUS COM CAPSÍDEO 
• Capsídeo tem proteínas individuais associadas em unidades progressivamente maiores. 
• Seus componentes têm características que permitem seu encaixe e montagem em uma unidade 
maior. 
• Proteínas estruturais individuais associam-se em subunidades → estas se associam em 
PROTÔMEROS → se associam em CAPSÔMEROS → e se associam em PROCAPSÍDEO. 
o Procapsídeo requer processamento para tornar-se o capsídeo final e transmissível. 
• Para alguns vírus, o capsídeo forma-se em torno do genoma; para outros, o capsídeo forma-se 
como uma capa vazia (procapsídeo) para ser preenchido pelo genoma. 
• As estruturas virais que são unidas, são SIMÉTRICAS, e são helicoidais e icosaédricas. 
o As helicoidais aparecem como bastões e o icosaedro parece com uma esfera montada a 
partir de subunidades simétricas. 
• Os CAPSÍDEOS ASSIMÉTRICOS são formas complexas e estão associados com certos vírus 
bacterianos (fagos). 
• O icosaedro é feito de 12 capsômeros com simetria de 5 lados cada um (pentâmero ou penton). 
• O pentâmero é feito de 5 protômeros, cada um composto por 3 subunidades de quatro proteínas 
separadas. 
• Há no capsídeo uma FENDA que é um “sítio de ancoragem” para ligar ao receptor na superfície da 
célula-alvo. 
• Os virions com capsídeos maiores possuem capsômeros distintos entre os pentons nos vértices. 
o Esses capsômeros possuem vizinhos mais próximos (HÉXONS). 
o Isto aumenta o icosaedro → a icosadeltaedro, e seu tamanho é determinado pelo número 
de héxons inseridos nas bordas e dentro das superfícies entre os pentons. 
 
VÍRUS ENVELOPADO 
• É composto de LIPÍDIOS, PROTEÍNAS E GLICOPROTEÍNAS. 
• Sua estrutura de membrana é similar à das membranas celulares, porém, com raras proteínas. 
• A maioria dos vírus envelopados são redondos ou pleomórficos. 
• A maioria das glicoproteínas virais possui carboidratos ligados à asparagina e se estende através do 
envelope para fora da superfície do virion. 
o Em muitos vírus, estes podem ser observados como ESPÍCULAS. 
• Algumas glicoproteínas agem como VAP (PROTEÍNA DE ADERÊNCIA VIRAL), capazes de se ligar a 
estruturas nas células-alvo. 
o As VAP, que também se ligam aos eritrócitos, são denominadas HEMAGLUTININAS (HA). 
o Outras funções das glicoproteínas: neuraminidase (clivagem), receptores ou de fusão. 
o ELAS TAMBÉM SÃO DESENCADEADORAS DE IMUNIDADE PROTETORA. 
• Espículas do envelope contendo glicoproteína permite ao vírion se aderir firmemente e moldar-se 
(encolhendo-se e embrulhando-se) em uma estrutura icosaédrica discernível por microscopia 
crioeletrônica. 
• TODOS OS VÍRUS RNA DE FITA NEGATIVA SÃO ENVELOPADOS. 
• Os componentes da RNA polimerase viral RNA-dependente associam-se com genoma RNA (–) de 
alguns vírus para formar NUCLEOCAPSÍDEOS HELICOIDAIS → essas enzimas são requeridas para 
iniciar a replicação viral, e sua associação com o genoma garante sua liberação dentro da célula. 
o As proteínas da matriz, que revestem o interior do envelope, facilitam a montagem do 
ribonucleocapsídeo dentro do virion. 
• O espaço intersticial entre o nucleocapsídeo e o envelope é denominado TEGUMENTO, e contêm 
enzimas, proteínas e RNA que facilita a infecção. 
o O envelope abriga uma estrutura nucleoide contendo DNA, corpos laterais, fibrilas, enzimas 
e fatores transcricionais necessários para a síntese do RNAm. 
 
MULTIPLICAÇÃO VIRAL (CICLOS LÍTICO E LISOGÊNICO) 
MULTIPLICAÇÃO DE BACTERIÓFAGOS 
• A maneira pela qual um vírus penetra e é liberado da célula hospedeira pode variar. 
• Porém, o mecanismo básico de multiplicação viral é similar para todos os vírus. 
• BACTERIÓFAGOS → Podem multiplicar-se por 2 mecanismos: 
o CICLO LÍTICO → Termina com a lise e morte da célula hospedeira. 
o CICLO LISOGÊNICO → Célula hospedeira permanece viva. 
• Visto que os bacteriófagos T-pares (T2, T4 e T6) são os mais estudados, pode-se citar como exemplo 
sua multiplicação (ciclo lítico) em seu hospedeiroEscherichia coli. 
 
BACTERIÓFAGOS T-PARES: O CICLO LÍTICO 
• Apresentam vírions grandes, complexos e não envelopados → Possuem uma estrutura 
característica de cabeça e cauda. 
• O seu DNA corresponde a 6% do da E. coli e ainda assim o fago possui DNA suficiente para codificar 
mais de 100 genes. 
• O ciclo de multiplicação desses fagos, assim como o de todos os outros vírus, ocorre em 5 etapas. 
 
ADSORÇÃO 
① Após uma colisão ao acaso entre o fago e a bactéria, ocorre a adesão ou adsorção. Um sítio de 
adesão no vírus liga-se ao sítio do receptor complementar na bactéria. Há formaão de ligações fracas 
entre o sítio e o receptor. Os bacteriófagos T-pares possuem fibras na extremidade da cauda → 
atuam como sítios de adesão (ou receptores). Os receptores complementares estão na parede da 
célula bacteriana. 
 
PENETRAÇÃO 
② Após a adsorção, os bacteriófagos T-pares injetam seu DNA dentro da bactéria. 
• Através da liberação da enzima → LISOZIMA FÁGICA → Degrada uma porção da parede celular 
bacteriana. 
• Durante o processo de penetração, a bainha da cauda do fago se contrai, e o centro da cauda 
atravessa a parede da célula bacteriana. 
• Quando o centro da cauda alcança a membrana plasmática, o DNA da cabeça do fago penetra na 
bactéria, atravessando o lúmen da cauda e da membrana plasmática. 
• O capsídeo permanece do lado de fora da célula bacteriana. 
• O fago funciona como uma seringa, injetando DNA dentro da célula. 
 
BIOSSÍNTESE 
③ Quando o DNA do bacteriófago alcança o citoplasma, ocorre a biossíntese do ácido nucleico e de 
proteínas virais. 
• A síntese proteica do hospedeiro é interrompida pela degradação do seu DNA induzida pelo vírus, 
pela ação de proteínas virais que interferem com a transcrição, ou pela inibição da tradução. 
• Inicialmente, o fago utiliza os nucleotídeos e várias enzimas da célula hospedeira para sintetizar 
muitas cópias de seu DNA. Logo em seguida, inicia-se a biossíntese das proteínas virais. 
• Todo o RNA transcrito na célula corresponde ao mRNA transcrito a partir do DNA do fago para a 
síntese de enzimas virais e das proteínas do capsídeo viral. 
• Os ribossomos, as enzimas e os aminoácidos da célula hospedeira são usados na tradução. 
• Controles gênicos regulam a transcrição de regiões diferentes do DNA. 
• Alguns minutos após a infecção, somente componentes isolados – DNA e proteína – do vírus 
podem ser detectados dentro da célula. 
• Esse é o PERÍODO DE ECLIPSE. 
 
MATURAÇÃO 
④ A próxima sequência de eventos consiste na maturação ou morfogênese. 
• Durante esse processo, vírions completos são formados a partir do DNA e dos capsídeos do 
bacteriófago. 
• Os componentes virais se organizam espontaneamente para formar a partícula viral, eliminando, 
a necessidade de muitos genes não estruturais e de outros produtos gênicos. 
• As cabeças e as caudas dos fagos são montadas separadamente a partir de subunidades de 
proteínas: a cabeça recebe o DNA viral e se liga à cauda. 
 
LIBERAÇÃO 
⑤ Estágio final: liberação dos vírions. 
• Na multiplicação dos fagos T-pares, a membrana citoplasmática é rompida (lise). 
• A lisozima é sintetizada dentro da célula → Destrói a parede celular bacteriana, liberando os 
novos bacteriófagos. 
• Os bacteriófagos liberados infectam outras células vizinhas suscetíveis, e o ciclo de multiplicação 
viral se repete. 
 
 
 
 
 
BACTERIÓFAGO LAMBDA (Λ): O CICLO LISOGÊNICO 
• Diferente dos bacteriófagos T-pares, alguns vírus não causam a lise e a morte da célula hospedeira 
quando se multiplicam. 
• São fagos lisogênicos ou FAGOS TEMPERADOS → Podem induzir ciclo lítico ou lisogênico. 
• NA LISOGENIA → Fago permanece latente (inativo). 
• Células Bacterianas Hospedeiras → Conhecidas como células lisogênicas. 
• Ex: fago lisogênico → bacteriófago λ (lambda). 
 
1. Após a penetração em uma célula de E. coli. 
2. O DNA do fago, originalmente linear, adota o formato de um círculo. 
3a. Esse círculo pode se multiplicar e ser transcrito. 
4a. Levando à produção de novos fagos e à lise celular (ciclo lítico). 
3b. Ou o círculo se recombina com o DNA bacteriano circular e se tornar parte dele (ciclo lisogênico). 
O DNA do fago inserido passa a se chamar → PRÓFAGO → A maioria dos genes é reprimida por 2 
proteínas repressoras codificadas pelo genoma do prófago. 
Esses repressores interrompem a transcrição de todos os outros genes do fago ao ligarem-se aos 
operadores. 
Assim, os genes fágicos que poderiam direcionar a síntese e a liberação de novos vírions são 
desligados. 
 
• Sempre que a maquinaria celular replicar o cromossomo bacteriano. 
4b. O DNA do prófago também será replicado. O prófago permanece latente na progênie celular. 
5. Porém, eventos espontâneos raros, a luz UV ou algumas substâncias químicas podem ativar o DNA 
do prófago e dar início ao CICLO LÍTICO. 
 
• A lisogenia apresenta 3 consequências importantes: 
1º → As células lisogênicas são imunes à reinfecção pelo mesmo fago. 
2º → Há conversão fágica = a célula hospedeira pode exibir novas propriedades. 
3º → Genes bacterianos podem ir para um capsídeo e serem transferidos para outra bactéria → 
TRANSDUÇÃO GENERALIZADA. 
Na lisogenia, qualquer gene bacteriano pode ser transferido, contudo, na transdução especializada, 
apenas determinados genes bacterianos podem ser transferidos. 
 
• A transdução especializada é mediada por um fago lisogênico, que empacota o DNA bacteriano 
junto com seu próprio DNA no mesmo capsídeo. 
• Quando um prófago é excisado do cromossomo do hospedeiro, genes adjacentes de ambos os 
lados podem permanecer ligados ao DNA do fago. 
• Os vírus animais que permanecem latentes por longos períodos dentro das células, sem se 
multiplicarem ou sem causarem doenças, podem inserir-se no cromossomo da célula hospedeira ou 
permanecer separados do DNA hospedeiro em um estado reprimido (como alguns fagos 
lisogênicos). 
• Os vírus que causam câncer também podem estar latentes. 
 
 
 
 
MULTIPLICAÇÃO DOS VÍRUS ANIMAIS 
• A multiplicação dos vírus animais segue o padrão básico da multiplicação dos bacteriófagos, 
contudo apresenta várias diferenças. 
 
DIFERENÇAS ENTRE OS VÍRUS ANIMAIS E OS FAGOS 
• Mecanismo de penetração na célula hospedeira. 
• Uma vez dentro da célula, a síntese e a montagem de novos componentes virais são ligeiramente 
diferentes, em parte devido às diferenças entre as células procarióticas e eucarióticas. 
• Os vírus animais têm determinados tipos de enzimas não encontrados nos fagos. 
• Quanto aos mecanismos de maturação e liberação. 
• Quanto aos efeitos de sua multiplicação na célula hospedeira. 
 
ADSORÇÃO 
o Vírus animais também têm sítios de adsorção que se ligam a sítios receptores na superfície da 
célula hospedeira. 
o Os receptores das células animais são proteínas e glicoproteínas da membrana plasmática. 
o Vírus animais não têm apêndices, como as fibras da cauda de alguns bacteriófagos. 
o Os sítios de ligação estão distribuídos em toda a superfície e são específicos. 
• ADENOVÍRUS → Vírus icosaédricos → Sítios de ligação são pequenas fibras nos vértices do 
icosaedro. 
• Na maioria dos vírus envelopados, como o vírus influenza, os sítios de adesão são espículas. 
▪ Após a ligação, sítios receptores adicionais da mesma célula migram em direção ao 
vírus. 
o A ligação de muitos sítios completa o processo de adsorção. 
o Sítios Receptores → Proteínas da célula hospedeira → Desempenham funções normais para o 
hospedeiro e são sequestradas pelo vírus. 
 
PENETRAÇÃO 
o Muitos vírus penetram nas células eucarióticas por endocitose mediada por receptor. 
o Invaginações da membrana plasmática formam vesículas → elementos do exterior da célula são 
levados para o seu interior para serem digeridos. 
o Se um vírion se ligar à membrana plasmática → há endocitose → formação de vesícula. 
o Vírus envelopados podem penetrar por um processo alternativo → FUSÃO → o envelope viral se 
fundeà membrana plasmática e libera o capsídeo no citoplasma da célula. 
 
DESNUDAMENTO 
o É a separação do ácido nucleico viral de seu envoltório proteico. 
o Esse processo varia de acordo com o tipo de vírus. 
o Alguns vírus animais concluem o processo de desnudamento por ação de enzimas lisossomais da 
célula hospedeira → Degradam as proteínas do capsídeo viral. 
• Ex.: Poxvírus → Desnudamento é concluído por uma enzima específica codificada pelo 
genoma viral e sintetizada logo após a infecção. 
• Vírus influenza → ocorre em uma vesícula, em pH baixo. 
• Togavírus → Ocorre nos ribossomos presentes no citoplasma da célula hospedeira. 
 
BIOSSÍNTESE DOS VÍRUS DE DNA 
o Os vírus de DNA replicam seu GENOMA no núcleo da célula hospedeira → Usando enzimas virais. E 
sintetizam as proteínas do capsídeo e outras proteínas no citoplasma → Usando enzimas do 
hospedeiro. 
o As proteínas migram para o núcleo e são reunidas ao DNA recém-sintetizado para formar os novos 
vírions. 
o Os vírions são transportados pelo retículo endoplasmático para a membrana da célula hospedeira e 
são liberados. 
Ex.: Herpes-vírus, papovavírus, adenovírus e hepadnavírus → Seguem esse padrão de 
biossíntese. 
 Poxvírus são uma exceção → Todos os seus componentes são sintetizados no citoplasma. 
 
Exemplo da multiplicação de um vírus de DNA (PAPOVAVÍRUS): 
①-② Após a adsorção, a penetração e o desnudamento, o DNA viral é liberado no núcleo da célula 
hospedeira. 
③ Ocorre a transcrição de uma porção do DNA viral que codifica os genes “precoces”, seguida da 
sua tradução. Os produtos desses genes são enzimas requeridas para a multiplicação do DNA viral. Na 
maioria dos vírus de DNA, a transcrição precoce é realizada pela transcriptase do hospedeiro (RNA-
polimerase); os poxvírus, no entanto, possuem sua própria transcriptase. 
④ Algum tempo após o início da replicação do DNA, ocorre a transcrição e a tradução dos genes 
“tardios”. As proteínas tardias incluem as proteínas do capsídeo e outras proteínas estruturais. 
⑤ Isso leva à síntese das proteínas do capsídeo, que ocorre no citoplasma da célula hospedeira. 
⑥ Após a migração das proteínas do capsídeo para o núcleo celular, ocorre a maturação; o DNA viral 
e as proteínas do capsídeo se organizam para formar os vírus completos. 
⑦ Os vírus completos são liberados da célula hospedeira. 
 
Alguns vírus que possuem genoma de DNA: 
o Adenoviridae 
o Poxviridae 
o Herpesviridae 
o Papovaviridae 
o Hepadnaviridae 
 
BIOSSÍNTESE DOS VÍRUS DE RNA 
o Os vírus de RNA multiplicam-se essencialmente da mesma forma que os vírus de DNA, mas eles se 
multiplicam no citoplasma da célula hospedeira. 
o Diversos mecanismos distintos de produção de mRNA são observados entre os diferentes grupos 
de vírus de RNA. 
o As principais diferenças entre os processos de multiplicação residem na forma como o mRNA e o 
RNA viral são produzidos. 
o Estes vírus têm uma RNA-polimerase dependente de RNA → essa enzima não é codificada em 
nenhum genoma celular. 
o Os genes virais induzem a produção dessa enzima pela célula hospedeira → ela catalisa a síntese 
de outra fita de RNA, complementar à sequência de bases da fita infecciosa original. 
o Assim que o RNA e as proteínas virais são sintetizados, a maturação ocorre de maneira similar 
àquela de todos os vírus animais. 
 
Alguns vírus que possuem genoma de RNA: 
o Picornaviridae 
o Togaviridae 
o Rhabdoviridae 
o Reoviridae 
 
MATURAÇÃO E LIBERAÇÃO 
o A montagem do capsídeo proteico constitui o 1º passo no processo de maturação viral. 
o Montagem → Processo espontâneo. 
o Os capsídeos de muitos vírus animais são envoltos por um envelope que consiste em proteínas, 
lipídeos e carboidratos. 
• Ex.: ortomixovírus e paramixovírus. 
o As proteínas do envelope são codificadas por genes virais e são incorporadas à membrana 
plasmática da célula hospedeira. 
o Os lipídeos e os carboidratos são sintetizados pelas células e estão presentes na membrana 
plasmática. 
o Quando o vírus deixa a célula → BROTAMENTO → Capsídeo viral adquire o envelope. 
o Após a sequência de adsorção, penetração, desnudamento e biossíntese do ácido nucleico e 
proteínas virais, o capsídeo montado, contendo o ácido nucleico, brota, empurrando a membrana 
plasmática da célula hospedeira. Como resultado, uma parte da membrana, que agora é o 
envelope, adere-se ao vírus. 
o Essa extrusão do vírus de uma célula hospedeira é um dos métodos de liberação. 
o O brotamento não mata a célula hospedeira imediatamente e, em alguns casos, a célula 
sobrevive. 
o Os vírus não envelopados são liberados através de rupturas na membrana plasmática da célula 
hospedeira. Ao contrário do brotamento, esse tipo de liberação geralmente resulta na morte da 
célula hospedeira.