MICROBIOLOGIA - Classificação, estrutura e replicação viral

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Ana Laura Octávio – TXXII 
 
 CLASSIFICAÇÃO, ESTRUTURA E REPLICAÇÃO VIRAL 
 
CARACTERÍSTICAS GERAIS 
 
- São desprovidos de atividade metabólica, por isso não crescem em meios de cultura e 
utilizam o metabolismo da célula para se multiplicar → parasitas intracelulares 
obrigatórios. 
- Genoma: DNA ou RNA. 
- Existe uma diversidade de vírus, entre eles, os vírus antrópicos que são aqueles que 
têm capacidade de infectar diferentes organismos (homem, aves, suínos etc.). 
 
EVOLUÇÃO DE VÍRUS 
- Evidências: surgimento de novos vírus (HIV, SARS). 
- Modos: mutações e recombinações. 
- Vírus: adaptados e com extrema plasticidade. 
- Diversidade aumenta de sobrevivência. 
- A adaptação vírus/hospedeiro e equilíbrio não implica, necessariamente, na ausência 
da doença. 
OBS.: O vírus deve adquirir nível de virulência suficiente que permita sua replicação e 
transmissão antes da falência do hospedeiro (não é interessante, para o vírus, matar o 
hospedeiro). 
 
ORIGEM DOS VIRUS 
- O vírus necessita de células vivas para a sua sobrevivência, portanto não é uma forma 
de vida primitiva. 
Teoria de evolução retrógada→ os vírus são descendentes de parasitas celulares que 
perderam a autonomia metabólica, mantendo somente a informação genética 
necessária para manter sua identidade e capacidade de multiplicação. 
Teoria da origem celular → os vírus eram componentes celulares que adquiriram 
envoltório proteico, através de recombinação, tornando-se independentes. 
 
 
CLASSIFICAÇÃO E DESIGNAÇÃO DOS VÍRUS 
 
VÍRION → partícula viral completa e infecciosa que se encontra fora da célula. 
VÍRUS → considera-se a partícula viral dentro da célula. 
 
FATORES QUE CLASSIFICAM OS VÍRUS: 
✓ Estrutura viral. 
✓ Características bioquímicas. 
✓ Doenças que desencadeiam. 
✓ Formas de transmissão. 
✓ Células hospedeiras. 
✓ Tecido ou órgão em que se 
encontram. 
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ESTRUTURA VIRAL 
- Tem-se uma estrutura que envolve o material genético dos vírus: o capsídeo. Ele é 
formado por subunidades – capsômeros. Por sua vez, os capsômeros também são 
formados por subunidades – os protômeros – que são compostas por proteínas (3 
unidades, dois tipos). 
Portanto, proteínas → protômeros → capsômero → capsídeo. 
Capsídeo + material genético = nucleocapsídeo. 
- Vírus de DNA: envelopado ou não envelopado. 
- Vírus de RNA: RNA +, RNA -, RNA +/-, RNA + via DNA. 
 
 
I) VÍRUS ENVELOPADOS 
- Possuem uma bicamada fosfolipídica e 
proteínas (adquiridas da membrana do 
hospedeiro) → envelope. 
- Glicoproteínas, geralmente, virais e 
importantes no reconhecimento do 
hospedeiro. 
- É o ``calcanhar de Aquiles´´, pois, ao 
mesmo tempo que confere proteção e 
algumas vantagens; sem ele, o vírus deixa 
rapidamente de ser viável. 
 
 
 
 
 
- São mais lábeis, suscetíveis as condições ambientais. 
OBS.: Precisa de condições que mantenham seu envelope, porque se não houver, ele o 
perde. 
- São liberados por brotamento (célula não lisa) ou por lise. 
- CONSEQUÊNCIAS: 
✓ Deve permanecer úmido para manter a viabilidade. 
✓ Não sobrevive no TGI. 
✓ Disseminação em veículos orgânicos. 
✓ Não necessita lisar a célula para a liberação. 
✓ Requer imunidade humoral (Ig) e celular para proteção e controle. 
✓ Podem produzir hipersensibilidade e inflamação. 
 
 
II) VÍRUS NÃO ENVELOPADOS 
- Não possuem envelope viral. 
- Possuem como estrutura somente o nucleocapsídeo (capsídeo + genoma). 
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- A porção mais externa do vírus é proteína. 
 
 
 
- São mais estáveis em condições ambientais. 
- Resistentes a desidratação, temperatura, pH, detergentes, proteases. 
- CONSEQUÊNCIAS: 
✓ Facilidade de disseminação através do ambiente. 
✓ Capacidade de manter a infectividade pós ressecamento (continuam viáveis). 
✓ Capacidade de resistir as condições adversas do intestino. 
✓ Resistencia a detergentes. 
✓ Igs podem ser suficientes para a imunoproteção. 
OBS.: A carga viral, geralmente, é um pouco maior (não possui proteínas de 
superfície que se ligam a proteínas celulares que internalizam o vírus). 
 
 
 
PRINCÍPIOS DA REPLICAÇÃO VIRAL 
 
OBS.: Vírus são parasitas intracelulares obrigatórios. 
- Os ciclos replicativos dos vírus variam de acordo com: 
✓ Duração. 
✓ Local da multiplicação. 
✓ Destino da célula infectada (ciclo lítico ou não). 
✓ Produtividade viral. 
OBS.: Alguns vírus são capazes de entrar em estados latentes, onde não há produção de 
progênie viral. 
 
1. ADOSRÇÃO - processo de contato entre moléculas do vírus e moléculas de superfície 
da célula do hospedeiro. É a interação entre a molécula viral com a molécula humana. 
2. PENETRAÇÃO – entrada do vírus para dentro da célula (penetra ativamente ou é 
internalizado). 
3. DESNUDAMENTO – desmontagem. 
4. BIOSSÍNTESE – processo da utilização da maquinaria celular para a biossíntese 
(síntese das macromoléculas virais). 
5. MORFOGÊNESE – envolver o material gênico viral com um capsídeo ``montando´´ o 
vírion. 
6. LIBERAÇÃO – liberação dos vírion no meio extracelular. 
 
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ADSORÇÃO 
- Ligação específica entre os receptores virais e receptores celulares localizados na 
membrana plasmática. 
- Receptores viriais estão diretamente relacionados com tropismo (direcionamento para 
um determinado tipo de tecido) celular/tecidual e a especificidade de hospedeiro. 
- Além dos receptores primários, alguns vírus também interagem com receptores 
secundários (co-receptores). 
- A adsorção pode ser bloqueada pela presença de inibidores específicos. 
 
 
 
EXEMPLO – HIV 
Tem-se dois receptores virais (GP41, GP120). 
Primeiro, há contato do GP120 com o CD4 (receptor celular – organismo humano), essa 
ligação leva a uma alteração conformacional do GP120 que disponibiliza outro domínio 
para o receptor celular de superfície chamado CCR5. 
Em seguida, o GP120 induz uma alteração conformacional do GP41 para um receptor de 
superfície, direcionando a fusão de domínio e proporcionando fusão da membrana 
plasmática da célula hospedeira com o envelope viral, a qual internaliza o 
nucleocapsídeo no citoplasma do hospedeiro. 
Receptor viral 
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OBS.: A ligação do GP120 e CXC estabiliza a ligação, mas não é fundamental. 
OBS.: “Resistentes” a infecção HIV – mutações no CCR5: não vai ligar e não tem 
adsorção. 
 
 
 
 
PENETRAÇÃO 
- O vírus induz a formação do endossomo, após sua ligação, através da via endocitica. 
 
VÍRUS ENVELOPADO 
- Penetração por fusão de membranas: fusão do envelope viral com a membrana 
plasmática da célula alvo. 
 
 
 
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- Penetração por endocitose mediada por receptores (fusão do endossomo): a célula 
do hospedeiro endocita o vírus. 
- Envelope viral se funde com a membrana do endossomo e não com a membrana 
citoplasmática. 
- Receptores celulares transduzem sinais que desencadeiam a endocitose da partícula 
viral, logo, formação do endossomo. 
- Vírus funde o seu envelope com a membrana do endossomo e é liberado no 
citoplasma. 
 
 
 
VÍRUS NÃO ENVELOPADO 
- Endocitose mediada por receptor (lise do endossomo): interação entre receptor viral 
com receptor celular, vírus endocitado e liberado no citoplasma (rompe o endossomo). 
 
 
 
 
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DESBUDAMENTO ou DECAPSIDAÇÃO 
- Degradação do capsídeo ou nucleocapsídeo viral, seguido da exposição do material 
genético do vírus no respectivo sítio replicativo (local de replicação, p.ex. citoplasma, 
núcleo). 
- Pode acontecer em diferentes locais. 
OBS.: Pode ocorrer simultaneamente a penetração. 
 
 
 
 
BIOSSÍNTESE 
- Produção das moléculas finais. 
- Depende de três fatores principais: 
✓ Tipo de genoma que o vírus tem. 
✓ Características fisiológico-bioquímicas da célula hospedeira. 
✓ Sitio de replicação intracelular. 
 
- Os vírus possuem uma estratégia de 
sínteseproteica policistrônica. Isto é, a 
partir de um único RNAm, será sintetizada 
uma poliproteína que, depois, será clivada 
em proteínas individuais. 
OBS.: O processamento proteolítico é 
interessante do ponto de vista da 
farmacologia. 
 
 
MORFOGÊNESE ou MATURAÇÃO 
- Montagem das subunidades protéicas e empacotamento do ácido nucléico viral. 
- Capsídeo começa a ser montando em torno do material genético. 
- Os vírus envelopados devem adquirir seus envelopes em compartimentos 
membranosos da célula (envelope nuclear, R.E., Golgi ou membrana plasmática). 
 
 
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LIBERAÇÃO 
- Partícula viral pronta sai da célula. 
- Intimamente relacionado com as características biológicas do vírus: 
✓ Envelopado x não envelopado. 
✓ Lítico x lisogênico. 
✓ Sitio de replicação celular. 
OBS.: Vírus envelopados, geralmente, saem por brotamento. 
 
 
 
 
CLASSES VIRAIS 
 
CLASSE I – DNA FITA DUPLA 
I A – possui replicação dentro do núcleo. 
- Usa-se como exemplo a família Herpesviridae (herpes simples vírus). 
- São envelopados (necessidade de vetores orgânicos). 
- Proteínas virais de integração presentes no envelope viral: glicosaminoglicanas. 
- Receptores das células humanas: nectinas e heparan sulfato. 
- Tipo de entrada: fusão após endocitose ou fusão com a membrana plasmática. 
- Libera o genoma no núcleo do hospedeiro. 
- Libera VHS (que se liga a RNAm nossos, impedindo que eles usem nossos ribossomos; 
assim os nossos ribossomos ficam livre/disponíveis para os vírus) e VP16. 
 
I B – replicação no citoplasma. 
- Usa-se como exemplo a família Poxviridade (Orthopoxvirus: varíola, vaccínia). 
- São vírus maiores, em termos de genoma (20 – 100x maior que os da Classe AI). 
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- São envelopados (necessidade de veículos orgânicos). 
OBS.: Pode ser usado como arma biológica. 
- Possui várias camadas de capsídeos (núcleo capsídeo fica preservado, quando o vírus 
atinge o ambiente). Essas várias camadas o mantem viável por muito tempo. 
- Quando fica seco por muito tempo ou fica sob UV, ele perde a capacidade de adsorção, 
perde capacidade de transmissibilidade populacional. Mas, como tem várias camadas 
de capsídeo, mantem o núcleo capsídeo íntegro e se, por algum motivo, for forçada sua 
entrada no organismo humano, ele pode voltar a replicar. 
- Receptores das células humanas: nectinas e heparan sulfato. 
- Tipo de entrada: endocitose ou fusão com a membrana plasmática. 
- Liberação do material genético no citoplasma. Proteína unocatase: ajuda a terminar a 
``descapcitação´´ (desmontar o vírus e jogar seu material genético no citoplasma). 
- Proteínas que induzem a replicação do material genético, para a produção dos RNA 
que vão refutar na produção das proteínas tardias. 
- Corpúsculos de Guarnieri: são conjuntos mais densos aos corantes que se consegue 
observar no microscópio ótico. São fabricas virais (concentração de ribossomos, 
organelas necessárias, até mitocôndrias). Modificação do citoplasma (citoplasma onde, 
fisicamente, estão próximos a maquinaria e os vírus que estão sendo montados). 
- O vírus da varíola produz fator de crescimento, para que as células infectadas se 
dividam (maior carga viral). 
 
 
CLASSE II – DNA FITA SIMPLES 
- Replicação ocorre no núcleo e envolve a formação de uma fita de DNA de senso 
negativo que serve de molde para a síntese de fitas positivas. 
- Exemplos: família Parvoviridae Erythrovirus: eritemas, aplasia de células vermelhas. 
- Não envelopados (contágio oral-fecal). 
- Genoma muito pequeno (um dos menores que existe). 
- Receptores das células humanas: integrina e glicoesfingolipídeo. 
- Para que esse vírus entre no ciclo produtivo viral, ele precisa ser co-infectado com 
outro vírus (vírus auxiliar). Vírus auxiliar (são adenovírus) trazem proteínas que 
interagem com o eritrovirus; essas proteínas auxiliam no ciclo reprodutivo. 
OBS.: Se não houver essa co-infecção, há aumento da chance de integração do 
eritrovirus no genoma humano. 
 
 
CLASSE III – RNA FITA DUPLA 
- A dupla simples confere maior estabilidade dessas moléculas nas nossas células. 
- Vírus com genoma segmentado (analogia segmento genômico = cromossomo). Cada 
segmento é transcrito para produzir um RNAm monocistrônico. 
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- Não conseguem usar a RNA polimerase humana (RNA polimerase humana é 
dependente de DNA). 
- RNA polimerase viral depende de RNA (deve estar empacotada no vírion, vir junto com 
ele). 
- Reoviridae: Rotavírus – diarreia. 
✓ Possui três camadas de capsídeo. 
✓ Resiste muito bem o estomago e intestino. 
✓ Receptores das células humanas: integrina e ácido siálico. 
✓ Tipo de entrada: endocitose. 
✓ Vírion entra no citoplasma através da permeabilização do endossomo e digestão 
parcial do vírion. 
✓ Diarreia muito intensa de 2-3 dias. 
✓ Vacina disponível no SUS. 
 
 
CLASSE IV – RNA FITA SIMPLES DE SENSO POSITIVO 
- Senso positivo: idêntico ao RNAm. Seu genoma pode ser usado para produzir proteína. 
- Ciclo de reprodução muito rápida. 
- RNAm policistrônico; ou seja, vai ser produzido um RNA que tem várias regiões 
codificadoras juntas, unidas entre si (formação de uma proteína enorme que, 
posteriormente, deve ser clivada em várias proteínas independentes). 
- Exemplos: poliomielite, hepatite A, gastroenterites, rubéola, hepatite C e SARS 
(COVID). 
- Não são envelopados, maioria. 
- Tipo de entrada: endocitose. 
- Material genético liberado no citoplasma. 
- Não usam a RNA polimerase humana. 
 
 
CLASSE V – RNA FITA SIMPLES DE SENSO NEGATIVO 
- Senso negativo: complementar do RNAm. 
- Subdividida em: aquelas com genoma segmentado e aquelas sem genoma segmentado 
(genoma contínuo). 
- Ondas epidêmicas de influenza são justificadas pela segmentação do genoma 
(rearranjos entre os segmentos, trocas). 
- Replicação do material genético de um vírus em RNA (processo de transcrição, onde a 
RNA polimerase é dependente de DNA). 
- É feita uma fita complementar. 
- Exemplos: influenza, caxumba, sarampo, raiva, ebola, hantavirose. 
 
 
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INFLUENZA 
- Vírus de genoma segmentado. 
- É envelopado (veículos orgânicos). 
- Receptores das células humanas: ácido siálico (superfície de células de mucosa). 
- Proteínas virais de interação: hemaglutinina (receptor viral). 
- Tipo de entrada: endocitose. Fusão do envelope do vírus com a membrana do 
endossomo. 
- Segmentos de RNA encapsulado penetram no núcleo. 
- RNA senso negativo → RNAm (serve de molde para sintetizar o RNA genômico). 
 
H – tipo de hemaglutinina que é. 
nº – 
N – tipo de neuraminidase. 
nº - 
 
 
CLASSE VI – RNA FITA SIMPLES DE SENSO POSITIVO COM DNA COMO FORMA 
INTERMEDIÁRIA 
- Genoma é de senso positivo (RNAm). 
- O genoma positivo não serve como RNAm, mas como molde de transcrição reversa. 
Mesma sequência do RNAm → senso positivo. 
Sequência diferente do que seria RNAm → senso negativo. 
- Proteínas virais de interação: glicoproteínas do envelope. 
- Receptores das células humanas: transportadores transmembranas Ig-like, glicolipídios 
e lipoproteínas. 
- Tipo de entrada: fusão com a membrana celular. 
- Integração obrigatória no genoma humano. 
- Exemplo: HIV. 
- Vírus envelopado. 
- Policistrônico. 
 
 
CLASSE VII – DNA FITA DUPLA COM FORMA INTERMEDIÁRIA DE RNA 
- Utiliza a transcrição reversa no interior da partícula viral e no momento da maturação 
da partícula viral. A transcrição do RNA é processo intermediário. 
- Exemplo: hepatite B. 
- Proteínas virais de integração: glicoproteínas. 
- Receptores das células humanas: heparan sulfato. 
- Tipo de entrada: endocitose mediada por caveolina. 
- Capsídeo transportado para o poro nuclear e DNA viral liberado no núcleo. 
- Interação ocasional no genoma.