Introdução à virologia

Prévia do material em texto

Introdução à virologia
Vírus são parasitas intracelulares obrigatórios (partículas infecciosas
acelulares) inertes fora de uma célula, ou seja, necessitam de uma
unidade celular viva para se replicarem, são extremamente pequenos
(20-300 nm), possuem genoma DNA ou RNA, envolto por uma capa
protéica (capsideo) formada por subunidades proteicas (capsômeros),
podendo apresentar forma helicoidal ou icosaédrico - algumas espécies
possuem um envoltório lipoprotéico (envelope) composto por lipídeos e
proteínas e ou glicoproteínas/Spike. Existem vírus que infectam células
animais, vegetais e bacterianas (bacteriófagos) de forma específica, no
entanto, quando infecta células humanas e de outros animais, causa
zoonose.
Definição
Vírus são estruturas subcelulares, com um ciclo de replicação exclusivamente
intracelular, sem metabolismo ativo fora da célula hospedeira, um vírion é
composto por uma molécula de ácido nucleico circundado por uma capa de
proteína com lipídios e açúcares, cuja função é carrear o genoma viral para
dentro da célula, a fim de ser replicado e amplificado, a partir de uma
estrutura com o ácido nucleico, proteínas necessárias para replicação e
ligantes na superfície viral, que possibilitam a entrada na célula hospedeira.
O nucleocapsídeo helicoidal pode ser rígido, como em vírus de plantas, ou
longo e flexível, como nos de animais.
NOMENCLATURA EM VIROLOGIA 
UNIDADE PROTÉICA: cadeia polipeptídica;
SUBUNIDADE ESTRUTURAL (protômero): unidades proteicas, não idênticas,
que se associam para formar capsômeros;
UNIDADE DE MONTAGEM: grupo de subunidades ou de protômeros, formado
durante a montagem do vírus, no processo de síntese viral;
UNIDADES MORFOLÓGICAS: protuberâncias nas superfícies dos vírus não
envelopados, que interagem entre si ordenadamente seguindo um eixo de
simetria (capsômeros), destes forma-se o capsídeo, composto por hexâmeros
nas áreas planas dos vírus e pentâmeros nos vértices virais;
CAPSÍDEO: capa de proteína que envolve o ácido nucleico;
CORE (cerne): formado pelo ácido nucleico viral + proteínas virais
envolvidas na replicação;
MATRIZ PROTÉICA: estrutura de proteínas não glicosiladas, localizada entre
o envelope e o capsídeo, que sustenta o envelope viral e serve de
ancoragem para as proteínas virais de superfície;
ENVELOPE: camada bilipídica proveniente da célula hospedeira, que envolve
certas partículas virais (vírus envelopados), onde estão inseridas as
glicoproteínas (peplômeros ou espículas virais);
VÍRION: entidade viral completa e infecciosa.
NUCLEOCAPSÍDEO: capsídeo + ácido nucleico.
Estruturas virais
A arquitetura/simetria dos vírus é definida por: forma e composição das
subunidades protéicas do capsídeo, e interações entre proteínas e ácido
nucleico viral, o uso de pequenas subunidades protéicas economiza energia
devido ao tamanho do genoma, assim, os componentes proteicos devem
interagir de forma energeticamente favorável ao redor do genoma,
formando uma estrutura com simetrias: helicoidal, icosaédrica ou complexa
(pseudossimetria). A ocorrência de subunidades protéicas similares obriga um
arranjo simétrico entre elas, unidas por meio de ligações não covalentes, que
facilitam a liberação do ácido nucleico dentro da célula, mas mantém
rigidez e estabilidade do vírus fora da célula através da união das proteínas,
dessa forma, uma simetria icosaédrica requer o mínimo de energia para
montagem e é a maneira mais eficiente de ocupar uma área externa menor
com uma área interna maior. Outros vírions são construídos usando cópias de
3 protômeros com 60 subunidades, que agrupadas nas faces do icoságono
arranjam-se em hexâmeros, sendo que nos vértices são pentâmeros, já,
quanto a simetria helicoidal, as unidades protéicas são arranjadas a fim de
que as proteínas interajam entre si e com a molécula de ácido nucleico.
CAPSÍDEO
Derivado das membranas celulares, sua aquisição é realizada por um
processo de brotamento, que requer o direcionamento de proteínas virais
(espículas) para uma membrana celular (local de brotamento) e ocorre a
interação entre proteínas virais intracitoplasmáticas e proteínas virais
inseridas na membrana celular.
ENVELOPE
fita simples: podem ser de polaridade positiva (RNAfs+) e sequência
genômica de RNA mensageiro (poliovírus), que é traduzido pela
maquinaria celular, ou de polaridade negativa (RNAfs-) e complementar
ao RNA mensageiro (paramixovírus) - os RNAfs- contém 1 segmento com
7-8 segmentos de RNAfs;
fita dupla: segmentado, como o genoma dos reovírus e birnavírus;
A maioria dos genomas virais é composta de uma cópia de cada gene
(haplóide), exceto o retrovírus, que apresenta 2 cópias de cada gene
(diplóide), em geral, podem ser de fita dupla, simples, circular ou linear,
podem também apresentar genoma único (1 fita) ou segmentado (informação
dividida em diferentes segmentos do ácido nucleico).
DNA: fita dupla (herpesvírus) ou simples (parvovírus);
RNA: divididos em:
ÁCIDO NUCLÉICO VIRAL
O genoma de RNA utiliza
uma apresentação
intermediária de DNA em
seu processo de
replicação (retrovírus)
Quanto maior o genoma,
maior a quantidade de
proteínas codificadas por
ele, contudo há mecanismo
de aproveitamento do
genoma viral, neste
encontram-se proteínas
codificadas pelo genoma e
traduzidas durante a
replicação viral (proteínas
não estruturais) e as que
compõem a estrutura da
partícula (proteínas
estruturais).
Biossíntese viral
A produção de vírions a partir de uma partícula ocorre se esta encontrar uma
célula capaz de replicar determinado vírus (permissividade), o que depende
de vários fatores celulares, assim, a célula é permissiva quando a maquinaria
celular consegue replicar o genoma viral e montar partículas virais
infecciosas. Após a liberação do genoma viral na célula, as 1as proteínas
produzidas são as que asseguram a replicação do genoma (não estruturais),
e as que integram a nova partícula viral sintetizada produzidas em uma fase
mais tardia (estruturais).
ADESÃO: determinada pelo tropismo viral (afinidade de ligação), onde
receptores localizados na superfície da partícula viral se ligam a outros na
superfície da célula hospedeira - estes são estruturas formadas por proteínas
celulares reconhecidas pelas espículas virais, utilizadas pelas partículas virais
para o 1o contato vírus-célula, o que torna a célula suscetível à infecção.
PENETRAÇÃO: depende de energia e envolve a transferência do vírus para
dentro da célula, assim, a partícula viral passará do meio extracelular para o
intracelular, para o citoplasma da célula alvo, a partir de processos como:
endocitose ou fusão membranar. Durante a absorção, mudanças nas
proteínas virais e receptores celulares possibilitam a entrada do genoma
viral ou do nucleocapsídeo na célula, a partir de mecanismos como:
CICLO DE REPLICAÇÃO VIRAL
alguns vírus envelopados, a adsorção expõe aminoácidos hidrofóbicos
das glicoproteínas virais, que facilitam a fusão entre envelope viral e
membrana plasmática, liberando o genoma viral para o citoplasma
celular;
alguns vírus são endocitados pela célula após a adsorção, nos
envelopados, ocorre a acidificação da vesícula endocítica (fusão de
dependente de pH) e, nos não envelopados, mecanismos de lise da
vesícula endocítica para a liberação do genoma viral;
formação de um poro na membrana plasmática celular e translocação do
genoma viral através do poro formado;
passagem do vírus inteiro através da membrana citoplasmática
(penetração direta).
vírus não envelopados: podem ser montados no citoplasma ou no núcleo,
dependem da lise da célula para sua liberação - existem modelos de
liberação sem necessariamente destruir a membrana celular;
DESNUDAMENTO: a partícula viral perde suas camadas de revestimento,
liberando o material genético viral no interior da célula alvo;
BIOSSÍNTESE: produção, transcrição do material genético, síntese de RNAm e
de proteínas, duplicação do material genético viral - para que a replicação
seja bem-sucedida, deve-se ultrapassarbarreiras impostas pela fisiologia
celular, como:
compartimentalização celular, visto que a replicação dos vírus com DNA
ocorre no núcleo, onde localiza-se a maquinaria necessária para sua
replicação, já os vírus de RNA costumam se replicar no citoplasma, onde a
molécula de RNA pode ser traduzida;
enzimas necessárias para a replicação quando ausentes devem ser
codificadas pelo genoma viral, e, para iniciar a infecção, precisam estar
presentes na partícula viral infecciosa;
as células traduzem RNAm monocistrônicos, não reconhecendo sítios de
iniciação de tradução no meio do RNA, para isso há o mecanismo de
formação de poliproteínas que são clivadas, originando proteínas individuais.
MONTAGEM/EMPACOTAMENTO e MATURAÇÃO: organização e formação
das novas partículas virais, montagem e organização das proteínas do
capsídeo, internalização do genoma no capsídeo, formando o
nucleocapsídeo e iniciando a maturação das partículas virais, assim, após a
síntese de proteínas iniciais regulatórias, a transcrição do ácido nucleico e a
síntese de proteínas estruturais, inicia-se a automontagem, que libera os
vírions;
vírus envelopados: adquirem o envelope por brotamento nas membranas
celular, citoplasmática, nuclear ou de algumas organelas ou vesículas
intracelulares.
Sem maturação, as partículas virais se tornam defectivas (defeituosas), sem
capacidade replicativa, não infectantes.
LIBERAÇÃO VIRAL: saída das partículas virais da célula hospedeira, isso pode
ocorrer por: exocitose, brotamento ou lise celular, quando a maturação
acontece de forma completa, são gerados os vírions.
PRINCIPAIS VÍRUS DE INTERESSE CLÍNICO E CLASSIFICAÇÃO MORFOLÓGICA
Taxonomia dos vírus
ORDENS: agrupamentos de famílias virais com características comuns
(sufixo - virales);
FAMÍLIAS: agrupamento de gêneros virais com características comuns e
distintas de outros membros de outras famílias, é um nível estável, onde a
maioria das famílias compartilha morfologias virais, estrutura genômica
e/ou estratégias de replicação distintas, indicando grande separação
filogenética (sufixo - viridae);
SUBFAMÍLIAS: representa o reconhecimento de uma complexidade
filogenética maior entre seus membros (sufixo - virinae);
GÊNERO: agrupamento de espécies com características comuns, mas,
distintas de membros de outros gêneros, é um nível estável, mas, os
critérios de divisão diferem entre as famílias (sufixo - vírus);
ESPÉCIE: classe constituída de uma estirpe de replicação com um nicho
ecológico particular, cujos membros são definidos por várias
propriedades (diferenças genômicas ou estruturais, físico-químicas ou
sorológicas, estrutura genômica dos vírus).
A palavra empregada para designar família, subfamília e gênero deve ser
impressa em itálico ou sublinhada com a 1a letra maiúscula.
Infecções subvirais
Existem vários agentes infecciosos que são ainda menores que os vírus:
VÍRUS-SATÉLITES: contém ácido nucleico "incompleto", necessita de outro
vírus para completar seu ciclo replicativo, essa função auxiliar (helper) varia
de um sistema para outro;
VIRÓIDES: apresenta genomas maiores, constituídos de RNAfs circular, não
codificam proteínas, mas podem replicar seu genoma no núcleo da célula
com o auxílio das proteínas celulares, sem sintetizar DNA ou proteínas.
A enzima que replica o RNA do viróide é a RNA polimerase II celular, que
devido à estrutura secundária da molécula, faz essa replicação incomum;
VÍRUS DEFECTIVOS: muitos vírus com genoma de RNA e alguns vírus de DNA,
produzem partículas defectivas interferentes quando há alta multiplicidade
de infecção, isto é, quando se inocula grande quantidade de vírus na célula
hospedeira, contém genomas incompletos ou defectivos, replicam-se somente
se outro vírus completo infectar a mesma célula, mas em maior velocidade
devido ao tamanho reduzido, sendo importantes porque estabelecem
infecções persistentes, alterando o curso de infecção e interferindo na
replicação completa da partícula.
LAYANE SILVA