Replicação viral. Princípios gerais

Transcrição

1 Replicação viral Princípios gerais

2 Vírus replicam através da montagem de componentes pré formados

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4 Adaptado de D. E. White and F. J. Fenner. Medical Virology, Fourth Edition. Academic Press, 1994

5 Esquema geral na replicação dos vírus

6 Simplicidade e ordem seguida pelos vírus todos os genomas virais são considerados parasitas moleculares obrigatórios, que só tem função após replicarem nas células todos os vírus devem fazer um mrna, que pode ser traduzido pelos ribossomos do hospedeiro são parasitas de energia

7 Importantes definições uma célula suscetível tem um receptor para determinado vírus a célula pode ou não dar suporte à replicação viral uma célula resistente não tem receptor pode ou não ser competente à replicação viral uma célula permissível tem a capacidade de replicar o vírus a célula pode ou não ser suscetível uma célula suscetível e permissível é a única célula capaz de ser infectada e dar condições para sua replicação

8 Estudo do ciclo infeccioso dos vírus nas células só foi possível após 1949 Enders, Weller e Robbins propagaram Poliovirus em cultura de células humanas cultura primária de tecido de embrião Prêmio Nobel 1954

9 amazing hela cells of henrieta lacks/

10 Cultivo de vírus Fibroblastos humanos Fibroblastos de rato Célula epitelial humana (HeLa) Células contínuas

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12 EFEITO CITOPÁTICO

13 FORMAÇÃO DE SINCÍCIO

14 Tipo de hospedeiro Adsorção Tropismo Receptores celulares proteínas virais co receptores

15 Remoção de receptores da superfície da célula Adaptado de J. C. Paulson and G. N. Rogers, Methods Enzymol. (1987):

16 Anticorpos monoclonais bloqueiam a superfície da célula Adaptado de Staunton, D. E., et al. Cell 56 (1989):

17 Experimentos de transferência de genes Adaptado de C. Mendelsohn, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 20 (1986):

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19 Eletromicrografia Adenovirus é não envelopado Adenovirus usa a espícula do penton para se ligar e entrar nas células. Adenovirus (courtesy of Linda Stannard, University of Cape Town, S.A.) Vírus envelopados usam as glicoproteínas no envelope viral para se ligarem aos receptores celulares

20 Adsorção de vírus sem envelope Obtido em

21 Adsorção de vírus envelopados Obtido em

22 Adsorção vírus envelopados receptor

23 Penetração Adaptado de Wagner, Edward K. and Hewlett, Martinez J. Basic Virology, 2nd Edition. Blackwell Publishing, 2003.

24 Penetração Adaptado de E. K. Wagner and M. J. Hewlett. Basic Virology, Second Edition. Blackwell Publishing, 2003.

25 V irus da hepatite murina (família Coronaviridae): endocitose mediada por receptor em células de intestino de rato F.A. Murphy, School of Veterinary Medicine, University of California, Davis

26 Adaptado de E. K. Wagner and M. J. Hewlett. Basic Virology, Second Edition. Blackwell Publishing, 2003.

27 PENETRAÇÃO POR ENDOCITOSE

28 Penetração por endocitose endo

29 Penetração por endocitose e descapsidação de vírus sem envelope Obtido em

30 Penetração por fusão fuse

31 Penetração através de rearranjo das proteínas do capsídeo e descapsidação de vírus sem envelope Obtido em

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33 Simplicidade e ordem seguida pelos vírus todos os genomas virais são considerados parasitas moleculares obrigatórios, que só tem função após replicarem nas células todos os vírus devem fazer um mrna, que pode ser traduzido pelos ribossomos do hospedeiro são parasitas de energia

34 Grande descoberta em 1950 o ácido nucléico é responsável pelo código genético Alfred Hershey & Martha Chase, 1952

35 Milhares de vírus diferentes Um número finito de genomas virais

36 FATO Genomas virais tem que fazer mrna, que possa ler lido pelos ribossomos Todos os vírus seguem a regra sem exceções

37 Replicação, transcrição e tradução são processos localizados nas células hospedeiras Adaptado de Andrews Hughes, "The Central Dogma and Basic Transcription," Connexions,

38 David Baltimore O sistema original de Baltimore não conhecia o genoma dos Hepadnaviridae (gapped DNA)

39 DEFINIÇÕES mrna é sempre a fita positiva (+) A polaridade equivalente para DNA também é positiva (+) O complementar das fitas + de RNA e DNA são as fitas negativas ( ) mrna já consegue ser traduzido pelo ribossomo em proteína Nem todo RNA+ é mrna

40 As 7 classes dos genomas virais DNA fita dupla DNA fita dupla gapped DNA fita simples RNA fita dupla RNA fita simples + RNA fita simples RNA fita simples + com DNA intermediário

41 Replicação vírus de DNA Adsorção Liberação Penetração Núcleo Montagem Maturação Descapsidação mrna mrna Polimerase Expressão precoce de proteínas Proteínas não estruturais Expressão gênica tardia Proteínas estruturais

42 Vírus dsdna Maioria dos vírus dsdna duplica seu genoma no núcleo da célula Uso da maquinaria de síntese de DNA e RNA da célula hospedeira Adapted from D. R. Harper. Molecular Virology, Second Edition. BIOS Scientific Publishers, 1999.

43 Vírus ssdna Adapted from D. R. Harper. Molecular Virology, Second Edition. BIOS Scientific Publishers, 1999.

44 RNA de fita + Adsorção Liberaçao Núcleo Penetração fita+ fitafita+ Montagem Maturação Descapsidação mrna Polimerase e proteínas estruturais

45 Vírus +ssrna Contém genomas +ssrna não segmentados O RNA na partícula viral funciona como um mrna O mrna viral é reconhecido pela maquinaria celular traducional Contém uma RNA polimerase viral RNA dependente para duplicar os genomas virais Lista de vírus +ssrna e sua estratégia de replicação. Adapted from D. R. Harper. Molecular Virology, Second Edition. BIOS Scientific Publishers, 1999.

46 RNA de fita Adsorção Liberação Núcleo Penetração fitafita+ fita- Montagem Maturação Descapsidação Polimerase e proteínas estruturais

47 Vírus ssrna Contém genomas ssrna segmentados ou não segmentados Contém um gene responsável por uma RNA polimerase viral RNA dependente Figure 3 12b Figure 3 12a Adapted from D. R. Harper. Molecular Virology, Second Edition. BIOS Scientific Publishers, 1999.

48 Dogma Central da Biologia

49 Replicação dos retrovirus Adsorção Liberação Penetração Integração Núcleo Descapsidação Transcrição reversa Montagem RT Maturação

50 Replicação HIV Adsorção Liberação Penetração Integração Núcleo Transcrição reversa Unspliced mrna Montagem Maturação Descapsidação Spliced mrna RT Expressão precoce de proteínas Proteínas não estruturais Expressão gênica tardia Proteínas estruturais

51 Vírus com genoma ssrna que usam um dsdna Intermediário para replicar Adapted from D. R. Harper. Molecular Virology, Second Edition. BIOS Scientific Publishers, 1999.

52 Os vírus superaram o dogma de um gene para uma proteína Vírus podem ter uma expressão gênica muito resumida Vírus podem fazer múltiplas proteínas a partir de um gene: Fazendo grandes poliproteínas e clivando as em várias proteínas menores Possuindo overlapping reading frames (diferentes fases de leitura) Utilizando múltiplos sítios para começar a tradução

53 Montagem Envolve a reunião de todos os componentes necessários para a formação de um vírus maduro em um determinado sítio da célula A estrutura básica do vírus é formada Sítio de montagem depende do sítio de replicação dentro da célula & do mecanismo pelo qual o vírus é liberado Na maioria (nem todos) vírus RNA a montagem ocorre no citoplasma Na maioria (nem todos) vírus DNA a montagem ocorre no núcleo Poxvirus vírus DNA mas podem se replicar no citoplasma por terem sua própria RNA polimerase e portanto são montados no citoplasma Como nos estágios iniciais da replicação, nem sempre é possível identificar a montagem, maturação e liberação das partículas virais em fases distintas e separadas.

54 Maturação estágio do ciclo de replicação onde o vírus fica infeccioso. geralmente envolve mudanças estruturais na partícula viral, que pode ser resultado de clivagens específicas das proteínas do para formar os produtos maduros ou mudanças conformacionais nas proteínas durante a montagem. proteases virais estão frequentemente envolvidas na maturação, apesar de enzimas celulares ou uma mistura de enzimas do vírus e da célula são usadas em alguns casos.

55 Liberação Para os vírus líticos (maioria não envelopado), a liberação é um processo simples a célula infectada se rompe e libera os vírus. Os vírus envelopados adquirem o seu envelope das membranas lipídicas quando do brotamento para fora da célula através da membrana plasmática celular ou então em uma vesícula antes da liberação. As proteínas do envelope viral são adquiridas durante o processo de brotamento.

56 Liberação por lise da célula de vírus sem envelope Obtido em

57 Liberação por exocitose de vírus envelopados Obtido em

58 Brotamento

59 Brotamento

60 Liberação por brotamento de vírus envelopados Obtido em

61 Efeito citopático (E.C.P.) Definição: Mudança ou alteração morfológica ao microscópio de células em cultura devido a infecção viral ECP é causado por interações do vírus com a célula e pode ser causado em qualquer estágio da infecção (incluindo o brotamento) ECP pode ser: morte da célula, fusão da célula e multinucleação ou crescimento celular alterado (câncer)

62 Efeito citopático

63 Shutoff Uma série de vírus que podem causar a lise da célula mostram um fenômeno conhecido como shutoff logo no início da infecção O shutoff é repentino e cessa rapidamente a síntese macromolecular da célula hospedeira Análise bioquímica da infecção

64 Replicação de um bacteriófago

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66 Bacteriófagos saindo de uma bactéria

67 Replicação e maturação de vírus sem envelope Obtido em htt // i b b / l / i ti /k i /k i ht

68 Replicação e maturação de vírus envelopados Obtido em htt // i b b / l / i ti /k i /k i ht

69 Ciclo de replicação de vírus sem envelope Obtido em htt // i b b / l / i ti /k i /k i ht