Introdução a Virologia. Definição - O que é vírus? Composição e estrutura Genoma e Replicação

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1 Introdução a Virologia Definição - O que é vírus? Composição e estrutura Genoma e Replicação

2 O que é vírus? Agentes infecciosos ultramicroscópicos Não são células São partículas filtráveis Só apresentam atividade dentro da célula Utilizam a maquinaria celular para a replicação

3 Vírus: replicação intracelular obrigatória dependente da maquinaria celular

4 Características gerais Afetam a homeostase da célula hospedeira. Causando doenças. Patogenia: associada ao tropismo viral Milhares de grupos de vírus Células humanas, animais, vegetais e bactérias Em laboratório: replicação em cultura de células in vitro: efeito citopático - CPE

5 Vírus da peste suína clássica: infecção citoplasmática em células de linhagem PK15 Freitas, TRP. Conceitos Básicos, métodos e técnicas em laboratório de virologia animal

6 Comparação de tamanho Vírus: de 20 e nm nanômetro: 1 milionésimo de milímetro Bactéria: de 2 a 5 µm ~1000x o tamanho do vírus Células dos seres vivos: de 10 a 50 µm micra: 1 milésimo de milímetro.

7 Definições: virion Virion ou Vírion Vírus intacto, partícula viral ou unidade infecciosa. Partícula viral madura ou partícula viral livre

8 Virion Métodos físicos: Difração de raios-x Métodos químicos Microscopia eletrônica Mensuração Tamanho 10A = 1nm. Resolução do Microscópio ótico 200nm, ou 2000A. VPSC. Técnica MET Coloração negativa. TRP Freitas 2001.

9 Classificação taxonômica Não são classificados nos grupos taxonômicos convencionais Classificação de novos gêneros ou famílias: comparação informações disponíveis Sistema de classificação hierárquica de vírus e o Sistema de classificação de Baltimore

10 Sistema de classificação hierárquica de vírus Filo - classe - ordem- família - subfamília - gênero - espécies - cepa/tipo. Agrupados de acordo com as propriedades virais comum Natureza do ácido nucléico: RNA ou DNA Simetria do capsídeo Presença ou ausência de envelope Dimensões do vírus e do capsídeo Espécies hospedeiras e características imunológicas 1962 : Lwoff, R. W. Horne, P. Tournier

11 Sistema de classificação hierárquica Lwoff, Horne e Tournier, 1962

12 Classificação de Baltimore

13 Vírus da animais agrupados pelo tipo de ácido nucléico

14 Composição geral dos vírus Estrutura e composição Simetria

15 Modelo da estrutura viral

16 Composição geral Ácido nucléico Capsídeo Nucleocapsídeo Envelope Espículas

17 Definições: capsídeo Capsídeo ou Capa protéica: envolve ou está complexada ao ácido nucléico O Capsídeo é composto por capsômeros. Capsômero: subunidade morfológica que consiste de moléculas protéicas. Os capsômeros - ligações covalentes. Define a simetria viral

18 Configurações tridimensionais Simetria: cúbica, helicoidal, complexa

19 Simetria cúbica: Modelo Icosaédrico Composto por 20 faces, cada uma um triângulo equilátero, 12 vértices e angulação da simetria rotacional: simetria 5:3:2

20 Simetria helicoidal

21 Simetria icosaédrica

22 Nucleocapsídeo helicoidal envelopado (influenza vírus)

23 Nucleocapsídeo icosaédrico envelopado (herpesvirus)

24 Simetria complexa (poxvirus)

25 Vírus da Febre Aftosa: Componentes Macromoleculares Picornaviridae Aphthovirus Diâmetro: 23 nm Densidade: 1,43g/cm 3 Peso Molecular: 6,9 x 10 6 D Os vírions são formados por 69% proteínas e 31% RNA Cápside protéica Desprovido de envelope

26

27 Capsídeo do VFA

28

29

30 Proteínas capsidais: VP1,VP2, VP3, VP4 VP3 VP1 VP2 VP4

31 Vírus da Febre Aftosa VP1

32

33 Definições: nucleocapsídeo: Nucleocapsídeo: complexo de proteína e acido nucléico completo Genoma empacotado

34 Definições: envelope Envelope ou envoltório: membrana externa dos vírus rica em lipídeos derivada da célula hospedeira. Peplômeros : espículas projetadas para fora do envelope Glicoproteínas

35 Vírus da Influenza

36 Resumo : proteínas virais e envelope Proteínas estruturais Capsídeo formado pelos capsômeros, unidades estruturais simétricas dispostas em ordem determinada. Nucleocapsídeo = Capsídeo mais o ácido nucléico Proteínas metabolícas enzimas virais Envelope ou envoltório: Alguns grupos de vírus podem ser envelopados por uma capa bi-lipídica oriunda da célula hospedeira.

37 Genoma viral RNA ou DNA Classificação de Baltimore

38 Genoma viral Ácido nucleico viral : DNA ou RNA

39 Genoma viral: Flaviviridae RNA fita única, senso positivo, nucleotídeos Término 5 : genes das proteínas estruturais Término3 : genes das proteínas não estruturais

40 Genoma viral: vírus da febre aftosa Família: Picornaviridae - RNA fita única senso positivo com nucleotídeos e PM: 2,7 x 10 6 D. AUG VPG P(C) 5 AAAA 3 Proteínas Capsidais Proteínas Não Capsidais

41 Vírus da Febre Aftosa : Foot-and-mouth disease virus (FMDV) Serotype: Foot-and-mouth disease virus O (FMDV-O) 5' UTR L VP4 VP2 VP3 VP1 2A 2B 2C 3A 3B 1 3B 2 3B 3 3C 3D 3' UTR Serotype: Foot-and-mouth disease virus A (FMDV-A) 5' UTR L VP4 VP2 VP3 VP1 2A 2B 2C 3A 3B 1 3B 2 3B 3 3C 3D 3' UTR Serotype: Foot-and-mouth disease virus C (FMDV-C) 5' UTR L VP4 VP2 VP3 VP1 2A 2B 2C 3A 3B 1 3B 2 3B 3 3C 3D 3' UTR

42 Variabilidade Antigênica Genoma RNA: grande potencial de variação e mutação. Substituições de aminoácidos nos domínios da proteína viral que interage com o sistema imune do animal (VP1) Erros na leitura do genoma Pressão imunológica

43 Mutações Mutações puntuais Recombinação gênica adição ou deleção Resultado Vírus com especificidades antigênicas modificadas

44 Vírus com genoma DNA fita dupla

45

46 Genoma DNA fita simples

47 Etapas Ciclo de replicação viral Entrada ou Adsorção na membrana Fusão direta, mediada por receptores, endocitose Eclipse viral Penetração Liberação do genoma Replicação Montagem de novas partículas Assembly

48 Adsorção e penetração de vírus

49 Ciclo vírus envelopado: endocitose mediada por receptores Gao H et al. PNAS 2005;102:

50 Ciclo vírus envelopado: endocitose mediada

51 Bacteriófago

52 Ciclos viral em células: Flaviviridae - vírus do oeste do Nilo

53 Ciclo do vírus da Influenza G Neumann et al. Nature 459, (2009) doi: /nature08157

54 Replicação Nuclear

55 Retroviridae

56 Brotamento viral

57 Liberação de partículas virais maduras- vírus envelopado

58 Literatura consultada Freitas, TRP e col. Conceitos básicos, Métodos e técnicas em laboratório de virologia animal, 2006 Nature microbiology This week in virology Fieds, Virology 1 e 2.

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