Morfologia e Replicação dos vírus

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Luiz de Paiva Weber
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1 Universidade Federal Fluminense Departamento de Microbiologia e Parasitologia Morfologia e Replicação dos vírus Tatiana Xavier de Castro

2 Calendário virologia 2016 Aula prática: uso obrigatório do jaleco

Características dos vírus Extremamente pequenos, não

Intracelulares obrigatórios, necessitando de

única espécie de ácido nucléico: DNA ou RNA 1 micron

3 Características dos vírus Extremamente pequenos, não visualizados em microscopia ótica Parasitas Intracelulares obrigatórios, necessitando de metabolismo celular ativo para replicação Possuem uma única espécie de ácido nucléico: DNA ou RNA 1 micron Bactéria (Staphyllococcus aureus) m cm 10-2 m mm 10-3 m µm 10-6 m nm 10-9 m Ǻ m

4 Histórico O primeiro relato de uma infecção viral: hieroglifo de Memphis (370 AC): sinais típicos de poliemielite paralítica O Faraó Ramses V, que morreu em 1196 ac, parace ter contraído varíola: lesões pustulares na face da múmia

um filtro que retinha bactéria Vírus = Veneno 1898: Beijenrick - Diluições seriadas - Natureza reprodutiva do

5 Histórico 1882: Meyer- Detecção de partículas não filtráveis Vírus do mosaico do tabaco Filtrabilidade dos vírus: material filtrado continha um veneno ou um agente desconhecido tão pequeno que era capaz de atravessar os poros de um filtro que retinha bactéria Vírus = Veneno 1898: Beijenrick - Diluições seriadas - Natureza reprodutiva do agente Fluidum vivum contagiosum = 1898: Loeffler & Frosch vírus da febre aftosa 1901: Walter Reed vírus da febre amarela

6 Histórico Microscópio eletrônico 1937: Felix d Herrelle Microscopia eletrônica bacteriófagos : agentes sólidos

estrutura e composição química 1950-1960: Necessidade de

7 Histórico 1953: W M Stanley et al. cristalizou o vírus do mosaico do tabaco Evidência de estrutura e composição química : Necessidade de classificação e nomenclatura universal Vírus ácido nucleico (DNA ou RNA) + proteínas upload.wikimedia.org

8 Estrutura de um vírion: Genoma DNA ou RNA Informação genética Infectividade NUCLEOCAPSÍDEO (todos) Capsídeo Proteínas Proteção do genoma União a receptores celulares Determinantes antigênicos ENVELOPE (alguns) Lipídeos Glicoproteínas virais União a receptores celulares Determinantes antigênicos

9 Estrutura de um vírion: (a) (b) Estrutura da partícula viral: (a) (b) Vírus não envelopado: genoma + capsídeo nucleocapsídeo Vírus envelopados: genoma + capsídeo + envelope com glicoproteínas

10 Estrutura de um vírion: Simetria do Capsídeo : Helicoidal (espiral) Icosaédrica (cúbica) Complexa

11 Estrutura de um vírion: Simetria complexa Retrovírus

12 Estrutura de um vírion: Envelope: Camada bilipídica Glicoproteínas que projetam para o exterior (peplômeros) Derivado de membranas celulares com incorporação de glicoproteínas codificadas pelos vírus Enzimas: Polimerases ou transcriptases necessárias à replicação viral

13 Estabilidade da partícula viral Temperatura ph Solventes de lipídeos e detergentes vírus envelopados Hipoclorito de sódio proteínas Formaldeído proteínas Luz UV genoma

14 Classificação dos Vírus (ICTV) ESTRUTURA: TIPO DE GENOMA, SIMETRIA DO CAPSÍDEO, PRESENÇA OU NÃO DE ENVELOPE, TAMANHO, FORMA, ENZIMAS ADICIONAIS, SUSCEPTIBILIDADE A AGENTES QUÍMICOS E FÍSICOS, ESTRATÉGIAS DE REPLICAÇÃO, QUADROS CLÍNICOS, EPIDEMIOLOGIA...: FAMÍLIAS GÊNEROS ESPÉCIES SUB-ESPÉCIES, VARIANTES...

15 Classificação dos Vírus (ICTV) Ác. Nucleico Simetria Envelope Tamanho Tipo Ac. nucleico Família Virus Doença Icosaédrica Ausente 50nm f.d.circular Papovaviridae HPV verrugas DNA Presente 100nm f.d.linear Herpesviridae HSV herpes Complexa Presente 42nm f.d.circular Hepadnaviridae HBV hepatite B Icosaédrica Ausente 20nm f.simples Picornaviridae Poliovirus Polio RNA 80nm f.dupla segment. Reoviridae Rotavirus diarréia infantil Presente 60nm f.simples Togaviridae Rubéola Rubéola Complexa Presente 40nm f.simples Flaviviridae Dengue Dengue F.Amarela 100nm f.simples Retroviridae HIV Aids diplóide 80x160 f.simples Rhabdoviridae Raiva Raiva Helicoidal Presente 200nm f.simples Paramyxoviridae Sarampo Sarampo 100nm f.simples segment. Ortomyxoviridae Influenza Gripe

16 Classificação dos Vírus (ICTV)

17 Replicação viral Fases da replicação viral: 1. Adsorção 6. Liberação 2. Penetração 5. Maturação 3. Desnudamento 4. Replicação

18 1. Adsorção União do vírus ao receptor celular Receptores: proteínas, carboidratos ou lipídeos na membrana celular Suscetibilidade celular presença de receptor Vírus não envelopado Vírus envelopado

19 2. Penetração Entrada do vírus na célula Translocação: passagem direta da partícula viral através da membrana celular Endocitose mediada por receptor: vírus envelopados vírus não envelopados Fusão: somente para vírus envelopados

20 2. Penetração Endocitose mediada por receptor: vírus envelopados Após adsorção Membrana da célula forma uma vesícula ao redor do vírus Vesícula funde com endosoma vírus no endosoma Fusão do envelope do vírus com membrana do endosoma Nucleocapsídeo viral no citoplasma

Vesícula funde com endosoma vírus no endosoma Desestruturação do

21 2. Penetração Endocitose mediada por receptor: vírus não envelopados Após adsorção Membrana da célula forma uma vesícula ao redor do vírus Vesícula funde com endosoma vírus no endosoma Desestruturação do capsídeo viral Genoma viral no citoplasma microbiologybytes.wordpress.com

2. Penetração Fusão do envelope do vírus

Nucleocapsídeo viral no citoplasma www.cat.

22 2. Penetração Fusão do envelope do vírus com a membrana celular: somente para vírus envelopados Após adsorção Fusão direta do envelope do vírus com a membrana celular Nucleocapsídeo viral no citoplasma pathmicro.med.sc.edu

23 3. Desnudamento ou Decapsidação Refere-se a separação física das proteínas do capsídeo e genoma viral. Após o desnudamento o genoma viral fica livre no citoplasma ou núcleo da célula para o processo de replicação viral.

24 4. Replicação Formação de novas cópias do genoma viral Síntese das proteínas virais: enzimas associadas ao genoma proteínas de capsídeo glicoproteínas de envelope

25 Vírus RNA Adsorção Penetração Decapsidação Replicação Síntese de prot Montagem núcleo Liberação citoplasma Vírus DNA Adsorção Penetração Síntese de prot Decapsidação Replicação Montagem Liberação núcleo citoplasma

26 4. Replicação Genoma viral Transcrição dos genes precoces RNAm early Proteínas fase precoce (early): proteínas não estruturais - param a síntese de ácido nucleico e proteínas celulares - regulam a expressão do genoma viral - enzimas requeridas para a replicação do genoma viral Replicação do genoma Transcrição dos genes tardios RNAm late Proteínas fase tardia (late) proteínas estruturais

4. Replicação Vírus com genoma RNA simples fita (RNA ss) polaridade positiva (+) Atuar como RNAm tradução síntese de proteínas Atuar como molde para síntese de uma

27 4. Replicação Vírus com genoma RNA simples fita (RNA ss) polaridade positiva (+) Atuar como RNAm tradução síntese de proteínas Atuar como molde para síntese de uma fita complementar negativa (RNA -)* molde para síntese de uma fita complementar positiva RNA (+) genômico RNA (+) RNA (-) RNA (+) genoma viral * Intermediário replicativo

28 4. Replicação Vírus com genoma RNA simples fita (RNA ss) polaridade negativa (-): transcriptase (RNA pol RNA dep) associada ao genoma Síntese do RNA (+) Atuar como RNAm tradução em proteínas Atuar como molde para síntese da fita complementar RNA (-) RNA genômico RNA (-) RNA (+)

29 4. Replicação Vírus com genoma RNA dupla fita (RNA ds) transcriptase (RNA pol RNA dep) associada à fita negativa (-) Expressão da fita (-) Síntese do RNA (+) Atuar como RNAm tradução em proteínas Atuar como molde para síntese da fita complementar RNA genômico T (-) RNA (+) Atuar como RNAm (+) tradução proteínas RNA (-) T RNA (+) T

30 4. Replicação Vírus com genoma DNA dupla fita (DNA ds) DNA ds duplicação semi-conservativa RNAm transcrição tradução novas cópias de DNA ds proteínas virais RNAm

31 5. Maturação ou Montagem Proteínas estruturais se associam espontaneamente capsômeros capsídeo viral onde o ácido nucleico é inserido 6. Liberação Vírus não envelopados: Lise da célula Vírus envelopados: Brotamento envelope da membrana celular Exocitose envelope de membranas internas

6. Liberação de vírus envelopados: Brotamento Vírus adquire o envelope da membrana celular com as glicoproteínas virais inseridas glicoproteínas na membrana Proteínas se associam ao

32 6. Liberação de vírus envelopados: Brotamento Vírus adquire o envelope da membrana celular com as glicoproteínas virais inseridas glicoproteínas na membrana Proteínas se associam ao genoma viral Transporte das glicoproteínas para a membrana Golgi Síntese das proteínas não glicosiladas ribosomas livres no citoplasma Síntese das glicoproteínas ribosomas associados ao RER

membrana da célula Vírus é transportado pelo citoplasma através de

33 6. Liberação de vírus envelopados: Exocitose vírus é liberado para o meio extracelular Exocitose Vesícula contendo vírus se funde com a membrana da célula Vírus é transportado pelo citoplasma através de vesícula Vírus adquire envelope de membranas intermas: Complexo de Golgi

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