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

9 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

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15 Adsorção Adsorção: ligação do vírus à célula hospedeira O vírus interage com a célula na membrana plasmática A proteína viral se liga ao receptor de superfície celular Ligação envolve forças eletrostáticas opostas Alguns vírus precisam de co-receptores na superfície da célula Figure 4.1

16 Adsorção Encontrando a célula alvo receptores Adesão à superfície da célula (eletrostática) inespecífica Adsorção a receptor específico na superfície da célula mais de um receptor pode estar envolvido Transferência do genoma dentro da célula

17 Funções celulares

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

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

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

21 Adsorção A interação: é específica para os vírus não-envelopados, pode ocorrer através das proteínas do capsídeo mais expostas ou em canyons formados pelas proteínas do capsídeo para os vírus envelopados, ocorre com as proteínas de ligação inseridas no envelope determina o tropismo com o vírus Essential Human Virology - Jennifer Louten - Academic Press; 1st edition Figure 4.2

22 Adsorção de vírus sem envelope Obtido em

23 Adsorção de vírus envelopados Obtido em

24 Adsorção vírus envelopados receptor

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

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

27 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

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

29 Penetração por endocitose endo

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

31 Penetração por fusão fuse

32 Principles of Virology, ASM Press

33 Principles of Virology, ASM Press

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

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36 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

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

38 Milhares de vírus diferentes Um número finito de genomas virais

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

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

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

42 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

43 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

44 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

45 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.

46 DNA de fita dupla (dsdna) Genomas copiados pela DNA polimerase do hospedeiro Genomas virais codificam DNA polimerase Papillomaviridae (8 kbp) Principles of Virology, ASM Press

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

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

49 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.

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

51 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.

52 Dogma Central da Biologia

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

54 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

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

56 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

57 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.

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

59 Liberação por exocitose de vírus envelopados Obtido em

60 Brotamento

61 Brotamento

62 Liberação por brotamento de vírus envelopados Obtido em

63 Efeito citopático

64 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

65 Replicação de um bacteriófago

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67 Bacteriófagos saindo de uma bactéria