Instituto Federal de Santa Catarina Unidade Curricular: Microbiologia Curso Técnico em Biotecnologia VIROLOGIA Prof. Me Leandro Parussolo
Introdução à Virologia Vírus (latim = veneno ); Classe de agentes infecciosos extremamente pequenos (20 a 300 nm); Ác nucléico único DNA ou RNA; Dependência absoluta de cells para replicação. A unidade infecciosa inteira vírion;
Critérios consistentes entre os vírus: Genoma DNA ou RNA; Introdução à Virologia Reproduz somente a partir de seu ác. Nucléico; Não possui informação genética para a síntese de enzimas responsáveis pelo metabolismo energético; Utiliza o ribossomo do hospedeiro e transfere RNA para a síntese de proteínas virais
Introdução à Virologia Origem dos vírus é incerta; 3 teorias são propostas para explicar sua evolução: Podem ter se originado e evoluído paralelamente com formas primordiais de vida; Podem ter surgido de segmentos de ác. nucléicos que adquiriram habilidade de se replicar à custa de cells; Pode ter surgido de micro-organismos que aos poucos perderam a informação genética, até se tornarem dependentes das vias biossintéticas de cells hospedeiras
Estrutura Viral O genoma de vírus de vertebrados está incluído dentro de uma capa de proteínas - capsídeo; Capsômero: subunidades protéicas
Estrutura Viral agrupamento das proteínas virais dá ao capsídeo sua simetria característica (icosaédrica ou helicoidal);
Capsídeos icosaédricos formados independentemente do ác. nucléico; Estrutura Viral Tanto grupos de vírus RNA ou DNA exibem essa simetria; Simetria helicoidal subunidades protéicas são ligadas ao ác. Nucléico viral, enrolando-o em hélice; Genoma + capsídeo = nucleocapsídeo Todos os exemplos conhecidos de vírus animal com simetria helicoidal contêm genomas de RNA.
Estrutura Viral Estruturas complexas algumas partículas virais não exibem simetria icosaédrica nem helicoidal simples;
Envelope viral envoltório lipídico Estrutura Viral O lipídio é adquirido quando o nucleocapsídeo viral brota através de uma membrana celular no curso da maturação.
Estrutura Viral Proteína viral propósito de facilitar a transferência do ác. nucléico viral de uma cell hospedeira para outra. Alguns vírus carreiam enzimas no interior dos vírions; Ex: RNA- polimerase (necessária para copiar os primeiros RNAm) Transcriptase reversa ( enzima de retrovírus que produz uma cópia DNA do RNA viral)
Classificação dos Vírus CLASSIFICAÇÃO DOS VÍRUS 1966 Comitê Internacional de Nomenclatura dos Vírus (Moscou). 1973 Comitê Internacional de Taxonomia dos Vírus. Opera através da Divisão de Virologia da União Internacional de Sociedades de Microbiologia, constituído por 6 subcomitês, 45 grupos de estudo e 400 virologistas participantes. 2000 Sétimo relatório de classificação (1970-1999).
Classificação dos Vírus CLASSIFICAÇÃO DOS VÍRUS ( 2000) ORDENS: com terminação virales (n= 3) FAMÍLIAS: com terminação viridae (n = 56) SUBFAMÍLIAS: com terminação virinae (n = 9) GENERO: com terminação virus (n = 233) ESPÉCIES: nome do vírus em inglês (n = 1.550) Poxviridae, Chordopoxvirinae, Orthopoxvirus, Vaccinia virus. Retroviridae, Lentivirus, Human immunodeficiency virus 1.
Classificação dos Vírus Grupo I - Vírus dsdna (ex: Adenoviridae Adenovírus canino 2) Grupo II - Vírus ssdna (ex: Parvoviridae Parvovírus canino) Grupo III - Vírus dsrna (ex: Birnaviridae Vírus da doença infecciosa de bursa) Grupo IV - Vírus (+)ssrna (ex: Flaviviridae Vírus da febre amarela, Vírus da diarréia viral bovina 1) Grupo V - Vírus (-)ssrna (ex: Rhabdoviridae Vírus da raiva) Grupo VI - Vírus ssrna RT (Retroviridae Vírus da leucemia felina) Grupo VII - Vírus dsdna RT (+) RNA tem mesma polaridade do mrna e são traduzidos diretamente no ribossomo (-) deve primeiro transcrever o mrna, antes de sua tradução pela maquinaria celular
Agentes subvirais Alguns agentes infecciosos apresentam algumas características de vírus, porém são estruturalmente mais simples; Viróides: moléculas pequenas de RNA simples fita, circular, sem nenhuma forma de capsídeo, aparentemente não codifica nenhuma proteína; Príons: (proteína infecciosa) constituídos de apenas 1 tipo de proteína e não contém ácido nucléico; Causam doenças neurodegenerativas, fatais, de progressão lenta. Ex: encefalopatia espongiforme de bovinos síndrome da vaca louca
Replicação Viral Embora diferentes no n. de genes que contém, o genoma viral deve codificar para três funções que são expressas pelas proteínas que sintetizam: a) Alterar a estrutura e/ou função da cell infectada; b) Promover a replicação do genoma viral; c) Promover a formação de partículas virais.
Replicação Viral Processo de infecção viral com ciclo lítico, ou infecção produtiva, pode ser dividido, didaticamente, em 5 fases: Adsorção Penetração Síntese de componentes virais Maturação Liberação
Replicação Viral Adsorção Contato inicial cell-vírus; Envolve a participação de receptores específicos na superfície da cell hospedeira; 2 fases: Adsorção preliminar por ligações iônicas facilmente reversível por alterações no ph ou da [salina] do meio; ligação mais forte (irreversível)
Replicação Viral Penetração Após a ligação irreversível do vírus a superfície das cell susceptível entrada na cell de parte ou todo virion e liberação do material genético 4 mecanismos: a) Injeção do ácido nucléico b) Endocitose c) Fusão do envelope viral d) Translocação
a) Injeção do ácido nucléico Bacteriofagos injetam seu ácido nucléico através da barreira da parede celular; Alguns vírus penetração envolve passagem de RNA através da MP
b) Endocitose Semelhante a fagocitose, os vírus, após sua ligação ao receptor, são englobados pela membrana plasmática, ficando no interior de vesículas nas cells.
c) Fusão do envelope viral Vírus envelopados fusão do envelope viral com a membrana celular, liberando o nucleocápside para dentro da cell; Muitos vírus contém proteínas de fusão ativadas quando ocorre a ligação do vírus ao receptor celular.
Endocitose seguida por fusão do envelope
d) Translocação A partícula viral inteira é translocada através da membrana citoplasmática processo raro (não muito bem esclarecido)
Replicação Viral Transcrição, Tradução e Replicação Ocorre de acordo com o vírus; Viroses animais os vírus são classificados em 6 classes, de acordo do o ácido nucléico que o constitui e a forma de replicação do mesmo.
Classe I vírus DNA de fita dupla Transcreve RNAm, que inicialmente produz enzimas para a síntese de proteínas que ocorre no citoplasma; Posteriormente,ocorre a síntese de proteínas virais.
Classe II vírus DNA de fita simples DNA é duplicado no núcleo da cell, juntamente com o genoma da mesma; A partir da sequência do DNA do vírus é sintetizado RNAm, que é traduzido em proteínas virais
Classe III vírus RNA de fita dupla RNA viral de fita dupla é constituído por seguimentos distintos, quais são copiados em RNAm e traduzidos em proteínas virais; RNA viral é sintetizado no citoplasma, sendo copiada apenas uma fita do RNA, qual é complementada, formando RNA de dupla fita.
Classe IV vírus RNA de fita simples positiva RNA viral é igual ao RNAm. Por isso são chamados vírus de cadeia positiva (Fita +) Replicação ocorre no citoplasma por um processo complexo (enzimas)
Classe V vírus RNA de fita simples negativa e enzima polimerase-rna-dependente RNA viral é copiado em fitas simples de RNA através da enzima polimerase-rna-dependente de origem viral. Os vírus replicam seu RNA primeiro para depois formar o RNAm vírus de cadeia negativa (fita -).
Classe VI vírus RNA de fita simples com presença de DNA complementar Retrovírus Possuem como parte de sua estrutura a enzima transcriptase reversa qual possui síntese de DNA complementar intermediário ao RNA viral; ação de nucleade, digerindo o RNA das moléculas híbridas (DNA_RNA) e síntese de fitas duplas de DNA, qual transcreve para o RNA viral e para o RNAm.
Maturação e Liberação Viral Replicação Viral Após terem sido sintetizados, as proteínas e o ácido nucléico viral tem de ser unidos para formar as partículas virais maduras MATURAÇÃO VIRAL Processo de liberação é diferente conforme o agente viral: Lise celular resulta na liberação concomitante das partículas virais; Maturação e liberação são relativamente lentas e os vírus são liberados sem a destruição da cell hospedeira (exocitose)
Ciclo de Replicação Viral Visão geral de um ciclo de replicação viral hipotético: 1. Adsorção; 2. Entrada; 3. Desnudamento; 4. Transcrição e tradução; 5. Replicação do genoma; 6. Montagem; 7. Liberação.
Ciclo de Replicação Viral Vírus RNA (Retrovírus)
Ciclo de Replicação Viral Retrovírus
Genética Viral A variação nas propriedades virais é de grande importância em medicina veterinária; Vírus que possuem antígenos estáveis em sua superfície podem ser controlados por meio de vacinação Ex: parvovírus, vírus da cinomose. Vírus que se modificam constantemente são difíceis de ser controlados pela vacinação Ex: Vírus da influenza equina.
Genética Viral Análise genética auxilia na identificação de processos específicos de vírus que podem servir de alvo para a produção de drogas antivirais; Genótipo constituição genética de um organismo; Fenótipo Propriedades observáveis de um organismo, que são produzidas pelo genótipo em cooperação com o meio ambiente; Mutação alteração herdável no genótipo; Genoma somatório de genes de um organismo. Evolução
Diagnóstico e Quantificação Viral
Diagnóstico e Quantificação Viral
Quantificação de Vírus Partículas virais podem ser contadas diretamente no microscópio eletônico; Hemaglutinação hemácias humanas e de animais podem ser aglutinadas por diferentes vírus, essa hemaglutinação mede a quantidade total de vírus presente; Técnicas moleculares (PCR);
Cultivo de Vírus
Cultivo de Vírus Crescimento de vírus em animais ainda é empregado para o isolamento primário de certos vírus e para o estudo da patogenia das viroses e da oncogênese viral; Culturas teciduais análise do efeito citopático (necrose) das cells; inibição do metabolismo celular; transformação morfológica, etc.
Referências Bibliográficas HIRSH, D.C; ZEE, Y.C. Microbiologia Veterinária. Rio de Janeiro:Guanabara Koogan. 2003. Cap 57 e 58. QUINN, P.J.; et al. Microbiologia Veterinária e Doenças Infecciosas. Porto Alegre: Artmed, 2005. Cap. 48 53. TRABULSI, L.R.; ALTERTHUM, F. Microbiologia. 4. ed. Atheneu, 2004. Cap. 73-75.