Introdução a Virologia Definição - O que é vírus? Composição e estrutura Genoma e Replicação
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
Vírus: replicação intracelular obrigatória dependente da maquinaria celular
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
Vírus da peste suína clássica: infecção citoplasmática em células de linhagem PK15 Freitas, TRP. Conceitos Básicos, métodos e técnicas em laboratório de virologia animal. 2006. www.virologiaanimal.com.br
Comparação de tamanho Vírus: de 20 e 1.000 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.
Definições: virion Virion ou Vírion Vírus intacto, partícula viral ou unidade infecciosa. Partícula viral madura ou partícula viral livre
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.
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
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
Sistema de classificação hierárquica Lwoff, Horne e Tournier, 1962
Classificação de Baltimore
Vírus da animais agrupados pelo tipo de ácido nucléico
Composição geral dos vírus Estrutura e composição Simetria
Modelo da estrutura viral
Composição geral Ácido nucléico Capsídeo Nucleocapsídeo Envelope Espículas
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
Configurações tridimensionais Simetria: cúbica, helicoidal, complexa
Simetria cúbica: Modelo Icosaédrico Composto por 20 faces, cada uma um triângulo equilátero, 12 vértices e angulação da simetria rotacional: simetria 5:3:2
Simetria helicoidal
Simetria icosaédrica
Nucleocapsídeo helicoidal envelopado (influenza vírus)
Nucleocapsídeo icosaédrico envelopado (herpesvirus)
Simetria complexa (poxvirus)
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
Capsídeo do VFA
Proteínas capsidais: VP1,VP2, VP3, VP4 VP3 VP1 VP2 VP4
Vírus da Febre Aftosa VP1
Definições: nucleocapsídeo: Nucleocapsídeo: complexo de proteína e acido nucléico completo Genoma empacotado
Definições: envelope Envelope ou envoltório: membrana externa dos vírus rica em lipídeos derivada da célula hospedeira. Peplômeros : espículas projetadas para fora do envelope Glicoproteínas
Vírus da Influenza
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.
Genoma viral RNA ou DNA Classificação de Baltimore
Genoma viral Ácido nucleico viral : DNA ou RNA
Genoma viral: Flaviviridae RNA fita única, senso positivo, 9-12.000 nucleotídeos Término 5 : genes das proteínas estruturais Término3 : genes das proteínas não estruturais
Genoma viral: vírus da febre aftosa Família: Picornaviridae - RNA fita única senso positivo com 8.200 nucleotídeos e PM: 2,7 x 10 6 D. AUG VPG P(C) 5 AAAA 3 Proteínas Capsidais Proteínas Não Capsidais
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
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
Mutações Mutações puntuais Recombinação gênica adição ou deleção Resultado Vírus com especificidades antigênicas modificadas
Vírus com genoma DNA fita dupla
Genoma DNA fita simples
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
Adsorção e penetração de vírus
Ciclo vírus envelopado: endocitose mediada por receptores Gao H et al. PNAS 2005;102:9469-9474
Ciclo vírus envelopado: endocitose mediada
Bacteriófago
Ciclos viral em células: Flaviviridae - vírus do oeste do Nilo
Ciclo do vírus da Influenza G Neumann et al. Nature 459, 931-939 (2009) doi:10.1038/nature08157
Replicação Nuclear
Retroviridae
Brotamento viral
Liberação de partículas virais maduras- vírus envelopado
Literatura consultada Freitas, TRP e col. Conceitos básicos, Métodos e técnicas em laboratório de virologia animal, 2006 Nature microbiology This week in virology http://www.twiv.tv/virus-structure/ Fieds, 1996. Virology 1 e 2.