Aula 9 - Vírus

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Vírus
Microbiologia
Profa. Fernanda Dias 
Universidade Federal do ABC
Mayer, Ivanofsky e Beijerinck, cada 
qual contribuiu para o desenvolvimento 
de um novo conceito: um agente 
filtrável demasiado pequeno para ser 
observado no microscópio de luz, 
mas capaz de causar a doença 
através da multiplicação em células 
vivas. 
Vírus
• Não são considerados
células.
• Possuem ácidos nucleicos
(DNA ou RNA) que codificam
para as suas funções de
replicação.
• Vírion ou partícula viral:
nome dado ao vírus quando
está fora da célula. Incapaz
de se replicar, a não ser que
encontre uma célula
hospedeira.
https://www.nih.gov/news-events/nih-research-matters/novel-coronavirus-structure-reveals-targets-vaccines-treatments
Podem infectar os 
mais variados 
hospedeiros
Diferentes tipos 
de vírus
• Em geral, partículas virais são menores que as células
procarióticas (20-300 nm).
28 nm
200 nm
https://courses.lumenlearning.com/microbiology/chapter/viruses/
1 nm = 10-9 m
Estrutura viral
Capsídeo: envoltório proteico que contém o genoma viral 
Envelope: camada externa ao capsídeo formada por proteína e lipídeos,
comum em vírus de células animais. Vírus de bactérias costumam ser nus.
Não envelopados Envelopados
• O capsídeo é formado por proteínas (capsômeros) que
envolvem a molécula de ácido nucleico de forma repetitiva e
altamente organizada;
• A sequência do capsômero é determinada pelo genoma viral e
pode ocorrer espontaneamente (auto-montagem) ou depender
de proteínas de dobramento da célula hospedeira.
Fonte: https://en.w ik ipedia.org/w ik i/C apsid
Vírus envelopados
• Composto de membrana citoplasmática da célula hospedeira
que contém proteínas vírus específicas embebidas;
• Mais comuns em células animais – o envelope auxilia na
fusão com a membrana da célula hospedeira e liberação do
mesmo da célula;
• O envelope é o componente do vírion que interage com a
superfície da célula hospedeira, suas proteínas são
responsáveis pela ligação e liberação do vírion após a
replicação.
Fonte: http://virologydownunder.com/influenza-virus-haemagglutination-a-sticky-technique-that-does-a-lot-of-lifting/
Envelope do vírus Influenza
• A estrutura do vírus protege o seu genoma quando este está
fora da célula hospedeira;
• Também pode conter enzimas específicas importantes para a
infecção e replicação na célula hospedeira.
Vírus Influenza A - Subtipo H1N1
https://www.cdc.gov/h1n1flu/images.htm
Vírus de planta Vírus de animal Vírus de bactéria
Diferentes estruturas virais
Estrutura geral dos coronavírus
https://covid19sc.github.io/coronavirus.html
Proteína Spike é responsável pelo aspecto de "coroa solar" do vírus.
● Responsável pela interação com as células do hospedeiro;
● Induz resposta imune no hospedeiro;
● Importante alvo para tratamentos e vacinas.
Genomas virais
Madgan et al., Brock Biology of Microrganisms (13a ed.)
Coronavírus - genomas com 26.000 e 32.000 pb. 
Entre os maiores genomas de RNA
Genomas virais
https://en.wikipedia.org/wiki/Archaeal_transcription htt
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Para entender vírus 
e a função de seus 
genomas, é 
importante lembrar 
o Dogma Central da 
Biologia Molecular...
RNA polimerase:
enzima que cataliza a 
síntese de RNAm a 
partir de uma fita molde 
de DNA - processo de 
transcrição.
Também não podemos esquecer que esse RNAm será traduzido na 
célula apenas se houver ribossomos (proteínas + RNAr), RNAt e 
aminoácidos...
Funções do genoma viral
• A função inicial do genoma viral dentro da célula é
codificar proteínas virais.
➔Os vírus não codificam a maquinaria de síntese
proteica;
➔ Todas as proteínas virais são produzidas no sistema
de tradução da célula.
➔ Logo: todos os vírus devem fornecer um RNAm para
que suas proteínas sejam traduzidas.
• O genoma viral também serve de molde para a síntese de 
genomas virais que serão incorporados na partícula viral.
Para vírus de DNA…
➔ As células possuem genomas de DNA e enzimas necessárias 
para sua replicação → maioria dos vírus de DNA usam estas 
enzimas.
Para vírus de RNA é mais complicado…
➔ Não existe um mecanismo na célula para produzir RNAm a partir 
de moldes de RNA → os vírus de RNA devem codificar suas 
próprias RNA polimerases (RNA polimerase dependente de 
RNA).
Vírus de DNA dupla fita (dsDNA): adenovírus, herpesvírus, poxvírus (varíola)
dsDNA
mRNA proteína
dsDNA Montagem da partícula viral 
Estratégias de replicação do genoma viral de DNA
Estratégias de replicação do genoma viral de DNA
mRNA proteína
ssDNA
Vírus de DNA fita simples (ssDNA): parvovírus
ssDNA Montagem da partícula viral dsDNA
Estratégias de replicação do genoma viral de RNA
RNA polimerase 
dependente de RNA
Há diferenças quando o genoma é de RNA fita simples + ou -
RNA polimerase 
viral
resfriado rubéola febre
amarela
Quando a fita é positiva (sense), o 
RNA genômico do vírus está no 
mesmo sentido que o RNAm, o 
genoma é traduzido diretamente
Há diferenças quando o genoma é de RNA fita simples + ou -
RNA polimerase 
viral
raiva caxumba Ebola
Influenza A
Gripe aviária
Quando a fita é negativa (RNA antisense), o RNA genômico 
do vírus é complementar ao seu RNAm. O virus precisa de 
uma RNA polimerase dependente de RNA para copiar uma 
fita positiva (RNAm sense). 
Os retrovírus são diferentes dos outros vírus de RNA fita 
simples...
DNA polimerase 
dependente de RNA
HIV
Classificação Viral
➔Variou muito ao longo dos anos
➔Diferentes critérios foram utilizados (aspectos 
clínicos, área geográfica de ocorrência, sorotipos) 
Vírus da febre amarela
https://jornal.usp.br/universidade/cientistas-da-usp-explicam-
em-video-os-ciclos-da-febre-amarela/
https://revistapesquisa.fapesp.br/virus-da-
febre-do-nilo-ocidental-isolado-no-brasil/
Por muito tempo...
➔ Imunologistas classificaram os vírus por sorotipos;
➔ Clínicos deram nomes aos vírus pelas doenças e
aspectos de relevância clínica. Ex: vírus da febre
amarela.
➔ Também alguns nomes de vírus se originaram a
partir de áreas geográficas em que foram
identificados. Ex: St. Louis encephalitis virus; West
Nile virus.
• Em 1962, A. Lwoff, R. W. Horne e P.
Tournier criaram um sistema de
classificação viral baseado no sistema
lineano: Filo, Classe, Ordem, Família,
Gênero e Espécie.
Nobel de Fisiologia ou Medicina em 1965
Estudou os mecanismos de lisogenia dos 
bacteriófagos.
Comitê internacional para taxonomia dos vírus
➔ 1966: Formado pela divisão de virologia da União Internacional de 
Sociedades de Microbiologia. 
➔ Autoriza e organiza a classificação taxonômica dos vírus.
https://talk.ictvonline.org/
➔ Classificação baseada na morfologia, tipo de ácido nucleico, tipo
de hospedeiro, entre outras características.
Classificação de Baltimore
David Baltimore
Nobel de Fisiologia ou Medicina em 1975
Estudos sobre a relação entre câncer e vírus
Baseado na enorme diversidade dos
genomas virais e suas estratégias de 
replicação
Antes considerava-se o tipo 
de ácido nucleico dos vírus 
(DNA ou RNA); simetria e 
forma do capsídeo; presença 
ou ausência de envelope;
dimensões da partícula viral e 
do capsídeo - não refletia 
história evolutiva. Atualmente, dá-se ênfase às 
análises comparativas entre 
sequências de genes e 
proteínas virais, filogenia dos 
genes, genes conservados e 
conteúdo gênico 
compartilhado - reflete 
história evolutiva.
Ciclo de infecção viral➔Síntese de 
componentes 
essenciais utilizando 
maquinaria 
metabólica da célula.
➔Na célula, os vírus 
bloqueiam síntese de 
proteínas da célula: 
inibem expressão de 
genes, bloqueiam 
transcrição ou 
tradução em 
andamento. 
Etapas de uma infecção viral
Liberação
Vírus de bactérias (bacteriófagos ou fagos)
Ciclo de replicação está entre os modelos mais 
estudados
https://escoladigital.org.br/odas/etapas-da-replicacao-viral-50004Ciclo lítico de replicação viral - resulta em lise da 
bactéria e liberação de novos bacteriófagos (ou fagos).
Proteínas precoces Proteínas 
intermediárias
Proteínas 
tardias
• Enzimas para síntese e glicosilação da base incomum 5-hidroximetil citosina;
• Enzimas do replissomo de T4;
• Proteínas modificadoras da RNA polimerase do hospedeiro, uma vez que o 
vírus não possui sua própria RNA pol.
Replicação do bacteriófago T4
Proteínas precoces Proteínas 
intermediárias
Proteínas 
tardias
• Proteínas adicionais que modificam a RNA pol do hospedeiro, fazendo com
que ela reconheça apenas os promotores do fago;
• Proteínas estruturais do vírion (da cabeça e da cauda) e relacionadas à
sua liberação (enzimas)
• As modificações da RNA polimerase do hospedeiro incluem a
síntese de um fator anti-sigma codificado pelo fago, que
prejudica o reconhecimento dos promotores do hospedeiro
pela RNA pol;
• Síntese de novos fatores sigma que direcionam a RNA pol do
hospedeiro para os promotores do fago.
Montagem e liberação
• O empacotamento do genoma requer energia e é dividido em três fases:
1. Precursores da cabeça do bacteriófago são montados – Prohead;
2. Um motor de empacotamento é acoplado à abertura do Prohead.
Fonte: https://www.semanticscholar.org/paper/Structure-and-function-of-bacteriophage-T4.-Yap-Rossmann/6a56da3560b583c3c3ba8611d875aebbbf36b8dc
Montagem e liberação
3. O DNA dupla-fita do fago T4 é bombeado para dentro do prohead,
usando ATP como força-motriz;
•O prohead se expande com a entrada do DNA, o motor de
empacotamento é descartado e o capsídeo é selado. A cauda e as
fibras são adicionadas por auto-montagem.
Montagem e liberação
• Entre as proteínas tardias são sintetizadas enzimas que lisam a
membrana e o peptideoglicano, a célula rompe-se e os novos
vírions são liberados.
Vias lítica e lisogênica de vírus temperados
https://courses.lumenlearning.com/microbiology/chapter/the-viral-life-cycle/
Ciclo lisogênico
Ciclo lítico
Profago
Vírus de célula animal
➔ Maioria das doenças virais humanas é 
causada por vírus com genomas 
pequenos de RNA fita simples.
➔ Alguns grupos de vírus de RNA: 
picornavírus (resfriado comum), 
togavírus (arboviroses transmitidas por 
artrópodes), rabdovírus (inclui o vírus 
da raiva), reovírus (vírus que infecta 
células dos tratos respiratório e 
intestinal) e retrovírus (HIV e vírus que 
causam câncer), coronavírus.
➔ Ao contrários dos bacteriófagos, o vírus de célula animal
entra inteiro na célula.
Ciclo de 
replicação do 
vírus 
Influenza
H1N1
Mecanismos de 
penetração (entrada) de 
vírus de célula animal
Endocitose 
mediada por 
transportador
Fusão entre o envelope 
e a membrana 
ciroplasmática do 
hospedeiro
https://www.antibodies-online.com/resources/18/5410/sars-cov-2-life-cycle-stages-and-inhibition-targets/
Replicação do 
Sars-Cov-2 -
novo 
coronavírus
https://www.kuadro.com.br/posts/caracteristicas-gerais-dos-virus/
Vírus também infectam plantas
• Morfologicamente semelhantes aos vírus de animais;
• Economicamente importantes, pois causam doenças em culturas de
grãos como feijão, milho, cana-de-açúcar e batata;
• A parede celular é uma proteção para as plantas, mas a infecção viral
pode ocorrer através dos parasitas de plantas (fungos, nematódeos e
insetos).
Agentes subvirais
• Agentes infecciosos que se assemelham aos vírus mas que
não possuem ácidos nucleicos ou proteínas.
Viroides Príons
Viroides
• Moléculas de RNA infeccioso desprovido de capsídeo (RNA nu);
• Sãomoléculas pequenas de RNA fita simples e circular;
• Infectam plantas, com impacto na agricultura;
• Não foram descritos viroides que infectam animais ou
microrganismos;
• Estrutura secundária torna a molécula estável.
Fonte: https://w w w .the-scientist.com /research/bare-naked-viro ids-49645
Estrutura secundária de alguns viroides
• O viroide entra na planta através de lesões mecânicas ou
causadas por insetos;
• Não codifica proteínas e depende totalmente de seu
hospedeiro para se replicar;
• Possui atividade catalítica (ribozima).
Príons
• Agentes infecciosos de natureza proteica (sem DNA ou RNA);
• Responsáveis por várias doenças neurológicas como a encefalopatia
espongiforme no gado bovino (mal da vaca louca) entre outras que
afetam seres humanos, ovinos, cervos e alces – encefalopatias
espongiformes transmissíveis;
• Além de mamíferos, podem ser encontrados peixes, anfíbios e fungos,
mas não causam danos ao hospedeiro;
• Sem registro em plantas.
• A própria célula hospedeira codifica a proteína do príon, através
de um gene que é expresso em neurônios de animais sadios -
proteína celular do príon (PrPc), uma glicoproteína de
membrana;
• PrPsc (proteína priônica do scrapie): forma patogênica da
proteína, conformação difere de PrPc.
Fonte: https://www.researchgate.net/figure/Normal-and-disease-causing-prions-structures-20_fig1_258045114
• Sequência de aminoácidos pode determinar especificidade do príon.
• A forma PrPsc penetra nas células cerebrais e converte a proteína
normal PrPc em proteína patogênica, que acumula-se no
citoplasma e forma agregados insolúveis.
• Parasitas intracelulares obrigatórios;
• Genoma viral é composto de DNA ou RNA;
• O genoma viral dirige a síntese de componentes virais
usando a maquinaria metabólica da célula hospedeira,
incluindo os ribossomos;
• Os componentes virais são montados dentro da célula e
formam novas partículas virais;
• Partículas virais recém formadas são veículos de 
transmissão de genomas para novas células ou organismos.
Em síntese, o que caracteriza os vírus?
Pode-se dizer que os vírus replicam seu 
genoma e evoluem ao longo do tempo...
Podemos dizer que os vírus são 
vivos?
• Vírus não possui metabolismo
próprio, não gera ATP e não 
possui maquinaria própria 
para tradução – logo, não é 
vivo!
Como encaixá-los na 
árvore da vida?
1990- Carl Woese = Os três domínios da vida
• Os vírus podem ser 
considerados como uma 
outra categoria de vida!
Na Biologia, nem todos concordam 
com essa definição!
3 Hipóteses:
➔Hipótese do "vírus primeiro"
➔Hipótese "regressiva"
➔Hipótese "progressiva ou do escape de genes"
Qual a origem dos vírus?
Hipótese do "vírus primeiro"
Os vírus teriam sido a primeira forma de vida surgida da sopa pré-
biótica. 
➔ Forma de vida pré-celular.
➔ Ligação entre os mundos não-vivo e vivo.
➔ Evoluíram para formas mais organizadas e tornaram-se 
parasitas de células procariotas e posteriormente de células 
eucariotas.
➔Os vírus de RNA podem ser uma expansão do 
"mundo de RNA"primordial;
➔O surgimento de um gene para transcriptase reversa 
pode ter favorecido a transição do "mundo do RNA" 
para o "mundo do DNA".
De acordo com a hipótese do "vírus primeiro": vírus 
seria anterior ao ancestral comum de todas as formas 
celulares (LUCA - Last Universal Cellular Ancestor). 
Hipótese "regressiva"
Os vírus são remanescentes de organismos celulares primitivos 
(protocélulas).
Mimivirus (maior vírus existente) pode ser resquício de um 
parasita intracelular. Possui o maior repertório de proteínas 
entre os vírus, pouca dependência da célula. 
Fonte: https://viralzone.expasy.org/580?outline=all_by_species Fonte: 
https://www.zdnet.com/article/found-
largest-virus-ever/
Problema: mimivírus (vírus gigante) são vírus de 
DNA. Como explicar a origem dos vírus de RNA? 
Vírus surgiram de elementos genéticos que ganharam a habilidade 
de migrar entre uma célula e outra – semelhança entre retrovírus e 
elementos genéticos móveis.
Hipótese "progressiva ou do escape de genes"
42% do genoma humano é 
composto por elementos genéticos 
móveis
Retrovírus e elementos genéticos 
móveis: enzimas transcriptase 
reversa e integrase