Vírus

Os vírus são parasitas intracelulares e podem ser encontrados em duas formas,

uma dentro das células e outra fora destas

Forma extracelular: vírus é uma partícula submicroscópica, conhecida como virion

ou partícula viral. Cada tipo de vírus tem algumas características especiais, entre
elas diferentes tamanhos e formas

Estado intracelular: quando o vírus penetra na célula hospedeira; ocorre a

replicação viral

Composição

Ácido nucleico, DNA ou RNA, envolvido por uma capa proteica, capsídeo, e, em
alguns casos, de uma membrana lipoproteica, envelope ou envoltório

Os vírus são incapazes de crescimento independente em meio artificial, podendo

replicar somente em células animais, vegetais ou micro-organismos

Utilizam a maquinaria celular para sua reprodução, sendo “parasitas intracelulares

obrigatórios”, representando uma forma bastante sofisticada de parasitismo

Ácido nucleico

Contém, em geral, apenas um tipo de ácido nucleico: DNA ou RNA

Todas as células vivas possuem DNA, na forma de dupla fita, como material
genético. No entanto, os vírus não são assim

Tanto o DNA quanto o RNA podem guardar as informações genéticas, e esses dois
tipos de ácido nucleio podem ser encontrados na forma de fita simples (ss: single
stranded) ou fita dupla (double stranded)

Quatro tipos de genomas virais:

 dsDNA: DNA dupla fita

 ssDNA: DNA fita simples
 dsRNA: RNA fita dupla
 ssRNA: RNA fita simples

Vírus de DNA

Vírus que possuem DNA como material genético podem empregar diretamente
a maquinaria celular para transcrição de seus genes, sua replicação e reparo
de seu DNA.

As moléculas de DNA (dupla ou simples fita) podem ser encontrados na forma

“linear” ou “circular”, dependendo do vírus

Um genoma fita simples não permite que lesões sejam reparadas, tornando-o
mais instável

Vírus de RNA

Como o genoma celular normalmente metaboliza DNA, os vírus de RNA devem

conter ou sintetizar enzimas próprias para serem processados, como RNA
transcriptases e replicases. Os RNAs virais também podem ser de fita dupla ou
simples e lineares ou circulares

RNA+: ssRNA tem a mesma polaridade do mRNA e são traduzidos diretamente

nos ribossomos

RNA-: devem transcrever uma fita complementar de mRNA antes de sua

tradução pela maquinaria celular

Capsídeo

Capa protetora do genoma viral

O agrupamento das proteínas virais dá ao capsídeo sua simetria característica,

normalmente icosaédrica ou helicoidal.
Devido a limitações no tamanho do genoma viral, os vírus não podem codificar
um grande número de proteínas diferentes. Assim, o capsídeo viral tem que ser
formado de subunidades idênticas, chamadas “protômeros”, que se agrupam
formando subunidades maiores, os “capsômeros”

Alguns vírus apresentam uma estrutura mais “complexa” sendo compostos de

várias partes. É o caso de alguns bacteriófagos que apresentam uma cauda
acoplada à cabeça poliédrica

Envelope viral

Alguns vírus possuem estruturas complexas de membrana envolvendo o

nucleocapsídeo. O envelope viral consiste em uma bicamada lipídica com
proteínas, em geral glicoproteínas, embebidas nesta.

A membrana lipídica provém da célula hospedeira, muito embora as proteínas

sejam codificadas exclusivamente pelo vírus

As glicoproteínas do envelope, por estarem expostas na superfície viral,

constituem os principais antígenos virais

Enzimas

Os vírus não realizam processos metabólicos e são inertes fora da célula

Algumas partículas virais contêm enzimas que têm grande importância no

processo infeccioso

Exemplo: os retrovírus carregam na partícula viral a transcriptase reversa,

necessária para sua replicação

Estrutura da partícula viral

Classificação: vírions icosaédricos, vírios helicoidais e vírions de estrutura

complexa
 Vírus icosaédricos

O capsídeo possui simetria icosaédrica

Icosaédro é um polígono de 20 faces triangulares

Os capsômeros que se localizam nos vértices do polígono são pentâmeros,

constituídos por cinco protômeros e os capsômeros que se localizam nas faces
e nas arestas são hexâmetros.

Vírus helicoidais

Os capsômeros se dispõem em torno do ácido nucleico, de acordo com uma

estrutura em forma de hélice

Replicação viral

O genoma viral deve codificar para três tipos de funções expressas pelas
proteínas que sintetizam:

a) alterar a estrutura e/ou função da célula infectada;

b) promover a replicação do genoma viral;

c) promover a formação de partículas virais

O processo de infecção com o ciclo lítico pode ser dividido em cinco fases:

1. adsorção
2. penetração
3. síntese dos componentes virais
4. maturação
5. liberação

Adsorção
É o primeiro estágio de infecção. Adsorção: termo que descreve o contato inicial
célula-vírus

No início é fraca (reversível), progredindo para uma ligação mais forte, quando a
adsorção se torna irreversível

As forças eletrostáticas exercem um papel importante. A maioria da adsorção

ocorre somente em valores de pH onde os grupos amino e carboxil estão
largamente ionizados

A destruição seletiva dos grupos amino e carboxil, tanto na superfície viral como na
celular, impede a adsorção

A adsorção envolve a interação entre as partículas carregadas, este processo é

sensível à composição salina do meio

Os anti-receptores virais são proteínas da superfície viral

Existem estruturas proteicas de superfície, fixas, filamentosas e regularmente

arranjadas, imersas na dupla camada lipídica do envelope

Essas fibras ou espículas são mediadores da ligação inicial célula-vírus; se as

espículas forem digeridas enzimaticamente, o vírus torna-se incapaz de adsorver à
célula

A função de anti-receptor dos vírus não envelopados é exercida pelas proteínas do

capsídeo

Alguns vírus icosaédricos não-envelopados apresentam, no capsídeo, projeções

proteicas similares às espículas dos vírus envelopados

Na maioria dos bacteriófagos, as proteínas responsáveis pela ligação aos

receptores de bactérias estão localizadas nas pontas das fibras da cauda

A ligação vírus-célula é específica

A infecção e a doença viral são determinadas pela habilidade de os vírus de ligarem

às células de determinadas espécies animais
Os receptores para alguns vírus podem estar presentes em quase todos os tecidos.
Outros vírus têm uma gama mais restrita de tipos celulares que podem infectar

Para muitos vírus, além do receptor primário, a interação com um co-receptor

também é necessária para a infecção

A ligação inicial pode ser perdida ou reversível, isto é, o vírion pode deixar a
superfície celular

Penetração

Entrada na célula de parte ou de todo o vírion e na liberação do material genômico

viral

Os eventos que ocorrem logo após a penetração e precedem a expressão do

genoma viral são denominados desnudamento, termo geral que descreve a
remoção total ou parcial do cápside viral

Existem quatro mecanismos básicos pelos quais os vírus podem penetrar nas
células

1) Injeção do ácido nucleico: após a ligação destes vírus ao receptor, uma das
proteínas do capsídeo é liberada, expondo resíduos hidrofóbicos, que
normalmente estão no interior do vírus. A interação destes resíduos com a
membrana pode gerar o aparecimento de um poro, no qual o RNA viral é
introduzido no citoplasma
2) Endocitose: estruturas proteicas relativamente grandes podem entrar na
célula, mediadas por receptor. É semelhante a fagocitose
3) Fusão do envelope viral: ocorre em vírus envelopados. Processo de fusão
do envelope viral com a membrana celular, liberando o nucleocápside para
dentro da célula. Muitos vírus contêm proteínas de fusão, que são ativadas
quando ocorre a ligação do vírus ao receptor celular
4) Translocação: a partícula viral inteira é translocada através da membrana
citoplasmática
Síntese dos componentes virais

Multiplicação viral é dupla: replicação do ácido nucleico viral e produção de

cápsides para conter esse ácido nucleico

São necessários alguns arranjos preliminares antes que o aparato sintético da

célula comece a síntese de novos vírus

Mudanças no vírus: remoção da cápside proteica e a síntese de novas enzimas ou

alteraçã ode outras

Após a adsorção, existe um período de tempo em que não há aumento do número

de partículas virais infecciosas – período de latência ou eclipse

As partículas virais ativamente engajadas no processo de infecção são degradadas

(eclipsadas) durante o período de latência, para que seja iniciada a transcrição do
ácido nucleico

Duas importantes funções dos genomas virais são a transcrição do ácido nucleico
para a formação de RNA mensageiro, que em seguida é traduzido para a síntese
de proteínas, e replicação deste genoma viral de forma a sintetizar novos genomas,
que são então incorporados à progênie viral

Os vírus são agrupados em seis classes, de acordo com o tipo de genoma viral e
sua relação com o mRNA

Classe I: vírus de DNA fita dupla. Multiplicam-se no núcleo da célula hospedeira,

utilizando enzimas transcricionais, como a RNA polimerase II celular

Classe II: vírus DNA fita simples. A maioria dos vírus classe II contém ssDNA de
polaridade positiva, a mesma que o mRNA. Ao penetrar no núcleo, as enzimas de
reparo de DNA celular sintetizam a fita complementar, transformando o genoma em
dsDNA. O DNA de fita dupla é transcrito pelas enzimas celulares.

Classe III: vírus RNA dupla fita. A fita negativa de RNA funciona como molde para
a síntese do mRNA. Como as células não possuem enzimas para transcrição de
RNA a partir de RNA, os vírus deste grupo precisam introduzir na célula a enzima
necessária para a transcrição (RNA polimerase-RNA dependente), que é uma
proteína estrutural destes vírus.

Classe IV: RNA fita simples positivo. O genoma destes vírus funciona como mRNA
e, logo que penetra na célula, este se liga ao ribossomo e é traduzido para proteínas.

Classe V: ssRna de fita negativa. O RNA viral é complementar ao mRNA. Assim, o

vírion já contém o molde para a síntese do mRNA. Os vírus contam, na partícula,
com enzimas que transcrevem o RNA.

Classe VI: retrovírus. São vírus cujo mecanismo é o menos usual, pois o RNA viral,
de polaridade positiva, é transcrito pela enzima viral estrutural, a transcriptase
reversa, para DNA viral. Inicialmente, forma-se um híbrido RNA/DNA. A atividade
de RNase do complexo enzimático transcriptase reversa degrada o RNA, e o DNA
é duplicado por este mesmo complexo enzimátco. O DNA de fita dupla
complementar ao genoma viral é incorporado ao genoma celular utilizando uma
integrasse viral e funciona como molde para a transcrição do mRNA.

Tradução do mRNA viral

Os ácidos nucleicos são poligênicos, codificam para muitas proteínas

Proteínas precoces são enzimas que atuam na própria transcrição e replicação do

ácido nucleico viral ou fatores que atuam sobre o metabolismo celular, modificando-
o para favorecer a síntese de componentes virais~

Replicação do ácido nucleico viral

A replicação normalmente começa algum tempo após a transcrição, gerando uma

mistura de moléculas que são mais tarde integradas na progênie viral

Maturação

Após terem sido sintetizados, as proteínas e o ácido nucleico viral têm de ser unidos
para formar partículas virais maduras
Liberação

Alguns vírus são liberados por lise da célula hospedeira

Em casos extremos, a célula se rompe, liberando as partículas virais e outros

componentes celulares para o meio

Na fase de síntese proteica tardia, alguns bacteriófagos produzem uma lisozima,

que digere a parede bacteriana, facilitando a lise

Durante o ciclo infeccioso, as partículas virais podem acumular-se em vesículas ou

cisternas, algumas das quais conectadas por túbulos com o exterior da célula.

Os vírus envelopados adquirem o envelope durante brotamento através da

membrana celular

As proteínas virais específicas do envelope são sintetizadas durante a fase tardia

de síntese proteica e são inseridas na membrana celular. O nucleocapside associa-
se com a superfície interior da membrana plasmática alterada, já contendo
proteínas virais. Durante a saída do nucleocápside da célula, a partícula viral é
envelopada por esta membrana alterada; este processo é chamado de brotamento.
Os lípides do envelope viral são inteiramente derivados da célula hospedeira.

Aparentemente, a membrana celular é rapidamente reparada em uma célula viável

e pode suportar a saída de centenas de partículas virais.

Alguns vírus que se replicam no núcleo brotam através da membrana nuclear,

adquirindo assim o envelope. Já envelopados, os vírus se acumulam no espaço
entre as lamelas interna e externa da membrana nuclear, nas cisternas do retículo
endoplasmático e em vesículas, e são levados para a superfície celular, protegidos
do contato com o citoplasma