Estudos com bactérias mostraram que alguns elementos genéticos replicativos ou plasmídeos poderiam se transferir de uma célula para outra. Outros elementos móveis se integram no genoma da bactéria e são denominados transposons. As células eucarióticas podem apresentar um equivalente aos plasmídeos, que são os epissomas resultantes da replicação de alguns vírus.
Prions
Os prions foram descritos em 1982, pelo ganhador do Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 1997, Prusiner. A origem da palavra prion é proteinaceous infectious only particle e, como recomendado pelo próprio Stanley, deve ser pronunciada como uma palavra oxítona. Os prions são agentes subvirais inteiramente diferentes dos elementos descritos anteriormente, pois se compõem somente de proteínas (denominadas PrP), sem qualquer resquício de ácido nucleico, e são muito resistentes à inativação por processos físicos ou químicos. São capazes de modificar outras proteínas celulares saudáveis em proteínas doentes (denominadas PrPS), fazendo o cérebro infectado tornar-se
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esponjoso e cheio de vacúolos. A destruição dessa proteína ocorre somente se o material contaminado for incinerado. São agentes de encefalopatias espongiformes, tanto em humanos quanto em animais.
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Introdução
Na natureza, os vírus são os principais exemplos de como a replicação e a propagação da informação genética podem ser realizadas com o máximo de economia e simplicidade. Diversas estratégias replicativas foram selecionadas ao longo da coevolução dos vírus e suas respectivas células hospedeiras. Essas estratégias refletem os diferentes genes codificados pela informação genética viral, sua organização genômica e as interações estabelecidas entre os ácidos nucleicos e proteínas virais com as proteínas celulares.
Tanto os eventos de transcrição/tradução quanto os de replicação dos genomas virais dependem, em maior ou menor grau, dos fatores proteicos das células hospedeiras. Para os vírus de DNA discutidos nesta seção, o evento de tradução, seguido pelo de transcrição (com exceção dos poxvírus que codificam sua própria transcriptase), é o mais dependente da maquinaria celular. Assim sendo, os genomas virais devem apresentar sequências sinalizadoras de tradução, transcrição e replicação comuns aos genes e elementos de replicação celulares.
Evolutivamente, nos genomas virais, foram selecionadas combinações de sequências sinalizadoras que fazem com que essas regiões genômicas sejam mais eficientes do que as contrapartidas celulares. Além disso, proteínas virais que respondem de maneira específica e eficiente a esses sinais, seja sozinhas ou estabelecendo interações com fatores de transcrição/tradução celulares, foram adquiridas/selecionadas ao longo da evolução. Essas “inovações” virais garantiram, na maioria das vezes, durante o ciclo replicativo viral, a eficiência da síntese dos constituintes dos vírus em detrimento das funções metabólicas originais das células hospedeiras.
Uma das características mais marcantes com relação às estratégias de replicação dos diversos vírus presentes na natureza é o modo como, na maioria dos casos, tamanhos tão reduzidos de informação genética (que variam de aproximadamente 1.800 bases nucleotídicas para os menores genomas, até 2,5 milhões de bases nos pandoravírus, que é o maior genoma viral já caracterizado (Figura 4.1) levam à expressão de um número significativo de genes que são suficientes para
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subverter a maquinaria de síntese celular para a execução de seus programas genéticos.
Figura 4.1 Comparação entre os tamanhos dos genomas virais e dos genomas dos demais organismos uni- e multicelulares. As barras desenhadas sobre a escala representam os tamanhos já registrados do menor ao maior genoma de cada um dos grupos apresentados.
Diversos mecanismos de sobreposição gênica, tais como síntese de poliproteínas, mudanças de fase de tradução (frameshift), supressão de códons de parada, entre outros, são empregados durante a expressão gênica viral nas células hospedeiras. Esses mecanismos refletem a plasticidade da informação genética dos vírus e garantem a síntese de todas as proteínas virais necessárias para que o ciclo de replicação seja completado e novas partículas infecciosas sejam montadas e liberadas a partir da célula hospedeira.
A compreensão das estratégias de expressão e replicação da informação genética viral é importante para o conhecimento sobre os processos biológicos em geral e especificamente para a caracterização das interações entre os vírus e as células hospedeiras. A aquisição desse conjunto de dados é fundamental para o desenvolvimento, por exemplo, de drogas antivirais, estratégias vacinais e vetores virais para utilização em terapias gênicas.
Nesta seção, serão abordadas a composição e a organização dos diferentes genomas virais, as estratégias de expressão e replicação da informação gênica das principais famílias de vírus que infectam mamíferos e, quando possível, serão identificados os princípios gerais das estratégias replicativas, que podem sugerir relações evolutivas entre os diferentes grupos de vírus.