A maior capacidade codificante dos adenoviridae, herpesviridae e poxvírus garante maior independência dos genomas desses vírus, tanto para a expressão gênica quanto para a replicação do DNA genômico. Além disso, esses vírus codificam um grupo de genes envolvidos na supressão da resposta antiviral celular e na inibição do processo de apoptose que, na maioria das vezes, é deflagrado na célula infectada em resposta à presença de intermediários de síntese viral. Enquanto o ciclo replicativo dos herpesvírus e adenovírus acontece dentro do núcleo da célula infectada, o dos poxvírus acontece inteiramente no citoplasma celular.
Figura 4.3 Esquema geral da estratégia de replicação dos vírus de DNA. Durante o ciclo replicativo dos vírus de DNA, os eventos acontecem em cascata; portanto, a próxima etapa do ciclo ocorre somente se a anterior tiver sido completada de maneira bem-sucedida. Nesse esquema, estão representadas as fases inicial e tardia do ciclo replicativo dos poliomavírus, papillomavírus e parvovírus. A estratégia de replicação dos hepadnavírus é uma exceção a esse esquema geral. Após a ida do genoma viral para o núcleo da célula-alvo, fatores de transcrição virais que fazem parte da partícula viral, e também são direcionados ao núcleo no início da infecção, iniciam a transcrição dos genes virais iniciais que geram RNAm iniciais (1). Os produtos desses genes voltam ao núcleo (2) e ali estimulam a transcrição de RNAm tardios (3) e atuam sobre promotores celulares, levando à transcrição de genes envolvidos na replicação do DNA (4). No caso dos poxvírus, adenovírus e herpesvírus, os genes iniciais são responsáveis pelo estímulo da transcrição dos genes intermediários (incluindo a DNA polimerase viral), e alguns desses genes intermediários estimulam a transcrição dos genes tardios. Após o início da síntese das proteínas envolvidas com a replicação do DNA, o genoma viral é então replicado; os produtos dos genes tardios voltam ao núcleo (5) e, nesse sítio, ocorre a montagem de novas partículas virais contendo o DNA genômico recém-replicado. Detalhes a respeito das diferenças da estratégia replicativa para cada família viral estão presentes no texto.
De maneira semelhante para as famílias de vírus citadas anteriormente, o primeiro evento da biossíntese viral, após a localização dos genomas virais nos seus respectivos locais de replicação, é a indução da transcrição de um subconjunto de genes iniciais. No caso específico dos herpesvírus, a circularização do DNA genômico viral é um evento anterior à transcrição dos genes iniciais. Ainda para essa família de vírus, a presença de um fator transcricional viral que se liga aos promotores dos genes iniciais é fundamental para a ativação da transcrição desses genes pela RNA polimerase II (RNA pol II) celular. Esse fator de transcrição faz parte do subconjunto de genes virais tardios, é empacotado na matriz proteica amorfa dos vírions e é igualmente transportado para o núcleo da célula infectada quando acontece a entrada e o desnudamento (desencapsidação) viral (Figura 4.3).
Para os poxvírus, a transcrição dos genes iniciais é feita pelas próprias transcriptases virais e eles também trazem no vírion produtos dos genes tardios que servirão de fatores de transcrição dos genes iniciais.
No caso dos adenovírus, um conjunto de genes de supressão da produção de interferon é também expresso na fase inicial do ciclo, mas a transcrição desses genes é feita pela RNA polimerase III celular.
A expressão dos subconjuntos de genes iniciais desses vírus induz a expressão dos subconjuntos de genes intermediários (no caso dos herpesvírus e poxvírus) e dos genes tardios (no caso dos adenovírus). As proteínas iniciais têm funções diversas, tais como: de fatores de transcrição (ativam os promotores dos genes intermediários), inibidores da apoptose celular ou, ainda, são a própria DNA polimerase viral e as enzimas de síntese de intermediários de dNTP, no caso de adeno e poxvírus.
Com o acúmulo das proteínas da fase intermediária, ocorre a estimulação da transcrição dos subconjuntos de genes tardios. Nos herpesvírus, fazem parte do conjunto de proteínas de fase intermediária, além dos fatores de transcrição dos genes tardios, a DNA polimerase viral e as enzimas que participam da síntese de dNTP. Nessa fase, então, inicia-se a replicação do DNA viral.
O ciclo replicativo desses vírus chega então à fase tardia com o acúmulo das proteínas desta fase e de moléculas de DNA genômico recém-sintetizadas. As proteínas de fase tardia são principalmente estruturais, responsáveis pela montagem das novas partículas virais. As moléculas do DNA genômico são empacotadas, havendo para os DNA que são replicados pela formação de estruturas concatenadas (herpesvírus e poxvírus) a separação de tais estruturas durante seu empacotamento. Algumas proteínas de fase tardia são fatores de transcrição que serão empacotados juntamente com as novas partículas virais e atuarão na fase inicial do ciclo replicativo viral na próxima célula-alvo.
Apesar das diferenças que existem para cada uma das famílias de vírus DNA apresentadas anteriormente, pode-se perceber que o ponto comum das estratégias replicativas, durante a fase inicial, tem como base a expressão de quantidades catalíticas de proteínas não estruturais necessárias para a replicação do DNA viral e a modulação da expressão gênica celular. Após a replicação do
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DNA viral, um subconjunto diferente de genes é expresso (genes tardios) em quantidades estequiométricas das proteínas estruturais necessárias para a montagem de novas partículas virais. Em geral, a expressão dos genes iniciais é reprimida nessa fase. A mudança de fase inicial para fase tardia pode ser entendida como uma estratégia adaptativa que traz aos vírus a vantagem de competirem com a maquinaria de transcrição e tradução da célula hospedeira, uma vez que a taxa de síntese dos genes iniciais é modesta, enquanto a taxa de síntese dos genes tardios (e dos genes intermediários em herpesvírus e poxvírus) durante a fase pós-replicativa é robusta, devido à grande amplificação do número de cópias genômicas. Desse modo, a informação genética dos vírus será preferencialmente transcrita e traduzida, em detrimento da informação genética celular.
Além disso, os promotores dos genes intermediários/tardios virais apresentam, além das sequências promotoras normais, sequências potencializadoras (enhancers) que aumentam a afinidade da maquinaria de transcrição celular por estes promotores. Os herpesvírus e os poxvírus exibem ainda estratégias de interrupção da síntese proteica celular por meio da indução do aumento da taxa de degradação dos RNAm. Mesmo que isso não seja específico para os RNAm celulares, os RNAm virais serão ressintetizados em uma taxa muito superior, resultando na supressão específica da síntese proteica celular.