1. Vírus são agentes infecciosos diminutos (com tamanho entre 20
e 300 nm de diâmetro ou comprimento) constituídos por ácido nucléico e proteínas, sem organização celular e que parasitam células de todos os tipos de seres vivos, desde bactérias e fun- gos até plantas e animais.
2. Os vírus, segundo alguns cientistas, não são seres vivos porque
não apresentam nenhum tipo de atividade metabólica, sendo incapazes de se multiplicar fora de uma célula hospedeira. Uma discussão entre os biólogos é se os vírus são a forma de vida mais simples que existe ou se eles são os sistemas moleculares não-vivos mais complexos existentes. Mesmo os que não incluem os vírus entre os seres vivos concordam que eles são sistemas biológicos, uma vez que possuem ácidos nucléicos com instru- ções genéticas codificadas. Seu sistema de codificação genética é o mesmo que o de todas as formas de vida conhecidas.
3. Além de produzirem doenças muitas vezes sérias em seres hu-
manos, os vírus também atacam animais e plantas de interesse comercial causando prejuízos à humanidade. Alguns tipos de vírus têm sido empregados como ferramentas importantes para manipulação genética de animais e plantas na área da biotecno- logia. Vislumbra-se também o emprego de bacteriófagos para combater bactérias causadoras de doenças, que se tornaram resistentes aos antibióticos existentes.
REINO TIPO DE TIPO DE TIPO DE
CÉLULA ORGANIZAÇÃO NUTRIÇÃO
Procariótica Eucariótica Unicelular Multicelular Autotrófica Heterotrófica
Monera x x x x Protoctista x x x x x Fungi x x x x Plantae x x x x Animalia x x x MANUAL_BIO_2_PNLEM_044_064 45 22.06.2005, 18:43
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4. Os vírus foram descobertos no final do século XIX com o estudo da
doença conhecida como mosaico-do-tabaco. O pesquisador Adolf Mayer descobriu que essa doença podia ser transmitida a plantas sadias por um extrato das folhas de uma planta doente. O biólogo Dimitri Ivanovski demonstrou depois que o agente infeccioso do mosaico era pequeno o suficiente para atravessar os finíssimos po- ros de filtros de porcelana. Em 1897, Martinus Beijerinck demons- trou que o agente infeccioso contido nos filtrados era capaz de se multiplicar. Os biólogos chamaram esse tipo de agente infeccioso de vírus, palavra de origem latina que significa veneno.
5. Um vírus possui um único tipo de ácido nucléico, que pode ser
DNA ou RNA, envolto por um revestimento de proteínas, o capsídio. Este, por sua vez, pode ou não estar envolvido por uma membrana lipoprotéica, o envelope viral, formado a partir da membrana plasmática da célula hospedeira. A partícula viral, quando está fora da célula hospedeira, é denominada vírion; cada tipo de vírus apresenta vírions de formato característico.
6. Depois de penetrar na célula hospedeira, o material genético do
vírus se multiplica e produz moléculas de RNA mensageiro, traduzidas em proteínas virais. Algumas dessas proteínas têm a função de alterar o funcionamento da célula, desviando o me- tabolismo celular para a produção de novos vírus. Outras irão constituir os envoltórios virais, associando-se aos ácidos nucléicos e gerando novos vírus capazes de infectar outras células.
7. Os vírus podem ser classificados em vírus de DNA ou vírus de
RNA. Dentro de cada uma dessas categorias eles podem ser clas- sificados quanto ao número de cadeias do ácido nucléico: sim- ples ou dupla. Os vírus de RNA de cadeia simples podem ainda ser subdivididos em três categorias: cadeia +, nos quais o RNA genômico é igual ao RNAm; cadeia –, em que o RNA genômico é complementar ao RNAm; retrovírus, que produzem DNA a partir do RNA viral.
8. Transcriptase reversa é uma enzima presente nos retrovírus, sen-
do responsável pela produção de DNA a partir do RNA viral. À medida que sintetiza o DNA, essa enzima degrada o RNA mo- delo. Em seguida, ela catalisa a produção de uma cadeia de DNA complementar à formada a partir do RNA, originando uma molé- cula de DNA dupla. Esse DNA é transcrito em moléculas de RNA, que atuam como mensageiras na síntese das proteínas virais. A transcriptase reversa sintetiza também o RNA que será empa- cotado para constituir os novos vírus formados na célula infectada.
9. Capsídio é o envoltório protéico que sempre reveste o ácido nu-
cléico viral. Nucleocapsídio é o conjunto formado pelo ácido nucléico e pelo capsídio que o envolve. Envelope viral é o envoltório externo de alguns vírus, formado por um pedaço de membrana plasmática da célula hospedeira, modificada pela inclusão de proteínas virais.
10. Receptores virais são moléculas presentes na superfície da célula
hospedeira que permitem a ligação do vírus.
11. Para infectar uma célula, todo vírus precisa se encaixar a recepto-
res presentes na superfície celular. É a necessidade dessa associa- ção que torna os vírus tão específicos: eles só conseguem infectar células que possuam receptores compatíveis aos ligantes de seu envoltório. Uma vez preso à superfície celular, o vírus pode injetar apenas seu ácido nucléico na célula, como fazem os bacteriófagos, ou introduzir todo o nucleocapsídio, como fazem os vírus de ani- mais. A infecção pode se dar de duas maneiras básicas: a partícula viral é endocitada pela célula, como ocorre com o vírus da gripe, ou o envelope viral se funde à membrana plasmática liberando o nucleocapsídio no citoplasma, como ocorre com o HIV.
12. As plantas são infectadas por vírus de duas maneiras, conheci-
das como transmissão vertical e transmissão horizontal. A trans- missão vertical ocorre em casos de propagação assexuada, em que a nova planta se desenvolve a partir de células de uma plan-
ta infectada. Fala-se em transmissão horizontal quando a planta se contamina com vírus provenientes do ambiente. Quando ocor- rem lesões na planta, como as decorrentes de podas, os vírus podem penetrar pelos ferimentos. Eles se dispersam por toda a planta passando pelas pontes citoplasmáticas (plasmodesmos) que põem em comunicação direta o citoplasma das células ve- getais. Certos vírus são transmitidos por insetos sugadores de seiva.
13. O fago T4 é capaz de aderir à parede celular de uma bactéria hospedeira, perfurando-a e nela injetando seu DNA. Este co- meça a se multiplicar e a ser transcrito em moléculas de RNAm por ação de enzimas da própria bactéria, incapazes de distin- guir o DNA viral do bacteriano. Os RNAm virais são traduzidos em proteínas virais e os novos vírus começam a ser montados. Uma enzima viral, um tipo de lisozima, produzida ao final da infecção, degrada os componentes da parede bacteriana e libe- ra as novas partículas virais. O processo todo ocorre em menos de 30 minutos.
14. O profago é o ácido nucléico viral em estado de latência, inte-
grado ao cromossomo da célula hospedeira. O profago duplica- se junto com o DNA do hospedeiro, sendo assim transmitido às células-filhas. Epissomo é um termo usado para designar qual- quer molécula de DNA com capacidade replicativa que se en- contra livre dentro de uma célula, ou seja, não associado fisica- mente ao cromossomo bacteriano. Vírus temperados são aque- les capazes de se manter inativos na célula hospedeira, como profago ou como epissomo.
15. Uma bactéria portadora de um vírus integrado em seu DNA, na
forma de profago, é chamada de bactéria lisogênica, uma vez que a qualquer momento o fago pode se desintegrar e destruir a célula hospedeira. As sucessivas divisões de uma bactéria lisogênica, com transmissão do vírus integrado às suas células- filhas, é chamado de ciclo lisogênico. Quando eventualmente o profago se desprende do cromossomo bacteriano e passa a se multiplicar, originando novos fagos e causando a lise celular, fala-se em ciclo lítico.
16. Um vírion da gripe é um envelope lipoprotéico que contém oito
moléculas de RNA diferentes, envoltas pelas proteínas do capsídio. O envelope é um pedaço da membrana plasmática da célula hos- pedeira que contém proteínas que caracterizam o vírus.
17. Durante a infecção gripal, uma pessoa produz anticorpos con-
tra as espículas virais e torna-se imune ao tipo de vírus que a infectou. Após um surto de gripe, grande parte da população se torna imune àquele tipo específico de vírus. No entanto, em algumas pessoas surgem vírus mutantes, com espículas H e N ligeiramente diferentes das da linhagem original, o que impede que os anticorpos produzidos atuem eficientemente. Esses ví- rus mutantes provocarão um novo surto da doença quando as condições se tornarem propícias, por exemplo, nos meses de inverno, quando a resistência natural das pessoas diminui devi- do às variações climáticas. A vacina antigripe usada atualmente na imunização de idosos é feita com uma mistura das formas virais mais comuns, em particular das que causaram gripe nos últimos anos.
18. Formas muito diferentes de vírus de gripe surgem esporadica-
mente por recombinação genética. Como os vírus têm oito mo- léculas de RNA diferentes em seu genoma, no caso de uma cé- lula ser infectada simultaneamente por dois tipos diferentes de vírus, podem ser geradas partículas virais com combinações de moléculas de RNA das duas variedades. Esses vírus terão combi- nações de proteínas totalmente novas, não reconhecidas pelo sistema imunitário humano. O vírus pode, então, se reproduzir rapidamente provocando infecções agudas e se dispersando pela população. Essa é, em geral, a origem das grandes pandemias de gripe.
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digo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
19. A razão é que se tais vírus forem identificados rapidamente há a
possibilidade de se produzir vacinas e imunizar grande parte da população antes que a epidemia atinja maiores proporções.
20. De modo geral, os vírus desses animais não são adaptados à
nossa espécie e não conseguem transmitir-se de uma pessoa para outra. No entanto, bastam algumas modificações na molé- cula de hemaglutinina do vírus da gripe desses animais para que ele possa se ligar e infectar células humanas. Isso pode aconte- cer tanto por mutação no vírus quanto por meio de sua recombinação com o vírus de gripe humano. Por exemplo, se uma célula for infectada simultaneamente por um vírus de ave e por um vírus humano, o que ocorre com certa freqüência em porcos, podem ser gerados novos tipos de vírus com uma mistu- ra dos dois tipos de RNA. Um desses vírus, que porte o RNA responsável pela produção da hemaglutinina humana, será ca- paz de infectar células humanas com eficiência. Como parte de seus demais componentes são típicos do vírus de aves, ele será desconhecido para nosso sistema imunitário, que não consegui- rá combatê-lo com a eficiência necessária para evitar uma infec- ção grave.
21. O vírus da gripe liga-se, por meio da proteína H (hemaglutinina)
presente em seu envelope lipoprotéico, a receptores presentes na membrana das células que revestem as vias respiratórias. Essa ligação estimula a membrana plasmática a englobar o vírus, que penetra assim inteiro na célula hospedeira. Ele é liberado no citoplasma no interior da bolsa resultante da endocitose. O en- velope lipoprotéico do vírus funde-se, então, à membrana do endossomo e o nucleocapsídio entra em contato direto com o citoplasma, desfazendo-se e liberando as moléculas de RNA. Estas migram para o interior do núcleo da célula hospedeira, onde passam a atuar.
22. As moléculas de RNA viral (cadeias –) são usadas como modelo
para produzir moléculas complementares (cadeias +) que atuam como RNAm na síntese das proteínas virais. Algumas dessas mo- léculas de RNA (cadeia +) permanecem no núcleo da célula e são usadas como modelo para a produção de cadeias complementares (cadeias –), que constituirão o material genético dos novos vírus. Cada conjunto de oito moléculas de RNA (cadeia –) é envolvido por proteínas do capsídio transcritas pelos ribossomos celulares a partir de RNAm virais, formando os nucleocapsídios. Uma parte das proteínas transcritas a partir dos RNAm virais, en- tre elas as hemaglutininas e as neuraminidases, associam-se à membrana da célula infectada, preparando-a para envelopar no- vos vírus formados. Os nucleocapsídios encostam nas regiões da membrana plasmática dotadas externamente de espículas H e N e são expelidos da célula, revestidos pelo envelope viral.
23. O vírion do HIV apresenta um envelope lipoprotéico externo que
contém glicoproteínas. Este envelope, por sua vez, contém o nucleocapsídio constituído por duas moléculas idênticas de RNA de cadeia simples, por proteínas e pelas enzimas transcriptase reversa e integrase.
24. São o linfócito T auxiliador (célula CD4) e certos tipos de células
epiteliais.
25. Depois de se ligar aos receptores da célula hospedeira, o envelo-
pe do HIV funde-se com a membrana celular e introduz o nucleocapsídio. No citoplasma, este libera o RNA, a transcriptase reversa e a integrase. A transcriptase reversa entra em ação ime- diatamente e transcreve uma cadeia de DNA a partir do RNA viral (transcrição reversa). É esse modo de ação que caracteriza os retrovírus. À medida que transcreve o DNA, a transcriptase reversa degrada o RNA modelo. Em seguida, produz uma ca- deia de DNA complementar à recém-sintetizada, originando um DNA de cadeia dupla. Esse DNA penetra no núcleo da célula hospedeira e, pela ação da enzima integrase, insere-se em um dos cromossomos. Uma vez integrado ao cromossomo da célu- la, o DNA viral começa a produzir moléculas de RNA. Algumas
delas irão constituir o material genético dos novos vírus; outras serão traduzidas pelos ribossomos da célula, produzindo as diver- sas proteínas virais: transcriptase reversa, integrase, proteínas do capsídio e glicoproteínas. Estas últimas, que farão parte do enve- lope viral, migram para a membrana da célula hospedeira, onde se agregam. Por sua vez, RNA, enzimas e proteínas unem-se for- mando nucleocapsídios. Os nucleocapsídios encostam nas regi- ões da membrana plasmática onde há glicoproteínas e são envol- vidos por ela, surgindo assim o envelope viral. Ao final desse pro- cesso, vírions completos do HIV são expelidos da célula hospedei- ra e podem infectar células sadias. A célula hospedeira, tendo o material genético do vírus integrado ao seu, continua a produzir partículas virais. Em certas células infectadas, o vírus integrado ao cromossomo mantém-se em estado latente (profago), sem pro- duzir RNA. Isso impede que o sistema imunitário e drogas antivirais eliminem o vírus completamente do corpo humano.
26. O HIV transmite-se através de fluidos corporais produzidos du-
rante as relações sexuais e pelo sangue. As vias de transmissão são relações sexuais, uso de seringas contaminadas e transfusão de sangue. O vírus parece ser capaz de atravessar a placenta e contaminar o feto ou ser transmitido da mãe para o filho duran- te o parto. Cerca de 30% dos filhos de mães portadoras do vírus nascem infectados se a mulher não for tratada com drogas antivirais durante a gravidez. É provável também que o vírus seja transmitido da mãe para o filho através da amamentação.
27. Algumas pessoas não manifestam nenhum sintoma ao serem
infectadas pelo HIV; outras têm sintomas semelhantes aos da gripe: febre, dor de cabeça, cansaço e inflamação dos linfonodos. Os sintomas desaparecem entre uma semana e um mês e geral- mente são confundidos com os de uma virose qualquer. Durante a fase que sucede a infecção, os vírus multiplicam-se ativamente e os fluidos corporais e o sangue da pessoa são altamente infectantes. O sistema imunitário é ativado pela multiplicação viral e passa a combater os vírus, que diminuem em quantidade e tornam a infecção completamente assintomática. Novos sin- tomas só voltam a aparecer muito tempo depois, em geral, após alguns anos. Durante o período assintomático, trava-se uma batalha entre o HIV e o sistema imunitário. A principal célula atacada pelo HIV é um leucócito sangüíneo, o linfócito T auxiliador, também chamado célula CD4, que comanda as res- postas do sistema imunitário. Assim, ao destruir as células CD4, o HIV enfraquece a capacidade do organismo em combater tan- to a infecção retroviral como outras infecções comuns, que nor- malmente não afetariam pessoas sadias.
28. A aids refere-se aos estágios mais avançados da infecção pelo
HIV e caracteriza-se pela diminuição da quantidade de linfócitos T CD4 (menos de 200 células por milímetro cúbico de sangue, enquanto uma pessoa sadia apresenta quantidade de células T CD4 cinco vezes maior). Outros sintomas são infecções oportu- nistas que normalmente não aparecem em pessoas sadias. Nos portadores de aids, essas infecções são severas e muitas vezes fatais, pois o sistema imunitário praticamente destruído pelo HIV não consegue combater os agentes que as causam, como vírus, bactérias, fungos e outros microrganismos.
29. A prevenção da infecção pelo HIV consiste em: a) praticar sexo
seguro, com a proteção de preservativos (camisinhas); b) usar sempre sangue devidamente testado para transfusões. Além disso, mulheres portadoras do vírus devem ser tratadas com dro- gas antivirais durante a gravidez e não podem amamentar o recém-nascido.
30. Apesar de não curar a aids, os tratamentos com coquetéis
antivirais têm permitido reduzir o número de mortes em de- corrência da aids e melhorar a qualidade de vida dos portadores do HIV. Os coquetéis consistem de combinações de inibidores da transcriptase reversa e inibidores das proteases virais.
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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES Reprodu çã o proibida. Art.184 do C ódigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
31. Zoonoses virais são doenças causadas por vírus transmitidas aos
seres humanos por animais.
32. Diversas doenças virais que atualmente se transmitem de pessoa
a pessoa foram adquiridas originalmente de reservatórios animais. Existem indícios de que a varíola e o sarampo, por exemplo, origi- naram-se do gado bovino há menos de 10 mil anos, quando as populações humanas tornaram-se sedentárias e passaram a con- viver com animais domesticados. O vírus da gripe humana, ao que tudo indica, descende de um vírus de marreco ou de porco.
33. Arbovírus são os vírus transmitidos pela picada de artrópodes,
capazes de se multiplicar tanto nesses insetos quanto em ani- mais vertebrados. Exemplos de arbovírus são os que causam a febre amarela, a dengue e diversas encefalites.
34. Viróides são pequenos segmentos de RNA de cadeia simples
presentes exclusivamente no núcleo das células infectadas. Eles se distinguem dos vírus por não formarem envoltórios protéicos e não codificarem proteínas. Virusóides são moléculas de RNA infecciosas semelhantes aos viróides mas que só se multiplicam quando a célula está infectada por determinado tipo de vírus.
35. Os príons são moléculas de proteínas infectantes capazes de
induzir alterações na forma de proteínas do hospedeiro, que se transformam em novos príons. Quando uma pessoa ou um ani- mal ingerem carne contaminada por príons, estes penetram na circulação sangüínea, atingindo nervos e corpos celulares dos neurônios, onde transformam proteínas normais em novos príons. A destruição dos neurônios afeta o funcionamento do sistema nervoso, levando ao aparecimento dos sintomas típicos da doença: perda gradativa da memória recente e de orientação espacial, incontinência urinária, demência e morte. Os príons são a causa de doenças como: encefalopatia espongiforme bo- vina (“doença da vaca louca”); doença de Creutzfeld-Jacob; do- ença de Gerstmann-Straussler-Scheinker; insônia familiar fatal; kuru; síndrome de Alpers.
QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR
QUESTÕESOBJETIVAS
36. f 37. c 38. e 39. d 40. a 41. b 42. c 43. d 44. b 45. d 46. c
QUESTÕESDISCURSIVAS
47. O processo de introdução do gene PDX-1 no material genético
da célula hepática é comparável ao processo de incorporação do DNA do HIV no cromossomo da célula hospedeira. O adenovírus atua, assim, como um “vetor” que transporta genes para dentro da célula.
48. De acordo com a definição (1), vírus, viróides, virusóides e príons
seriam considerados vivos, pois todos são formados por subs- tâncias orgânicas e se multiplicam. Os três primeiros multipli- cam-se por meio da cópia de sua estrutura em moléculas-filhas, e o último (príon), por modelagem de moléculas já prontas. De acordo com a definição (2), os príons seriam excluídos, pois não contêm ácidos nucléicos. Quanto aos três outros, depende do que se define por “instruções codificadas”. Se estas são ne- cessariamente seqüências de bases nitrogenadas específicas, ví- rus, viróides e virusóides seriam considerados vivos, e príons não;