Aula vírus 2014 MICROBIOLOGIA

_BACTÉRIAS

TÍPICAS

E

RIQUÉTSIAS

CLAMÍDIOS

VÍRUS

Parasita

intracelular

-

+

+

Membrana

plasmática

+

+

-

Fissão

binária

+

+

-

Passagem

por filtros

-

-/+

+

Presença de

DNA

e

RNA

+

+

Somente 1

tipo

Geração

de ATP

+

+/-

-

Ribossomas

+

+

-

Sensibilidade

ao interferon

-

-

+

• Agentes infecciosos, extremamente pequenos

– 10-200 nm de diâmetro

– 20 – 14.000 nm de comprimento

• Parasitas intracelulares

obrigatórios

• Organização simples

• Replicação particular

• Não são considerados seres vivos  incapazes de se

multiplicar sem participação direta da célula

hospedeira

Características gerais:

 Possuem uma cobertura protéica (as vezes recoberta por um envelope

de lipídios, proteínas e carboidratos) envolvendo o ácido nucléico;

Possuem um único tipo de ácido nucléico: DNA ou RNA;

Genoma protegido por capa proteica – capsídio;

Intracelulares obrigatórios (usam a maquinaria da célula do hospedeiro)-

USAM CÉLULAS ESPECÍFICAS!;

Induzem a síntese de estruturas especializadas capazes de transferir o

ácido nucléico viral para outras células.

Alguns vírus podem sobreviver após cozimento ou congelamento e

podem permanecer ativos sob refrigeração por longos períodos.

VÍRION

=

PARTÍCULA COMPLETA,

INFECTANTE

Constituição

Ácido nucléico =

DNA ou RNA

Capsídio proteico

Envoltório lipídico

Pode estar presente ou ausente

Nucleocap-sídio

ou

Core

ÁCIDO NUCLEICO

DNA

(POXVÍRUS, ADENOVÍRUS, PARVOVÍRUS)

RNA

(REOVÍRUS, INFLUENZA, CORONAVÍRUS, VÍRUS DA AIDS, DA RAIVA, ROTAVÍRUS)

OU

CAPSÍDIO:

SIMPLES OU DUPLO

CAPSÔMEROS:

ICOSAÉDRICOS OU HELICOIDAL (RNA)

ENVOLTÓRIO:

ENVELOPADOS OU NÃO; ESPÍCULAS

ICOSAÉDRICA COM ENVOLTÓRIO (Schaehter et al, 1999)

HELICOIDAL COM ENVOLTÓRIO (Schaehter et al, 1999)

Capsídio



Constituído por proteínas: necessidade para

economizar o código genético - assim, somente 10%

do ácido nucleico irá codificar as proteínas do

capsídio.



Todas as proteínas presentes no capsídio são

codificadas pelos genes virais



Por ser rígido, o capsídio determina a morfologia do

http://ppsus.cederj.edu.br/site

Vírus da poliomielite- exemplo de vírus

icosaédrio

Vírus do resfriado. Modelo gerado por computador de um rinovírus

humano. As cores representam diferentes capsômeros do capsídeo

Características dos vírus nus

• Estabilidade: temperatura, ácidos, proteases,

detergentes, ressecamento

• Pode ser facilmente disseminado (fômites, mãos,

poeiras – contato indireto)

• Pode secar e manter a infectividade

• Pode sobreviver no intestino

• Pode resistir a detergentes e tratamento inadequado

no esgoto

Características dos vírus com envelope

• Labilidade: ácidos, detergentes, calor, ressecamento

• Devem permanecer úmidos

• Não podem sobreviver no TGI

• Disseminam-se através de secreções, transplantes,

transfusões, gotículas respiratórias (contato direto)

Envelope lipídico dos vírus complexos

• na maioria dos vírus, é composto pelas membranas

das células hospedeiras, modificadas por proteínas

codificadas pelo ácido nucleico viral

• o conteúdo lipídico o torna frouxo e flexível,

influenciando na forma e tamanho dos vírus:

os vírus

com envoltório costumam ser pleomórficos e

pouco resistentes às condições ambientais

• pode ser rompido por éter, clorofórmio; esses solventes

podem alterar o poder infeccioso desses vírus

•

As

espículas

do envoltório são constituídas

por glicoproteínas

(peplômeros)

•

São responsáveis pela fixação da partícula

viral à célula-alvo, interagindo com um

receptor celular

específico

•

Também estão envolvidas na fusão de

membranas que ocorre durante a infecção

•

São importantes antígenos virais

MULTIPLICAÇÃO VIRAL

 Multiplicação de bacteriófagos:

Ciclo lítico

Ciclo lisogênico

 Multiplicação de vírus de DNA



Multiplicação de vírus de RNA

Bacteriófagos

• Vírus que infectam bactérias

• Descobertos em 1915

• Anos 40: Max Delbrück e Salvador Luria: estudaram sete bacteriófagos (T1

a T7) que atacam Escherichia coli

• Podem ter sua informação genética na forma de RNA ou DNA fita dupla ou

fita simples. Podem ter estrutura simples ou complexa.

• Fago T4: não-envelopado, complexo, DNAds, parasita intracelular

obrigatório de E. coli. Tem capsídeo em forma de cabeça, colar e cauda. O

DNA é empacotado na cabeça poliédrica, que está ligada a uma cauda em

espiral.

Replicação de bacteriófagos

• Alguns fagos fazem via lítica: levando diretamente à

produção de mais vírions

• Outros fagos podem entrar na via lisogênica, levando a

um estado de repouso (latência) prolongado.

• Fagos que seguem somente a via lítica = virulentos

Bacteriófagos. (a) estrutura e micrografia eletrônica de um bacteriófago T4

(191.500x); (b) O DNA é normalmente empacotado na cabeça do fago. A lise

osmótica liberou o DNA do fago, mostrando a grande quantidade de DNA que

deve estar empacotada dentro do fago (ou no interior de um vírus animal ou

vegetal)

TORTORA. Microbiologia. 6ª edição. Porto Alegre: Artmed. p.827, 2000.

Ciclo lítico de bacteriófagos T-pares

1. O fago ancora na célula

hospedeira;

2. Penetra

na

célula

hospedeira e injeta seu

DNA;

3. O DNA do fago conduz a

síntese de componentes

vitais

para

a

célula

hospedeira;

4. Os componentes vitais são

montados formando os

vírions;

5. A célula hospedeira sofre

lise,

liberando

novos

vírions.

Replicação de um bacteriófago virulento. Um fago virulento sofre um ciclo lítico para produzir novas partículas de fago no interior da célula bacteriana. A lise da célula libera novas partículas de fago que podem infectar mais bactérias

TORTORA. Microbiologia. 6ª edição. Porto Alegre: Artmed. p.827, 2000.

Em uma célula

hospedeira infectada com

um vírus virulento, o

genoma viral desativa a

transcrição da célula

hospedeira enquanto se

autorreplica. Uma vez que

o genoma viral é

replicado, os genes

“tardios” produzem

proteínas que

“empacotam” o genoma e

então lisam a célula

hospedeira.

Uma estratégia para a reprodução de vírus de DNA

Comparação entre a multiplicação dos bacteriófagos e vírus

que infectam animais:

ESTÁGIO

BACTERIÓFAGOS

VÍRUS ANIMAIS

Adsorção

As fibras da cauda ancoram

nas proteínas da parede

celular

Os sítios de ancoragem são

proteínas da membrana

plasmática e glicoproteínas

Penetração

O DNA viral é injetado dentro

da célula hospedeira

O capsídio entra por

endocitose ou por fusão

Decapsidação

Desnecessário

Remoção enzimática da

proteína do capsídeo

Biossíntese

No citoplasma

No núcleo (vírus de DNA) ou

no citoplasma (vírus de RNA)

Infecção crônica

Lisogenia

Latência; infecções virais

lentas; cancêr

Liberação

Lise da célula hospedeira

Os vírus envelopados brotam,

os não envelopados rompem

CICLO LÍTICO DE

BACTERIÓFAGO

Principais Famílias

• Papovavírus: Papilomavírus Humano (HPV)

• Adenovírus: associados a doenças respiratórias

• Herpesvírus Humanos: Herpes; Varicela-Zoster;

Epstein-Barr; Citomegalovírus

• Poxvírus: Varíola

Principais Famílias

• Paramixovírus: Sarampo; Parainfluenza; Caxumba; Vírus

Sincicial Respiratório

• Ortomixovírus: Influenza

• Reovírus: Rotavírus

• Rabdovírus: Raiva

• Flavívirus e Togavírus (arbovírus): Dengue; Febre Amarela;

Rubéola

• Retrovírus: HIV

• Hepatites

Classificação dos principais grupos de vírus RNA causadores de doença em

humanos

Família Forma do capsídeo ou do envelope Tamanho típico (nm) Exemplo (gênero ou espécie) Infecção ou doença Picornaviridae Não-envelopados, poliédricos 18 a 30 Enterovirus Rhinovirus Hepatovirus Pólio Resfriado comum Hepatite A Togaviridae Envelopados , poliédricos 40 a 90 Vírus da rubéola Vírus da encefalite eqüina Rubéola Encefalite eqüina Flaviviridae Envelopados , polédricos

40 a 90 Flavivirus Febre amarela Retroviridae Envelopados , esféricos 100 HTLV-1 HIV Leucemia em adultos AIDS

Classificação dos principais grupos de vírus RNA causadores de doença em

humanos - Continuação

Família Forma do capsídeo ou do envelope Tamanho típico (nm) Exemplo (gênero ou espécie) Infecção ou doença Paramyxoviridae Envelopados, helicoidais 150 a 200 Morbillivirus Sarampo Rhabdoviridae Envelopados, helicoidais 70 a 80 Lyssavirus Raiva Orthomyxoviridae Envelopados, helicoidais 100 a 200 Influenzavirus Influenza a e B Filoviridae Envelopados, filamentosos

80 Filovirus Marburg, Ebola Bunyaviridae Envelopados, esféricos 90 a 120 Hantavirus Falência respiratória, febres hemorrágicas

Classificação dos principais grupos de vírus RNA de fita dupla causadores de

doença em humanos

Família Forma do capsídeo ou do envelope Tamanho típico (nm) Exemplo (gênero ou espécie) Infecção ou doença Reoviridae Não-envelopados, poliédricos 70 Rotavirus Infecções respiratórias e gastrintestinais

Micrografias eletrônicas artificialmente coloridas de vírus RNA.

(a) Picornavírus (poliovírus 32.500X); (b) retrovírus (oncovírus 42.500X); (c) rabdovírus (vírus da raiva, 72.300X); (d) ortomixovírus (vírus indfluenza); (e) reovírus (vírus respiratórios)

Classificação dos principais grupos de vírus DNA de fita dupla causadores de

doença em humanos

Família Forma do capsídeo ou do envelope Tamanho típico (nm) Exemplo (gênero ou espécie) Infecção ou doença Adenoviridae (DNA linear) Não-envelopados, polédricos 75 Adenovírus humanos Infecções respiratórias Herpesviridae (DNA linear) Envelopados , poliédricos

120 a 200 Simplexvirus Herpes genital e oral

Poxviridae (DNA linear) Envelopados , forma complexa 230 x 270 Varicellovirus Orthopoxvirus Catapora, zóster Varíola humana, varíola bovina Papovaviridae (DNA circular) Não-envelopados, poliédricos 45 a 55 Papilomavírus humanos Verrugas, câncer cervical e do pênis Hepadnaviridae (DNA circular) Envelopados , poilédricos 40 a 45 Vírus da hepatite B Hepatite B

Classificação dos principais grupos de vírus DNA de fita simples causadores de

doença em humanos

Família Forma do capsídeo ou do envelope Tamanho típico (nm) Exemplo (gênero ou espécie) Infecção ou doença Parvoviridae (DNA linear) Não-envelopados, poliédricos 22 B19 Eritema infeccioso em crianças

Micrografias eletrônicas artificialmente coloridas de vírus DNA. As setas

indicam um vírion.

(a) Herpesvírus (esferas rosadas no interior da célula);

(b) Papovavírus (vírus do papiloma humano 13.000X);

(c) Parvorírus (70.000X)

Principais grupos de vírus RNA

• Picornaviridae:

– Mais de 150 espécies que causam doenças em humanos;

– Após infecção, rapidamente interrompem todas as funções do DNA e RNA na célula hospedeira; – Alguns gêneros: Enterovirus, Hepatovirus, Rhinovirus

Enterovirus (incluem os poliovírus):

– Resistentes a muitas substâncias químicas;

– Podem se replicar e atravessar o trato digestivo; – Capazes de invadir o sangue e a linfa (atingindo SN);

– Condições precárias de higiene aumentam o número destes vírus

Hepatovírus:

– Condições precárias de higiene facilitam ocorrência de doenças;

– Hepatite A transmitido por via fecal-oral. Doença ocorre a partir da ingestão de alimento ou água contaminados. Fígado é o principal órgão afetado.

Rhinovirus (inclui mais de 100 tipos de rinovírus humanos)

– Um dos responsáveis pelo resfriado comum;

– Não causam doença no trato digestivo porque não sobrevivem às condições ácidas do estômago; – Adentram o organismo através da mucosa nasal e se replicam nas células epiteliais do trato

respiratório superior

Principais grupos de vírus RNA

• Togaviridae

– Multiplicam-se no citoplasma das células hospedeiras de muitos mamíferos e artrópodes  veiculados por mosquitos causam encefalite em humanos e cavalos;

– Vírus da rubéola: transmitido pessoa a pessoa.

• Flaviviridae

– Transmitidos por mosquitos e carrapatos; – Causam encefalite ou febre em humanos;

– Febre amarela: febre hemorrágica, na qual os vasos sanguíneos da pele, das membranas mucosas e dos órgãos internos sangram de maneira descontrolada.

– Hepatite C também é causada por um flavivírus.

• Retroviridae

– Possuem enzima transcriptase reversa, que utiliza o RNA viral para formar uma fita complementar de DNA que é então duplicada para formar um DNA fd. Esta reação é exatamente o inverso da transcrição típica (DNA  RNA) na síntese de proteínas.

– Para a replicação viral continuar, o DNA recém-formado deve ser transcrito em um RNA viral que funcionara como um RNAm para a síntese de proteínas virais e será incorporado em novos vírions.

– DNA deve primeiramente migrar para o núcleo da célula hospedeira e ser incorporado em seus cromossomos. Este DNA viral integrado é conhecido como um provírus. Os retrovírus causam tumores e leucemia em roedores e aves e nos humanos.

Principais grupos de vírus RNA

•

Paramyxoviridae

– Diferentes gêneros são responsáveis por caxumba, sarampo, pneumonia viral e

bronquite em crianças e por infecções brandas do trato respiratório superior em

adultos jovens.

•

Orthomyxoviridae

– Têm afinidade por mucosa.

– Vírus influenza A: infecta humanos, aves, suínos e cavalos;

– Vírus influenza B: mais específico para humanos.

•

Filoviridae

– Podem ser transmitidos de pessoa a pessoa através de sangue, sêmen ou outras

secreções e agulhas contaminadas;

– Incluem Ebola e Marburg.

•

Bunyaviridae

– Principais hospedeiros: roedores;

– Membro: Hantavírus: causa síndrome pulmonar. Outras formas do gênero

Principais grupos de vírus RNA

Reoviridae

– Replicam-se no citoplasma, formando inclusões que são coradas com eosina

– Incluem: ortoreovírus, orbivírus e rotavírus

causa mais comum de fortes diarreias

em recém-nascidos e crianças < 2 anos; causa infecções secundárias do trato

respiratório superior e gastrintestinal em adultos

Principais grupos de vírus DNA

Adenoviridae

– Muito resistentes a substâncias químicas;

– Estáveis em faixas de pH entre 5 e 9 e de T entre 36 e 47o C;

– Congelamento compromete ligeiramente a infectividade;

– Mais de 80 tipos identificados (muitos são responsáveis por doenças respiratórias

em humanos);

– Geralmente, causam doenças agudas (p.i. curto e curta duração);

– Fontes: secreções respiratórias e fezes de pessoas infectadas.

Herpesviridae

– Amplamente distribuídos na natureza;

Causam várias doenças: herpes oral e genital; catapora (varicela); doença febril aguda;

exantema súbito (roseola infantum); mononucleose infecciosa e linfoma de Burkitt

(câncer da mandíbula em crianças africanas).

Poxviridae

– Estes vírus multiplicam-se em porções especializadas do citoplasma da célula

hospedeira chamadas viroplasma;

– Causam lesões na pele típicas de varíolas humana e bovina.

Principais grupos de vírus DNA

Papovaviridae

– Há três vírus relacionados:

• Papilomavírus: encontrados nos núcleos das células hospedeiras sem

estarem integrados ao seu DNA; causam verrugas benignas e malignas.

Alguns estão associados a câncer cervical;

• Poliomavírus: estão quase sempre integrados como um provírus;

• Vírus vacuolante: vírus símio 40 – aplicado em estudos dos

mecanismos de replicação viral, integração e oncogênese.

Hepadnaviridade

– Podem causar infecções hepáticas crônicas em humanos e outros animais

(patos);

– Hepatite B: pode causar câncer hepático

Replicação viral

1. Adsorção: fixação às células hospedeiras.

2. Penetração: a entrada dos vírions (ou de seu genoma) nas células

hospedeiras. Alguns tipos de vírus se abrem e se desmontam de forma

que somente o ácido nucléico entra na célula hospedeira –

desnudamento. Em outros casos, o vírus inteiro é absorvido pela célula

hospedeira e o desnudamento ocorre posteriormente

3. Síntese: síntese de novas moléculas de ácido nucléico, proteínas do capsídeo

e outros componentes virais no interior das células hospedeiras, utilizando

a maquinaria metabólica destas células.

4.

Maturação: organização de novos componentes virais sintetizados em vírions

completos.

5. Liberação: saída dos novos vírions das células hospedeiras. A liberação

geralmente (mas nem sempre) lisa as células do hospedeiro.

Modelos de replicação de vírus de animais

Ácido nucleico no vírion Replicação do ácido nucleico Transcrição/tradução Exemplos

DNAds A replicação do DNA

começa depois que proteínas virais são produzidas

O DNAds é transcrito

pelos mesmos

mecanismos que o DNA cromossômico

Herpes vírus Poxvírus

DNAss No núcleo da célula

hospedeira, o DNAss é

convertido para a

forma replicativa de fita dupla, que é copiada e gera o DNAss

A RNA polimerase da

célula hospedeira

transcreve o DNA de forma replicativa de fita dupla

Parvovírus

RNA de fita simples positivo

A RNA polimerase

dependente de RNA codificada por vírus produz RNA de fita

simples senso

negativo, que serve como modelo para

mais fitas simples

senso positivo

A tradução de RNA de fita simples senso positivo

começa imediatamente, formando proteína de capsídeo e RNA polimerase dependente de RNA Picornavírus Togavírus

Modelos de replicação de vírus de animais

RNA de fita simples senso negativo

A RNA polimerase

dependnete de RNA produz RNA de fita simples senso positivo,

depois mais fitas

simples senso negativo

A transcrição é catalisada

pela RNA polimerase

dependente de RNA

presente no vírion

Ortomixovírus Rhabdovírus

RNAds O RNA é replicado pelo

RNA polimerase codificada por vírus

O RNAds é convertido em RNAm pela RNA

polimerase dependente de RNA