Trabalho 3 – Vírus, Viroides e Príons Luis Felipe Alves Oliveira – NºUSP: 11781761
Guilherme Oliveira Biguetti - NºUSP: 11878452 Ciência dos Alimentos – 2º Semestre 2020 Princípios de Microbiologia (LFN0325) Professor Dr. José Belasque Junior
1) O que são vírus? O que são príons? Compare esses dois microrganismos com bactérias, fungos e viroides, citando as semelhanças e as diferenças existentes.
Segundo Tortora, 2017, os vírus são seres que, originalmente, foram diferenciados de outros agente infecciosos por serem extremamente pequenos (passíveis de filtração) e também por serem parasitos intracelulares obrigatórios. Dessa maneira, os vírus são seres que necessariamente precisam de células hospedeiras vivas para suma multiplicação, embora essas características sejam compartilhadas com algumas bactérias muito pequenas, como as riquétsias. Os príons, por sua vez, também são destacados por seu tamanho ínfimo, mas se diferenciam por não possuírem ácido nucléicos (DNA e/ou RNA) (TORTORA, 2017, p. 359).
O que difere os príons de outros microrganismo é não presença de ácidos nucléicos. No entanto, no caso dos vírus, a característica que os diferencia é a presença de apenas um tipo de ácido nucleico, com seu revestimento protético ou lipoproteico. Além disso, esses seres não possuem membrana plasmática; são parasitas intracelulares; não realizam fissão binária; não são retidos por filtros bacteriológicos; não possuem metabolismo de geração de ATP; não possuem ribossomos; não são sensíveis a antibióticos e são sensíveis ao interferon (TORTORA, 2017, p. 359).
2)Descreva as estruturas e a morfologia de vírus, viroides e príons. O que é um vírion?
São seres apenas vistos através de microscopia eletrônica que podem ter de 20 a 1000 nm de tamanho. Possuem (ou não) a presença ácidos nucléicos, capsídeo e envelope. Podem ser helicoidais, nos quais o ácido nucleico é encontrado no interior de um capsídeo oco; poliédricos, nos quais os capsídeos possuem a forma de um icosaedro, os capsômeros de cada face formam um triângulo eqüilátero, sendo o adenovírus um exemplar desse tipo; envelopados, isto é, tendo o capsídeo coberto por um envelope, aproximando-o de um formato esférico; e, por fim, complexos, que são
3)Os vírus podem ser cultivados em laboratório? Explique como.
Sim, os vírus podem ser produzidos em laboratório através de manipulação genética. Tal processo é feito através de uma “mistura” de genes de diferentes vírus hospedados em diferentes matrizes. Através dessa extração genética e recombinação, pode-se formam um vírus artificial totalmente distinto (TORTORA, 2017, p. 363).
4) O que é replicação viral? Descreva suas etapas.
A replicação viral é o processo através do qual o vírus se multiplica para atacar cada vez mais células hospedeiras de uma determinada matriz. Esse processo consiste na – 1) Adsorção, etapa na qual o vírion se liga a célula hospedeira. 2) Penetração e desnudação, fase na qual o vírus penetra na célula e ocorre o desnudamento do DNA. 3) Biossíntese, em que o DNA viral é replicado e algumas proteínas virais são sintetizadas. 4) Maturação, fase na qual os vírions maturam por completo e 5) Liberação, fase final na qual os vírions são liberados. Esse processo de replicação ocorre ininterruptamente até que algum mecanismo de defesa do organismo hospedeiro entre em ação (TORTORA, 2017, p. 375).
5) Como os vírus são classificados?
A classificação taxonômica dos vírus segue a seguinte ordem: Ordem (-virales), Familia (-viradae), Subfamilia (-inae), Gênero (-virus), Espécie, Tipo/Cepa.
De acordo com Madigan et al, 2016, vírus podem ser classificados de acordo com os hospedeiros que infectam e por sua estrutura de genoma. Com isso, existem os vírus de arqueias, de animais, de plantas, de protozoários, de bactérias, sendo este último chamado de bacteriófagos ou fagos. O genoma dos vírus pode ser de fita dupla (ds) ou simples (ss), linear ou circular e de polaridade negativa ou positiva.
David Baltimore, em 1971, classificou os vírus de acordo com a correlação do ácido nucleico com as estratégias de replicação, utilizando a taxonomia já existente:
Classe I: DNA de fita dupla
Classe II: DNA de fita simples positiva Classe III: RNA de fita dupla
Classe IV: RNA de fita simples positiva Classe V: RNA de fita simples negativa Classe VI: RNA de fita simples positiva
Classe VII: DNA de fita dupla com RNA intermediário (STEPHENS et al, 2009)
6) Descreva as classes de vírus com base nas suas características genômicas. Para cada classe, descreva como o RNAm viral é feito e como o genoma viral é replicado.
Os processos em comum entre as classes de vírus para a replicação, incluem a adsorção, penetração, o desnudamento e a síntese proteica, onde o RNAm é produzido e traduzido em proteínas. Após esses processos, ainda existem a maturação e a liberação dos virions.
A replicação dos vírus DNA (Classes I, II, VII), ocorre no geral no núcleo, porém alguns vírus (poxvirus e iridovirus) utilizam “fábricas” citoplasmáticas, que lhes permite replicar no citoplasma. Os que replicam no núcleo utilizam RNA polímerase-dependente de DNA celular para a transcrição. A replicação é semiconservativa e simétrica, com ambas cadeias sendo replicadas, com exceção dos vírus de fita dupla, que não seguem necessariamente este mecanismo. A maturação ocorre no núcleo (com exceção dos poxvirus e iridovirus). As proteínas estruturais são transportadas do citoplasma para o núcleo, onde após interagirem entre si e com o genoma, são integradas a estrutura do capsídeo que envolve o acido nucleico (ROEHE, 2012).
A replicação dos vírus RNA, em sua maioria, ocorre no citoplasma e independente de maquinaria nuclear. A adsorção ocorre por ligações eletrostáticas entre os virions e os receptores celulares. Os vírus penetram a célula por endocitose ou por fusão na membrana celular ou vesícula endocitica. O desnudamento ocorre no citoplasma.
Classe I: DNA de fita dupla
No geral a replicação ocorre no núcleo, por enzimas do hospedeiro (para pequenos vírus) ou por replicases codificadas pelo vírus (adenovírus e herpesvirus). A replicação dos poxvirus e alguns iridovirus, ocorre no citoplasma, que resulta na produção de corpúsculos de inclusão que contem enzimas virais necessárias para a replicação. O DNA pode ser circular, linear ou linear com as extremidades ligadas. Os genomas circulares pequenos são replicados em direção bidirecional (ROEHE, 2012).
O DNA circular de algumas espécies como o circovirus, é replicado por um mecanismo de rolling circle, a replicação ocorre no núcleo, onde ocorre a síntese de uma cadeia de DNA- para servir de molde para a síntese da cópia genômica DNA+ dos virions. Esse processo envolve a produção temporária de um DNA de cadeia dupla, denominado de forma replicativa. A penetração do DNA de cadeia simples no núcleo, estimula o seu reparo pelas enzimas da célula, originando a forma de fita dupla (ROEHE, 2012).
Classe III: RNA de fita dupla
A adsorção ocorre via endocitose mediada por receptor. A replicação ocorre por mecanismo conservativo. O RNA de cadeia dupla serve como molde para a produção de RNAm por uma enzima polimerase de RNA dependente de RNA. Não existe a formação de intermediários na replicação nem a formação de RNA de cadeia dupla no citoplasma (ROEHE, 2012).
Classe IV: RNA de fita simples positiva
O RNA de fita simples é liberado no citoplasma. Os genomas possuem sentido de mensageiro, sendo traduzidos em proteínas na primeira etapa da replicação. Algumas famílias como os picronavirus e flavivírus, possuem genoma de polaridade positiva, que se comporta como um mensageiro policistronico, onde o genoma é diretamente traduzido em uma poliproteina extensa, que é processada em varias proteínas virais por proteases do hospedeiro. O coronavirus, possui um padrão complexo de transcrição que envolvem varias etapas de tradução para completar o ciclo replicativo (ROEHE, 2012).
Classe V: RNA de fita simples negativa
Os genomas, por serem de sentido negativo, não são traduzidos diretamente, por isso os vírus trazem as suas polimerases nos virions para realizar a transcrição/replicação do genoma. A família ortomixovirus possui genomas segmentados, onde o primeiro passo é a transcrição do RNA de sentido negativo pela polimerase de RNA dependente de RNA viral. Rabdovirus, possuem genomas não segmentados, onde a replicação requer a transcrição pela polimerase de RNA dependente de RNA viral. Em vírus ambissense a transcriptase é codificado pela regia de polaridade positiva que eventualmente mediará a transcrição das regiões de polaridade negativa (ROEHE, 2012).
O genoma é formado por copias diploides de uma molécula RNA de cadeia simples mantidas juntas por proteínas. Na extremidade 5’ possui cap e na extremidade 3’ possui poli-A. Possui quatro regiões codificantes características: gag (antígenos grupo-especifico: genes da proteína da matriz, capsídeo, nucleoproteína), pro (gene da protease), pol (genes de transcriptase reversa e RNAse H), env (genes do envelope, que ligam os receptores) (ROEHE, 2012).
Classe VII: DNA de fita dupla com RNA intermediário
Após o desnudamento parcial, o DNA genomico penetra no núcleo e a cadeia incompleta é completada com o DNA polimerase viral e/ou enzimas da célula. Quando completa, uma enzima ligase realiza a ligação das extremidades. No núcleo, o genoma comporta-se como um minicromossomo, conjugando-se com histonas celulares, porém o DNA polimerases celulares não replicam o genoma do vírus. Então o genoma é transcrito em sua integridade, dando origem a um RNAm com a extensão do genoma, chamado pgRNA (RNA pré-genomico). Esse RNA intermediário serve de molde para o DNA do virion. Tambem são formados alguns RNAs m menores para dar origem a polimerase viral e proteínas do capsídeo (ROEHE, 2012).
7) Água ou alimentos podem ser fontes de vírus patógenos humanos? Se sim, escolha uma doença desse tipo e descreva: tipo de vírus, genoma viral, forma de replicação, como é transmitido, sintomas da doença, tipo de infecção e quais medidas devem ser adotadas para sua prevenção.
Sim, como por exemplo o virus entérico Rotavirus, que causa gastroenterite e diarreia aguda em humanos. O gênero Rotavirus é pertencente a família Reoviridae, a partícula viral não é envelopada, mede cerca de 75nm de diâmetro. Seu capsídeo possui simetria icosaédrica com três camadas de proteínas distintas. A camada mais interna é onde está contida o genoma viral, constituída pela proteína VP2. A camada intermediaria constituída pela proteína VP6 enquanto que a camada externa é composta pelas proteínas VP4 e VP7. O genoma é constituído por 11 segmentos de RNA de fita dupla com polaridade positiva, com cada um codificando ao menos uma proteína (TAVARESet al, 2007).
Replicação
na membrana da célula ou são internalizadas através da endocitose. Após a adsorção, a partícula viral perde a camada externa e passa a se chamar partícula viral de duas camadas (DLP). Nisso ocorre a ativação da replicação e transcrição viral. Esse processo ocorre no citoplasma e viroplasma, onde a DLP se mantem integra (PEIXOTO, 2013)
A tradução é mediada pelo mecanismo de síntese de proteínas celular, pelos ribossomos livre no citoplasma. Com isso, todas as proteínas estão localizadas no viroplasma, com exceção das que são produzidas nos ribossomos do reticulo endoplasmático rugoso (PEIXOTO, 2013).
Na replicação, os transcritos com polaridade positiva, servem também de molde para as fitas negativas, e essa nova fita sintetizada permanece ligada a fita positiva formando a dupla fita de RNA. Após a síntese o RNA dupla fita permanece ligado as partículas subvirais, não sendo encontrados RNAs genomicos livres nas células (PEIXOTO, 2013).
Os rotavírus são classificados em sete sorogrupos de A a G, reconhecidos com base na especificidade antigênica da proteína VP6. O grupo é o mais comum em humanos e pode ser classificado em sorotipos ou genótipos G ou P (TAVARESet al, 2007).
A transmissão desse vírus é feita por via fecal-oral (eliminado nas fezes e entra em contato com humanos por via oral, através das mãos ou qualquer vetor contaminados que entram em contato com a via oral) , podendo ser veiculada por ambientes, alimentos e água contaminados por fezes humanos com o vírus. Esta doença ocorre principalmente em países ou locais onde o saneamento básico não faz parte do cotidiano (GOIAS, 2019).
Os sintomas dessa infecção viral, quando não assintomática, incluem vômitos, desidratação, dores abdominais, diarreia na maioria das vezes e febre alta, sendo esses os mais comuns. O vírus infecta seres humanos de qualquer faixa etária, sendo mais comum e agudo na infância. Em adultos ocorrem sintomas mais leves.
A forma de prevenção principal é o saneamento básico, sendo o principal, pois ao esgoto humano ser eliminado de forma adequada, evita-se a contaminação da água e do ambiente, tendo em vista que o vírus é eliminado em fezes humanas. Lavar bem as
mãos, alimentos e beber apenas água tratada. Evitar levar objetos contaminados a boca entre outros.
Referências
GOIÁS. Secretaria de Estado de Saúde. Governo do Estado de Goiás. Rotavírus. 2019.
MADIGAN M. T.; MARTINKO J.; BENDER K.; BUCKLEY D.; STAHL D. Água e Alimentos como Veículos de Transmissão de Doenças Bacterianas. In: MADIGAN M. T.; MARTINKO J.; BENDER K.; BUCKLEY D.; STAHL D. Microbiologia de Brock. 14. ed. Tradução: Alice Freitas Versiani et al. Porto Alegre: Artmed, 2016. cap. 31, p. 903-922. ISBN 978-85-8271-298-6.
_______ Genomas Virais. In: MADIGAN M. T.; MARTINKO J.; BENDER K.; BUCKLEY D.; STAHL D. Microbiologia de Brock. 14. ed. Tradução: Alice Freitas Versiani et al. Porto Alegre: Artmed, 2016. cap. 9, p. 265-290. ISBN 978-85-8271-298-6.
_______ Vírus e Virologia. In: MADIGAN M. T.; MARTINKO J.; BENDER K.; BUCKLEY D.; STAHL D. Microbiologia de Brock. 14. ed. Tradução: Alice Freitas Versiani et al. Porto Alegre: Artmed, 2016. cap. 8, p. 245-264. ISBN 978-85-8271-298-6.
PEIXOTO, Isabela Brandao. Estudo e Classificação do Rotavírus Humano na Cidade de Salvador (BA). 2013. 75 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Biotecnologia, Universidade Federal da Bahia, Salvador, Bh, 2013.
ROEHE, Paulo Michel. Multiplicação Viral. In: ROEHE, Paulo Michel. Curso de Virologia Basica. Eldorado do Sul, Rs: Fepagro, 2012. p. 16-25. Disponível em: https://www.ufrgs.br/labvir/material/poligrafo1.pdf.
STEPHENS, Paulo Roberto Soares et al. Virologia. In: MOLINARO, Etelcia Moraes; CAPUTO, Luzia Fátima Gonçalves; AMENDOEIRA, Maria Regina Reis (Org.). Conceitos e métodos para a formação de profissionais em laboratórios de saúde. v.4. Rio de Janeiro: EPSJV, 2009. p.125-220.
TAVARES, T. de M., Cardoso, D. das D. de P., & de Brito, W. M. E. D. Vírus Entéricos Veiculados por Água – Aspectos Microbiológicos e Descontrole da Qualidade da Água. Revista De Patologia Tropical / Journal of Tropical Pathology, 2007. 34 (2).
TORTORA G. J.; FUNKE B. R.; CASE C. L. Classificação dos Vírus. In: TORTORA G. J.; FUNKE B. R.; CASE C. L. Microbiologia. 12. ed. Tradução: Danielle Soares de Oliveira Daian; Luis Fernando Marques Dorvillé. Porto Alegre: Artmed, 2017. cap. 10, p. 271-272. ISBN 978-85-8271-354-9.
_______ Vírus, Viróides e Príons. In: TORTORA G. J.; FUNKE B. R.; CASE C. L. Microbiologia. 12. ed. Tradução: Danielle Soares de Oliveira Daian; Luis Fernando Marques Dorvillé. Porto Alegre: Artmed, 2017. cap. 13, p. 358-388. ISBN 978-85-8271-354-9.
