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ESTRUTURA E MORFOLOGIA DOS VÍRUS Profa. Dra.Megmar Carneiro Virologia Humana/DMIPP/IPTSP/UFG HISTÓRICO DAVID PARKER / SCIENCE PHOTO LIBRARY Descobriram uma doença comum às folhas de tabaco era transmitida por um “agente infeccioso” ou “filtrado infeccioso”: hoje conhecido como vírus mosaico do tabaco “ O material filtrado contém um veneno ou um agente desconhecido tão pequeno que é capaz de atravessar os poros de um filtro que retém bactérias. ▪1886 - Adolf Mayer:Estudou a doença do Tabaco – descreveu a doença e os sintomas “Enzima/Toxina contagiosa” ▪1892 – Dmitri Iwanowski e Beijerinck : Descoberta do vírus do mosaico do tabaco Primeira definição “Agentes filtráveis” HISTÓRICO ▪ virologia teve inicio no final do século XIX com reconhecimento da existência de agentes infecciosos; ▪ Até o final da Primeira Guerra, novos vírus (veneno) foram sendo identificados ... sem contudo terem sido VISTOS ! ▪ 1939: Construção do Microscópio Eletrônico; ▪ 1960: Avanços na :química, física e na biologia molecular revolucionaram o estudo das viroses SCIENCE PHOTO LIBRARY ORIGEM DOS VÍRUS ▪ Teoria regressiva ▪ São produtos da evolução regressiva de células livres ▪ Parasitas intracelulares ▪ Teoria Progressiva ▪ Derivam de material genético celular (DNA/RNA) que adquiriu capacidade para existir e funcionar de maneira independente ▪ “Os vírus encontram-se no limite entre o não vivo, quando estão fora das células: não se reproduzem de forma autônoma; e o vivo, quando estão dentro das células: adquirem a capacidade de multiplicação Mutação/Seleção/Adaptação vírus ≠ HISTÓRICO ▪ Décadas de 40 - 60 ▪ Virologia Moderna ▪ Microscopia eletrônica ▪ Cultura de Células ▪ Explosão na descoberta de novos vírus ▪ 1966 – Comitê Internacional em Nomenclatura de vírus (ICNV) ▪ 1973 – Comitê Internacional em Taxonomia de vírus (ICTV) ▪ 1980 – Técnicas de Biologia Molecular ▪ Novos vírus IMPORTÂNCIA DOS VÍRUS ▪ Doenças que acometem o homem, animais , plantas, bactérias, fungos ;;;;;; ▪ Engenharia genética (vetores virais: terapia genética; ) .Biologia Molecular ▪ Economia ▪ Meio ambiente Como definimos um vírus? PROPRIEDADES ▪ Propriedades diferenciais ▪ Tamanho agentes filtráveis ▪ Genoma DNA ou RNA ▪ Metabolismo parasitas intracelulares obrigatórios ▪ São incapazes de produzir energia ou proteínas independentemente de uma célula hospedeira Vírus Célula Eucariótica Núcleo Multiplicam dentro de células vivas DIMENSÕES Adenovírus - 90 nm Fago 225 nm Vírus Mosaico de Tabaco 250 x 18 nm Poliovírus - 30nm Clamídia - 1000nm Eritrócito humano 10.000 nm Partículas infecciosas de tamanho pequeno e composição simples que multiplicam-se somente em células vivas (animais, plantas, insetos, peixes, bactérias, etc). Os vírus são parasitas intracelulares obrigatórios e metabolicamente inertes quando não estão associados à célula, mas utilizam-se dos processos metabólicos celulares para sua reprodução. As infecções virais ocorrem devido aos efeitos produzidos pela interação entre o vírus e a célula hospedeira. NOVA DEFINIÇÃO? Organismos cujo genoma codifica para proteínas do capsídeo (proteínas que se auto-montam em um nucleocapsídeo contendo o ácido nucléico), não se multiplicam por fissão binária e se utilizam de outros organismos cujo genoma codifica para ribossomos para a produção de suas proteínas e de energia, bem como de moléculas necessárias para o seu ciclo de vida. Proposto por Raoult & Forterre, 2008 COMPONENTES BÁSICOS COMPONENTES BÁSICOS Cerne Ácido nucléico + Capsídeo Capa protéica Nucleocapsídeo COMPONENTES BÁSICOS Envelope Membrana lipoprotéica Espícula Glicoproteínas Virion Partícula viral completa / infecciosa ÁCIDO NUCLÉICO ÁCIDO NUCLÉICO ▪ Funções ▪ Informação genética ▪ Especificidade viral ▪ Infecciosidade ÁCIDO NUCLÉICO ▪ Características ▪ Tipos ▪ fsDNA, fdDNA, fsRNA, fdRNA ▪ Estrutura ▪ Linear (DNA e RNA) / Circular (DNA) ▪ Estrutura contínua (DNA e RNA) / Segmentado (RNA) ▪ Polaridade ▪ (+) / (-) ▪ Infectividade ÁCIDO NUCLÉICO – LINEAR/CIRCULAR/SEGMENTADO CAPSÍDEO CAPSÍDEO ▪ Funções ▪ Proteção ▪ Adsorção ▪ Antigenicidade ▪ Simetria ▪ Icosaédrica ▪ Helicoidal ▪ Complexa MORFOLOGIA VIRAL vírus helicoidal vírus icosaédrico vírus complexo CAPSÍDEO capsídeo capsômeroprotômero cadeias polipeptídicas capsídeo capsômero CAPSÍDEO ▪ Simetria Icosaédrica / Cúbica ▪ Estrutura básica Icosaedro ▪ 20 faces triangulares e 12 vértices ▪ Partículas vazias CAPSÍDEO ▪ Simetria Helicoidal ▪ Subunidades protéicas associadas ao ácido nucléico ▪ Forma de hélice ENVELOPE ENVELOPE ▪ Constituição ▪ Bicamada lipídica célula ▪ Glicoproteínas vírus ▪ Sensibilidade ao éter ENVELOPE ENVELOPE ▪ Funções ▪ Proteção ▪ Adsorção ▪ Fusão ▪ Antigenicidade ▪ Exemplo ▪ Vírus Influenza Neuraminidase Hemaglutinina Adsorção Adsorção/Penetração SIMETRIA/MORFOLOGIA MORFOLOGIA VIRAL vírus helicoidal vírus icosaédrico vírus complexo VÍRUS ENVELOPADOS E NÃO ENVELOPADOS VÍRUS ENVELOPADOS E NÃO ENVELOPADOS – SIMETRIA ICOSAÉDRICA Poliovírus Adenovírus PapilomavírusHerpesvírus VÍRUS ENVELOPADOS E NÃO ENVELOPADOS – SIMETRIA HELICOIDAL Vírus Ebola ParamyxovírusRhabdovírus Vírus do Mosaico do Tabaco VÍRUS – SIMETRIA COMPLEXA Poxvírus cerne, capsídeo indefinido, forma de tijolo, cristas superficiais, corpúsculos laterais Vírus da Varíola Bacteriófago T4 cabeça e cauda VÍRUS – SIMETRIA COMPLEXA DNA Cabeça (capa protéica) Bainha Fibra caudal PROTEÍNAS PROTEÍNAS ▪ Proteínas Estruturais ▪ Simetria ▪ Proteção ▪ Adsorção ▪ Antigenicidade ▪ Atividades específicas ▪ Exemplo: Hemaglutinina PROTEÍNAS ▪ Proteínas Não-estruturais ▪ RNA Polimerase ▪ DNA Polimerase ▪ Transcriptase reversa ▪ Outras CLASSIFICAÇÃO VIRAL Comitê Internacional de Taxonomia Viral (ICTV) Critérios para classificação Ø Morfologia Ø Propriedades físicas e químicas Ø Constituição (genoma, proteínas, lipídios e carboidratos) Ø Características antigênicas Ø Propriedades biológicas Nomenclatura Ordem virales (Mononegavirales, Nidovirales e caudovirales) Família viridae (Flaviviridae) Subfamília virinae Gênero vírus Classificação Atual ➢ 3 ordens ➢ 73 famílias ➢ 11 subfamílias ➢ aproximadamente 287 gêneros; mais de 1938 espécies de vírus VIRUS DNA Fam. Parvoviridae Erythrovírus Parvovírus B19 Fam. Papillomaviridae Papillomavírus Papilomavírus humanos (HPV) VIRUS DNA Fam. Polyomaviridae Polyomavírus Vírus BK (Polyomavírus hominis 1) (Nefrite) Vírus JC (Polyomavírus hominis 2) Fam. Adenoviridae Mastadenovírus Adenovírus humanos VIRUS DNA Fam. Herpesviridae Simplexvírus: Herpesvírus humano 1 (HSV1) Herpesvírus humano 2 (HSV2) Varicellovírus: Herpesvírus humano 3 (VZV) Lymphocryptovírus: Herpesvírus humano 4 (EBV) Cytomegalovírus: Herpesvírus humano 5 (CMV) Ruseolovírus: Herpesvírus humano 6 Outros:Herpesvírus humanos 7 e 8 Alphaherpesvirinae Betaherpesvirinae Gammaherpesvirinae Subfam. VIRUS DNA Fam. Hepadnaviridae Orthohepadnavírus V. da hepatite B Fam. Poxviridae Orthopoxvírus: V. varíola, vaccinia Molluscipoxvírus: V. molusco contagioso Parapoxvírus: Vírus orf e outros VIRUS RNA Fam. Picornaviridae Enterovírus: Poliovírus 1, 2 e 3 Coxsakievírus A e B: Echovírus humanos Enterovírus humanos Rhinovírus: Rhinovírus humanos Hepatovírus: V. da hepatite A VIRUS RNA Fam. Astroviridae Astrovírus Astrovírus humanos Fam. Caliciviridae “Norwalk-like viruses” V. Norwalk “Sapporo-like viruses” V. Sapporo Gen. Hepevirus Vírus da hepatite E VIRUS RNA Fam. Reoviridae Rotavírus Rotavírus humanos Orbivírus Arbovírus V. Kemerovo, etc Coltivírus V. da febre do Colorado, etc VIRUS RNA Fam. Togaviridae Rubivírus: V. da rubéola Alphavírus Arbovírus V. Mayaro, V.da EEE, WEE, EEV, etc Fam. Flaviviridae Hepacivírus: V. da hepatite C/HGV Flavivírus Arbovírus V. da febre amarela, V. da dengue, V. Rocio, etc VIRUS RNA Fam. Retroviridae Deltaretrovírus HTLV I e II Lentivírus HIV 1 e 2 Fam. Arenaviridae Arenavírus: V. Junin, V. Machupo, V. Guaranito V. Lassa, V. Sabiá, V. da coriomeningite linfocitária VIRUS RNA Fam. Bunyaviridae Bunyavírus: V. Oropouche, etc Phlebovírus: V da febre do Rift Valley, etc Nairovírus: V. da febre hem. Crimean-Congo Hantavírus: V. Hantaan, etc Fam. Orthomyxoviridae Influenzavírus A: V. influenza A Influenzavírus B: V. influenza B Influenzavírus C: V. influenza C VIRUS RNA Fam. Coronaviridae Coronavírus: Coronavírus humanos Torovírus: Torovírus Fam. Paramyxoviridae Respirovírus: V. parainfluenza Rubulavírus: V. da caxumba Morbillivirus: V. do sarampo Pneumovírus: V. respiratório sincicial VIRUS RNA Fam. Rhabdoviridae Lyssavírus: V. da raiva, etc Vesiculovírus Arbovírus V. Chandipura, V. Piry , V. da estomatite vesicular, etc Fam. Filoviridae “Marburg-like viruses”: V. Marburg “Ebola-like viruses”: V. Ebola Fam. Bornaviridae Bornavírus: V. da doença de Borna OBRIGADA! DÚVIDAS HISTÓRICO ▪ 1898 – Beijerink ▪ Diluições ▪ Natureza reprodutiva ▪ 1898 – Loeffer e Frosch ▪ Febre aftosa ▪ 1901 – Walter Reed ▪ Febre amarela ▪ 1917 – Twort & D´Herelle ▪ Bacteriófagos ▪ 1935 – Stanley ▪ Cristalização do TMV