Conceitos de Biologia – 1ª Edição Canadiana

Vírus foram descobertos pela primeira vez após o desenvolvimento de um filtro de porcelana, chamado Chamberland-Pasteur filtro, que pode remover todas as bactérias visível ao microscópio a partir de qualquer amostra de líquido. Em 1886, Adolph Meyer demonstrou que uma doença de plantas do tabaco, a doença do mosaico do tabaco, poderia ser transferida de uma planta doente para uma saudável através de extratos de plantas líquidas. Em 1892, Dmitri Ivanowski mostrou que esta doença poderia ser transmitida desta forma, mesmo após o filtro Chamberland-Pasteur ter removido todas as bactérias viáveis do extrato. Ainda assim, foi muitos anos antes de ser provado que esses agentes infecciosos “filtráveis” não eram simplesmente bactérias muito pequenas, mas eram um novo tipo de partículas minúsculas, causadoras de doenças.

viriões, partículas virais únicas, são muito pequenas, cerca de 20-250 nanômetros (1 nanômetro = 1/1,000,000 mm). Estas partículas de vírus individuais são a forma infecciosa de um vírus fora da célula hospedeira. Ao contrário das bactérias (que são cerca de 100 vezes maiores), não podemos ver vírus com um microscópio de luz, com exceção de alguns viriões grandes da família do poxvírus (figura 12.3).

não foi até o desenvolvimento do microscópio eletrônico na década de 1940 que os cientistas conseguiram sua primeira boa vista da estrutura do vírus do mosaico do tabaco (Figura 12.2) e outros. A estrutura superficial dos viriões pode ser observada por microscopia eletrônica de varredura e transmissão, enquanto que as estruturas internas do vírus só podem ser observadas em imagens de um microscópio eletrônico de transmissão (figura 12.4).

O uso desta tecnologia tem permitido a descoberta de muitos vírus de todos os tipos de organismos vivos. Eles foram inicialmente agrupados por morfologia compartilhada, significando seu tamanho, forma e estruturas distintivas. Mais tarde, grupos de vírus foram classificados pelo tipo de ácido nucleico que continham, DNA ou RNA, e se seu ácido nucleico era de cadeia simples ou dupla. Mais recentemente, a análise molecular dos ciclos de replicação viral aperfeiçoou ainda mais a sua classificação.um virião consiste num núcleo de ácido nucleico, num revestimento proteico externo e, por vezes, num invólucro exterior feito de proteínas e membranas fosfolípidas derivadas da célula hospedeira. A diferença mais visível entre os membros das famílias virais é a sua morfologia, que é bastante diversa. Uma característica interessante da complexidade viral é que a complexidade do hospedeiro não está correlacionada com a complexidade do virião. Algumas das estruturas de virião mais complexas são observadas em bacteriófagos, vírus que infectam os organismos vivos mais simples, bactérias.os vírus

vêm em várias formas e tamanhos, mas estes são consistentes e distintos para cada família viral (figura 12.5). Todos os viriões têm um genoma de ácido nucleico coberto por uma camada protetora de proteína, chamada capsídeo. O capsid é feito de subunidades proteicas chamadas capsómeros. Algumas capsides virais são simples “esferas” poliédricas, enquanto outras são bastante complexas em estrutura. A estrutura externa em torno do capsid de alguns vírus é chamado de envelope viral. Todos os vírus usam algum tipo de glicoproteína para se ligarem às células hospedeiras em moléculas da célula chamada receptores virais. O vírus explora essas moléculas de superfície celular, que a célula usa para algum outro propósito, como uma forma de reconhecer e infectar tipos específicos de células. Por exemplo, o vírus do sarampo usa uma glicoproteína de superfície celular em seres humanos que normalmente funciona em reações imunitárias e possivelmente na interação espermatozóide-óvulo na fertilização. A ligação é um requisito para que os vírus penetrem mais tarde na membrana celular, injetem o genoma viral e completem a sua replicação dentro da célula.a bactéria T4, que infecta a bactéria E. coli, está entre os viriões mais complexos conhecidos; a T4 tem uma estrutura de cauda proteica que o vírus usa para se ligar à célula hospedeira e uma estrutura de cabeça que abriga o seu ADN.adenovírus, um vírus animal não desenvolvido que causa doenças respiratórias em humanos, usa espinhos proteicos salientes de suas capsómeros para se ligar à célula hospedeira. Os vírus não desenvolvidos também incluem aqueles que causam poliomielite (poliovírus), verrugas plantar (papilomavírus) e hepatite A (vírus da hepatite A). Vírus não desenvolvidos tendem a ser mais robustos e mais propensos a sobreviver em condições duras, como o intestino.

Envolto virions como o HIV (vírus da imunodeficiência humana), o agente causador da SIDA (síndrome de imunodeficiência adquirida), consistem de ácidos nucléicos (RNA no caso do HIV) e proteínas da cápside rodeado por uma bicamada de fosfolípidos envelope e suas proteínas associadas (Figura 12.5). Varicela, gripe e papeira são exemplos de doenças causadas por vírus com envelopes. Devido à fragilidade do envelope, os vírus não desenvolvidos são mais resistentes a mudanças de temperatura, pH e alguns desinfectantes do que os vírus Envelopados.no geral, a forma do virião e a presença ou ausência de um envelope nos diz pouco sobre as doenças que os vírus podem causar ou que espécies podem infectar, mas ainda é um meio útil para começar a classificação viral.

Qual das seguintes afirmações sobre a estrutura do vírus é verdadeira?

a) todos os vírus estão envoltos numa membrana viral.

B) O capsomere é constituído por pequenas subunidades proteicas chamadas capsides.

C) o ADN é o material genético de todos os vírus.as glicoproteínas ajudam o vírus a ligar-se à célula hospedeira.

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Ao contrário de todos os organismos vivos que utilizam o ADN como material genético, os vírus podem utilizar ADN ou ARN como seu. O núcleo do vírus contém o genoma ou o conteúdo genético total do vírus. Os genomas virais tendem a ser pequenos em comparação com bactérias ou eucariotas, contendo apenas os genes que codificam proteínas que o vírus não pode obter a partir da célula hospedeira. Este material genético pode ser de cadeia simples ou de cadeia dupla. Também pode ser linear ou circular. Enquanto a maioria dos vírus contém um único segmento de ácido nucleico, outros têm genomas que consistem de vários segmentos.os vírus do ADN têm um núcleo de ADN. O DNA viral direciona as proteínas de replicação da célula hospedeira para sintetizar novas cópias do genoma viral e transcrever e traduzir esse genoma em proteínas virais. Os vírus do DNA causam doenças humanas como varicela, hepatite B e algumas doenças venéreas como herpes e verrugas genitais.os vírus ARN

contêm apenas ARN nos seus núcleos. Para replicar os seus genomas na célula hospedeira, os genomas dos vírus ARN codificam enzimas não encontradas nas células hospedeiras. As enzimas de RNA polimerase não são tão estáveis como as ADN polimerases e muitas vezes cometem erros durante a transcrição. Por esta razão, mutações, alterações na sequência nucleotídica, nos vírus ARN ocorrem mais frequentemente do que nos vírus do ADN. Isto leva a uma evolução mais rápida e mudança nos vírus RNA. Por exemplo, o fato de que a gripe é um vírus RNA é uma razão pela qual uma nova vacina contra a gripe é necessária todos os anos. As doenças humanas causadas pelos vírus RNA incluem hepatite C, sarampo e raiva.os vírus podem ser vistos como parasitas intracelulares obrigatórios. O vírus deve se ligar a uma célula viva, ser levado para dentro, fabricar suas proteínas e copiar seu genoma, e encontrar uma maneira de escapar da célula para que o vírus possa infectar outras células e, em última análise, outros indivíduos. Os vírus podem infectar apenas certas espécies de hospedeiros e apenas certas células dentro desse hospedeiro. A base molecular para esta especificidade é que uma molécula de superfície particular, conhecida como receptor viral, deve ser encontrada na superfície celular do hospedeiro para que o vírus se ligue. Além disso, as diferenças metabólicas observadas em diferentes tipos celulares com base na expressão diferencial do gene são um fator provável no qual as células que um vírus pode usar para replicar. A célula deve estar a produzir as substâncias de que o vírus necessita, tais como enzimas para as quais o próprio genoma do vírus não tem genes, ou o vírus não será capaz de replicar usando essa célula.

passos das infecções virais

um vírus deve “assumir” uma célula para replicar. O ciclo de replicação viral pode produzir alterações bioquímicas e estruturais dramáticas na célula hospedeira, que podem causar danos celulares. Estas alterações, chamadas efeitos citopáticos, podem alterar as funções celulares ou até mesmo destruir a célula. Algumas células infectadas, como as infectadas pelo vírus comum da gripe (rinovírus), morrem através de lise (rebentamento) ou apoptose (morte celular programada ou “suicídio celular”), liberando todos os viriões da progênie de uma vez. Os sintomas das doenças virais resultam da resposta imunitária ao vírus, que tenta controlar e eliminar o vírus do organismo, e de danos celulares causados pelo vírus. Muitos vírus animais, como o HIV (vírus da imunodeficiência humana), deixam as células infectadas do sistema imunológico por um processo conhecido como budding, onde os viriões deixam a célula individualmente. Durante o processo de brotação, a célula não sofre lise e não é imediatamente morta. No entanto, os danos às células que o HIV infecta podem tornar impossível que as células funcionem como mediadoras de imunidade, mesmo que as células permaneçam vivas por um período de tempo. As infecções virais mais produtivas seguem passos semelhantes no ciclo de replicação do vírus: fixação, Penetração, descoagulação, replicação, montagem e libertação.um vírus liga-se a um determinado local receptor na membrana da célula hospedeira através de proteínas de ligação na capsida ou proteínas incorporadas no seu envelope. A ligação é específica, e tipicamente um vírus só se liga a células de uma ou algumas espécies e apenas certos tipos de células dentro dessas espécies com os receptores apropriados.

Ao contrário dos vírus animais, o ácido nucleico dos bacteriófagos é injectado na célula hospedeira nu, deixando o capsídeo fora da célula. Os vírus vegetais e Animais podem entrar nas suas células através de endocitose, na qual a membrana celular envolve e envolve todo o vírus. Alguns vírus envolvidos entram na célula quando o envelope viral se funde diretamente com a membrana celular. Uma vez dentro da célula, o capsídeo viral é degradado e o ácido nucleico viral é liberado, que então se torna disponível para replicação e transcrição.o mecanismo de replicação depende do genoma viral. Os vírus do DNA geralmente usam proteínas das células hospedeiras e enzimas para fazer DNA adicional que é usado para copiar o genoma ou ser transcrito para o ARN mensageiro (mRNA), que é então usado na síntese de proteínas. Os vírus RNA, como o vírus influenza, geralmente usam o núcleo RNA como um modelo para a síntese do RNA genômico viral e ARNm. O ARNm viral é traduzido em enzimas virais e proteínas capsides para montar novos viriões (figura 12.6). Claro que há excepções a este padrão. Se uma célula hospedeira não fornecer as enzimas necessárias para a replicação viral, os genes virais fornecem a informação para a síntese direta das proteínas em falta. Os retrovírus, como o HIV, têm um genoma de RNA que deve ser transcrito ao contrário para fazer DNA, que então é inserido no DNA do hospedeiro. Para converter o RNA em ADN, os retrovírus contêm genes que codificam a enzima específica do vírus, a transcriptase reversa, que transcreve um modelo de RNA para o ADN. O fato de que o HIV produz algumas de suas próprias enzimas, que não são encontradas no hospedeiro, permitiu aos pesquisadores desenvolver medicamentos que inibem essas enzimas. Estes fármacos, incluindo o inibidor da transcriptase reversa AZT, inibem a replicação do VIH reduzindo a actividade da enzima sem afectar o metabolismo do hospedeiro.a última fase da replicação viral é a libertação dos novos viriões no organismo hospedeiro, onde são capazes de infectar células adjacentes e repetir o ciclo de replicação. Alguns vírus são libertados quando a célula hospedeira morre e outros vírus podem deixar as células infectadas brotando através da membrana sem matar diretamente a célula.

Influenza virus é embalado num envelope viral, que se funde com a membrana plasmática. Assim, o vírus pode sair da célula hospedeira sem matá-lo. Que vantagem ganha o vírus ao manter a célula hospedeira viva?

<!- A célula hospedeira pode continuar a fazer novas partículas virais.–>