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Laboratório: ICBS- sala 208

(aulas, métodos, artigos, referências, material didático)

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Prof. Paulo Michel Roehe

Vivemos em uma “nuvem” de vírus

• Nós comemos e respiramos bilhões de

vírus regularmente

• Nós carreamos genomas virais como parte

do nosso próprio genoma

• Infectam todas as formas de vida

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Prof. Paulo Michel Roehe

Os vírus infectam todas as formas de vida

4 Fonte: http://www.google.com/imghp

Nós comemos e

respiramos vírus

5 Fonte: http://www.google.com/imghp

Nós carreamos genomas virais como

parte do nosso próprio genoma

6 Fonte: http://www.google.com/imghp

Cada uma de nossas células está

infectada por vírus

• Retrovírus endógenos: elementos virais

derivados de retrovírus

• Traços de infecções virais ocorridas a milhares de

anos integrados no genoma humano

Dewannieux et al., 2006 7

\

EXISTEM VÍRUS EM TODAS AS ESPÉCIES ! _______________ BACTÉRIAS PLANTAS ANIMAIS _______________

Mas, afinal, o que é um vírus?

Diversidade viral

9 Fonte: Shutte, 2005

Miovírus:

fago mais

comumente

encontrado

Podovírus:

fago com uma

ampla gama de

hospedeiros

Sifovírus

tem uma

longa cauda

não contráctil

Curvularia

Thermal

Tolerance

Virus

Vírus da

tolerância

termal da

Curvularia

Não

colonizada

Colonizada

Temperatura

55oC

Curvularia

protuberata

Todos os vírus causam danos?

10 Fonte: Flint et al., 2009

Pétalas “anormais”

Quebras de cor

Não forma pigmento em

partes da flor

Tulip breaking virus (TBV)

11 Fonte: http://www.google.com/imghp

Vírus contribuem para a diminuição

do aquecimento global

12 Fonte: www.greenclick.com.br

13 Fonte: Shutte, 2005

Vírus: catalisador do ciclo de carbono

Desmatamento Queima comb. fóssil

Processos biológicos

e químicos

Atmosfera

Combustível fóssil

Plâncton

Termoclima

Plâncton infectado

por vírus

Lise do plâncton

por vírus

Células não infectadas

e detritos

Oceano

1 Gt: 1 bilhão de tonelada

32 Gt/ano

Se não tivesse a lise das

células a eficiência da

fotossíntese seria menor,

pois teria menos CO2 dis-

ponível.

• Nem todos os vírus causam doenças

• Maioria dos vírus são “benéficos”

Todos os vírus causam danos?

Curvularia

Thermal

Tolerance

Virus

• HSV‐1, HSV‐2, VZV, EBV, HCMV, HHV‐6, HHV‐7,

HHV‐8

• Uma vez infectado, estes vírus permanecem no

organismo por toda a vida

O quão infectados estamos?

Miosina Actina

Poliovírus

Ribossomos

Átomo de carbono

HIV-1

TMV

E. coli

Fago

100.000 X 1.000.000 X

Os vírus são muito pequenos

Os vírus são muito pequenos

• Ordem (-virales)

• Família (-viridae)

• Gênero (-virus)

• Espécie

• Ex: Picornavirales (ordem)

Picornaviridae (família)

Enterovirus (gênero)

Poliovirus, rinovirus (espécies)

Classificação dos vírus

• Natureza e sequencia de ácido nucleio

• Simetria ou forma do capsídeo

• Presença ou ausência de envelope

• Dimensão do virion ou capsídeo

Classificação dos vírus

• ICTV: Comitê Internacional de Taxonomia de

Vírus

• 40.000 vírus isolados de bactérias, plantas,

animais e alocados em 6 ordens, 87 famílias,

349 gêneros e 2284 espécies

• Porém, há 1030 vírus no oceano

Classificação dos vírus

“Em 14/05/1796, usando material com cowpox

da mão da ordenhadeira Sarah Nelmes,

Edward Jenner inoculou James Phipps, um

menino de 8 anos de idade. O menino contraiu

cowpox e recuperou-se rapidamente.

No dia 1o de Julho, o menino foi inoculado com

Varíola, e não desenvolveu a doença.....”

Cowpox - lesões

Varíola

Coletando material para vacina

poxvírus Microscópio eletrônico

Pox vírus (varíola)

Pox vírus (ectima)

Organização Mundial de Saúde

Em 1980:

Declara erradicada a varíola

(mas a ameaça terrorista persiste...)

1857

>

L Pasteur father of microbiology

Louis Pasteur

(1822-1895)

Imunofluorescência direta- raiva

Chamberland Candles (filters)

1884 C Chamberland development of the Chamberland-Pasteur unglazed porcelain

ultra-filter and the autoclave

Vírus do mosaico

do tabaco

HISTÓRICO

-Ellerman & Bang (1908):

transmissão da leucose das aves

-Rous (1911):

sarcoma das aves

-Stanley (1935):

cristalização (vírus do

mosaico do fumo)

-Microscopia eletronica (Max Knott and Ernst Ruska, 1931)

Em 1947 Jonas Salk foi nomeado chefe da pesquisa em vírus na University of Pittsburgh.

Começou a trabalhar como vírus da polio. Para começar, ele tinha que examinar 125

amostras de vírus. Ele descobriu que eles consistiam basicamente três tipos distintos, e

que uma vacina deveria incluir estes tipos para proteger contra todas as amostras do vírus.

Um dos maiores problemas à época era produzir vírus suficiente para preparar a vacina.

Em 1948 J.F. Enders, T.H. Weller e F.C. Robbins) multiplicaram o virus em pedaços de

tecidos, sem a necessidade de um organismo intacto, como embriões de galinha.

Bactérias freqüentemente contaminavam os tecidos,

mas a equipe de Enders experimentou a penicilina–

descoberta 20 anos antes por Alexander Fleming

e desenvolvida nos 1940s por Ernst Chain and

Howard Florey – capaz de evitar o crescimento

bacteriano.

A partir daí vírus como o do sarampo e da polio

puderam ser multiplicados em grandes quantidades.

Esta equipe ganhou o Prêmio Nobel de 1954 de

fisiologia/medicina.

Fonte: http://www.pbs.org/wgbh/aso/databank/entries/dm52sa.html

Jonas Salk e a vacina contra a poliomielite (1952)

\

EXISTEM VÍRUS EM TODAS AS ESPÉCIES

QUE TEM CÉLULAS! (e a imensa maioria deles não são patogênicos!)

_______________ BACTÉRIAS PLANTAS ANIMAIS _______________

Mas, afinal, o que é um vírus?

Vírus: definição Microorganismos que se multiplicam - dentro de células vivas, -usam ( em maior ou menor grau) o sistema de síntese das células; - induzem a síntese de ácido nucléico viral e proteínas capazes de auxiliá-los a infectar novas células.

- seu único objetivo é perpetuar-se na natureza !

Propriedades dos vírus frente a outros microorganismos

MULTIPLICAÇÃO DNA

SENSIBIL. A:

EM DIVISÃO + _________________

MEIO NÃO VIVO BINÁRIA RNA RIBOSSOMOS ANTIBIÓT. IFN

_________________________________________________________________

Bactéria + + + + + -

Mycoplasma + + + + + -

Rickettsia - + + + + -

Clamídia - + + + + +

Vírus - - - - - + ______________________________________________

Medidas comuns em virologia

Micron () = 1/1 000 mm (10-3 mm)

Nanômetro (nm) = 1/1 000 000 mm (10-6 mm)

Ângstrom (Å) = 1/ 10 000 000 mm (10-7 mm)

Dalton (Da, D, KDa)= 1,66 x 10 –24 g

Tamanho dos vírus: de 15 a 300 nm

Exceção: Ebola => até 14 000 nm

300 nm

O QUE É UM “VÍRION” ?

É UMA PARTÍCULA VIRAL

COMPLETA,

sinônimo de:

UMA PARTÍCULA VIRAL

INFECCIOSA

UM VíRION de ADENOVÍRUS)

ESTRUTURA

DOS VÍRUS

Núcleo (é o genoma)

Capsídeo (composto por capsômeros)

Alguns vírus tem ainda:

Envelope (derivado de membranas,

com proteínas codificadas pelo vírus)

ESTRUTURA DOS VÍRUS

CAPSÍDEO

ENVELOPE

NÚCLEO

Genomas virais DNA RNA

Fita simples (fs) (“single stranded”)

Fita dupla (fd) (“double stranded”)

Circular

Polaridade positiva (+) ou negativa (-)

Segmentado

Dupla fita, segmentado

fita simples

DNA

fita dupla (todos os demais)

Os genomas virais

herpesvírus

Circovírus (TTV) Parvovírus (B19)

adenovírus

Os genomas virais de RNA

fita simples

RNA

fita dupla

ebola RSV

rotavírus reovírus

Raiva Ebola Vírus respiratório

sincicial

( a maioria)

(poucos)

GENOMAS DE RNA

Genomas de RNA de fita

positiva e negativa:

positiva: aug gca cga

met ala arg

negativa: uac cgu gcu

picorna

raiva

GENOMAS DE RNA

polaridade positiva:

são capazes de sintetizar proteínas a partir

de seu genoma, que é igual ao mRNA !

polaridade negativa:

necessitam sintetizar seu mRNA para

depois poder sintetizar proteínas !

Genomas virais

Ácido Nucléico

DNA

RNA

Fita dupla

Positiva

Negativa

RNA DNA

Fita simples

Fita dupla

Fita simples

Vírus com transcriptase reversa

Retroviridae

Hepadnaviridae

Imunodeficiencia humana (HIV)

imunodeficiencia bovina,

imunodeficiência felina

Leucose dos bovinos e das aves

Visna/maedi, Artrite-encefalite caprina

Hepatite B

O CAPSÍDEO

cpv_stereo.mov

Simetria icosaédrica Simetria helicoidal

FUNÇÕES DO CAPSÍDEO

Empacotamento

Proteção do ácido nucléico (AN)

Transporte do AN p/outras

células

Fornece a especificidade para a

adsorção

Capsídeo viral

Capsômeros

(formam o capsídeo)

Núcleo + capsídeo =

Nucleocapsídeo

Simetria do nucleocapsídeo

1- Icosaédrica ou cúbica (picorna, adeno)

Simetria helicoidal (rhabdo, orthomyxo, paramyxo)

Influenza (segmentado)

Raiva (não segmentado)

Vírus respiratório sincicial

(não segmentado)

(Podem ser segmentados ou não)

Ebola

(não segmentado)

Simetria do nucleocapsídeo

3- Complexa (somente os poxvírus)

Algumas formas

(Obs: a forma não necessariamente reflete a simetria do nucleocapsídeo!)

adenovírus

nucleocapsídeo

de paramixovírus

parvovírus papilomavírus

100 nm

Algumas formas

herpesvírus

parainfluenza

vírus influenza

poxvírus

O ENVELOPE

Frouxo em relação ao capsídeo

Intimamente ligado ao capsídeo

PROTEÍNA frequentemente

glicosilada

ENVELOPE

VIRAL

bicamada

fosfolipídica

CAPSÍDEO

Membrana da célula hospedeira

Bicamada

Lipídica

PROTEINAS CELULARES

+ +

+ + +

-

-

- -

+ +

+ + -

+ + +

+ +

+

+ +

+ +

+

-

- -

- - -

- -

-

- - -

- - -

+ - - +

+

+

-

PEPLôMEROS (Frequentemente são glicosilados, i.é., são glicoproteínas )

PROTEÍNA

CADEIA LATERAL DE

CARBOHIDRATO

Ligação nas proteínas

do capsídeo

COOH

ENVELOPE VIRAL

BICAMADA

LIPÍDICA

Proteínas estruturais e

não-estruturais

O quê as proteínas virais fazem?

Protegem o ácido nucléico

Ligam-se a receptores nas células

Penetram na membrana celular

Ajudam a replicar o ácido nucléico (alguns)

Começam o programa de replicação(alguns)

Modificam a célula hospedeira (alguns)