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Vírus

Os vírus foram descritos, pela primeira vez, como agentes causadores de doenças

Foto do CDC no Unsplash

Os vírus foram descritos, pela primeira vez, como agentes causadores de doenças, que se multiplicam somente em células e que, em virtude do seu diminuto tamanho, passam através de filtros ultrafinos que impedem a passagem até mesmo das menores bactérias. No ínicio dos anos 40, generalizou-se que todos os vírus continham ácidos nucléicos, o que foi confirmado por estudos com bacteriófagos, que são vírus bacterianos. Em 1952, foi demonstrado para o bacteriófago T4, que somente o DNA do fago, e não a proteína, penetrava a célula bacteriana hospedeira iniciando os eventos de replicação que levavam a produção de centenas de vírus em cada célula infectada.

A multiplicação viral é frequentemente letal para as células nas quais ocorre, em muitos caso a célula infectada se rompe permitindo, portanto, que a progene tenha acesso à células mais próximas. Muitas das manifestações clínicas da infecção viral refletem este efeito citolítico do vírus. Tanto as úlceras formadas pelo vírus da herpes quanto as lesões causadas pela varicela, por exemplo, refletem a morte de células epiteliais em uma área localizada na pele.

Como veremos, o tipo de ácido nucléico, a estrutura da sua capa, o mecanismo de penetração na célula hospedeira, e o mecanismo de replicação dentro da célula, variam conforme o tipo de vírus.

A CAPA EXTERNA DE UM VÍRUS

A proteína da capa que circunda o ácido nucléico da maioria dos vírus (o capsídeo) contém mais que um tipo de cadeia polipeptídica e é frequentemente organizada em várias camadas. Além disso, em muitos vírus, a proteína do capsídeo é circundada por uma bicamada de membrana lipídica que contem proteínas. Muitos desses vírus com envelope, adquire-o no processo de brotamento de membrana plasmática o qual permite que as partículas virais saiam da célula sem romperem a membrana plasmática e, portanto, sem matar a célula.

OS GENOMAS VIRAIS

O DNA dupla hélice tem as vantagens da estabilidade e da fácil reparação. Se uma cadeia polinucleotídica é acidentalmente lesada, sua cadeia complementar permite que a lesão seja imediatamente corrigida. Entretanto, esta preocupação com o processo de reparação, não afeta tanto os cromossomos virais por eles conterem apenas alguns milhares de nucleotídeos. A chance de uma lesão acidental é muito pequena comparada com o risco do genoma de uma célula comtendo milhões de nucleotídeos.

A informação genética de um vírus pode, portanto, ser produzida em uma variedade de formas não usuais, incluindo RNA ao invés de DNA.

Um cromossomo viral pode se apresentar como uma cadeia de RNA fita simples, uma hélice de RNA fita dupla, uma cadeia circular de DNA fita simples, ou uma cadeia linear de DNA fita simples. Além disto, apesar de alguns cromossomos virais se apresentarem como uma dupla hélice de DNA simples, dupla hélice circulares e outras dupla hélices de DNA linear ainda mais complexas, também são comuns.

CODIFICAÇÃO DA ENZIMAS ENVOLVIDAS NA REPLICAÇÃO VIRAL

Cada tipo de genoma viral requer truques enzimáticos peculiares para a sua replicação codificando não apenas a proteína da capa como também uma ou mais das enzimas necessárias para a replicação do seu ácido nucléico. O volume de informação que um vírus introduz na célula para assegurar sua própria replicação seletiva varia enormemente.
Por exemplo, o DNA do bacteriófago T4 contem cerca de 300 genes que asseguram uma replicação rápida de seu cromossomo na célula hospedeira de E.coli.

Os menores vírus de DNA carregam menos informações genéticas e dependem quase esclusivamente das enzimas da célula hospedeira para procederem sua síntese de DNA, parasitando a maioria das proteínas de replicação de DNA da célula. Entretanto, a maioria dos vírus de DNA codificam proteínas que iniciam, seletivamente, a síntese de seu próprio DNA, reconhecendo no vírus um seqüência particular de nucleotídeo, que funciona com origem de replicação. Isto é importante porque um vírus deve ultrapassar os sinais de controle celular que de outro modo fariam com que o DNA viral replica-se no ritmo da replicação do DNA da célula hospedeira, duplicando-se apenas uma vez em cada ciclo celular. Ainda não entendemos muito como as células eucarióticas regulam sua própria síntese de DNA, e os mecanismos usados pelo vírus para escapar desta regulação.

Os vírus de RNA tem requerimentos particularmente especializados para a regulação, desde que para reproduzirem o seu genoma eles têm que copiar moléculas de RNA, o que significa proceder a polimerização de nucleosídeos trifosfatos a partir de um RNA molde. Normalmente as células não tem enzimas capazes de desempenharem esta reação e, por isso, mesmo o menor dos vírus de RNA devem codificar suas próprias enzimas polimerases dependentes de RNA para se replicarem.

Assim como a replicação do DNA, a replicação do genoma de um vírus de RNA ocorre através da formação de fitas complementares. Para a maioria dos vírus de RNA esse processo é catalizado por RNA polimerases específicas dependentes de RNA (replicases). Estas enzimas são codificadas pelo cromossomo RNAviral e são frequentemente incorporadas a progênie das partículas virais, de forma que através da entrada do vírus na célula, elas podem imediatamente iniciar a replicação do RNAviral.

As replicases são sempre empacotadas dentro do capsídeo dos vírus de RNA de fita negativa, tais como o vírus da influenza e o da estomatite.
Os vírus de fita negativa são assim chamados por que a fita simples infectiva não codifica proteínas, ao contrário, sua fita complementar é que carrega as seqüências codificadoras. Deste modo, a fita infectiva permanece impotente na ausência de uma replicase pré-formada.

De forma contrária, os RNAvirais dos vírus de RNA de fita positiva, como os poliovírus, funcionam como RNA mensageiro e produzem uma replicase assim que entram na célula, portanto, o próprio genoma é infeccioso.

Os genomas de todos os vírus de RNA são pequenos comparados àqueles dos grandes vírus de DNA.

O genoma do retrovírus consiste de uma molécula de RNA de aproximadamente 8.500 nucleotídeos. A enzima transcriptase reversa faz primeiro uma cópia de DNA, a partir da molécula do RNA viral, e a seguir uma segunda fita de DNA, produzindo uma cópia de DNA, a partir do RNA do genoma viral. A integração deste DNA dupla-hélice no cromossomo da hospedeira, catalisada pela integrase viral, é necessária para a síntese de novas moléculas de RNA viral pela RNA polimerase da célula hospedeira.

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