estratÉgias de replicaÇÃo dos vÍrus dna e rna. classificaÇÃo de baltimore : vírus são...
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ESTRATÉGIAS DE REPLICAÇÃO DOS VÍRUS
DNA E RNA
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CLASSIFICAÇÃO DE BALTIMORE:
Vírus são classificados em sete grupos arbitrários:
I: DNA dupla fita (Adenovirus; Herpesvirus; Poxvirus, etc) II: DNA simples fita de senso positivo (Parvovirus) III: RNA dupla fita(Reovirus; Birnavirus) IV: RNA simples fita de senso positivo (Picornavirus; Togavirus, Flavivírus) V: RNA simples fita de senso negativo (Orthomixovirus, Rhabdovirus, etc) VI: RNA simples fita de senso positivo com um ciclo intermediário de replicação DNA (Retrovirus) VII: DNA dupla fita com um intermediário de RNA (Hepadnavirus)
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PASSOS BÁSICOS DO CICLO DE REPLICAÇÃO DE UM VÍRUS
• ADSORÇÃO ÀS CÉLULAS
• PENETRAÇÃO
• DESNUDAMENTO
• SÍNTESE DO ÁCIDO NUCLEICO E DAS PROTEÍNAS
• MATURAÇÃO
• ESPALHAMENTO PARA AS OUTRAS CÉLULAS
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ADSORÇÃO
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ADSORÇÃO
• Os vírus possuem sítios reativos em sua superfície que interage com receptores específicos na célula hospedeira.
• Interação é PASSIVA
• Especificidade da interação define e limita o tipo de célula hospedeira que pode ser infectada.
• Danos causados a estes sítios de ligação (ex: por desinfetantes ou calor), ou o bloqueio por anticorpos específicos (anticorpos neutralizantes) podem impedir a
infectividade de um vírus.
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PENETRAÇÃO - VÍRUS ENVELOPADOS
Após a adsorção os vírus envelopados se fundem à membrana da célula hospedeira e ocorre a entrada do nucleocapsídeo viral no citoplasma da célula hospedeira.
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PENETRAÇÃO
herpesvirus, paramyxovirus, HIV
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Vírus não envelopados entram na célula por um processo de endocitose que envolve a invaginação da membrana da célula hospedeira e formação de uma vesícula dentro do citoplasma da célula.
PENETRAÇÃO VÍRUS NÃO ENVELOPADOS
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ENDOCITOSE DE VÍRUS NÃO ENVELOPADOS
CITOPLASMA
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SÍNTESE DO ÁCIDO NUCLEICO VIRAL E DAS PROTEÍNAS VIRAIS
• MUITAS ESTRATÉGIAS
• O ÁCIDO NUCLEICO PODE SER SINTETIZADO NO NÚCLEO OU NO CITOPLASMA DA CÉLULA INFECTADA
• A SÍNTESE PROTEICA VIRAL É SEMPRE!! NO CITOPLASMA DA CÉLULA INFECTADA
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DEFINIÇÕES-PROTEÍNASVIRAIS
• PROTEÍNAS ESTRUTURAIS– TODAS AS PROTEÍNAS DO VÍRUS
MADURO
• PROTEÍNAS NÃO-ESTRUTURAIS– CODIFICADAS PELO VÍRUS E QUE NÃO
SÃO EMPACOTADAS NA PARTÍCULA VIRAL MADURA (SÃO REGULATÓRIAS)
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Ex: O genoma do HIVEx: O genoma do HIVEx: O genoma do HIVEx: O genoma do HIV
•Três genes estruturais
•Sequencias repetitivas regulatórias (LTRs)
•Genes regulatórios (não empacotados no virion)
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VIRUS CARREGAM INFORMAÇÃO GENÉTICA PARA:
• ASSEGURAR A REPLICAÇÃO DE SEU
PRÓPRIO GENOMA
• ASSEGURAR O EMPACOTAMENTO DE SEU
GENOMA NO NUCLEOCAPSÍDEO
• ALTERAR A ESTRUTURA OU FUNÇÃO DA
CÉLULA HOSPEDEIRA
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ESTRATÉGIAS DOS VÍRUS DE GENOMA RNA
RNA -> RNARNA polimerase dependente de RNA
RNA -> DNADNA polimerase dependente de RNAtranscriptase reversa
Célula hospedeira DNA -> RNA
RNA polimerase dependente de DNA
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Quando o genoma viral já é um mRNA
GENOMAS DE RNA DE SENSOPOSITIVO (“PLUS”)
AAA
mRNA de senso positivo
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VIRUSRNA DE POLARIDADE
POSITIVA
• EXEMPLOS
• PICORNAVIRUS (Ex: Poliovírus)
• TOGAVIRUS (Ex: Rubéola)
• FLAVIVIRUS (Ex: Dengue)
• RETROVÍRUS Ex: HIV
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REPLICAÇÃO DO RNA
• RNA polimerase viral (replicase)
• Fatores proteicos do hospedeiro envolvidos como acessórios de replicação;
• Novas fitas de RNA positivas servem para:– Empacotamento viral– Moldes para replicação– Moldes para mais tradução
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REPLICAÇÃO DORNA VIRAL
RNA GENÔMICO SENSO POSITIVO 3’5´VPg
RNA (- SENSO) 3’ 5´VPg
RNA GENÔMICO SENSO POSITIVO 3’5´VPg
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RNA GENÔMICO SENSO POSITIVOAAAAA
tradução
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“INTERNAL RIBOSOME ENTRY SITE” (IRES)
RNA GENÔMICO (+ SENSO)AAAAA5´VPg
IRES
codon inicialpara tradução
codon finalpara tradução
POLIPROTEINA
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Genomas de RNA senso positivo com DNA intermediário
DSDNA
+RNA
DSDNA
Transcriptase Reversa deve estar empacotada no virion.
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Necessitam sintetizar o mRNA
GENOMAS DE RNA DE SENSO NEGATIVO (“MINUS”)
RNA polimerase deve estar empacotada no virion.
AAAmRNA de senso positivo
RNA de senso negativo
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VIRUSRNA DE POLARIDADE
NEGATIVAExemplos:
família Rhabdovirus (Vírus da estomatite vesicular; vírus rábico)
família Paramixovirus (PARAINFLUENZA, CAXUMBA, SARAMPO, VÍRUS RESPIRATÓRIO SINCICIAL)
família Filovirus
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3’ 5’genoma senso negativo
3’ 5’ (-)
Cópias completas
5’ 3’ (+)
replicaçãotranscrição
mRNAs (positivos)
AAA
AAA
AAA
AAA
AAA
= cap
TRANSCRIÇÃO, TRADUÇÃO, REPLICAÇÃO
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GENOMAS DE RNA DUPLA FITA
AAAmRNA de senso positivo
RNA genômico dupla fita
RNA polimerase deve estar empacotada no virion.
Necessitam sintetizar o mRNA
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Vírus RNA que não possuem uma fase DNA
-
RNA
Sim
InfecciosoNão
PositivaFita
RNA
Evento Inicial na célulal
Infectividade do RNA
RNA-dependente
RNA polimerase Genoma
SimRNA fita negativa
RNA dupla fita
Não infeccioso
Não infeccioso
Tradução
Transcrição
Transcrição
para transcrição
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DNA polimerase dependente de RNA no vírion
Infectividade do RNA
Evento inicial na célula
RNA fita positiva/DIPLÓIDE
Sim Não infecciosoTranscrição reversa
RETROVIRUS
Genoma
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ESTRATÉGIAS DOS VÍRUS DNA DE REPLICAÇÃO NUCLEAR• mRNAs são necessários para a síntese de
proteínas– Utiliza a RNA polimerase dependente de DNA, mais
proteínas adicionais da célula hospedeira para a síntese do mRNA viral.
• Precisam replicar o seu próprio DNA– Utiliza a DNA polimerase, mais proteínas adicionais
do hospedeiro para replicar o DNA viral
• ESTA MAQUINARIA ESTÁ NO NÚCLEO CELULAR!!
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ADSORÇÃO, PENETRAÇÃODESNUDAMENTO
NUCLEUS
CYTOPLASM
FORA DA CÉLULA
ds DNA +histones
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CICLO LÍTICO DOS VÍRUS DNA NUCLEARES
• FASE PRECOCE (EARLY) – SÍNTESE DE PROTEÍNAS NECESSÁRIAS PARA
A REPLICAÇÃO DO DNA VIRAL– A SÍNTESE DESTAS PROTEÍNAS ALTERA A
SÍNTESE PROTEICA NORMAL DA CÉLULA HOSPEDEIRA
• FASE TARDIA (LATE) -REPLICAÇÃO DO DNA PROPRIAMENTE DITA
– SÍNTESE DE PROTEÍNAS ESTRUTURAIS
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Proteínas precoces incluem as:
• Que são necessárias para a transcrição dos mRNA precoces• São necessárias para a síntese do DNA• Alteram a expressão gênica do hospedeiro• Interferem com as defesas anti-virais do hospedeiro• Interferem com o ciclo de regulação celular
Adapted from Broker,T.R. In Processing of RNA. (Apirion, D ed) 181-212, 1984
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PRODUTOS GÊNICOS MUITO PRECOCES (“immediate early”)
• Papel no desnudamento viral quando no citoplasma
• Uma vez desnudado, os genes precoces estão prontos para a transcrição
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ESTRATÉGIAS DOS VÍRUS DNA DE REPLICAÇÃO CITOPLASMÁTICA
• Precisam ter genes para codificar DNA e RNA polimerases citoplasmáticas.
• Precisam ter genes para codificar proteínas acessórias para a síntese do RNA e DNA.
• Precisam de genomas maiores!!!!!
• Ex: família dos poxvírus (100x mais DNA do que os vírus de DNA nucleares como os parvovírus)
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DNA DNA
mRNA
RNA polimerase viral
VÍRUS DNA DE REPLICAÇÃO CITOPLASMÁTICA
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TRANSCRIÇÃO PRECOCE DOS VÍRUS DNA DE REPLICAÇÃO
CITOPLASMÁTICA
• Ocorre no citoplasma da célula hospedeira
• RNA polimerase viral empacotada no interior do virion
• Enzimas para capping, metilação, poliadenilação no virion
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Inibição da tradução na célula hospedeira
mRNA celularAAAAACAP
Célula não infectada
Subunidade ribosomal +40S normal
mRNA celularAAAAACAP
Subunidade ribosomal +40S alterada
Célula infectada
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RESUMO DAS CLASSES VIRAIS DE ACORDO COM O GENOMA
E AS FORMAS DE REPLICAÇÃO
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Classe I: DNA dupla fita (Adenovirus; Herpesvirus; Poxvirus; Papovavirus)
Dois grupos:
a) Replicação exclusivamente nuclear (ex: Adenovirus, Papovavirus, Herpesvirus).
Muito precoces Precoces Tardios
b) Replicação citoplasmática (ex: Poxvirus). Contém todos os genes responsáveis pela
transcrição e pela replicação e por isso tem um
genoma maior.
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Classe II: DNA Simples fita de senso positivo (Parvovírus)
Replicação ocorre no núcleo e envolve a formação de uma fita de senso negativo que serve de molde para a síntese da fita positivas.
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Classe III: RNA dupla fita (Reovirus)
Estes vírus possuem genomas segmentados. Cada segmento gênico é transcrito separadamente para produzir um mRNA monocistrônico.
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Classe IV: RNA fita simples de senso positivo(Picornavirus; Calicivirus;
Togavirus; Flavivirus; Coronavirus):
mRNA policistrônico: Ex: Picornavirus; Hepatitis A. Genome RNA = mRNA. Tradução resulta numa poliproteína que é posteriormente clivada em proteínas maduras.
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Classe V: RNA Simples fita de senso negativo (Orthomyxovirus; Paramixovirus; Rhabdovirus;
Filovirus; Bunyavirus):
a)Segmentados Ex: Orthomixovirus. Primeiro passo na replicação é a transcrição do RNA senso positivo pela RNA polimerase para produzir mRNAs monocistrônicos que são traduzidos e também servem de molde para a replicação do genoma viral em senso negativo.
b) Não segmentados Ex: Rhabdovirus: Replicação ocorre como acima e os mRNA monocistrônicos são produzidos.
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Classe VI: RNA simples fita de senso positivo com DNA como forma intermediária (Retrovirus):
O genoma é de senso positivo e é o único dentre os vírus que é diplóide.O genoma positivo não serve como mRNA mas como molde para a transcrição reversa.
![Page 44: ESTRATÉGIAS DE REPLICAÇÃO DOS VÍRUS DNA E RNA. CLASSIFICAÇÃO DE BALTIMORE : Vírus são classificados em sete grupos arbitrários: I: DNA dupla fita (Adenovirus;](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070311/552fc110497959413d8c59f6/html5/thumbnails/44.jpg)
Classe VII: DNA DUPLA FITA COM RNA DE FORMA INTERMEDIÁRIA (Hepadnavirus):
Este tipo de vírus também utiliza a transcrição reversa mas diferentemente dos retrovírus isto ocorre no interior da partícula viral na hora da maturação da partícula viral. Na hora da infecção da célula hospedeira a primeira coisa que acontece é a transcrição do RNA.