à memória de Arménio Fontes / Belmira Maduro. Ligas metálicas
Replicação viral - ibb.unesp.br · formação de um vírus maduro em um determinado sítio da...
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Simplicidade e ordem seguida pelos vírus
❖ todos os genomas virais são consideradosparasitas moleculares obrigatórios, que só tem função após replicarem nas células
❖ todos os vírus devem fazer um mRNA, quepode ser traduzido pelos ribossomos do hospedeiro
❖ são parasitas de energia
Importantes definições
❖ uma célula suscetível tem um receptor paradeterminado vírus – a célula pode ou não darsuporte à replicação viral
❖ uma célula resistente não tem receptor –podeou não ser competente à replicação viral
❖uma célula permissível tem a capacidade de replicar o vírus – a célula pode ou não ser suscetível
❖ uma célula suscetível e permissível é a únicacélula capaz de ser infectada e dar condições parasua replicação
Estudo do ciclo infeccioso dos vírus nas células
✓ só foi possível após1949
✓ Enders, Weller e Robbins propagaramPoliovirus em culturade células humanas –cultura primária de tecido de embrião
✓ Prêmio Nobel - 1954
Cultivo de vírus
Fibroblastos humanos Fibroblastos de rato Célula epitelialhumana (HeLa)
Células contínuas
Adsorção
Adsorção: ligação do vírus à célula hospedeira• O vírus interage com a célula na membrana plasmática• A proteína viral se liga ao receptor de superfície celular
• Ligação envolve forças eletrostáticas opostas• Alguns vírus precisam de co-receptores na superfície da célula
Figure 4.1
Adsorção
• Encontrando a célula alvo
– receptores
• Adesão à superfície da célula (eletrostática)
– inespecífica
• Adsorção a receptor específico nasuperfície da célula
– mais de um receptor pode estar envolvido
• Transferência do genoma dentro da célula
Remoção de receptores da superfície da célula
Adaptado de J. C. Paulson and G. N. Rogers, Methods Enzymol. (1987): 168-198.
Anticorpos monoclonais bloqueiam a superfície da célula
Adaptado de Staunton, D. E., et al. Cell 56 (1989):849–853.
Experimentos de transferência de genes
Adaptado de C. Mendelsohn, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 20 (1986): 7845-7849
Adsorção
A interação:
• é específica
• para os vírus não-envelopados, pode ocorrer através das proteínas do capsídeo maisexpostas ou em “canyons” formados pelas proteínas do capsídeo
• para os vírus envelopados, ocorre com as proteínas de ligação inseridas no envelope
• determina o tropismo com o vírus
Figure 4.2Essential Human Virology - Jennifer Louten - Academic Press; 1st edition
http://www.blackwellpublishing.com/wagner/animation.asp
Adaptado de Wagner, Edward K. and Hewlett, Martinez J. Basic Virology, 2nd Edition. Blackwell Publishing, 2003.
Penetração
Adaptado de E. K. Wagner and M. J. Hewlett. Basic Virology, Second Edition. Blackwell Publishing, 2003.
Penetração
V’irus da hepatite murina (família Coronaviridae): endocitose mediada por receptor em células de intestino de rato
F.A. Murphy, School of Veterinary Medicine, University of California, Davis
Adaptado de E. K. Wagner and M. J. Hewlett. Basic Virology, Second Edition. Blackwell Publishing, 2003.
Penetração por endocitose e descapsidação de vírus sem envelope
Obtido em http://www.icb.usp.br/~mlracz/animations/kaiser/kaiser.htm
Penetração através de rearranjo das proteínas do capsídeo e descapsidação de
vírus sem envelope
Obtido em http://www.icb.usp.br/~mlracz/animations/kaiser/kaiser.htm
Simplicidade e ordem seguida pelos vírus
❖ todos os genomas virais são consideradosparasitas moleculares obrigatórios, que só tem função após replicarem nas células
❖ todos os vírus devem fazer um mRNA, quepode ser traduzido pelos ribossomos do hospedeiro
❖ são parasitas de energia
Grande descoberta em 1950
o ácido nucléico é responsável pelo código genético
Alfred Hershey & Martha Chase, 1952
FATOGenomas virais tem que fazer mRNA, que possa ler lido pelos ribossomos
Todos os vírus seguem a regra sem exceções
Replicação, transcrição e tradução são processos localizados nas células hospedeiras
Adaptado de Andrews Hughes, "The Central Dogma and Basic Transcription," Connexions,” http://cnx.org/content/m11415/latest/.
O sistema original de Baltimore não conhecia o genoma dos Hepadnaviridae (gapped DNA)
David Baltimore
DEFINIÇÕES
• mRNA é sempre a fita positiva (+)
• A polaridade equivalente para DNA também é positiva (+)
• O complementar das fitas + de RNA e DNA são as fitas negativas (-)
• mRNA já consegue ser traduzido pelo ribossomo em proteína
• Nem todo RNA+ é mRNA
As 7 classes dos genomas virais
• DNA fita dupla
• DNA fita dupla gapped
• DNA fita simples
• RNA fita dupla
• RNA fita simples +
• RNA fita simples –
• RNA fita simples + com
DNA intermediário
Adsorção Liberação
Penetração NúcleoMontagem Maturação
Descapsidação
Polimerase
Expressão precoce de proteínas
Proteínas não estruturais
mRNA mRNA
Expressão gênica tardia
Proteínas estruturais
Replicação vírus de DNA
Vírus dsDNA• Maioria dos vírus dsDNA duplica seu genoma no núcleo da
célula
– Uso da maquinaria de síntese de DNA e RNA da célulahospedeira
Adapted from D. R. Harper. Molecular Virology, Second Edition. BIOS Scientific Publishers, 1999.
DNA de fita dupla (dsDNA)
Papillomaviridae (8 kbp)
©Principles of Virology, ASM Press
Genomas copiados pela DNA polimerase do hospedeiro Genomas virais codificam DNA polimerase
Vírus ssDNA
Adapted from D. R. Harper. Molecular Virology, Second Edition. BIOS Scientific Publishers, 1999.
Adsorção Liberaçao
Penetração
Montagem Maturação
Descapsidação
Polimerase e proteínasestruturais
mRNA
RNA de fita +
fita+fita- fita+
Núcleo
Vírus +ssRNA
• Contém genomas +ssRNA nãosegmentados
• O RNA na partícula viral funciona como um mRNA
• O mRNA viral é reconhecido pelamaquinaria celular traducional
• Contém uma RNA polimeraseviral RNA-dependente paraduplicar os genomas virais
Adapted from D. R. Harper. Molecular Virology, Second Edition. BIOS Scientific Publishers, 1999.
Lista de vírus +ssRNA e sua estratégia de replicação.
Adsorção Liberação
Penetração
Montagem Maturação
Descapsidação
Polimerase e proteínasestruturais
RNA de fita -
fita-fita+ fita-
Núcleo
Vírus -ssRNA• Contém genomas -ssRNA segmentados ou não-segmentados
• Contém um gene responsável por uma RNA polimerase viral RNA-dependente
Figure 3-12a
Figure 3-12b
Adapted from D. R. Harper. Molecular Virology, Second Edition. BIOS Scientific Publishers, 1999.
Adsorção Liberação
Penetração Núcleo
Montagem Maturação
Descapsidação
Replicação dos retrovirus
Transcriçãoreversa
Integração
RT
Adsorção Liberação
Penetração Núcleo
Montagem Maturação
Descapsidação SplicedmRNA
Expressão precoce de proteínas
Proteínas não estruturais
Expressão gênica tardia
Proteínas estruturais
Replicação HIV
Transcriçãoreversa
Integração
UnsplicedmRNA
RT
Vírus com genoma ssRNA que usam um dsDNAIntermediário para replicar
Adapted from D. R. Harper. Molecular Virology, Second Edition. BIOS Scientific Publishers, 1999.
Os vírus superaram o dogma de um gene para uma proteína
• Vírus podem ter uma expressão gênicamuito resumida
• Vírus podem fazer múltiplas proteínas a partir de um gene:
• Fazendo grandes poliproteínas e clivando-as em várias proteínas menores
• Possuindo “overlapping reading frames” (diferentes fases de leitura)
• Utilizando múltiplos sítios para começar a tradução
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Montagem
• Envolve a reunião de todos os componentes necessários para a formação de um vírus maduro em um determinado sítio da célula– A estrutura básica do vírus é formada
• Sítio de montagem depende do sítio de replicação dentro da célula & do mecanismo pelo qual o vírus é liberado– Na maioria (nem todos) vírus RNA a montagem ocorre no citoplasma
– Na maioria (nem todos) vírus DNA a montagem ocorre no núcleo• Poxvirus vírus DNA mas podem se replicar no citoplasma por terem sua própria
RNA polimerase e portanto são montados no citoplasma
• Como nos estágios iniciais da replicação, nem sempre é possível identificar a montagem, maturação e liberação das partículas virais em fases distintas e separadas.
http://www.blackwellpublishing.com/wagner/animation.asp
Liberação por lise da célula de vírus sem envelope
Obtido em http://www.icb.usp.br/~mlracz/animations/kaiser/kaiser.htm
Liberação por exocitosede vírus envelopados
Obtido em http://www.icb.usp.br/~mlracz/animations/kaiser/kaiser.htm
Liberação por brotamentode vírus envelopados
Obtido em http://www.icb.usp.br/~mlracz/animations/kaiser/kaiser.htm
Efeito citopático
http://www.virology.ws/2010/02/03/now-playing-viral-plaque-formation/
“Shutoff”• Uma série de vírus
que podem causar a lise da célula mostram um fenômeno conhecido como “shutoff” logo no início da infecção
• O “shutoff” é repentino e cessa rapidamente a síntese macromolecular da célula hospedeira
Análise bioquímica da infecção