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TÓPICO
Sônia Godoy Bueno Carvalho Lopes
Fanly Fungyi Chow Ho
Vírus 9
Licenciatura em Ciências · USP/ Univesp
9.1 Introdução ao grupo dos vírus	
9.2 Estrutura Viral	
9.3 O ciclo de Replicação	
9.4 Classificação dos Vírus	
9.5 Vacinas
9.6 Doenças mais comuns causadas por vírus
Licenciatura em Ciências · USP/Univesp 153
9.1 Introdução ao grupo dos vírus
Os vírus são pequenas entidades visíveis em sua imensa maioria apenas com microscópio ele-
trônico, e carregam uma quantidade mínima de material genético constituído por uma ou várias
moléculas de DNA ou RNA. O material genético é protegido por um envoltório proteico, o
capsídeo. Em alguns vírus há também mais um envoltório externo ao capsídeo, composto de uma
bicamada fosfolipídica e por proteínas imersas nessa bicamada. Os vírus não possuem organização
celular nem organelas ou ribossomos,não são capazes de produzir sua própria energia metabólica e
precisam necessariamente invadir e controlar uma célula para poder se replicar e se dispersar,sendo
considerados parasitas intracelulares obrigatórios.Aminoácidos, nucleotídeos, ribossomos e energia
metabólica são obtidos a partir de seus hospedeiros. Além disso, diferentemente dos organismos
formados por células,os vírus são incapazes de crescer em tamanho e de se dividir autonomamente.
Existe um grande debate em que se discute a origem dos vírus,sua classificação e até mesmo
se representam um tipo de organismo vivo.O que sabemos certamente é que as partículas virais
são entidades naturais sujeitas a todas as forças evolutivas, inclusive mutação, recombinação, se-
leção natural e derivação gênica. Por isso, a tendência é considerá-los como formas particulares
de vida. Há também um grande debate sobre a origem dos vírus.Atualmente há duas grandes
correntes: a que considera os vírus como derivados de seres celulares e, portanto, mais recentes
na árvore da vida, e a que considera os vírus como as primeiras formas de vida.
Independentemente dessas dúvidas sobre a origem dos vírus, eles representam uma impor-
tante força ecológica, pois parasitam todo tipo de vida na Terra, inclusive micro-organismos,
como unicelulares eucariontes, bactérias e arqueias. Possuem grande importância médica e
econômica, sendo a causa de dezenas de doenças infecciosas nos seres humanos. Por exemplo, a
Síndrome da Imunodeficiência Adquirida (sigla Sida, derivada do português, ou Aids, derivada
do inglês),causada pelo vírus HIV,é desde a década de 1980 uma das principais causas de morte
no planeta e a doença infecciosa que mais atinge pessoas.
Antes de prosseguir a leitura do texto, realize a atividade 2: assista
ao vídeo O terror das bactérias, do Museu de Microbiologia
Agora é com você:
No decorrer desta semana,participar da atividade online 1
Vírus 9
154 Licenciatura em Ciências · USP/Univesp
Objetivos
Espera-se que o aluno compreenda:
•	 o debate em que se discute se os vírus representam um tipo extremamente reduzido de or-
ganismo ou se poderiam ser derivados das primeiras formas vivas que surgiram no planeta;
•	 os diferentes tipos de vírus,classificando-os de acordo com a organização do material genético;
•	 os diferentes ciclos de vida e métodos de replicação mais comuns;
•	 a impacto deste grupo, principalmente na área da Saúde.
9.2 Estrutura Viral
Os vírus são entidades com alto grau de redução estrutural. São, em geral, extremamente
pequenos.A maior parte deles é muito menor que as menores bactérias (Figura 9.1), com bem
menos de 1 µm (1 micrômetro, equivalente à milésima parte de um milímetro) e 1 nm (1 nanô-
metro, equivalente à milésima parte de 1 µm). No entanto, alguns vírus podem ter mais de 1 µm,
sendo maiores que algumas bactérias. Um exemplo é o vírus popularmente chamado de Ebola,
que tem 970 nm (ou 0,97 µm),sendo maior que as bactérias do gênero Mycoplasma,causadoras de
alguns tipos de pneumonia e que possuem geralmente 0,3 µm (ou 30 nm) de diâmetro.
Figura 9.1: Esquema compa-
rativo de tamanhos de vírus /
Fonte Cepa; adaptado de Bio.
1. ed. - Editora Saraiva
VIDA E MEIO AMBIENTE Diversidade Biológica e Filogenia
Licenciatura em Ciências · USP/Univesp 155
Os vírus mais simples, chamados de não envelopados, são compostos apenas de material
genético envolto por um capsídeo proteico (Figura 9.2).O capsídeo,ou cápsula proteica,
é formado por proteínas produzidas na célula parasitada sob o comando do material genético
do vírus. Em geral, dentro do capsídeo está
localizado apenas o material genético, mas
podem estar presentes também algumas
proteínas que serão essenciais para a inva-
são da célula hospedeira. Alguns vírus
podem também utilizar parte da membra-
na da célula hospedeira para recobrir a
parte externa do capsídeo. Esses são co-
nhecidos como vírus envelopados. O
envelope é, em geral,composto da bicama-
da fosfolipídica da membrana celular da
célula hospedeira (Figura 9.2), associada
com proteínas de origem viral. Um exem-
plo de vírus que possui envelope é o HIV.
O material genético (ou genoma) dos
vírus pode ser organizado de diversas formas, sendo essa uma característica dos vírus diferen-
te de qualquer outro grupo biológico. Diferentemente da maioria dos organismos que utiliza
apenas DNA (ácido desoxirribonucleico) para armazenar a informação genética, os vírus podem
também utilizar RNA (ácido ribonucleico). Por exemplo, o HIV é um vírus que utiliza RNA
como material genético, enquanto o vírus da catapora utiliza DNA. Em termos de formato, os
genomas virais podem estar organizados em círculos (por exemplo, algumas formas de vírus da
hepatite B), podem também ser lineares (como o HIV) ou até mesmo ser compostos de diversos
pequenos fragmentos lineares (como o vírus da gripe). Essas características servem para classificar
os vírus em diferentes grupos. O genoma viral pode adquirir essas formas independentemente
do tipo de ácido nucleico utilizado. O genoma viral pode ainda estar organizado como uma fita
simples ou uma fita dupla, também independentemente do ácido nucleico ou do formato.
A grande variedade de arquiteturas genômicas encontradas nos vírus é atribuída às diferentes
estratégias que utilizam para penetrar células. No entanto, essa organização do genoma não
determina a letalidade ou infecciosidade do vírus. Todos os vírus são parasitas intracelulares
obrigatórios. Como regra geral, os genomas de vírus são extremamente reduzidos, os menores
Figura 9.2: Estrutura geral de um vírus envelopado. / Fonte: Cepa;
adaptado de Bio. 1. ed. - Editora Saraiva
Vírus 9
156 Licenciatura em Ciências · USP/Univesp
genomas virais codificam apenas duas proteínas. O vírus da Aids, por exemplo, codifica apenas
16 proteínas (Figura 9.3).Porém,alguns vírus podem chegar a codificar centenas de proteínas,
como é o caso de alguns vírus de amebas (mimivírus).
9.3 O ciclo de Replicação
Os vírus infectam todos os tipos de organismos vivos.A estratégia básica de um vírus pode
ser entendida em seis estágios principais: 1. adesão; 2. penetração; 3. remoção do capsídeo;
4. replicação genética; 5. montagem das partículas virais; e 6. dispersão. Cada vírus segue
uma estratégia diferente em cada um desses estágios, porém o princípio geral infeccioso é
o mesmo: utilizar a célula hospedeira para produzir mais partículas virais. Abaixo temos o
exemplo do bacteriófago, um vírus que ataca especificamente bactérias.
Replicação dos bacteriófagos
Agora que já teve uma noção geral da replicação dos bacteriófagos, vamos fazer um resumo das
diferentes etapas do processo, ampliando para os demais tipos de vírus:
a.	 Adesão do vírus à célula: A adesão é realizada por meio da utilização de proteínas espe-
ciais do capsídeo,as quais interagem com proteínas da membrana plasmática da célula alvo.
Figura 9.3: Esquema de organização genômica do vírus da Aids, com anotações de alguns dos 16 genes (em letras minúsculas e itálico)
que totalizam o material genético do vírus HIV. / Fonte: Cepa; adaptado de HIV Databases
Agora é com você:
Caso ainda não tenha assistido ao vídeo“OTerror das Bactérias”,realize a atividade online 1 – parte 1
VIDA E MEIO AMBIENTE Diversidade Biológica e Filogenia
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b.	 Penetração: Após a adesão, a partícula viral insere seu material genético no interior
da célula. Diferentes vírus utilizam diferentes estratégias para alcançar esse objetivo.
Bacteriófagos injetam seu DNA na célula hospedeira.Em vírus envelopados,por exemplo,
toda a partícula viral pode ser englobada pela célula por endocitose (processo pelo qual as
células ingerem material formando vesículas chamadas endossomos) ou poder haver fusão
do envelope viral com a membrana plasmática da célula hospedeira (Figura 9.4).
c.	 Remoção do capsídeo: Este estágio é necessário para os vírus que penetraram o
meio intracelular por endocitose ou fusão.A digestão do capsídeo por enzimas presentes
no citoplasma da célula invadida ou dentro da vesícula de fagocitose contendo o vírus
resulta na liberação do material genético viral dentro da célula hospedeira.Vírus como
os bacteriófagos não necessitam deste estágio uma vez que o material genético viral é
diretamente injetado na bactéria infectada.
d.	 Biossíntese: Nesta fase, o vírus impede a síntese de proteínas da célula hospedeira e
promove a transcrição e tradução de seu próprio material genético, utilizando a maqui-
naria da célula hospedeira. Primeiramente, utiliza os nucleotídeos e as enzimas destes
para a produção de diversas cópias do seu próprio material genético (esse passo é expli-
cado mais detalhadamente abaixo).São utilizados ribossomos,enzimas e aminoácidos da
célula hospedeira para a síntese de proteínas, e outros componentes virais para posterior
composição de diversas outras partículas virais.
Figura 9.4: Esquema de penetração
de vírus envelopado: (a) endocitose e
subsequente lise da vesícula; (b) fusão
entre o capsídeo viral e a membrana
plasmática para liberação do material
genético viral. / Fonte: Cepa
b
a
Vírus 9
158 Licenciatura em Ciências · USP/Univesp
e.	 Montagem de partículas virais: Também chamada de maturação, esta fase consiste
na montagem de diversos componentes virais em partículas virais completas.
f.	 Dispersão: O último estágio da multiplicação viral consiste na dispersão das novas partí-
culas virais formadas, pela lise da célula hospedeira ou por brotamento (Figura 9.5). Na
lise da célula hospedeira – mais comum em vírus não envelopados –,os vírus promovem a
síntese da lisozima, uma enzima capaz de romper a membrana plasmática. O rompimento
resulta na morte da célula hospedeira e na liberação dos novos vírus formados para o meio
extracelular. Já o mecanismo de liberação por brotamento é utilizado apenas por vírus
envelopados (como o HIV), que saem para o meio extracelular ao adquirir o envelope a
partir da membrana plasmática da célula hospedeira, ou por vesículas que se fundem com
a membrana plasmática. Os novos vírus são, assim, capazes de infectar novas células, repe-
tindo o ciclo da multiplicação viral.Quando o número de vírus liberados por brotamento
é muito elevado, a célula estoura e morre.
Quando há a liberação de novos vírus a partir da ruptura da membrana da célula hospedeira, o pro-
cesso de multiplicação viral é denominado ciclo lítico (Figura 9.6A e Figura 9.6B).No entanto,
há ainda um ciclo alternativo de multiplicação viral denominado ciclo lisogênico. Nesse método
de replicação viral, o material genético do vírus integra-se ao cromossomo (material genético)
Figura 9.5: Liberação por brotamento e concomitante aquisição do envelope viral a partir da
membrana plasmática do hospedeiro. / Fonte: Cepa
VIDA E MEIO AMBIENTE Diversidade Biológica e Filogenia
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da célula hospedeira (Figura 9.6C), que passa a ser chamada de célula lisogênica, e o material
genético do vírus incorporado ao material genético da célula e que permanece inativo é chamado
de prófago.Toda vez que o material genético da célula hospedeira é replicado, o material genético
do vírus é replicado também, ou seja, todas as células-filhas da célula hospedeira também carregam
o material genético viral incorporado em seu genoma (Figura 9.6D). Eventualmente, o material
genético viral pode se separar do cromossomo da célula e dar início ao ciclo lítico (Figura 9.6E).
9.4 Classificação dos Vírus
Em todos os organismos dos domínios Eukarya, Bacteria e Archaea, o fluxo da informação
genética pode ser representado, em termos gerais, como:
Figura 9.6: Esquema do ciclo lítico e lisogênico em bacteriófagos. / Fonte: Cepa; adaptada de Microbiology:
An introduction media update. Editora Benjamin Cummings.
Figura 9.7: Representação simplifi-
cada do fluxo da informação genética
em todos os organismos celulares /
Fonte: Cepa
Vírus 9
160 Licenciatura em Ciências · USP/Univesp
Todas as informações necessárias para a vida devem estar contidas primariamente nas mo-
léculas de DNA, para que então possam ser transcritas em moléculas de RNA. Dentre os tipos
de RNA, há o RNAm, que contém mensagens que serão traduzidas em proteínas (juntamente
com a participação dos ribossomos).
No entanto, no grupo dos vírus, essa generalização não se aplica em todos os casos. O
material genético primário dos vírus pode ser tanto DNA como RNA. Essa característica é
essencial para sua classificação.
Vamos considerar uma classificação simplificada dos vírus em três grandes grupos:
a.	 Vírus de DNA: O material genético é o DNA e o fluxo da informação genética é,em linhas
gerais, DNA → RNA → proteínas. Um exemplo desse grupo é a família Herpesviridae, em
que os vírus são esféricos,com envelope e medem de 150 a 200 nm de diâmetro.Causam uma
doença chamada herpes.Outros exemplos são vírus do gênero Orthohepadnavirus,pertencentes
à família Hepadnaviridae.São vírus envelopados,esféricos,de aproximadamente 42 nm de diâ-
metro.Estão associados a doenças como hepatite B,cirrose e carcinomas hepatocelulares.
b.	 Vírus de RNA que não são retrovírus: O material genético é o RNA e não possuem a
enzima transcriptase reversa;o fluxo da informação genética é RNA → RNA → proteínas.
A família Picornaviridae pertence a este grupo e inclui os gêneros Hepatovirus e Enterovirus.O
vírus da gripe InfluenzavírusA,dentro da família Orthomyxoviridade,é outro exemplo dentro
deste grupo. São arredondados, mas podem ser filamentosos, envelopados e têm de 80 a
120 nm de diâmetro.
c.	 Vírus de RNA que são retrovírus: O material genético é o RNA e possuem a
enzima denominada transcriptase reversa, que produz primeiramente uma das cadeias
do DNA, que, por sua vez, serve de molde a outra cadeia. Ao final, esse processo gera
uma molécula de DNA, que poderá ser integrada ao genoma do hospedeiro no núcleo
e utilizada para a síntese de RNAm viral (Figura 9.8).
O vírus representante deste grupo é o HIV. Possui de 80 a 100 nm de diâmetro, envelopado,
com dois segmentos idênticos de RNA e as enzimas transcriptase reversa, integrase e protéase.
Estudaremos mais detalhadamente o ciclo de replicação deste vírus na seção 6 deste tópico.
Figura 9.8: Esquema da
formação de RNAm nos
retrovírus / Fonte: Cepa
VIDA E MEIO AMBIENTE Diversidade Biológica e Filogenia
Licenciatura em Ciências · USP/Univesp 161
9.5 Vacinas
Por mais de 200 anos, vacinas têm sido vastamente utilizadas no combate a doenças infecciosas.
Campanhas mundiais de vacinação erradicaram a varíola e, em muitos países, eliminaram a polio-
mielite.A vacinação de crianças reduziu substancialmente a mortalidade infantil em países desenvol-
vidos e a vacinação anual contra o vírus da gripe tem um impacto mundial na redução dessa doença.
A vacinação é um método que visa à prevenção de doenças transmitidas por vírus ou bac-
térias. Nesse método são introduzidos antígenos atenuados que vão desencadear a produção de
anticorpos específicos que combatem aquele antígeno. Nas vacinas, os antígenos podem ser
micro-organismos enfraquecidos, toxinas produzidas pelos micro-organismos ou, ainda, prote-
ínas específicas dos micro-organismos causadores de doenças, que são capazes de desencadear
no corpo uma resposta imunológica, com a produção de anticorpos para o combate e destrui-
ção dos antígenos.É importante ressaltar que os anticorpos produzidos são específicos para cada
antígeno; portanto, a reação antígeno-anticorpo é muito específica.
Assim, as vacinas constituem um mecanismo de imunização ativa do organismo e prepa-
ram o corpo para uma resposta imunológica mais rápida quando em contato novamente com
aquele vírus ou bactéria.
Na vacinação, quando há o primei-
ro contato com o antígeno, ou seja, na
primeira vez que o nosso organismo
“percebe” o antígeno inoculado, a res-
posta imunológica primária é lenta e a
produção de anticorpos, pequena. No
entanto, quando o mesmo corpo entra
em contato em um segundo momento
com o mesmo antígeno,há uma resposta
imunológica mais rápida, resultando em
uma produção maior de anticorpos em
um menor intervalo de tempo. Essa resposta é chamada de secundária e ocorre, por exemplo,
quando a pessoa já vacinada (primeira inoculação do antígeno) entra em contato com o agente
causador da doença (segunda inoculação do antígeno). Nesse caso, a resposta secundária impede
ou dificulta a manifestação da doença (Figura 9.9).
Gráfico 9.1: Gráfico representando as respostas imunológicas primária e
secundária / Fonte: Cepa; adaptado de Bio. 1. ed. - Editora Saraiva
Vírus 9
162 Licenciatura em Ciências · USP/Univesp
Essa capacidade que nosso sistema imunológico tem de reconhecer antígenos previamente
presentes em nosso corpo é chamada de memória imunológica.
Assim, quando o indivíduo apropriadamente imunizado é infectado pelo patógeno de alta viru-
lência,a memória imunológica do nosso corpo permite que o sistema imunológico reconheça pron-
tamente o micro-oganismo invasor e desencadeie uma resposta de defesa potente e imediata para sua
destruição.A infecção será mais rapidamente curada e a doença poderá ser mais branda ou inexistente.
9.6 Doenças mais comuns causadas por vírus
Gripe: O vírus Influenzavírus é o causador da gripe em vertebrados, incluindo aves,
suínos,humanos e outros mamíferos.Pode ser do tipo A,B ou C,sendo o Influenzavírus
A o responsável por todos os surtos mundiais de gripe. Esse vírus consiste em 7 ou 8
segmentos de RNA, encapsulados pelo envelope proteico. Pandemias de gripe foram
marcantes na história.A mais devastadora, a gripe espanhola de 1918, foi causada pelo
vírus Influenza A, subtipo H1N1, e estima-se que em um ano matou de 40 a 100
milhões de pessoas. Esse mesmo subtipo da gripe A – H1N1 foi identificado no surto
de gripe suína que ocorreu em 2009. Já a gripe aviária é identificada como subtipo
H5N1.As letras H e N, que identificam o subtipo de Influenza A, são letras iniciais das
palavras hemaglutinina e neuroaminidase. Essas duas proteínas compõem a superfície
viral e são os antígenos reconhecidos pelo nosso sistema imunológico para combater a
gripe.Há 16 variedades de hemaglutinina e 9 variedades de neuroaminidase que podem
ser combinadas resultando em diferentes níveis de patogenicidade.A grande variedade
encontrada nessas proteínas de superfície, bem como em todo o material genético viral,
provém de mutações e recombinações dos segmentos de RNA que compõem o genoma
do Influenzavírus.O acúmulo gradual de mutações que,ao longo do tempo,culmina em
versões diferentes,porém efetivas,de proteínas de superfícies virais é chamado de deriva
antigênica (Figura 9.10).A evolução dessas moléculas torna os anticorpos produzidos
para combater o vírus da gripe ancestral incapazes de reconhecer o novo subtipo viral,
tornando-os ineficazes no combate à doença.A deriva antigênica é uma das razões pela
qual vacinas para a gripe devem ser desenvolvidas anualmente,a cada temporada de gripe.
Cientistas realizam estudos no intuito de prever as mudanças mais prováveis de ocorrer
VIDA E MEIO AMBIENTE Diversidade Biológica e Filogenia
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nas proteínas presentes nos vírus que circulam atualmente no ambiente e, a partir dessa
previsão, desenvolver vacinas. Existe, portanto, uma probabilidade de a vacina produzida
ser efetiva, bem como uma probabilidade de não ser, caso a previsão das mudanças não
for acurada.Outro processo genômico que ocorre com o vírus da gripe é mudança ou
redistribuição antigênica (Figura 9.10). Nesse processo, dois ou mais tipos diferen-
tes do vírus Influenzavírus A se combinam e formam um vírus totalmente diferente dos
vírus ancestrais,criando novos subtipos de hemaglutinina e neuraminidase.Esse processo
de rearranjo gênico pode ocorrer principalmente com o vírus Influenzavírus A, pois
esse subtipo viral é capaz de infectar grande diversidade de hospedeiros: porcos, aves,
humanos,cães,cavalos etc.Assim,um vírus suíno e outro humano podem se recombinar
em uma ave e dar origem a um novo tipo radicalmente diferente de vírus, contendo
antígenos completamente desconhecidos para o nosso organismo.
Hepatite: Grande parte dos casos de hepatite (inflamação do fígado) é causada por vírus,
porém esta doença também pode ser causada por bactérias, protistas e fungos. Causadas
por vírus, são as chamadas hepatite A (causada por um Picornaviridae), hepatite B (causada
por um Hepadnaviridae), hepatite C (causada por um Flaviridae), hepatite D (causada pelo
vírus da hepatite D) e, ainda, hepatite E (causada por um Caliciviridae).
Vírus e câncer: A relação entre certos tipos de câncer com a infecção por vírus foi de-
monstrada somente no início do século XX.Essa relação permaneceu obscura em função:
Figura 9.10: Representação dos
processos de redistribuição e
deriva antigênica no vírus da gripe
(obs.: “triângulos” são hemaglu-
tininas e “não triângulos” são
neuraminidases) / Fonte: Cepa
Vírus 9
164 Licenciatura em Ciências · USP/Univesp
1. da infecção viral nem sempre desencadear o desenvolvimento de células cancerígenas;
2. do câncer poder se desenvolver muito tempo após a infecção viral; e 3. do câncer em
si não ser contagioso. Os vírus capazes de promover o desenvolvimento de tumores em
animais são chamados de oncovírus e podem pertencer a diversas famílias virais, como
Adenoviridae, Hespesviridae, Poxviridae, Papovaviridae e Retroviridae.
Síndrome da Imunodeficiência Adquirida (Sida, em português,Aids, em inglês).
A Aids é causada pelo vírus HIV e caracteriza-se pelo comprometimento do sistema imu-
nológico em humanos.Assim,esta doença torna as pessoas infectadas muito mais susceptíveis
a outras doenças oportunistas (como pneumonia,tuberculoses,gastroenterite e câncer),que
poderiam ser mais facilmente combatidas em pessoas com o sistema imunológico saudável.
A depleção do sistema de defesa do organismo se deve ao fato de o vírus HIV apresentar
grande afinidade com a proteína CD4 e os linfócitosT auxiliadores (glóbulos brancos com
a função de ativar e direcionar outras células de defesa ao combate contra organismos in-
vasores). Diversas outras células apresentando a proteína CD4 na membrana celular podem
também ser invadidas pelo HIV.A Figura 9.11 esquematiza o ciclo reprodutivo do HIV.
1.	 O HIV entra nas células pela adesão de proteínas presentes em sua superfície com
receptores CD4 presentes nas células do hospedeiro.
2.	 Ocorre a fusão do envelope viral com a membrana celular, liberando o capsídeo
dentro da célula. O RNA viral e enzimas, como a transcriptase reversa, ribonuclease,
integrase e protéase, são injetados na célula.
3.	 A transcriptase reversa promove a transcrição reversa, sintetizando uma fita de
DNA a partir da fita de RNA.A fita complementar ao DNA também é sintetizada
formando uma fita dupla de DNA viral dentro da célula.A enzima ribonuclease
degrada o RNA viral.
4.	 O DNA viral é então transportado ao núcleo e pela ação da enzima integrase une-se
ao genoma hospedeiro.
5.	 A partir do DNA viral integrado, RNA virais são transcritos e transportados
para o citoplasma.
6.	 Alguns RNA virais são traduzidos em proteínas e outros constituem o genoma viral
de novos vírus.
7.	 A enzima protéase quebra longas cadeias peptídicas em diferentes proteínas virais.
8.	 Ocorre a montagem e liberação de novos vírus por brotamento.
VIDA E MEIO AMBIENTE Diversidade Biológica e Filogenia
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Nem sempre a infecção pelo vírus HIV leva a Aids. Na fase latente da infecção, o DNA
viral é incorporado ao genoma, porém, não há transcrição do RNA viral e, portanto, não
há produção de novas partículas virais. No entanto, mesmo sem manifestar os sintomas da
Aids, o portador assintomático do vírus pode transmitir o vírus a outras pessoas por meio
de fluidos corporais das formas já conhecidas de transmissão: contato sexual sem uso de
preservativos,materiais cortantes ou penetrantes (agulhas) contaminados,leite materno de
mães contaminadas e através da placenta diretamente para o feto.A taxa de mutação do
vírus HIV é em geral maior do que a maioria dos outros vírus,tornando o HIV um vírus
muito variável geneticamente. Possui uma taxa alta de replicação, chegando a produzir
Figura 9.11: Esquema do
ciclo reprodutivo do HIV. /
Fonte: Cepa
Vírus 9
166 Licenciatura em Ciências · USP/Univesp
bilhões de cópias a cada dia. À medida que faz cópias, naturalmente produz pequenos
erros que se acumulam com o tempo. Essa alta taxa de mutação do vírus HIV torna o
desenvolvimento de vacinas um grande desafio – não há ainda uma vacina eficaz contra a
Aids – e ainda traz dramática consequência para o tratamento da síndrome: o vírus pode
rapidamente desenvolver resistência a novas drogas anti-HIV, tornando obsoletas drogas já
existentes e exigindo o desenvolvimento acelerado de novas opções farmacológicas.
Além das doenças virais acima descritas detalhadamente, a Tabela 9.1 reúne as doenças
virais mais comuns atualmente, apontando a família e o gênero viral a que pertencem.
Família viral Gêneros importantes Doenças associadas
DNA
Parvoviridae
Parvovirus
Erithrovirus
Causador da danos gastrointestinais
em cães
Eritema infeccioso
Herpesviridae
Varicellovirus
Lymphocryptovirus
Roseolovirus
Catapora
Mononucleose
Roséola
Papipllomavirus Papillomavirus
Verrugas e papilomas humanos
(HPV)
Hepadnaviridae Orthohepadnavirus Hepatite B
RNA
(não retrovírus)
Picornaviridae
Enterovirus
Rhinovirus
vírus da Hepatite A
Poliomielite
Resfriado comum
Hepatite A
Caliciviridae Norovirus, Sapovirus Gastroenterite
Togaviridae Rubivirus Rubéola
Flaviviridae
Flavivirus
Hepacivirus
Dengue, febre amarela
Hepatite C
Rhabdoviridae Lyssavirus Raiva
vírus Hepatite Delta Deltavirus
Hepatite D (requer coinfecção com
hepatite B)
Orthomyxoviridae Influenzavirus A Gripe
Paramyxoviridae
Morbilivirus
Rubulavirus
Sarampo
Caxumba (paratidite infecciosa)
Bunyaviridae Hantavirus
Síndrome cardiopulmonar, febre
hemorrágica com síndrome renal
Filoviridae Ebolavirus Ebola
Reoviridae Rotavirus Gastroenterite
RNA
(retrovírus)
Retroviridae
Lentivirus
Deltaretrovirus
Síndrome da imunodeficiência
adquirida (AIDS)
Linfoma de células T
Tabela 9.1: Doenças virais mais comuns
VIDA E MEIO AMBIENTE Diversidade Biológica e Filogenia
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Fechamento do Tópico
Os vírus representam um interessante fenômeno natural, no limite da vida, devido à sua
existência extremamente reduzida e absoluta necessidade de utilizar células hospedeiras para a
reprodução.Existe um grande debate em que se discute se são vivos ou não.Os vírus geralmen-
te possuem uma estrutura muito reduzida, consistindo apenas em um capsídeo e do material
genético.A replicação viral de bacteriófagos pode ser feita de duas maneiras: diretamente após a
infecção,no chamado ciclo lítico,ou o material genético viral pode ser incorporado ao genoma
da bactéria,ficando dormente,no chamado ciclo lisogênico.Um método comum de prevenção
para doenças virais são as vacinas, que consistem em apresentar o antígeno viral (que pode ser
proteína,capsídeo ou linhagem enfraquecida do vírus) com antecedência para que o corpo possa
construir anticorpos no caso de uma infecção.A Aids, causada pelo vírus HIV, é atualmente a
doença infecciosa que mais afeta pessoas no mundo,para a qual ainda não existe vacina.
Referências Bibliográficas
Abbas, A. K.; Lichtman, A. H.; Pillai, S. Imunologia celular e molecular. 6ª ed. Rio de
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Science,Taylor & Francis Group, 2008. 1.268 p.
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Gorbach, S. L.; Bartlett, J. G.; Blacklow, N. R. Infectious diseases. 3ª ed. Philadelphia:
Lippincott Williams & Wilkins, 2003. 2.700 p.
Lopes, S.; Rosso, S. Bio. 1. ed. São Paulo: Editora Saraiva, 2010. v. 2. 480 p.
Tortora,G.J.;Funke,B.R.;Case,C.L.Microbiology: An introduction media update.7th
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São Francisco, Califórnia: Editora Benjamin Cummings, 2002. 887 pp.
Website
Viralzone. (Disponível em :<http://viralzone.expasy.org/>.Acesso em: 17.Abril.2012)
Agora é com você:
Realizar a atividade online 2 – questões 1, 2 e 3.
Vírus 9

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Vírus

  • 1. TÓPICO Sônia Godoy Bueno Carvalho Lopes Fanly Fungyi Chow Ho Vírus 9 Licenciatura em Ciências · USP/ Univesp 9.1 Introdução ao grupo dos vírus 9.2 Estrutura Viral 9.3 O ciclo de Replicação 9.4 Classificação dos Vírus 9.5 Vacinas 9.6 Doenças mais comuns causadas por vírus
  • 2. Licenciatura em Ciências · USP/Univesp 153 9.1 Introdução ao grupo dos vírus Os vírus são pequenas entidades visíveis em sua imensa maioria apenas com microscópio ele- trônico, e carregam uma quantidade mínima de material genético constituído por uma ou várias moléculas de DNA ou RNA. O material genético é protegido por um envoltório proteico, o capsídeo. Em alguns vírus há também mais um envoltório externo ao capsídeo, composto de uma bicamada fosfolipídica e por proteínas imersas nessa bicamada. Os vírus não possuem organização celular nem organelas ou ribossomos,não são capazes de produzir sua própria energia metabólica e precisam necessariamente invadir e controlar uma célula para poder se replicar e se dispersar,sendo considerados parasitas intracelulares obrigatórios.Aminoácidos, nucleotídeos, ribossomos e energia metabólica são obtidos a partir de seus hospedeiros. Além disso, diferentemente dos organismos formados por células,os vírus são incapazes de crescer em tamanho e de se dividir autonomamente. Existe um grande debate em que se discute a origem dos vírus,sua classificação e até mesmo se representam um tipo de organismo vivo.O que sabemos certamente é que as partículas virais são entidades naturais sujeitas a todas as forças evolutivas, inclusive mutação, recombinação, se- leção natural e derivação gênica. Por isso, a tendência é considerá-los como formas particulares de vida. Há também um grande debate sobre a origem dos vírus.Atualmente há duas grandes correntes: a que considera os vírus como derivados de seres celulares e, portanto, mais recentes na árvore da vida, e a que considera os vírus como as primeiras formas de vida. Independentemente dessas dúvidas sobre a origem dos vírus, eles representam uma impor- tante força ecológica, pois parasitam todo tipo de vida na Terra, inclusive micro-organismos, como unicelulares eucariontes, bactérias e arqueias. Possuem grande importância médica e econômica, sendo a causa de dezenas de doenças infecciosas nos seres humanos. Por exemplo, a Síndrome da Imunodeficiência Adquirida (sigla Sida, derivada do português, ou Aids, derivada do inglês),causada pelo vírus HIV,é desde a década de 1980 uma das principais causas de morte no planeta e a doença infecciosa que mais atinge pessoas. Antes de prosseguir a leitura do texto, realize a atividade 2: assista ao vídeo O terror das bactérias, do Museu de Microbiologia Agora é com você: No decorrer desta semana,participar da atividade online 1 Vírus 9
  • 3. 154 Licenciatura em Ciências · USP/Univesp Objetivos Espera-se que o aluno compreenda: • o debate em que se discute se os vírus representam um tipo extremamente reduzido de or- ganismo ou se poderiam ser derivados das primeiras formas vivas que surgiram no planeta; • os diferentes tipos de vírus,classificando-os de acordo com a organização do material genético; • os diferentes ciclos de vida e métodos de replicação mais comuns; • a impacto deste grupo, principalmente na área da Saúde. 9.2 Estrutura Viral Os vírus são entidades com alto grau de redução estrutural. São, em geral, extremamente pequenos.A maior parte deles é muito menor que as menores bactérias (Figura 9.1), com bem menos de 1 µm (1 micrômetro, equivalente à milésima parte de um milímetro) e 1 nm (1 nanô- metro, equivalente à milésima parte de 1 µm). No entanto, alguns vírus podem ter mais de 1 µm, sendo maiores que algumas bactérias. Um exemplo é o vírus popularmente chamado de Ebola, que tem 970 nm (ou 0,97 µm),sendo maior que as bactérias do gênero Mycoplasma,causadoras de alguns tipos de pneumonia e que possuem geralmente 0,3 µm (ou 30 nm) de diâmetro. Figura 9.1: Esquema compa- rativo de tamanhos de vírus / Fonte Cepa; adaptado de Bio. 1. ed. - Editora Saraiva VIDA E MEIO AMBIENTE Diversidade Biológica e Filogenia
  • 4. Licenciatura em Ciências · USP/Univesp 155 Os vírus mais simples, chamados de não envelopados, são compostos apenas de material genético envolto por um capsídeo proteico (Figura 9.2).O capsídeo,ou cápsula proteica, é formado por proteínas produzidas na célula parasitada sob o comando do material genético do vírus. Em geral, dentro do capsídeo está localizado apenas o material genético, mas podem estar presentes também algumas proteínas que serão essenciais para a inva- são da célula hospedeira. Alguns vírus podem também utilizar parte da membra- na da célula hospedeira para recobrir a parte externa do capsídeo. Esses são co- nhecidos como vírus envelopados. O envelope é, em geral,composto da bicama- da fosfolipídica da membrana celular da célula hospedeira (Figura 9.2), associada com proteínas de origem viral. Um exem- plo de vírus que possui envelope é o HIV. O material genético (ou genoma) dos vírus pode ser organizado de diversas formas, sendo essa uma característica dos vírus diferen- te de qualquer outro grupo biológico. Diferentemente da maioria dos organismos que utiliza apenas DNA (ácido desoxirribonucleico) para armazenar a informação genética, os vírus podem também utilizar RNA (ácido ribonucleico). Por exemplo, o HIV é um vírus que utiliza RNA como material genético, enquanto o vírus da catapora utiliza DNA. Em termos de formato, os genomas virais podem estar organizados em círculos (por exemplo, algumas formas de vírus da hepatite B), podem também ser lineares (como o HIV) ou até mesmo ser compostos de diversos pequenos fragmentos lineares (como o vírus da gripe). Essas características servem para classificar os vírus em diferentes grupos. O genoma viral pode adquirir essas formas independentemente do tipo de ácido nucleico utilizado. O genoma viral pode ainda estar organizado como uma fita simples ou uma fita dupla, também independentemente do ácido nucleico ou do formato. A grande variedade de arquiteturas genômicas encontradas nos vírus é atribuída às diferentes estratégias que utilizam para penetrar células. No entanto, essa organização do genoma não determina a letalidade ou infecciosidade do vírus. Todos os vírus são parasitas intracelulares obrigatórios. Como regra geral, os genomas de vírus são extremamente reduzidos, os menores Figura 9.2: Estrutura geral de um vírus envelopado. / Fonte: Cepa; adaptado de Bio. 1. ed. - Editora Saraiva Vírus 9
  • 5. 156 Licenciatura em Ciências · USP/Univesp genomas virais codificam apenas duas proteínas. O vírus da Aids, por exemplo, codifica apenas 16 proteínas (Figura 9.3).Porém,alguns vírus podem chegar a codificar centenas de proteínas, como é o caso de alguns vírus de amebas (mimivírus). 9.3 O ciclo de Replicação Os vírus infectam todos os tipos de organismos vivos.A estratégia básica de um vírus pode ser entendida em seis estágios principais: 1. adesão; 2. penetração; 3. remoção do capsídeo; 4. replicação genética; 5. montagem das partículas virais; e 6. dispersão. Cada vírus segue uma estratégia diferente em cada um desses estágios, porém o princípio geral infeccioso é o mesmo: utilizar a célula hospedeira para produzir mais partículas virais. Abaixo temos o exemplo do bacteriófago, um vírus que ataca especificamente bactérias. Replicação dos bacteriófagos Agora que já teve uma noção geral da replicação dos bacteriófagos, vamos fazer um resumo das diferentes etapas do processo, ampliando para os demais tipos de vírus: a. Adesão do vírus à célula: A adesão é realizada por meio da utilização de proteínas espe- ciais do capsídeo,as quais interagem com proteínas da membrana plasmática da célula alvo. Figura 9.3: Esquema de organização genômica do vírus da Aids, com anotações de alguns dos 16 genes (em letras minúsculas e itálico) que totalizam o material genético do vírus HIV. / Fonte: Cepa; adaptado de HIV Databases Agora é com você: Caso ainda não tenha assistido ao vídeo“OTerror das Bactérias”,realize a atividade online 1 – parte 1 VIDA E MEIO AMBIENTE Diversidade Biológica e Filogenia
  • 6. Licenciatura em Ciências · USP/Univesp 157 b. Penetração: Após a adesão, a partícula viral insere seu material genético no interior da célula. Diferentes vírus utilizam diferentes estratégias para alcançar esse objetivo. Bacteriófagos injetam seu DNA na célula hospedeira.Em vírus envelopados,por exemplo, toda a partícula viral pode ser englobada pela célula por endocitose (processo pelo qual as células ingerem material formando vesículas chamadas endossomos) ou poder haver fusão do envelope viral com a membrana plasmática da célula hospedeira (Figura 9.4). c. Remoção do capsídeo: Este estágio é necessário para os vírus que penetraram o meio intracelular por endocitose ou fusão.A digestão do capsídeo por enzimas presentes no citoplasma da célula invadida ou dentro da vesícula de fagocitose contendo o vírus resulta na liberação do material genético viral dentro da célula hospedeira.Vírus como os bacteriófagos não necessitam deste estágio uma vez que o material genético viral é diretamente injetado na bactéria infectada. d. Biossíntese: Nesta fase, o vírus impede a síntese de proteínas da célula hospedeira e promove a transcrição e tradução de seu próprio material genético, utilizando a maqui- naria da célula hospedeira. Primeiramente, utiliza os nucleotídeos e as enzimas destes para a produção de diversas cópias do seu próprio material genético (esse passo é expli- cado mais detalhadamente abaixo).São utilizados ribossomos,enzimas e aminoácidos da célula hospedeira para a síntese de proteínas, e outros componentes virais para posterior composição de diversas outras partículas virais. Figura 9.4: Esquema de penetração de vírus envelopado: (a) endocitose e subsequente lise da vesícula; (b) fusão entre o capsídeo viral e a membrana plasmática para liberação do material genético viral. / Fonte: Cepa b a Vírus 9
  • 7. 158 Licenciatura em Ciências · USP/Univesp e. Montagem de partículas virais: Também chamada de maturação, esta fase consiste na montagem de diversos componentes virais em partículas virais completas. f. Dispersão: O último estágio da multiplicação viral consiste na dispersão das novas partí- culas virais formadas, pela lise da célula hospedeira ou por brotamento (Figura 9.5). Na lise da célula hospedeira – mais comum em vírus não envelopados –,os vírus promovem a síntese da lisozima, uma enzima capaz de romper a membrana plasmática. O rompimento resulta na morte da célula hospedeira e na liberação dos novos vírus formados para o meio extracelular. Já o mecanismo de liberação por brotamento é utilizado apenas por vírus envelopados (como o HIV), que saem para o meio extracelular ao adquirir o envelope a partir da membrana plasmática da célula hospedeira, ou por vesículas que se fundem com a membrana plasmática. Os novos vírus são, assim, capazes de infectar novas células, repe- tindo o ciclo da multiplicação viral.Quando o número de vírus liberados por brotamento é muito elevado, a célula estoura e morre. Quando há a liberação de novos vírus a partir da ruptura da membrana da célula hospedeira, o pro- cesso de multiplicação viral é denominado ciclo lítico (Figura 9.6A e Figura 9.6B).No entanto, há ainda um ciclo alternativo de multiplicação viral denominado ciclo lisogênico. Nesse método de replicação viral, o material genético do vírus integra-se ao cromossomo (material genético) Figura 9.5: Liberação por brotamento e concomitante aquisição do envelope viral a partir da membrana plasmática do hospedeiro. / Fonte: Cepa VIDA E MEIO AMBIENTE Diversidade Biológica e Filogenia
  • 8. Licenciatura em Ciências · USP/Univesp 159 da célula hospedeira (Figura 9.6C), que passa a ser chamada de célula lisogênica, e o material genético do vírus incorporado ao material genético da célula e que permanece inativo é chamado de prófago.Toda vez que o material genético da célula hospedeira é replicado, o material genético do vírus é replicado também, ou seja, todas as células-filhas da célula hospedeira também carregam o material genético viral incorporado em seu genoma (Figura 9.6D). Eventualmente, o material genético viral pode se separar do cromossomo da célula e dar início ao ciclo lítico (Figura 9.6E). 9.4 Classificação dos Vírus Em todos os organismos dos domínios Eukarya, Bacteria e Archaea, o fluxo da informação genética pode ser representado, em termos gerais, como: Figura 9.6: Esquema do ciclo lítico e lisogênico em bacteriófagos. / Fonte: Cepa; adaptada de Microbiology: An introduction media update. Editora Benjamin Cummings. Figura 9.7: Representação simplifi- cada do fluxo da informação genética em todos os organismos celulares / Fonte: Cepa Vírus 9
  • 9. 160 Licenciatura em Ciências · USP/Univesp Todas as informações necessárias para a vida devem estar contidas primariamente nas mo- léculas de DNA, para que então possam ser transcritas em moléculas de RNA. Dentre os tipos de RNA, há o RNAm, que contém mensagens que serão traduzidas em proteínas (juntamente com a participação dos ribossomos). No entanto, no grupo dos vírus, essa generalização não se aplica em todos os casos. O material genético primário dos vírus pode ser tanto DNA como RNA. Essa característica é essencial para sua classificação. Vamos considerar uma classificação simplificada dos vírus em três grandes grupos: a. Vírus de DNA: O material genético é o DNA e o fluxo da informação genética é,em linhas gerais, DNA → RNA → proteínas. Um exemplo desse grupo é a família Herpesviridae, em que os vírus são esféricos,com envelope e medem de 150 a 200 nm de diâmetro.Causam uma doença chamada herpes.Outros exemplos são vírus do gênero Orthohepadnavirus,pertencentes à família Hepadnaviridae.São vírus envelopados,esféricos,de aproximadamente 42 nm de diâ- metro.Estão associados a doenças como hepatite B,cirrose e carcinomas hepatocelulares. b. Vírus de RNA que não são retrovírus: O material genético é o RNA e não possuem a enzima transcriptase reversa;o fluxo da informação genética é RNA → RNA → proteínas. A família Picornaviridae pertence a este grupo e inclui os gêneros Hepatovirus e Enterovirus.O vírus da gripe InfluenzavírusA,dentro da família Orthomyxoviridade,é outro exemplo dentro deste grupo. São arredondados, mas podem ser filamentosos, envelopados e têm de 80 a 120 nm de diâmetro. c. Vírus de RNA que são retrovírus: O material genético é o RNA e possuem a enzima denominada transcriptase reversa, que produz primeiramente uma das cadeias do DNA, que, por sua vez, serve de molde a outra cadeia. Ao final, esse processo gera uma molécula de DNA, que poderá ser integrada ao genoma do hospedeiro no núcleo e utilizada para a síntese de RNAm viral (Figura 9.8). O vírus representante deste grupo é o HIV. Possui de 80 a 100 nm de diâmetro, envelopado, com dois segmentos idênticos de RNA e as enzimas transcriptase reversa, integrase e protéase. Estudaremos mais detalhadamente o ciclo de replicação deste vírus na seção 6 deste tópico. Figura 9.8: Esquema da formação de RNAm nos retrovírus / Fonte: Cepa VIDA E MEIO AMBIENTE Diversidade Biológica e Filogenia
  • 10. Licenciatura em Ciências · USP/Univesp 161 9.5 Vacinas Por mais de 200 anos, vacinas têm sido vastamente utilizadas no combate a doenças infecciosas. Campanhas mundiais de vacinação erradicaram a varíola e, em muitos países, eliminaram a polio- mielite.A vacinação de crianças reduziu substancialmente a mortalidade infantil em países desenvol- vidos e a vacinação anual contra o vírus da gripe tem um impacto mundial na redução dessa doença. A vacinação é um método que visa à prevenção de doenças transmitidas por vírus ou bac- térias. Nesse método são introduzidos antígenos atenuados que vão desencadear a produção de anticorpos específicos que combatem aquele antígeno. Nas vacinas, os antígenos podem ser micro-organismos enfraquecidos, toxinas produzidas pelos micro-organismos ou, ainda, prote- ínas específicas dos micro-organismos causadores de doenças, que são capazes de desencadear no corpo uma resposta imunológica, com a produção de anticorpos para o combate e destrui- ção dos antígenos.É importante ressaltar que os anticorpos produzidos são específicos para cada antígeno; portanto, a reação antígeno-anticorpo é muito específica. Assim, as vacinas constituem um mecanismo de imunização ativa do organismo e prepa- ram o corpo para uma resposta imunológica mais rápida quando em contato novamente com aquele vírus ou bactéria. Na vacinação, quando há o primei- ro contato com o antígeno, ou seja, na primeira vez que o nosso organismo “percebe” o antígeno inoculado, a res- posta imunológica primária é lenta e a produção de anticorpos, pequena. No entanto, quando o mesmo corpo entra em contato em um segundo momento com o mesmo antígeno,há uma resposta imunológica mais rápida, resultando em uma produção maior de anticorpos em um menor intervalo de tempo. Essa resposta é chamada de secundária e ocorre, por exemplo, quando a pessoa já vacinada (primeira inoculação do antígeno) entra em contato com o agente causador da doença (segunda inoculação do antígeno). Nesse caso, a resposta secundária impede ou dificulta a manifestação da doença (Figura 9.9). Gráfico 9.1: Gráfico representando as respostas imunológicas primária e secundária / Fonte: Cepa; adaptado de Bio. 1. ed. - Editora Saraiva Vírus 9
  • 11. 162 Licenciatura em Ciências · USP/Univesp Essa capacidade que nosso sistema imunológico tem de reconhecer antígenos previamente presentes em nosso corpo é chamada de memória imunológica. Assim, quando o indivíduo apropriadamente imunizado é infectado pelo patógeno de alta viru- lência,a memória imunológica do nosso corpo permite que o sistema imunológico reconheça pron- tamente o micro-oganismo invasor e desencadeie uma resposta de defesa potente e imediata para sua destruição.A infecção será mais rapidamente curada e a doença poderá ser mais branda ou inexistente. 9.6 Doenças mais comuns causadas por vírus Gripe: O vírus Influenzavírus é o causador da gripe em vertebrados, incluindo aves, suínos,humanos e outros mamíferos.Pode ser do tipo A,B ou C,sendo o Influenzavírus A o responsável por todos os surtos mundiais de gripe. Esse vírus consiste em 7 ou 8 segmentos de RNA, encapsulados pelo envelope proteico. Pandemias de gripe foram marcantes na história.A mais devastadora, a gripe espanhola de 1918, foi causada pelo vírus Influenza A, subtipo H1N1, e estima-se que em um ano matou de 40 a 100 milhões de pessoas. Esse mesmo subtipo da gripe A – H1N1 foi identificado no surto de gripe suína que ocorreu em 2009. Já a gripe aviária é identificada como subtipo H5N1.As letras H e N, que identificam o subtipo de Influenza A, são letras iniciais das palavras hemaglutinina e neuroaminidase. Essas duas proteínas compõem a superfície viral e são os antígenos reconhecidos pelo nosso sistema imunológico para combater a gripe.Há 16 variedades de hemaglutinina e 9 variedades de neuroaminidase que podem ser combinadas resultando em diferentes níveis de patogenicidade.A grande variedade encontrada nessas proteínas de superfície, bem como em todo o material genético viral, provém de mutações e recombinações dos segmentos de RNA que compõem o genoma do Influenzavírus.O acúmulo gradual de mutações que,ao longo do tempo,culmina em versões diferentes,porém efetivas,de proteínas de superfícies virais é chamado de deriva antigênica (Figura 9.10).A evolução dessas moléculas torna os anticorpos produzidos para combater o vírus da gripe ancestral incapazes de reconhecer o novo subtipo viral, tornando-os ineficazes no combate à doença.A deriva antigênica é uma das razões pela qual vacinas para a gripe devem ser desenvolvidas anualmente,a cada temporada de gripe. Cientistas realizam estudos no intuito de prever as mudanças mais prováveis de ocorrer VIDA E MEIO AMBIENTE Diversidade Biológica e Filogenia
  • 12. Licenciatura em Ciências · USP/Univesp 163 nas proteínas presentes nos vírus que circulam atualmente no ambiente e, a partir dessa previsão, desenvolver vacinas. Existe, portanto, uma probabilidade de a vacina produzida ser efetiva, bem como uma probabilidade de não ser, caso a previsão das mudanças não for acurada.Outro processo genômico que ocorre com o vírus da gripe é mudança ou redistribuição antigênica (Figura 9.10). Nesse processo, dois ou mais tipos diferen- tes do vírus Influenzavírus A se combinam e formam um vírus totalmente diferente dos vírus ancestrais,criando novos subtipos de hemaglutinina e neuraminidase.Esse processo de rearranjo gênico pode ocorrer principalmente com o vírus Influenzavírus A, pois esse subtipo viral é capaz de infectar grande diversidade de hospedeiros: porcos, aves, humanos,cães,cavalos etc.Assim,um vírus suíno e outro humano podem se recombinar em uma ave e dar origem a um novo tipo radicalmente diferente de vírus, contendo antígenos completamente desconhecidos para o nosso organismo. Hepatite: Grande parte dos casos de hepatite (inflamação do fígado) é causada por vírus, porém esta doença também pode ser causada por bactérias, protistas e fungos. Causadas por vírus, são as chamadas hepatite A (causada por um Picornaviridae), hepatite B (causada por um Hepadnaviridae), hepatite C (causada por um Flaviridae), hepatite D (causada pelo vírus da hepatite D) e, ainda, hepatite E (causada por um Caliciviridae). Vírus e câncer: A relação entre certos tipos de câncer com a infecção por vírus foi de- monstrada somente no início do século XX.Essa relação permaneceu obscura em função: Figura 9.10: Representação dos processos de redistribuição e deriva antigênica no vírus da gripe (obs.: “triângulos” são hemaglu- tininas e “não triângulos” são neuraminidases) / Fonte: Cepa Vírus 9
  • 13. 164 Licenciatura em Ciências · USP/Univesp 1. da infecção viral nem sempre desencadear o desenvolvimento de células cancerígenas; 2. do câncer poder se desenvolver muito tempo após a infecção viral; e 3. do câncer em si não ser contagioso. Os vírus capazes de promover o desenvolvimento de tumores em animais são chamados de oncovírus e podem pertencer a diversas famílias virais, como Adenoviridae, Hespesviridae, Poxviridae, Papovaviridae e Retroviridae. Síndrome da Imunodeficiência Adquirida (Sida, em português,Aids, em inglês). A Aids é causada pelo vírus HIV e caracteriza-se pelo comprometimento do sistema imu- nológico em humanos.Assim,esta doença torna as pessoas infectadas muito mais susceptíveis a outras doenças oportunistas (como pneumonia,tuberculoses,gastroenterite e câncer),que poderiam ser mais facilmente combatidas em pessoas com o sistema imunológico saudável. A depleção do sistema de defesa do organismo se deve ao fato de o vírus HIV apresentar grande afinidade com a proteína CD4 e os linfócitosT auxiliadores (glóbulos brancos com a função de ativar e direcionar outras células de defesa ao combate contra organismos in- vasores). Diversas outras células apresentando a proteína CD4 na membrana celular podem também ser invadidas pelo HIV.A Figura 9.11 esquematiza o ciclo reprodutivo do HIV. 1. O HIV entra nas células pela adesão de proteínas presentes em sua superfície com receptores CD4 presentes nas células do hospedeiro. 2. Ocorre a fusão do envelope viral com a membrana celular, liberando o capsídeo dentro da célula. O RNA viral e enzimas, como a transcriptase reversa, ribonuclease, integrase e protéase, são injetados na célula. 3. A transcriptase reversa promove a transcrição reversa, sintetizando uma fita de DNA a partir da fita de RNA.A fita complementar ao DNA também é sintetizada formando uma fita dupla de DNA viral dentro da célula.A enzima ribonuclease degrada o RNA viral. 4. O DNA viral é então transportado ao núcleo e pela ação da enzima integrase une-se ao genoma hospedeiro. 5. A partir do DNA viral integrado, RNA virais são transcritos e transportados para o citoplasma. 6. Alguns RNA virais são traduzidos em proteínas e outros constituem o genoma viral de novos vírus. 7. A enzima protéase quebra longas cadeias peptídicas em diferentes proteínas virais. 8. Ocorre a montagem e liberação de novos vírus por brotamento. VIDA E MEIO AMBIENTE Diversidade Biológica e Filogenia
  • 14. Licenciatura em Ciências · USP/Univesp 165 Nem sempre a infecção pelo vírus HIV leva a Aids. Na fase latente da infecção, o DNA viral é incorporado ao genoma, porém, não há transcrição do RNA viral e, portanto, não há produção de novas partículas virais. No entanto, mesmo sem manifestar os sintomas da Aids, o portador assintomático do vírus pode transmitir o vírus a outras pessoas por meio de fluidos corporais das formas já conhecidas de transmissão: contato sexual sem uso de preservativos,materiais cortantes ou penetrantes (agulhas) contaminados,leite materno de mães contaminadas e através da placenta diretamente para o feto.A taxa de mutação do vírus HIV é em geral maior do que a maioria dos outros vírus,tornando o HIV um vírus muito variável geneticamente. Possui uma taxa alta de replicação, chegando a produzir Figura 9.11: Esquema do ciclo reprodutivo do HIV. / Fonte: Cepa Vírus 9
  • 15. 166 Licenciatura em Ciências · USP/Univesp bilhões de cópias a cada dia. À medida que faz cópias, naturalmente produz pequenos erros que se acumulam com o tempo. Essa alta taxa de mutação do vírus HIV torna o desenvolvimento de vacinas um grande desafio – não há ainda uma vacina eficaz contra a Aids – e ainda traz dramática consequência para o tratamento da síndrome: o vírus pode rapidamente desenvolver resistência a novas drogas anti-HIV, tornando obsoletas drogas já existentes e exigindo o desenvolvimento acelerado de novas opções farmacológicas. Além das doenças virais acima descritas detalhadamente, a Tabela 9.1 reúne as doenças virais mais comuns atualmente, apontando a família e o gênero viral a que pertencem. Família viral Gêneros importantes Doenças associadas DNA Parvoviridae Parvovirus Erithrovirus Causador da danos gastrointestinais em cães Eritema infeccioso Herpesviridae Varicellovirus Lymphocryptovirus Roseolovirus Catapora Mononucleose Roséola Papipllomavirus Papillomavirus Verrugas e papilomas humanos (HPV) Hepadnaviridae Orthohepadnavirus Hepatite B RNA (não retrovírus) Picornaviridae Enterovirus Rhinovirus vírus da Hepatite A Poliomielite Resfriado comum Hepatite A Caliciviridae Norovirus, Sapovirus Gastroenterite Togaviridae Rubivirus Rubéola Flaviviridae Flavivirus Hepacivirus Dengue, febre amarela Hepatite C Rhabdoviridae Lyssavirus Raiva vírus Hepatite Delta Deltavirus Hepatite D (requer coinfecção com hepatite B) Orthomyxoviridae Influenzavirus A Gripe Paramyxoviridae Morbilivirus Rubulavirus Sarampo Caxumba (paratidite infecciosa) Bunyaviridae Hantavirus Síndrome cardiopulmonar, febre hemorrágica com síndrome renal Filoviridae Ebolavirus Ebola Reoviridae Rotavirus Gastroenterite RNA (retrovírus) Retroviridae Lentivirus Deltaretrovirus Síndrome da imunodeficiência adquirida (AIDS) Linfoma de células T Tabela 9.1: Doenças virais mais comuns VIDA E MEIO AMBIENTE Diversidade Biológica e Filogenia
  • 16. Licenciatura em Ciências · USP/Univesp 167 Fechamento do Tópico Os vírus representam um interessante fenômeno natural, no limite da vida, devido à sua existência extremamente reduzida e absoluta necessidade de utilizar células hospedeiras para a reprodução.Existe um grande debate em que se discute se são vivos ou não.Os vírus geralmen- te possuem uma estrutura muito reduzida, consistindo apenas em um capsídeo e do material genético.A replicação viral de bacteriófagos pode ser feita de duas maneiras: diretamente após a infecção,no chamado ciclo lítico,ou o material genético viral pode ser incorporado ao genoma da bactéria,ficando dormente,no chamado ciclo lisogênico.Um método comum de prevenção para doenças virais são as vacinas, que consistem em apresentar o antígeno viral (que pode ser proteína,capsídeo ou linhagem enfraquecida do vírus) com antecedência para que o corpo possa construir anticorpos no caso de uma infecção.A Aids, causada pelo vírus HIV, é atualmente a doença infecciosa que mais afeta pessoas no mundo,para a qual ainda não existe vacina. Referências Bibliográficas Abbas, A. K.; Lichtman, A. H.; Pillai, S. Imunologia celular e molecular. 6ª ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2008. 564 p. Alberts, B.; Johson,A.; Lewis, J. et al. Molecular Biology of the Cell. NewYork: Garland Science,Taylor & Francis Group, 2008. 1.268 p. Carter, J.; Saunders,V. Virology: Principles and Applications. Chichester:Wiley, 2007. 382 p. Gorbach, S. L.; Bartlett, J. G.; Blacklow, N. R. Infectious diseases. 3ª ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2003. 2.700 p. Lopes, S.; Rosso, S. Bio. 1. ed. São Paulo: Editora Saraiva, 2010. v. 2. 480 p. Tortora,G.J.;Funke,B.R.;Case,C.L.Microbiology: An introduction media update.7th ed. São Francisco, Califórnia: Editora Benjamin Cummings, 2002. 887 pp. Website Viralzone. (Disponível em :<http://viralzone.expasy.org/>.Acesso em: 17.Abril.2012) Agora é com você: Realizar a atividade online 2 – questões 1, 2 e 3. Vírus 9