ESTRATÉGIAS DE REPLICAÇÃO DOS VÍRUS DNA E RNA

1. ESTRATÉGIAS DE REPLICAÇÃO DOS VÍRUS DNA E RNA

2. 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)

3. 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

4. ADSORÇÃO

5. 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.

6. 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.

7. PENETRAÇÃO herpesvirus, paramyxovirus, HIV

8. PENETRAÇÃO VÍRUS NÃO ENVELOPADOS 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.

9. ENDOCITOSE DE VÍRUS NÃO ENVELOPADOS CITOPLASMA 17

10. 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

11. DEFINIÇÕES-PROTEÍNAS VIRAIS • 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)

12. Ex: O genoma do HIV • Três genes estruturais • Sequencias repetitivas regulatórias (LTRs) • Genes regulatórios (não empacotados no virion)

13. 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

14. RNA -> RNA RNA polimerase dependente de RNA RNA -> DNA DNA polimerase dependente de RNA transcriptase reversa ESTRATÉGIAS DOS VÍRUS DE GENOMA RNA Célula hospedeira DNA -> RNA RNA polimerase dependente de DNA

15. AAA Quando o genoma viral já é um mRNA GENOMAS DE RNA DE SENSO POSITIVO (“PLUS”) proteínas mRNA de senso positivo

16. VIRUS RNA DE POLARIDADE POSITIVA • EXEMPLOS • PICORNAVIRUS (Ex: Poliovírus) • TOGAVIRUS (Ex: Rubéola) • FLAVIVIRUS (Ex: Dengue) • RETROVÍRUS Ex: HIV

17. 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

18. REPLICAÇÃO DO RNA VIRAL RNA GENÔMICO SENSO POSITIVO 5´VPg 3’ RNA (- SENSO) 5´VPg 3’ RNA GENÔMICO SENSO POSITIVO 5´VPg 3’

19. RNA GENÔMICO SENSO POSITIVO AAAAA tradução

20. POLIPROTEINA codon final para tradução “INTERNAL RIBOSOME ENTRY SITE” (IRES) IRES RNA GENÔMICO (+ SENSO) 5´VPg AAAAA codon inicial para tradução

21. Genomas de RNA senso positivo com DNA intermediário Transcriptase Reversa deve estar empacotada no virion. DS DNA DS DNA + RNA

22. AAA Necessitam sintetizar o mRNA GENOMAS DE RNA DE SENSO NEGATIVO (“MINUS”) RNA polimerase deve estar empacotada no virion. proteínas mRNA de senso positivo RNA de senso negativo

23. VIRUS RNA DE POLARIDADE NEGATIVA Exemplos: família Rhabdovirus (Vírus da estomatite vesicular; vírus rábico) família Paramixovirus (PARAINFLUENZA, CAXUMBA, SARAMPO, VÍRUS RESPIRATÓRIO SINCICIAL) família Filovirus

24. replicação Cópias completas (+) 5’ 3’ (-) 3’ 5’ TRANSCRIÇÃO, TRADUÇÃO, REPLICAÇÃO genoma senso negativo 3’ 5’ transcrição mRNAs (positivos) AAA AAA AAA AAA AAA = cap

25. AAA Necessitam sintetizar o mRNA GENOMAS DE RNA DUPLA FITA RNA polimerase deve estar empacotada no virion. proteínas mRNA de senso positivo RNA genômico dupla fita

26. Vírus RNA que não possuem uma fase DNA Infectividade do RNA polimerase Genoma RNA RNA Evento Inicial na RNA- dependente célulal para transcrição RNA Infeccioso Tradução Não Fita Positiva RNA fita negativa Não infeccioso Transcrição Sim Não infeccioso RNA dupla fita Transcrição - Sim

27. RETROVIRUS Genoma

28. 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!!

29. ADSORÇÃO, PENETRAÇÃODESNUDAMENTO FORA DA CÉLULA ds DNA + histones NUCLEUS CYTOPLASM 17

30. 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

31. Proteínas precoces incluem as: Adapted from Broker,T.R. In Processing of RNA. (Apirion, D ed) 181-212, 1984 • 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

32. PRODUTOS GÊNICOS MUITO PRECOCES (“immediate early”) • Papel no desnudamento viral quando no citoplasma • Uma vez desnudado, os genes precoces estão prontos para a transcrição

33. 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 dospoxvírus (100x mais DNA do que os vírus de DNA nucleares como os parvovírus)

34. VÍRUS DNA DE REPLICAÇÃO CITOPLASMÁTICA mRNA DNA DNA RNA polimerase viral

35. 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

36. mRNA celular mRNA celular CAP CAP AAAAA AAAAA Inibição da tradução na célula hospedeira Célula não infectada Subunidade ribosomal +40S normal Célula infectada Subunidade ribosomal +40S alterada

37. RESUMO DAS CLASSES VIRAIS DE ACORDO COM O GENOMA E AS FORMAS DE REPLICAÇÃO

38. Classe I: DNA dupla fita (Adenovirus; Herpesvirus; Poxvirus; Papovavirus)Dois grupos:a) Replicação exclusivamente nuclear (ex: Adenovirus, Papovavirus, Herpesvirus).Muito precoces Precoces Tardiosb)Replicação citoplasmática (ex: Poxvirus). Contém todos os genes responsáveis pela transcrição e pela replicação e por isso tem um genoma maior.

39. 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.

40. Classe III: RNA dupla fita (Reovirus) Estes vírus possuem genomas segmentados. Cada segmento gênico é transcrito separadamente para produzir um mRNA monocistrônico.

41. 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.

42. Classe V: RNA Simples fita de senso negativo (Orthomyxovirus; Paramixovirus; Rhabdovirus; Filovirus; Bunyavirus): • 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. • Não segmentados Ex: Rhabdovirus: Replicação ocorre como acima e os mRNA monocistrônicos são produzidos.

43. 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.

44. 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.