Os vírus e suas relações com os seres vivos
Introdução
Os vírus são estruturas biológicas muitíssimo pequenas e muito simples do ponto de vista estrutural. O seu estudo somente pode ser realizado com a visualização em microscópio eletrônico ou outro mais sofisticado.
Os vírus NÃO podem ser considerados como um organismo celular, pois não possuem o aparato característico que compõe a estrutura de uma célula verdadeira mesmo daquelas mais simples.
Isso quer dizer que os vírus não possuem as organelas e os componentes de biossíntese que caracterizam uma célula de qualquer ser vivo e por isso não podem realizar atividades bioquímicas e metabólicas independentes o que os impede de se reproduzirem, de se desenvolverem e viverem de maneira autônoma.
A partícula viral é constituída de grupos de genes móveis que apresentam a capacidade de passar de uma célula para outra e controlar a atividade de suas organelas para se replicarem e construírem seu envoltório. Os vírus são assim parasitas intracelulares obrigatórios.
O estudo dos vírus – A estrutura dos vírus
Os vírus são constituídos por um capsídio protéico tendo em seu interior o genoma viral.
O capsídeo é formado por CAPSÔMEROS que são polímeros de subunidades protéicas contendo uma única proteína ou mais de uma mas com pouquíssima variedade delas.
Além do capsídeo que protege o seu genoma, alguns vírus podem apresentar um invólucro constituído de uma dupla membrana lipoprotéica contendo glicoproteínas aderidas em sua superfície externa.
O envelope em bicamada lipídica é construído em parte a partir de materiais provenientes da membrana plasmática ou de outras membranas do sistema de organelas membranosas da célula hospedeira, com proteínas inseridas formando um mosaico fluído, sendo os lipídios os mesmos da membrana da célula hospedeira.
Entretanto as proteínas são principalmente glicoproteínas codificadas pelo genoma viral usando a maquinaria metabólica da célula invadida.
O virion
O conjunto composto pelo capsídio e pelo genoma viral é chamado de VÍRION. O virion é a unidade viral com capacidade de infecção.
As proteínas existentes na superfície do capsídio ou do invólucro viral, assim como aquelas produzidas por bactérias, são moléculas antigênicas que apresentam a capacidade de provocar uma reação do sistema de defesa do organismo invadido e a produção de anticorpos.
O genoma viral
Os vírus podem apresentar o seu genoma na forma de RNA ou DNA. O genoma viral seja ele DNA ou RNA pode se apresentar em cadeias simples ou duplas. Porém um único tipo de ácido nucléico, RNA ou DNA ocorre nos vírus, nunca os dois tipos juntos.
Multiplicação viral
A multiplicação dos vírus ocorre sempre no interior de uma célula hospedeira, e geralmente acontece em duas etapas, a primeira onde a maquinaria bioquímica da célula parasitada fabrica as partes constituintes do virion e a segunda em que as estruturas virais passam por um processo de montagem formando os novos virion.
Formato dos vírus
O vírus podem apresentar diversos formatos, caracterizando diversas geometrias nas estruturas de seus capsídios. Em todas as suas formas podem ser envelopados ou não possuírem um envelope lipoprotéico.
Os de FORMATO ICOSAÉDRICO, possuem o capsídio em forma de polígono convexo de 20 faces e eixo de simetria.
Os de FORMATO HELICOIDAL possuem o capsídio em forma de bastão ou filamento sinuoso.
Os Vírus COMPLEXOS, possuem uma morfologia mais elaborada apresentando um capsídio, conectado a uma bainha contrátil, tendo em sua base fibras protéicas.
As fibras servem para que o vírus complexos possam aderir à célula que será infectada, através de receptores específicos da superfície celular.
Os vírus complexos não apresentam uma simetria conhecida como os vírus icosaédricos e os vírus helicoidais.
Viróides
Os viróides são estruturas biológicas ainda mais simples que os vírus. Eles não possuem capsídios formados por capsômeros ou qualquer outra estrutura de proteção do genoma viral.
São constituídos apenas por uma molécula de ácido nucléico formando o seu genoma na forma de RNA circular em filamentos simples. As ligações entre as bases proporcionam ao RNA do viróide uma estrutura em formato de bastão.
Por não possuírem outras macromoléculas além do genoma, os viróides assim não possuem também nenhuma biomolécula facilitadora de infecção.
Nos organismos parasitados os viróides se encontram talvez preferencialmente em estreita relação com a cromatina no interior do núcleo das células infectadas.
Suspeita-se que o próprio RNA dos viróides possuam atividades catalíticas, funcionando como uma riboenzima e atuando como mensageiro para a codificação de seu genoma.
O estudo de suas capacidades patogênicas se verificou mais em vegetais, entretanto é possível que células animais também possam apresentar doenças causadas por viróides.
RETROVÍRUS
Os RETROVÍRUS possuem o seu genoma na forma de uma ou mais moléculas de RNA de filamento simples que são convertidas em DNA pela ação da enzima viral TRANSCRIPTASE REVERSA presente no genoma destes vírus.
O DNA viral se integra aos cromossomos da célula invadida, e comanda a maquinaria celular para síntese de enzimas e proteínas do capsídio e do envelope se for o caso. O DNA também transcreve novas moléculas de RNA.
As moléculas de RNA viral são empacotadas pelas proteínas do capsídio. O genoma dos novos vírus carregam consigo o código para a síntese da enzima transcriptase reversa.
Os Virions assim formados saem da célula por EXOCITOSE agregando parte da membrana plasmática da célula invadida sendo liberados para fora da mesma.
BACTERIÓFAGOS
Os vírus podem infectar animais, vegetais e bactérias. São denominados de BACTERIÓFAGOS todos os vírus que parasitam bactérias.
Os bacteriófagos podem ser chamados de FAGOS, que é a forma abreviada indicativa dos vírus bacterianos.
Os fagos apresentam uma LISOZIMA que desfaz as ligações existentes entre o ácido N-acetilmurâmico e a N-acetilglicosamina da parede das bactérias o que facilita a invasão pelos mesmos.
A infecção de uma bactéria ou de outra célula ocorre pelas interações altamente específicas que acontecem entre as proteínas da superfície das células invadidas e as proteínas do capsídio ou do invólucro viral.
COMO OS VÍRUS ENTRAM NAS CÉLULAS?
A entrada dos vírus nas células acontece em várias etapas, mediante o desencadeamento de processos que facilitam a infecção viral. Esses processos são de ordem química e física.
Na fase de ADSORÇÃO o vírus entra em contato com a célula a ser infectada através de um mecanismo químico que promove o encaixe específico entre as glicoproteínas do envelope viral ou as proteínas do capsídio e as glicoproteínas ou proteínas receptoras da célula hospedeira.
A interações que acontecem entre as proteínas virais com as proteínas das células determinam a ESPECIFICIDADE do vírus, ou seja, o tipo de célula à qual o vírus é capaz de se ligar e de infectar.
A PENETRAÇÃO é a fase em que o material genético do vírus é inserido na célula ou então o vírus é internalizado pela célula hospedeira.
A internalização pode acontecer por FAGOCITOSE do vírus através de vesículas de pinocitose formadas por materiais provenientes da membrana plasmática da célula infectada.
Pode acontecer também por fusão direta do invólucro do vírus com a membrana plasmática da célula invadida ou por pinocitose para o interior dos endossomos da célula parasitada com a fusão das membranas e posterior liberação dos nucleocapsídeos para o citossol.
Nos vírus complexos que infectam bactérias a bainha possui proteínas que se contraem e injetam o genoma do bacteriófago na célula hospedeira como se fosse uma seringa.
Segue-se a fase de DESCAPSIDAÇÃO. A descapsidação é a desmontagem do capsídio pela ação de enzimas celulares ou enzimas virais, permitido a liberação do genoma viral dentro da célula.
A descapsidação é um processo importante no desenvolvimento da infecção viral, pois nos seus ciclos de replicação no interior da células, a descapsidação expõe o genoma do vírus para que o mesmo se apodere da maquinaria celular e se multiplique.
OS CICLOS DE REPLICAÇÃO VIRAL
Uma vez dentro da célula infectada a atividade viral é totalmente dependente da aparelhagem bioquímica e metabólica da célula hospedeira e a sua replicação em novas unidades virais pode acontecer através de duas estratégias diferentes que compreendem dois tipos de CICLO REPRODUTIVO, o Ciclo Lítico e o Ciclo Lisogênico.
O CICLO LÍTICO
O CICLO LÍTICO é aquele em que o vírus ao entrar em uma célula se apropria da sua maquinaria biológica, passando a comandar o seu metabolismo, utilizando os produtos de sua atividade bioquímica para se reproduzir.
No ciclo lítico, após a penetração do genoma viral, o mesmo assume o controle do equipamento bioquímico da célula. Segue-se uma etapa de BIOSSÍNTESE onde genoma viral se expressa e transcreve suas informações produzindo mRNA viral que se utilizará dos ribossomos da célula infectada para a tradução das proteínas virais que serão sintetizadas. Em seguida acontece a DESTRUIÇÃO total do genoma da célula, sendo a mesma totalmente controlada pelo vírus. Na etapa de CONSTRUÇÃO os capsídios de novos vírus são montados a partir das proteínas virais sintetizadas. Na etapa de MATURAÇÃO novos vírus são EMPACOTADOS dentro da célula, tendo o seu genoma envolvido pelos capsídio e em seguida a mesma sofre LISE, rompendo-se e liberando os novos vírus.
O CICLO LISOGÊNICO
No CICLO LISOGÊNICO, o genoma viral se associa ao genoma da célula invadida, não afetando o metabolismo da mesma que consegue se reproduzir normalmente, repassando as informações genéticas do vírus para as células filhas. Nesse caso o genoma viral é chamado de PROFAGO.
No ciclo lisogênico, após a adsorção, e a penetração do material genético viral na célula, o genoma viral se INTEGRA ao genoma da célula parasitada, constituindo o PROFAGO. O profago não interfere no metabolismo da célula hospedeira. A célula infectada pelo vírus se reproduz normalmente, transmitindo a informação genética do vírus às novas células através do profago ligado ao seu genoma. Determinados estímulos ambientais, desencadeiam posteriormente a ativação do profago que então assume o metabolismo celular deflagrando o ciclo lítico com a formação e a liberação de novos vírus após o rompimento da célula hospedeira.
