História da virologia, que estudos, tipos de vírus, exemplos

O virologia É o ramo da biologia que estuda a origem, evolução, classificação, patologia e aplicações biomédicas e biotecnológicas de vírus. Os vírus são pequenas partículas, 0,01-1 µm, cuja informação genética tem como seu único objetivo sua própria replicação.

Os genes de vírus são decodificados por máquinas moleculares celulares, infectadas para multiplicação. Portanto, os vírus são parasitas intracelulares dependentes das funções metabólicas das células vivas.

Fonte: Crédito da foto: Cynthia GoldsmithContent Provedores (s): CDC/ DR. Erskine. eu. Palmer; Dr. M. eu. Martin [domínio público]

O material genético mais abundante do planeta corresponde ao dos vírus. Infectar outros vírus e todos os seres vivos. Os sistemas imunológicos nem sempre defendem os vírus com sucesso: algumas das doenças mais devastadoras de seres humanos e animais são causados ​​por vírus.

Entre as doenças virais humanas estão febre amarela, poliomielite, influenza, AIDS, varíola e sarampo. Os vírus participam de cerca de 20% dos cânceres humanos. Todos os anos, infecções respiratórias e intestinais de origem viral matam milhões de crianças em países em desenvolvimento.

Alguns vírus são úteis para tipificar bactérias, como fontes de enzimas, para controle de pragas, como agentes antibacterianos, para combater o câncer e como vetores de genes.

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História

No final do século XIX, Martinus Beijerinck e Dmitri Ivanovski, independentemente, determinaram que filtrados livres de pacientes com plantas de tabaco continham um agente capaz de infectar plantas saudáveis. Beijerinck chamou este agente contagium vivum fluidum.

Agora sabemos que Beijerinck e Ivanovski vazaram continham o vírus do mosaico do tabaco. Também no século XIX, Friedrich Loeffler e Paul Frosch concluíram que a febre da Afitase do gado é causada por um agente não -bacteriano.

Na primeira década do século XX, Vilhelm Ellerman e Olaf Bang demonstraram a transmissão de leucemia em galinhas, usando células livres de células. Essas experiências nos permitiram concluir que existem vírus animais que podem produzir câncer.

Na segunda década do século XX, Frederick Twort observou a lise de micrococos em placas de ágar, nas quais ele tentou cultivar o vírus da varíola, assumindo que a lise foi causada por um vírus ou por enzimas de bactérias. Por sua parte, Felix d'Herelle descobriu que os bacilos que causam disenteria eram listados por vírus que ele chamou de bacteryophagos.

Em 1960, Peter Medawar recebeu o Prêmio Nobel por ter descoberto que os vírus continham material genético (DNA ou RNA).

Tipos de vírus

Os vírus são classificados de acordo com as características que eles têm. Estes são morfologia, genoma e interação com o host.

A classificação baseada na interação do vírus com o hospedeiro é baseada em quatro critérios: 1) produção de uma progênie infecciosa; 2) se o vírus mata ou não o host; 3) se houver sintomas clínicos; 4) A duração da infecção.

O sistema imunológico tem um papel importante na interação entre vírus e hospedeiro porque determina o desenvolvimento da infecção. Assim, a infecção pode ser aguda e subclínica (o vírus é eliminado do corpo) ou persistente e crônico (o vírus não é eliminado do corpo).

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A classificação baseada nas diferenças de genoma (sistema de Baltimore) e na classificação taxonômica, que leva em consideração todas as características dos vírus, são os sistemas mais usados ​​atualmente para catalogar os vírus.

Classificação baseada em morfologia

Para entender essa classificação, é necessário conhecer as peças que compõem um vírus. Os vírus consistem em genoma e capsídeo, sendo capaz de embrulhar. O genoma pode ser DNA ou RNA, cadeia simples ou dupla, linear ou circular.

Capsid é uma estrutura complexa composta por muitas subunidades de proteínas virais idênticas, chamadas capsomers. Sua principal função é proteger o genoma. Ele também serve para reconhecer a célula hospedeira e se juntar a ele, e para garantir o transporte do genoma para o interior da célula.

A embalagem é a membrana composta por lipídios e glicoproteínas que envolve o capsídeo. Deriva da célula hospedeira. Varia consideravelmente em tamanho, morfologia e complexidade. A presença ou ausência de embalagem serve como um critério de classificação de vírus.

Três categorias de vírus são reconhecidas sem embalagem: 1) isométricas, com forma aproximadamente esférica (icosaedros ou icosadeltahedrones); 2) filamentosos, forma simples da hélice; 3) complexos, sem os formulários anteriores. Alguns vírus, como o bactério T2, combinam formulários isométricos e filamentosos.

Se o vírus tiver embrulho, eles também podem ser atribuídos a categorias morfológicas com base nas características do nucleocapsídeo.

Classificação baseada no genoma: sistema de Baltimore

Essa classificação, proposta por David Baltimore, considera a natureza do genoma do vírus em termos do mecanismo que usa para replicar ácido nucleico e transcrever o RNA mensageiro (RNAM) para biossíntese de proteínas.

No sistema de Baltimore, o vírus cujo genoma de RNA tem o mesmo significado de que o mRNA é chamado de vírus com um senso positivo (+) RNA, enquanto os vírus cujo genoma é o sentido negativo (--). Os vírus do genoma da cadeia dupla têm os dois sentidos.

Uma desvantagem dessa classificação é que os vírus que possuem mecanismos de replicação semelhantes não compartilham necessariamente outras características.

Classes de sistema de Baltimore

Classe I. Vírus de DNA de cadeia dupla. Transcrição semelhante à da célula hospedeira.

Classe II. Vírus com um simples genoma de DNA de cadeia. O DNA pode ser polaridade (+) e (-). Convertido em corrente dupla antes da síntese de RNM.

Classe III. Vírus com um genoma de RNA de cadeia dupla (artes). Com genoma segmentado e arnm sintetizados a partir de cada segmento do molde de DNA. Enzimas que participam da transcrição codificada pelo genoma do vírus.

Classe IV. Vírus com genoma simples de RNA de cadeia (ARSS), polaridade (+). Síntese de mRNA precedida por síntese complementar de cadeia. A transcrição é semelhante à da classe 3.

Classe V. Vírus do genoma do ARSS oposto ao da medida MNE (-). Síntese de RNM que requer enzimas codificadas pelo vírus. A produção de novas gerações do vírus requer a síntese de ARNDs intermediários.

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Classe VI. Vírus com o genoma do ARNS que produz ADNDs intermediários antes da replicação. Use enzimas que o vírus transporta.

Classe VII. Vírus que replicam seus ANDs através de um ARNS intermediário.

Classificação taxonômica

O Comitê de Taxonomia do Vírus Internacional estabeleceu um esquema taxonômico para classificar vírus. Este sistema usa divisões de ordem, família, subfamília e gênero. Ainda há um debate sobre a aplicação do conceito de espécie em vírus.

Os critérios utilizados para a classificação taxonômica são o intervalo do hospedeiro, as características morfológicas e a natureza do genoma. Além disso, outros critérios são considerados, como o comprimento da cauda do soprador (vírus que infecta bactérias), a presença ou ausência de certos genes em genomas e relações filogenéticas entre vírus.

Um exemplo dessa classificação é: ordem mononegaviral; Família Paramyxoviridae; Subfamília Paramyxovirinae, Gerere Morbilivírus; Espécies, vírus do sarampo.

Os nomes das famílias, subfamílias e gêneros são inspirados no local de origem, no hospedeiro ou nos sintomas da doença produzida pelo vírus. Por exemplo, o rio Ebola em Zaire dá o nome ao gênero Ebola; O mosaico do tabaco dá o nome ao gênero Tomabovírus.

Muitos nomes de grupos de vírus são palavras de origem latina ou grega. Por exemplo, Podoviridae, é derivado do grego Podes, O que significa o pé. Este nome refere -se a fagos de rabo curto.

Exemplos de vírus

Vírus influenza

Infectar pássaros e mamíferos. Eles têm morfologia diversificada, com embrulho. Genoma de RNA de cadeia simples. Baltimore e família pertencem a Baltimore Orthomyxoviridae.

A essa família pertence aos vírus influenza. A maioria dos casos de influenza é causada por vírus influenza para. As epidemias causadas pelos vírus influenza B acontecem a cada 2-3 anos. Os produzidos pelos vírus influenza C são menos frequentes.

O vírus influenza A causou quatro pandemias: 1) a gripe espanhola (1918-1919), subtipo de vírus H1N1, de origem desconhecida; 2) a gripe asiática (1957-1958), subtipo H2N2, de origem aviar; 3) a gripe de Hong Kong (1968-1969), subtipo H3N3, de origem aviar; 4) Fluxo suína (2009-2010), subtipo H1N1, de origem de porco.

A pandemia mais devastadora que é causada pela gripe espanhola. Ele matou mais pessoas do que a Primeira Guerra Mundial.

As letras H e N vêm da membrana da hemaglutinina e da neuraminidase, respectivamente, respectivamente. Essas glicoproteínas estão presentes em uma variedade de formas antigênicas e estão envolvidas em novas variantes.

Retrovírus

Infectar mamíferos, pássaros e outros vertebrados. Morfologia esférica, com envelope. Genoma de RNA de cadeia simples. Baltimore e família pertencem à Classe VI Retroviridae.

Esta família pertence ao vírus da imunodeficiência humana (HIV), gênero Lentivírus. Este vírus causa danos ao sistema imunológico da pessoa infectada, tornando -o suscetível à infecção por bactérias, vírus, fungos e protozoários. A doença produzida pelo HIV é conhecida como síndrome de imunodeficiência adquirida (AIDS).

Outros gêneros pertencentes a Retroviridae também causam doenças graves. Por exemplo: Spumavírus (vírus esponjoso do macaco); Epsilononretrovírus (Vírus do sarcoma dérmico de Walleye); Gammaretrovírus (Vírus da leucemia de Murina, vírus da leucemia felina); Betaretrovírus (Vírus do tumor de mama Murino); e Alpharetrovírus (Vírus do Sarcoma Rous).

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Vírus do herpes

Infecta mamíferos, pássaros e vertebrados de sangue frio. Morfologia do vírus: cápsula icosaédrica, com envelope. Genoma de DNA de cadeia dupla. Eles pertencem a Baltimore Classe I e pedem herpesvirales.

Alguns membros são: o vírus 2 herpes simplex 2 (causam herpes genitais); citomegalovírus humano (causam defeitos congênitos); Herpesvírus kaposibƃ^TmS sarcoma (causa sarcoma de Kaposi); Vírus Epsteinbƃbar ou EBV (causam febre e tumores glandulares).

Vírus que causa polomielite e outros vírus relacionados

Infecta mamíferos e pássaros. Morfologia do vírus: isométrica ou icosahhedric. Genoma de RNA de cadeia simples. Eles pertencem à Baltimore Classe IV e à família Picornaviridae.

Alguns gêneros desta família são: Hepatovírus (porque hepatite A); Enterovírus (causa poliomielite); Aftovírus (Causa afosase).

Vírus que causa raiva e vírus relacionados

Infectar mamíferos, peixes, insetos e plantas. Morfologia helicoidal, com embrulho. Genoma de RNA de cadeia simples. Baltimore e família pertencem a Baltimore Rhabdoviridae.

Esta família pertence vírus que produzem doenças como raiva, causadas por gênero LyssSavirus; Estomatite vesicular, causada por gênero Vesiculovírus; e a batata anã amarela, causada pelo gênero Novirirhabdovírus.

Vírus que causa eritra infecciosa

Infecta mamíferos, pássaros e insetos. Morfologia simétrica de icosahédica. Genoma de DNA de cadeia simples. Eles pertencem a Baltimore Classe II e Family Parvoviridae.

Um membro desta família é o vírus B19, pertencente ao gênero Eritrovírus, Causa eritreia infecciosa em humanos, o que geralmente não produz sintomas. O vírus B19 infecta as células precursoras dos glóbulos vermelhos.

Alguns membros de Parvoviridae Eles são usados ​​como vetores de genes.

Aplicações de vírus

Os vírus podem ser usados ​​para o benefício do homem através da construção de vírus recombinantes. Estes têm um genoma modificado através de técnicas de biologia molecular.

Os vírus recombinantes são potencialmente úteis para a terapia genética, cujo objetivo é curar doenças específicas ou produção de vacinas.

O HIV tem sido usado para construir vetores genéticos (vetores lentivirais) para terapia genética. Esses vetores provaram ser eficientes em modelos animais da doença do epitélio de pigmentos da retina, como a retinite pigmentar causada por herança autossômica recessiva ou mutações.

Os vírus usados ​​como vetores de vacina devem ter baixo potencial patogênico. Isso é verificado usando modelos animais. Este é o caso de vacinas desenvolvidas ou desenvolvidas contra vírus da varíola, estomatite vesicular e ebola.

Referências

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