REPLICAÇÃO VIRAL: CARACTERÍSTICAS, CICLO DE REPLICAÇÃO VIRAL, EXEMPLO (HIV) - BIOLOGIA - 2025

A replicação viral é a forma como os diferentes tipos de vírus se multiplicam dentro das células invasoras. Essas entidades de DNA ou RNA têm muitas estratégias diferentes para recrutar estruturas dentro da célula e usá-las para produzir cópias de si mesmas.

A "função" biológica de qualquer tipo de replicação viral é gerar novos genomas e proteínas virais em quantidades suficientes para garantir a disseminação do genoma viral que invadiu a célula.

Etapas de replicação viral (Fonte: Alejandro Porto via Wikimedia Commons)

Todos os vírus conhecidos até o momento precisam de enzimas celulares para sua multiplicação, uma vez que eles não têm suas próprias enzimas que os permitem se replicar e reproduzir por conta própria.

As moléculas virais são capazes de invadir virtualmente qualquer tipo de célula da biosfera.

Por conta disso, a humanidade tem direcionado grande quantidade de recursos e esforços para entender não só o funcionamento dos vírus, mas também a replicação viral, uma vez que esse processo é fundamental para o controle adequado de todas as doenças decorrentes da infecção de origem viral.

Os vírus precisam atingir o interior das células e, para isso, devem implantar mecanismos especializados para "contornar" as defesas endógenas de seus hospedeiros. Uma vez dentro dos indivíduos "colonizadores", eles devem ser capazes de entrar em suas células e replicar seu genoma e proteínas.

Caracteristicas

A replicação viral apresenta variações importantes em cada espécie de vírus; Além disso, uma mesma espécie pode abrigar diferentes sorotipos, “quasispécies” e vírus com grandes modificações em sua sequência genômica.

O genoma dos vírus pode ser composto por ácidos nucléicos, como DNA, RNA ou ambos, de banda simples ou dupla. As referidas moléculas também podem ter forma circular e linear, como "grampos de cabelo" (hairpin), entre outros.

Como resultado da grande variação na estrutura dos vírus, existe uma grande diversidade de estratégias e mecanismos para realizar a replicação. No entanto, algumas etapas mais ou menos gerais são compartilhadas entre todas as espécies.

Ciclo de replicação viral

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Geralmente, o ciclo de replicação viral geral compreende 6 ou 7 etapas, que são:

1- Adsorção ou ligação à célula, 2- Penetração ou entrada na célula

3- Lançamento do genoma

4- Replicação do genoma

5- Montagem

6- Amadurecido

7- Lise ou liberação por brotamento

Adsorção ou ligação à célula

Os vírus atualmente têm em sua estrutura uma proteína ou molécula conhecida como anti-receptor, que se liga a uma ou mais macromoléculas da membrana externa da célula na qual desejam entrar. Essas moléculas são geralmente glicoproteínas ou lipídios.

As glicoproteínas ou lipídios na membrana externa da célula "alvo" são conhecidos como receptores, e os vírus aderem ou se ligam covalentemente a esses receptores usando sua proteína ou molécula anti-receptor.

Penetração ou entrada na célula

Uma vez que um vírus se liga à membrana externa da célula através da junção receptor-antirreceptor, ele pode entrar na célula por meio de três mecanismos: endocitose, fusão com a membrana celular ou translocação.

Quando a entrada ocorre por endocitose, a célula cria uma pequena fenda em uma região específica da membrana, bem onde o vírus está inserido. A célula, então, forma uma espécie de vesícula ao redor da partícula viral, que é internalizada e, uma vez dentro, se desintegra, liberando o vírus no citosol.

A endocitose é talvez o mecanismo de entrada mais comum para os vírus, pois as células internalizam constantemente as vesículas em resposta a diferentes estímulos internos e externos e para diferentes finalidades funcionais.

A fusão com a membrana celular é um mecanismo que só pode ser realizado por vírus que são envolvidos por uma cobertura protetora chamada capsídeo. Durante esse processo, os componentes do capsídeo se fundem com a membrana celular e o interior do capsídeo é liberado no citosol.

A translocação raramente foi documentada e não é totalmente compreendida. No entanto, sabe-se que o vírus adere a uma macromolécula receptora na superfície da membrana e se internaliza por intercalação entre os componentes da membrana celular.

Lançamento de genoma

Este processo é o menos compreendido e talvez o menos estudado na replicação viral. Durante isso, o capsídeo é removido, expondo o genoma do vírus com suas nucleoproteínas associadas.

Foi hipotetizado que o envelope do genoma do vírus é fundido com a vesícula endocitada. Além disso, acredita-se que esta etapa de replicação seja desencadeada por algum fator interno à célula, como pH ou alteração na concentração de eletrólitos, etc.

Replicação do genoma viral

Os processos de replicação do genoma viral são altamente variáveis ​​entre cada espécie de vírus; na verdade, os vírus são classificados em 7 classes diferentes de acordo com o tipo de ácido nucleico que compõe seu genoma.

Como regra geral, a maioria dos vírus de DNA se replica dentro do núcleo das células que invadem, enquanto a maioria dos vírus de RNA se replica no citosol.

Alguns vírus de DNA de fita simples (fita simples) penetram no núcleo da célula e servem como fitas "molde" para a síntese e multiplicação de mais moléculas de DNA de fita simples.

Outros vírus de RNA de banda dupla sintetizam seu genoma por meio de segmentos e, uma vez que todos os segmentos são sintetizados, eles se montam no citosol da célula hospedeira. Alguns genomas contêm em seu genoma a sequência genética que contém as informações para codificar uma RNA polimerase.

Uma vez que essa RNA polimerase é traduzida, a replicação de múltiplas cópias do genoma viral começa. Essa enzima pode gerar RNAs mensageiros para produzir as proteínas que darão origem ao capsídeo do vírus e outros de seus componentes.

Montagem

Uma vez que várias cópias do genoma do vírus e todos os componentes do capsídeo foram sintetizados, todos eles são direcionados a um local específico da célula, como o núcleo ou o citoplasma, onde são montados como vírus maduros.

Muitos autores não reconhecem a montagem, maturação e lise como processos separados no ciclo de vida dos vírus, já que muitas vezes esses processos ocorrem consecutivamente quando a concentração das partes e do genoma do vírus dentro da célula é muito alto.

Amadurecido

Durante esta fase, o vírus torna-se "infeccioso"; isto é, as proteínas do capsídeo amadurecem ou ocorrem mudanças conformacionais que transformam a estrutura inicial em partículas capazes de infectar outras células.

Alguns vírus amadurecem suas estruturas dentro das células que infectam, outros só o fazem depois de causar lise celular.

Lise ou liberação por brotamento

Na maioria dos vírus, a liberação ocorre por lise ou brotamento. Na lise, a célula se quebra e libera todo o seu conteúdo no ambiente extracelular, permitindo que os vírus reunidos e maduros viajem livremente para encontrar outra célula para infectar.

A liberação por brotamento é específica para vírus que possuem um envelope de lipídios e proteínas. Estes passam pela membrana plasmática formando uma espécie de vesículas intracelulares.

Exemplo de replicação viral (HIV)

Ciclo de replicação viral do vírus HIV. Fonte: Jmarchn

O Vírus da Imunodeficiência Humana, mais conhecido como HIV, é um dos vírus que causou o maior número de mortes humanas no mundo. É um vírus de RNA que afeta diretamente um tipo de glóbulo branco denominado linfócitos CD4.

A fixação do vírus é realizada através do reconhecimento e da união das proteínas do capsídeo do vírus com as proteínas da membrana celular dos linfócitos CD4. Posteriormente, o capsídeo se funde com a membrana celular e o conteúdo do vírus é esvaziado em seu interior.

No citoplasma, o RNA é transcrito reversamente e forma duas bandas de DNA que são complementares. A molécula de DNA de banda dupla se integra ao genoma da célula hospedeira, neste caso o linfócito CD4.

Como parte da informação genética da célula, o DNA de origem viral é transcrito e traduzido como qualquer fita de DNA genômico de um linfócito.

Uma vez que todos os componentes do vírus foram produzidos no citosol, as partículas virais são montadas e expelidas para o meio extracelular por meio de brotamento. Várias centenas de milhares de saliências se formam e, quando liberadas, dão origem a partículas maduras de HIV.

Referências

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