Núcleo do virião e material genético
A parte central de qualquer partícula viral é o seu núcleo, que contém o material genético. O espaço ao redor do aparato genético dentro do invólucro proteico forma o chamado meio interno do vírus.
A regra fundamental da virologia é que os vírus contêm sempre exclusivamente um tipo de ácido nucleico. Isso significa que o virião pode conter DNA ou RNA, mas nunca contém ambas as moléculas simultaneamente.
A organização estrutural dos ácidos nucleicos nos vírus é altamente diversificada. O material genético pode ser apresentado na forma de molécula de cadeia simples ou dupla. Além disso, a forma espacial do ácido nucleico pode ser linear ou enrolada em uma estrutura circular. Por exemplo, o aparato genético de um virião pode ser representado por duas moléculas de RNA idênticas, cada uma contendo um conjunto específico de genes (em alguns casos, nove genes por molécula).
Estrutura e funções do capsídeo
O material genético do virião é cercado por um invólucro proteico especializado chamado capsídeo. Esse invólucro possui uma estrutura complexa, porém estritamente ordenada. Ele é formado por várias subunidades estruturais idênticas e repetidas chamadas capsômeros.
A organização espacial dos capsômeros cria estruturas com o mais alto grau de simetria. Devido a essa arquitetura regular, as partículas virais possuem uma capacidade única de cristalização. Existem dois tipos principais de simetria espacial dos capsídeos virais:
- Simetria helicoidal.
- Simetria cúbica.
O capsídeo desempenha funções criticamente importantes para a sobrevivência do vírus. Primeiramente, atua como uma barreira física e química confiável. A carapaça proteica protege o DNA ou RNA viral vulnerável contra os efeitos nocivos da radiação ultravioleta, bem como contra a degradação por enzimas nucleases presentes no ambiente. Em segundo lugar, o capsídeo desempenha um papel fundamental nas fases iniciais do processo infeccioso, garantindo a fixação (ou adsorção) da partícula viral na superfície da célula hospedeira.
Supercapsídeo: característica dos vírus complexos
Além do capsídeo proteico básico, alguns vírus altamente organizados possuem um invólucro externo adicional — o supercapsídeo. A presença dessa estrutura é característica de patógenos perigosos como o vírus da imunodeficiência humana (HIV), o vírus da gripe, vários vírus do herpes e outros viriões complexos.
O supercapsídeo é um invólucro lipoproteico. Um fato importantíssimo é a sua origem: o vírus não sintetiza a bicamada lipídica sozinho, mas a toma emprestada da membrana plasmática da célula hospedeira infectada (por exemplo, durante o brotamento a partir de um linfócito).
Estruturas virais específicas — glicoproteínas — são inseridas nessa membrana bicamada lipídica emprestada. Visualmente, elas frequentemente se assemelham a projeções em forma de cogumelo ou espinhos na superfície do virião. Essas estruturas receptoras são criticamente importantes para o reconhecimento das células-alvo e a posterior penetração nelas.
Composição enzimática do virião
Alguns viriões carregam sob seus invólucros não apenas informações genéticas, mas também um conjunto pronto de enzimas especializadas necessárias para iniciar o ciclo vital dentro da célula infectada. A composição enzimática do núcleo pode incluir:
- Transcriptase reversa (reversase). É uma enzima única que catalisa o processo de transcrição reversa — a síntese de DNA viral a partir de um molde de RNA viral. Esse processo é desencadeado imediatamente após o conteúdo do virião entrar no citoplasma da célula hospedeira.
- Protease. Enzima envolvida na clivagem de longos precursores proteicos em proteínas virais funcionais.
- Integrase. Enzima que garante a inserção (integração) do DNA viral recém-sintetizado nos cromossomos da célula infectada.
Resumo: perguntas e respostas sobre o tema
Com quais receptores celulares específicos as glicoproteínas do vírus da imunodeficiência humana se ligam?
As glicoproteínas do vírus da imunodeficiência humana se ligam a receptores de células CD4 específicos.
- CD4 — principal receptor na superfície das células-alvo ao qual a glicoproteína viral gp120 se liga especificamente.
- Receptor de quimiocinas CCR5 — utilizado pelo vírus como coreceptor para reconhecimento e entrada na superfície dos linfócitos.
- Subunidades β do receptor de células T — as proteínas virais gp120 e gp160 se ligam a elas, levando a um efeito citotóxico e danos à membrana.
De que maneiras um virião complexo pode entrar na célula hospedeira após a adsorção?
Um virião complexo com invólucro pode entrar na célula hospedeira por fusão do invólucro viral com a membrana plasmática da célula.
Este processo é descritos para o vírus da imunodeficiência humana:
- o mecanismo consiste na fusão do invólucro viral com o plasmalema da célula-alvo;
- como resultado, o RNA genômico do vírus e enzimas, particularmente a transcriptase reversa, são liberados no citoplasma.
Para vírus simples não envelopados, a endocitopenia mediada por receptor e a formação de poros são descritas separadamente nas fontes; os mecanismos de fusão não são típicos para eles.
Questões de aulas e exames
Um único vírion pode conter DNA e RNA simultaneamente?
Não. A propriedade fundamental dos vírus é a presença de apenas um tipo de ácido nucleico — seja DNA ou RNA.
Qual é a origem do supercapsídeo?
O supercapsídeo (invólucro lipoproteico) é formado a partir de fragmentos da membrana plasmática da célula hospedeira no momento em que o virião sai da célula.
Para que o vírus precisa da transcriptase reversa?
Esta enzima é necessária para o processo de transcrição reversa — a criação de uma molécula de DNA com base no RNA viral dentro da célula infectada.
Devido a que os vírus são capazes de se cristalizar?
A capacidade de cristalização deve-se à arquitetura espacial regular do capsídeo, composto por subunidades idênticas repetidas (capsômeros) com simetria helicoidal ou cúbica.
O que mais estudar sobre o tema
- Mecanismo de adsorção do vírus na superfície da célula hospedeira
- O papel das glicoproteínas do supercapsídeo na interação com receptores
- Simetria helicoidal e cúbica dos capsídeos: exemplos de vírus
- O processo de transcrição reversa e a ação da reversase
- Funções da integrase e da protease no ciclo vital de vírus altamente organizados
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