História da descoberta e desenvolvimento da virologia
A ciência que estuda as formas de vida acelulares é chamada de virologia. Ela deve seu surgimento ao botânico russo Dmitri Ivanovski, que em 1892 fez uma descoberta pioneira.
Estudando a doença do mosaico que afeta as plantas de tabaco, Ivanovski conduziu um experimento engenhoso. Ele obteve um extrato infeccioso dos tecidos de plantas infectadas e o passou por um filtro especial. Os poros desse filtro eram tão pequenos que garantiam a retenção de quaisquer bactérias conhecidas até então. No entanto, o fato fundamental do experimento era que o líquido filtrado não havia perdido suas propriedades — ele continuava a causar a doença em plantas saudáveis. Isso provou a existência de agentes causadores significativamente menores que as bactérias.
Alguns anos depois, em 1898, o pesquisador holandês Martinus Beijerinck introduziu o termo «vírus» no uso científico para descrever esse misterioso agente infeccioso. A palavra em si vem do latim virus, que significa «veneno».
Principais propriedades e mecanismo de parasitismo
Os vírus são os menores seres vivos, cuja visualização é possível exclusivamente com a ajuda de um microscópio eletrônico. Sua principal característica é pertencer às formas de vida acelulares e o status de parasitas obrigatórios.
O parasitismo obrigatório significa que os vírus são fundamentalmente incapazes de se reproduzir e realizar atividades vitais de forma independente fora do organismo hospedeiro. No ambiente, sendo transmitidos de uma célula para outra, eles existem na forma de partículas absolutamente inertes que não mostram sinais de vida.
O mecanismo de ação patogênica do vírus desenrola-se apenas após a intrusão bem-sucedida em uma célula viva:
- O vírus penetra na célula hospedeira.
- Ocorre o «desligamento» do próprio DNA da célula hospedeira, e os processos celulares são interrompidos.
- O vírus introduz seu próprio aparato genético (DNA ou RNA).
- A célula recebe um novo comando e inicia a síntese contínua de novas partículas virais, gastando seus recursos para isso, o que acaba levando ao desenvolvimento da doença.
Formas de existência: vírion e estágio intracelular
O ciclo de vida do vírus é estritamente dividido em duas fases fundamentalmente diferentes, dependendo de sua localização em relação à célula hospedeira.
- Forma extracelular (Vírion). Representa uma partícula infecciosa totalmente formada e pronta para a infecção. Neste estágio, o vírus está fora da célula viva e, estruturalmente, é um complexo nucleoproteico. Nessa forma, ele viaja pelo espaço aguardando o encontro com um hospedeiro adequado.
- Forma intracelular. Uma vez dentro da célula hospedeira, o vírus perde seu envoltório. Neste estágio, ele existe exclusivamente na forma de ácido nucleico puro, que exerce controle genético sobre a célula infectada.
Hipóteses sobre a origem dos vírus
Como os vírus não deixam restos fósseis, seu passado evolutivo continua sendo objeto de debates científicos. Atualmente, três teorias principais sobre sua origem dominam na virologia:
- Origem a partir de organismos celulares. Presume-se que os ancestrais dos vírus pudessem ser bactérias antigas que passaram a um parasitismo intracelular estrito.
- Teoria do ácido nucleico «escapado». De acordo com essa hipótese, os vírus originaram-se de fragmentos de ácidos nucleicos que originalmente pertenciam a células normais, mas no processo evolutivo adquiriram a capacidade de se replicar (duplicar) de forma totalmente independente da célula em que surgiram.
- Teoria da degeneração. Este conceito afirma que os vírus surgiram como resultado de uma profunda degeneração evolutiva de organismos celulares completos, que perderam por desuso todas as organelas, exceto o aparato genético.
Distribuição na natureza
Os vírus distinguem-se por uma distribuição generalizada (ubíqua). Eles estão integrados em todos os biocenoses e são capazes de infectar absolutamente todos os grupos conhecidos de organismos vivos, desde bactérias até mamíferos.
A diversidade de agentes virais é colossal. Só até o momento, foram descritas cerca de 500 formas de vírus especializadas em infectar vertebrados homotérmicos. Além disso, mais de 300 formas são conhecidas por causar várias doenças em plantas superiores.
Resumo: perguntas e respostas sobre o tema
Quais componentes fazem parte da estrutura de um vírion simples e complexo?
Os vírions são divididos em simples e complexos, diferindo pela presença de um envelope lipídico externo.
| Tipo de vírion | Componentes |
|---|---|
| Simples | Genoma (DNA ou RNA) e capsídeo (invólucro proteico composto de capsômeros). Juntos, eles formam o nucleocapsídeo. |
| Complexos | Nucleocapsídeo e o envelope externo (envoltório lipoproteico externo, membrana modificada da célula hospedeira). Na superfície dos envelopes externos podem estar presentes espículas (peplômeros) — projeções glicoproteicas. Em alguns vírus, uma proteína matriz (proteína M) está localizada entre o capsídeo e o envelope. |
Quais são os tipos de simetria do capsídeo viral?
O capsídeo forma estruturas com um alto grau de simetria, que são divididas em três tipos principais.
- Espiral — o complexo de ácido nucleico e subunidades proteicas forma uma espiral (característico de vírus de plantas).
- Cúbica — o capsídeo tem a forma de um icosaedro (um poliedro regular de vinte faces), típico da maioria dos vírus humanos e animais.
- Mista — tipo de simetria combinado, encontrado em bacteriófagos (cabeça icosaédrica contendo material genético e cauda espiral).
Quais etapas o ciclo de vida completo (replicação) do vírus na célula hospedeira inclui?
O ciclo completo de replicação do vírus dentro da célula inclui seis estágios sequenciais.
- Adsorção — fixação das partículas virais a receptores específicos na superfície da célula.
- Penetração e desproteinização — nos bacteriófagos ocorre a injeção do ácido nucleico para o interior da célula; em outros vírus — endocitose de toda a partícula viral, seguida pela liberação do ácido nucleico do capsídeo proteico.
- Replicação do ácido nucleico viral — ocorre às custas do pool de nucleotídeos acumulados na célula hospedeira.
- Síntese de proteínas e enzimas virais — realizada nos ribossomos da célula hospedeira.
- Montagem das partículas virais — formação de novos vírions a partir de ácidos nucleicos virais sintetizados e proteínas virais.
- Lise (liberação das partículas virais) — nas bactérias é acompanhada pela destruição da célula; nos eucariotos ocorre por brotamento ou ejeção das partículas para o ambiente externo.
Em quais classes os vírus são divididos de acordo com a classificação de Baltimore?
De acordo com a classificação de Baltimore, baseada no mecanismo de replicação e no tipo de ácido nucleico, os vírus são divididos em sete classes.
- Classe I — DNA fita dupla.
- Classe II — DNA fita simples.
- Classe III — RNA fita dupla.
- Classe IV — RNA fita simples (+RNA).
- Classe V — RNA fita simples (–RNA) ou polaridade dupla.
- Classe VI — RNA fita simples (+RNA) com estágio de DNA (retrovírus).
- Classe VII — DNA fita dupla com estágio de síntese de DNA em molde de RNA.
Para lembrar facilmente das três hipóteses sobre a origem dos vírus, use a sigla DBC: Degeneração celular, ácido nucleico beguela (solto/errante), a partir de organismos celulares (bactérias).
Questões de aulas e exames
O que é um vírion?
O vírion é a forma extracelular de um vírus. Ele representa uma partícula infecciosa totalmente formada e inerte (complexo nucleoproteico) capaz de infectar uma nova célula.
Em que consiste o parasitismo genético dos vírus?
Ao penetrar na célula, o vírus «desliga» o DNA do hospedeiro e utiliza seus próprios ácidos nucleicos (DNA ou RNA) para forçar a célula a sintetizar exclusivamente novas partículas virais.
O que mais estudar sobre o tema
- Arquitetura e composição química do complexo nucleoproteico do virião
- Classificação dos vírus por tipo de ácido nucleico (com DNA e com RNA)
- Mecanismos moleculares de «desativação» do DNA da célula hospedeira
- Particularidades das doenças virais em vertebrados endotérmicos
- Especificidade da penetração de vírus nas células de plantas superiores
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