Introdução aos vírus

O que é um vírus. A estrutura de um vírus e como ele infecta uma célula.

Pontos Principais:

  • Um vírus é uma partícula infecciosa que se reproduz "comandando" uma célula hospedeira e usando o seu maquinário para fazer mais vírus.
  • Um vírus é composto por um genoma de DNA ou RNA dentro de uma cápsula proteica chamada capsídeo. Alguns vírus possuem uma membrada interna ou externa, chamada de envelope.
  • Os vírus são muito variados. Eles podem ter diferentes formatos e estruturas, distintos tipos de genoma e infectar diferentes hospedeiros.
  • Os vírus se reproduzem contaminando suas células hospedeiras e reprogramando-as para se tornarem "fábricas" de fazer vírus.

Introdução

Cientistas estimam que existem aproximadamente 103110^\text{31} vírus1^1. Isso é um 1 com 3131 zeros depois! Se você fosse, de alguma forma, capaz de juntar todos os 103110^\text{31} vírus e alinhá-los em uma fila, ela se estenderia por quase 200200 anos luz no espaço. Dito de outra maneira, há mais de dez milhões de vírus a mais na Terra do que estrelas em todo o universo2^2.
Isso quer dizer que existem 103110^\text{31} vírus esperando para nos infectar? Na verdade, a maioria desses vírus são encontrados nos oceanos, onde atacam bactérias e outros micróbios3^3. Pode parecer estranho que uma bactéria pode ser infectada por um vírus, mas cientistas acreditam que todo tipo de organismo vivo é provavelmente hospedeiro de pelo menos um vírus!

O que é um vírus?

Um vírus é uma minúscula partícula infecciosa que pode se reproduzir apenas infectando uma célula hospedeira. Vírus "comandam" a célula hospedeira e usam seus recursos para produzir mais vírus, basicamente, reprogramando o hospedeiro para se tornar uma fábrica de vírus. Como eles não conseguem se reproduzir sozinhos (sem um hospedeiro), vírus não são considerados vivos. Os vírus também não possuem células: eles são muito pequenos, muito menores que as células de coisas vivas. Eles basicamente são pacotes de ácido nucleico e proteína.
Mesmo assim, os vírus têm algumas características importantes de células vivas. Por exemplo, eles têm genomas de ácido nucleico baseados no mesmo código genético usado nas suas células (e nas células de qualquer ser vivo). Ainda, como as células dos seres vivos, os vírus possuem variações genéticas e podem evoluir. Então, apesar de eles não se encaixarem na definição de vida, os vírus parecem estar em uma zona de "dúvida". (Talvez os vírus sejam, na verdade morto-vivos, como zumbis ou vampiros!)

Quais as diferenças entre vírus e bactérias?

Apesar de ambos poderem nos deixar doentes, bactérias e vírus são muito diferentes biologicamente. Bactérias são pequenas e unicelulares, mas são organismos vivos que não dependem de um hospedeiro para se reproduzir. Por causa dessa diferenças, infeções bacterianas e virais são tratadas de forma diferente. Por exemplo, antibióticos só são úteis contra bactérias e não contra vírus.
Bactérias também são bem maiores que os vírus. O diâmetro de um vírus típico é de cerca de 2020 300300 nanometers\text{nanometers} (11 nm\text{nm} == 10-910^\text{-9} m\text{m})4^4. Isso é consideravelmente menor que uma bactéria E. coli, que tem um diâmetro de aproximadamente 10001000 nm\text{nm}! Dezenas de milhões de vírus poderiam caber na cabeça de um alfinete.

A estrutura de um vírus

Existem muitos tipos diferentes de vírus no mundo. Eles variam muito em tamanho, formatos e ciclo de vida. Se você está curioso, sugiro acessar o site ViralZone. Clique em alguns nomes de vírus aleatoriamente e veja as formas e características bizarras que irá encontrar!
Por outro lado, os vírus possuem sim algumas características em comum, que incluem:
  • Um cápsula proteica protetora ou capsídeo
  • Um genoma de ácido nucleico feito de DNA ou RNA, dobrado dentro do capsídeo
  • Uma camada de membrada chamada de envelope (alguns, mas não todos os vírus)
Vamos olhar mais de perto essas características.

Capsídeo Viral

O capsídeo, ou cápsula proteica, de um vírus é formado por muitas moléculas de proteínas (não apenas uma grande). As proteínas se juntam para formar unidades denominadas capsômeros, que juntas formam o capsídeo. As proteínas do capsídeo são sempre codificadas pelo genoma do vírus, ou seja, é o vírus (não a célula hospedeira) que fornece as instruções para a sua produção.
Os capsídeos podem ter várias formas, mas normalmente, assumem um dos seguintes formatos (ou variação desses formatos):
  1. Icosaédrico – capsídeos icosaédrico possuem 20 lados e são nomeados com base no polígono de 20 lados icosaedro.
  2. Filamentoso – capsídeos filamentosos recebem esse nome por sua aparência linear e fina. Também podem ser chamados de cilíndricos ou helicoidais.
  3. Cabeça-cauda -Estes capsídeos são um tipo híbrido entre forma filamentosa e icosahédrica. Eles consistem basicamente de uma cabeça icosahédrica ligada a uma cauda filamentosa.

Envelope viral

Além do capsídeo, alguns vírus também tem uma membrana lipídica conhecida como envelope. Esse envelope pode ser externo, envolvendo totalmente o capsídeo, ou interno, encontrado abaixo do capsídeo.
Vírus com envelopes não fornecem instruções para os envelopes de lipídios. Em vez disso, eles "tomam emprestado" um pedaço das membranas hospedeiras em seu caminho para fora da célula. Os envelopes, no entanto, contêm proteínas que são especificadas pelo vírus, as quais, muitas vezes, ajudam as partículas virais a se ligarem às células hospedeiras.
Apesar dos envelopes serem comuns, principalmente entre vírus de animais, não são todos os vírus que o possuem (ou seja, eles não são uma característica universal dos vírus).

Genomas virais

Todos os vírus possuem material genético (um genoma) feito de ácido nucleico. Você, como todas as outras vidas celulares, usa o DNA como seu material genético. Os vírus, por outro lado, podem usar tanto o RNA como o DNA, ambos dos quais são tipos de ácidos nucléicos.
Muitas vezes pensamos no DNA como sendo de cadeia dupla e no RNA como sendo de cadeia única, já que normalmente isso é o que acontece em nossas células. Entretanto, os vírus podem apresentar todas as combinações possíveis de encadeamento e do tipo de ácido nucleico (DNA de cadeia dupla, RNA de cadeia dupla, DNA de cadeia única ou RNA de cadeia única). Os genomas virais também se apresentam em várias formas, tamanhos e variedades, embora sejam geralmente muito menores do que os genomas de organismos celulares.
Curiosamente, os vírus de DNA e RNA sempre utilizam o mesmo código genético como células vivas. Se não fosse assim, eles não teriam como reprogramar as células hospedeiras!

O que é uma infecção viral?

No dia a dia, tendemos a pensar que a infecção viral é uma coleção desagradável de sintomas que sentimos quando pegamos um vírus, como o da gripe ou da catapora. Mas o que realmente ocorre no seu corpo quando você tem um vírus?
Em uma escala microscópica, uma infecção viral significa que vários vírus estão usando suas células para fazerem mais cópias de si mesmo. O ciclo de vida do vírus é o conjunto de etapas em que o vírus reconhece e entra em uma célula hospedeira, "reprograma" o hospedeiro, fornecendo instruções na forma de DNA ou RNA viral, e usa os recursos do hospedeiro para produzir mais vírus (o resultado do "programa" viral).
Para um vírus típico, o seu ciclo de vida pode ser dividido em cinco grandes passos (apesar que os detalhes desses passos serão diferentes para cada vírus):
  1. Ligação. O vírus reconhece uma célula hospedeira e liga-se a ela através de uma molécula receptora na superfície da célula.
  2. Entrada. O vírus ou seu respectivo material genético entra na célula.
  3. Replicação do genoma e expressão genética. O genoma viral é copiado e seus genes são expressos para produzir proteínas virais.
  4. Montagem Novas partículas virais são montadas de cópias do genoma e de proteínas virais.
  5. Liberação. Partículas virais completas saem da célula e podem infectar outras células.
O diagrama acima mostra como essas etapas podem ocorrer em um vírus com genoma de RNA de cadeia única. Você pode ver exemplos reais de ciclos de vida virais nos artigos sobre bacteriófagos (vírus que infectam bactérias) e vírus animais.
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