Biología

O ciclo de vida de um vírus: como os vírus vivem, atacam e se replicam

Ciclo de Vida Viral

Vamos fazer uma pequena viagem ao futuro. Nossa missão será descobrir os segredos do laboratório de um cientista louco e como ele é capaz de criar pequenos clones de si mesmo com o apertar de um botão. Os pequenos clones estão correndo soltos e causando estragos por toda a nossa futura cidade, então é de extrema importância descobrir como ele produz clones tão rapidamente. Felizmente, como somos estudantes fervorosos de virologia, podemos descobrir como o cientista louco faz o que faz, comparando seu trabalho com o ciclo de vida dos vírus.

Apego e Penetração

Para descobrir os segredos do louco, precisamos entrar em seu laboratório. Felizmente, temos algumas máscaras para ajudar a proteger nossa identidade e um gancho projetado especificamente para este edifício. Da mesma forma, quando os vírus querem atacar um hospedeiro ou célula viva, eles usam uma proteína muito específica na superfície externa de seu capsídeo ou envelope que permitirá sua fixação à superfície da célula hospedeira.

Essa especificidade é muito importante, pois o vírus não se deseja anexar a qualquer coisa que surja em seu caminho, porque pode não ter utilidade para isso. Conseqüentemente, ter um gancho específico que se fixará apenas aos receptores de superfície de seu alvo específico aumentará suas chances de sobrevivência. Este processo, o processo do capsídeo viral ou proteínas do envelope que se ligam aos receptores em uma célula alvo, é denominado, não surpreendentemente, ligação . O conjunto específico de células ou entidades nas quais um vírus pode se conectar com sucesso é conhecido como seu intervalo de hospedeiros.

Em seguida, podemos usar o gancho que jogamos no telhado do prédio para subir e usar uma chave roubada em uma porta no telhado para entrar no laboratório. Da mesma forma, os vírus sofrem penetração , o processo de entrar em um hospedeiro, por meio de vários mecanismos. Alguns vírus injetam seus genomas na célula usando uma agulha e um mecanismo do tipo seringa. Outros vírus realmente enganam a célula para engolfá-lo dentro da célula, algo chamado endocitose. Além disso, os vírus com envelope passarão por um processo denominado fusão de membrana, por meio do qual seu envelope se fundirá com o envelope da célula. Isso permitirá que o vírus entre na célula sem qualquer impedimento.

Descascamento, replicação e os ciclos de vida

Ok, agora que estamos dentro do laboratório, não há por que manter essas máscaras ou casacos. Podemos removê-los para revelar quem somos, já que ninguém de fora pode nos ver. Os vírus, após a penetração na célula, também se revelam removendo seu capsídeo viral e, assim, desmascaram o ácido nucléico interno. Todo esse processo é chamado de desencapsulamento e, novamente, é um processo em que o capsídeo viral é removido para liberar o ácido nucleico viral no hospedeiro.

Agora que estamos desmascarados e o ácido nucleico viral é liberado no hospedeiro, podemos começar a replicar os clones do pequeno louco para ver como ele está criando todos esses destruidores de tudo o tempo todo. Acontece que o ácido nucleico viral, seja ele DNA ou RNA, basicamente assumirá o controle do hospedeiro uma vez dentro. Existem muitos processos pelos quais isso ocorre e isso será abordado em lições posteriores.

Em geral, o que você precisa entender agora é que o genoma viral assumirá o controle da célula hospedeira para copiar seu próprio ácido nucléico muitas vezes e usar as organelas e processos metabólicos da célula para criar e montar as proteínas para seu capsídeo . Todo esse processo é chamado de replicação , que é, novamente, um processo pelo qual um vírus usa seu hospedeiro para copiar seu genoma, gerar e montar um capsídeo de proteína e, assim, se reproduzir.

Então, o que nosso cientista maluco basicamente fez foi copiar seu próprio genoma muitas vezes e usar um monte de equipamentos no laboratório para criar e montar pequenos clones de si mesmo. Às vezes, o genoma viral realmente se integra aos cromossomos do hospedeiro. Quando o genoma viral é integrado e se replica junto com o genoma do hospedeiro, chamamos esse genoma viral de provírus . Um provírus é um termo específico para vírus que infectam células animais. Da mesma forma, quando o genoma de um bacteriófago se integra e se replica junto com o genoma do hospedeiro, chamamos esse genoma viral de profago . Lembre-se de que bacteriófago é um termo específico para vírus que infectam bactérias.

Em qualquer dos casos, você pode comparar isso a nosso cientista louco anexando parte de seu DNA a um arquivo no disco rígido de seu computador. Sempre que qualquer outro usuário copia o mesmo arquivo, ele também copia inadvertidamente o genoma viral, permitindo que ele se torne mais numeroso cada vez que outra pessoa o copia. Muito inteligente - muito inteligente mesmo.

Quando um profago é replicado passivamente junto com o genoma de seu hospedeiro, nós o denominamos ciclo lisogênico . Nesse ciclo passivo, nenhum vírus é produzido e o genoma viral é simplesmente copiado se o hospedeiro se replicar. Esse ciclo é mais coloquialmente conhecido como infecção latente e seu vírus é chamado de vírus temperado. É quando o vírus permanece dormente até ser acionado. Um vírus animal não pode sofrer um verdadeiro ciclo lisogênico como o bacteriófago pode, mas infecções latentes ligeiramente semelhantes ocorrem.

Independentemente disso, eventualmente, algo pode realmente fazer com que o profago latente comece a produzir progênie viral. Isso significa que o profago irá realmente separar seu genoma do genoma do hospedeiro e começar a se replicar conforme descrito anteriormente. Isso é chamado de ciclo lítico e é um processo de replicação viral que leva à formação da progênie viral e à potencial lise ou destruição da célula hospedeira. Os vírus que estão no ciclo lítico são denominados virulentos, em oposição a temperados. Os vírus animais também passam pelo ciclo lítico.

Maturação e Liberação

Alguns desses pequenos clones (os vírus) produzidos pelo ciclo lítico irão sofrer maturação antes da liberação, e outros podem sofrer maturação após sua liberação. Independentemente disso, a liberação da progênie viral de sua célula hospedeira é um processo pelo qual os vírus são expelidos de sua célula hospedeira por meio de exocitose, apoptose, explosão celular ou brotamento.

Como acabei de observar, essa liberação ou liberação viral pode ocorrer por meio de algo chamado brotamento. É quando o vírus essencialmente deixa a célula e leva consigo um pedaço da membrana da célula hospedeira. Isso é especialmente útil, logicamente, para vírus envelopados. No entanto, não é tão útil para a célula hospedeira porque muitos vírus deixam a célula e fazem parte da membrana celular com ela, causando a morte da célula. Imagine pequenas coisas deixando seu corpo e tirando um pedaço de sua pele ao sair. Eventualmente, você não teria mais pele e simplesmente não seria capaz de sobreviver!

Outra maneira pela qual os vírus são liberados é por meio da apoptose. Como o brotamento viral, a apoptose acaba matando a célula porque, por definição, a apoptose é a morte celular programada. Portanto, quando a célula morre, o vírus é liberado ou absorvido por equipes de limpeza que consistem em células chamadas macrófagos. Esses macrófagos se espalharão por todo o corpo, levando vírus com eles, espalhando assim o vírus para outras partes do corpo!

Finalmente, outros tipos de vírus podem sair por um processo chamado exocitose. Este tipo de liberação ou liberação viral ocorre sem a necessidade de morte da célula hospedeira. Basicamente, a célula hospedeira transportará os vírus até a superfície da membrana em pequenas estruturas semelhantes a bolhas chamadas vacúolos, que então se abrirão para o mundo externo, liberando os vírus.

Os três métodos de liberação que acabei de descrever fazem parte do ciclo lítico que mencionei anteriormente. Basicamente, o ciclo lisogênico é uma forma passiva de replicar o genoma de um vírus sem a produção de nenhum vírus, enquanto o ciclo lítico ocorre quando o vírus usa a célula hospedeira para produzir progênie viral, o que muitas vezes resulta na morte da célula hospedeira. Algo para se ter em mente é que alguns vírus entrarão na fase lisogênica antes do ciclo lítico, enquanto outros irão pular para o ciclo lítico imediatamente.

Resumo da lição

E agora é hora de revisar a lição. Havia muito o que aprender nesta lição sobre o ciclo de vida viral.

Lembre-se de que o processo de ligação das proteínas do capsídeo viral ou do envelope aos receptores em uma célula-alvo é denominado ligação . Os vírus então passam por penetração , o processo de entrar em um hospedeiro por meio de um dos vários mecanismos. Após a penetração na célula, ocorrerá um processo em que o capsídeo viral é removido para liberar o ácido nucleico viral no hospedeiro. Chamamos essa ação de descasque . Após a remoção do revestimento, a replicação deve ocorrer. É quando um vírus usa seu hospedeiro para copiar seu genoma, gerar e montar um capsídeo de proteína e, assim, se reproduzir.

Quando um profago é replicado passivamente junto com o genoma de seu hospedeiro, chamamos isso de ciclo lisogênico . Por outro lado, o ciclo lítico é um processo de replicação viral que leva à formação da progênie viral e à potencial lise ou destruição da célula hospedeira. Independentemente disso, a liberação da progênie viral de sua célula hospedeira é um processo pelo qual os vírus são expulsos de sua célula hospedeira por meio de exocitose, apoptose ou brotamento.

Resultados de Aprendizagem

Ao concluir esta lição, você será capaz de:

  • Descreva os processos de fixação e penetração de vírus
  • Explique o que acontece quando um vírus penetra na célula
  • Identifique os três métodos de liberação no ciclo de vida do vírus
  • Diferencie entre os ciclos lisogênicos e líticos
Artículos relacionados