Introdução aos vírus
Você sabia ...
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| Vírus | |
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| Reconstrução de um computador rotavírus partícula | |
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EU: vírus dsDNA |
Os vírus são parasitas que se reproduzem dentro do células dos organismos que infectam. Quando o vírus infecta uma célula, ele reprograma que células normais do bioquímicas processos forçando assim a célula para fazer milhares de cópias idênticas de o vírus infectar usando a célula de proteína , ADN e Blocos de construção RNA. Este processo normalmente mata a célula infectada.
Os vírus são agrupados de acordo com o tipo de organismo que infectam. Portanto vírus são ou animal, planta ou bacterianas tipos. Eles são tão pequenos que seriam necessários 30.000 a 750.000 deles, lado a lado, para cobrir um centímetro. As origens do vírus não é claro; alguns podem ter evoluído a partir de ou plasmídeos transposões, que são extensões de ADN que podem existir separadamente cromossomas. Outros vírus podem ter evoluído a partir de bactérias .
Um vírus é composto por duas partes: o material genético, um ácido nucleico que contém todas as informações necessárias para a produção de novas partículas virais, e um revestimento de proteína que protege este material genético. O revestimento é chamado um cápside e pode ser um recipiente simples, ou uma estrutura muito mais complexo, contendo enzimas. Formas capsídeo variar de helicoidal simples e icosahedral formas (poliédricas ou quase esféricos), para estruturas mais complexas com caudas ou um envelope.
Vegetais, animais e células bacterianas contêm dois tipos de ácido nucleico. A informação genética necessária para fazer novas proteínas é sempre codificada no ADN : este código é traduzido para um tipo específico de RNA chamado RNA mensageiro que transporta a informação para as partes da célula que fazem proteínas. Em contraste, cada tipo de vírus contém apenas um tipo de ácido nucleico, ADN ou ARN.
Dentro das células existem estruturas chamadas organelas, cada organela tem uma ou mais importantes funções. Estes organelos celulares, juntamente com enzimas são necessárias para metabolismo e da vida. Os vírus não têm organelas e deve usar aqueles dentro de uma célula para reproduzir. Do lado de fora de uma célula hospedeira, os vírus são completamente inactivos e não são considerados nem vivos nem mortos. Na verdade, é controverso se os vírus são organismos realmente vivendo. Alguns consideram-não-vivo, uma vez que não preenchem todos os critérios da definição de vida . No entanto, os vírus têm genes e evoluir ao longo do tempo.
As infecções virais em humanos e animais geralmente causam uma resposta imune e doença. Muitas vezes, um vírus é completamente eliminado pelo sistema imunitário . Os antibióticos não têm efeito sobre os vírus, mas drogas antivirais têm sido desenvolvidos para o tratamento de infecções que ameaçam a vida. Vacinas que produzem ao longo da vida imunidade pode impedir infecções por vírus.
Os vírus se espalhou em muitas maneiras diferentes. Os vírus de plantas são muitas vezes espalhar de planta para planta por insetos funcionam como vetores. Infecções por vírus específicos de animais e seres humanos também estão espalhados por insetos que picam. Mas nem todos os vírus pode ser transmitido desta forma. Cada espécie de vírus depende de um método específico. Alguns, como a gripe são realizadas pelo ar e estão espalhados por tosse e espirros. Outros, como norovirus e rotavírus contaminar os alimentos ou da água. o HIV é um dos diversos vírus que são transmitidas durante as relações sexuais.
Origens do vírus
A origem do vírus modernos não é totalmente clara, mas técnicas moleculares têm sido os meios mais úteis de hipotetizando como eles se levantou, e duas hipóteses principais existem actualmente.
Vírus pequenos com apenas alguns genes podem ser extensões fugitivos de ácido nucleico originário a partir do genoma de um organismo vivo. Seu material genético poderia ter sido derivada de elementos genéticos transferíveis, tais como ou plasmídeos transposões, que são propensas a se mover dentro, sair, entrar e genomas. Desta forma, novos vírus surgem constantemente e, portanto, nem todos os vírus têm "antepassados" virais.
Os vírus com genomas grandes, tais como poxvírus, pode ter sido uma vez pequenas células que parasitados células hospedeiras maiores. Com o tempo, os genes não são exigidas por seu estilo de vida parasitária teria sido perdido em um processo de racionalização conhecido como retrógrada-evolução ou reverter-evolução. As bactérias Rickettsia e Chlamydia são células que, como vírus, só pode reproduzir dentro das células hospedeiras vivas. Eles emprestam credibilidade à hipótese de racionalização, como seu estilo de vida parasitária é provável que tenha causado a perda de genes que lhes permitiu sobreviver fora de uma célula hospedeira.
Descoberta de vírus
No final do século 19 Charles Chamberland feita de um filtro com orifícios pequenos o suficiente para remover as bactérias . Dimitri Ivanovski usado esse filtro para estudar vírus do mosaico do tabaco. Ele publicou os resultados de seus experimentos que provaram que extratos de folhas esmagadas de plantas de tabaco infectadas ainda estavam infecciosa após a filtração. Ao mesmo tempo, vários outros cientistas mostrou que, embora estes agentes eram diferentes das bactérias, que podem causar doença, e que os vírus eram cerca de cem vezes menor do que as bactérias. O vírus termo foi usado pela primeira vez pelo microbiologista holandês Martinus Beijerinck que usou as palavras "contagium vivum fluidum" para significar "germe vivo solúvel". No início do século 20, Frederick Twort descoberto vírus que infectam bactérias. Felix d'Herelle descrito vírus que causaram áreas de morte na fina em culturas de células ágar. Contando essas áreas mortas lhe permitiu contar as vírus na suspensão.
Com a invenção microscopia eletrônica vieram as primeiras imagens do vírus. Em 1935 Wendell Stanley examinou vírus do mosaico do tabaco e achei que ser feito principalmente de proteínas . Um curto espaço de tempo depois, o vírus foi separado em proteína e partes de ácido nucleico. Um problema para os primeiros cientistas foi a sua incapacidade de crescer vírus sem o uso de animais vivos. A descoberta veio em 1931, quando Ernest William Goodpasture cresceu gripe e vários outros vírus em ovos de galinha férteis. No entanto, alguns vírus não crescem em ovos de galinha. O problema foi resolvido em 1949, quando John Franklin Enders, Thomas H. Weller e Frederick Chapman Robbins cresceu vírus da poliomielite em culturas de células de animais vivos.
Estrutura de vírus
Uma partícula do vírus, conhecido como um virião consiste ácido nucleico rodeado por uma camada protectora de proteína chamada capsídeo. As proteínas virais formam a cápside e estas proteínas formam unidades reconhecíveis chamados capsómeros. O arranjo dos capsómeros pode ser icosahedral (20 lados) ou helicoidal. A maioria dos vírus de DNA são feitos a partir de icosaédrica e viroses RNA são as proteínas ou helicoidais ou icosahedral.The que se ligam ao ácido nucleico são conhecidos como nucleoproteínas, e juntos formam uma nucleocápside . Alguns vírus estão rodeados por uma bolha de lípido chamado envelope. A maioria dos vírus de DNA não tem um envelope, mas a maioria dos vírus de RNA são envolvidos.
Tamanho
Os vírus são alguns dos agentes infecciosos mais pequenas e a maior parte deles só pode ser visto por microscopia eletrônica. A maioria dos vírus são cerca de 100 nm de diâmetro, mas as suas dimensões variam de 20 a 300 nm. Eles são tão pequenos que seriam necessários 30.000 a 750.000 deles, lado a lado, para cobrir um centímetro.
Virus Genes
Existem dois tipos de material genético: ácido desoxirribonucleico (ADN) e ácido ribonucleico (ARN). A informação biológica contido num organismo é codificado na sua sequência de ADN ou ARN. A maioria dos organismos utilizam DNA, mas muitos vírus (por exemplo, retrovírus) têm ARN como o seu material genético. O ADN e o ARN de vírus é constituído por uma única cadeia ou uma dupla hélice.
Os vírus, embora simples em comparação com organismos baseados em células, são muito eficientes em reproduzir. Eles têm apenas alguns genes em comparação com os seres humanos que têm 20.000-25.000. Por exemplo, Influenza vírus tem apenas 8 genes e rotavírus tem 11. Estes genes codificam para proteínas estruturais que formam a partícula de vírus, ou proteínas não estruturais, que apenas se encontram em células infectadas pelo vírus.
A maioria dos vírus produzem uma proteína que é um uma enzima chamada polimerase. Polimerase é usada para fazer novas cópias do ADN ou ARN viral. Muitas vezes, esta proteína é também uma proteína estrutural que é parte integrante da partícula do vírus. Estas enzimas polimerases são frequentemente muito mais eficiente do que os seus homólogos produzidos pela célula hospedeira.
Em algumas espécies de vírus a ADN ou ARN não é um processo contínuo molécula , mas está dividida em várias correntes separadas. Estes são chamados segmentado genomas. O genoma do vírus da gripe é composta a partir de oito segmentos de RNA separadas. Quando duas estirpes diferentes de vírus da gripe infecta a mesma célula, estes segmentos podem misturar e produzir novas estirpes do vírus, este é chamada rearranjo.
A síntese de proteínas de vírus
Células fazer novas moléculas de proteína a partir de aminoácidos blocos de construção com base em informação codificada em ARN. A síntese de proteínas, geralmente consiste em dois passos principais: transcrição e tradução.
A transcrição é o processo em que a informação genética no DNA é usado para produzir RNA mensageiro que migra através da célula. As moléculas de ARNm se ligam a complexos de ARN-proteína chamados ribossomas, onde são usados para fazer proteínas. Isto é chamado de tradução. A sequência de aminoácidos da proteína baseia-se no ARNm sequência base.
Partículas de vírus são feitas a partir de várias proteínas que não pode produzir por si mesmas, por conseguinte, eles dependem da célula hospedeira para torná-los. Vírus fazer isto de muitas maneiras diferentes, no entanto, eventualmente, todos eles produzem ARNm. Em alguns vírus de ARN as funções virais de ARN de genoma como ARNm directamente sem qualquer modificação adicional. Por esta razão, estes vírus são chamados de vírus de ARN de sentido positivo.
Em outros vírus de ARN, o ARN genómico é uma cópia complementar do ARNm e estes vírus contar com a sua própria enzima de célula ou para fazer ARNm. Estes são chamados de vírus de RNA de sentido negativo. Em vírus de ADN feitas ao método de produção de mRNA é semelhante a uma célula. Os retrovírus são muito diferentes, elas são baseadas em ARN, mas no interior da célula hospedeira de uma cópia de ADN de seu RNA é feita. Este ADN é então incorporado no hospedeiro e do ARNm copiado para por vias normais da célula.
Ciclo de vida do vírus
Os vírus só pode multiplicar dentro de uma célula viva. Quando o vírus infecta uma célula, ele faz com que a forma da célula novos vírus sintetizando novo ácido nucleico virai e proteínas, formando desse modo novas partículas de vírus completos.
Existem seis fases, que se sobrepõem básicos do ciclo de vida do vírus em células vivas:
Anexo é uma ligação do vírus a moléculas específicas na superfície da célula. Esta especificidade restringe o vírus de um tipo muito limitada de células. Por exemplo, o vírus da imunodeficiência humana ( HIV ) infecta apenas humanos Células T, porque a sua proteína de superfície, gp120, só pode reagir com E outras moléculas de CD4 na superfície da célula T. Este mecanismo tem evoluído para favorecer os vírus que só infectam as células que são capazes de se replicar em.
Penetração: a seguir à fixação, vírus entrar na célula hospedeira por endocitose ou por fusão com a célula.
Desencapsulamento ocorre dentro da célula quando o viral cápside é removido e destruído pelo viral enzimas ou enzimas do hospedeiro, expondo deste modo o ácido nucleico virai.
A replicação de partículas de vírus é a fase em que utiliza uma célula de RNA mensageiro externa nos seus sistemas de síntese de proteínas para a produção de proteínas virais. O RNA ou DNA synthesis capacidade de produzir a célula do vírus ácidos nucleicos por polimerase viral.
Montagem tem lugar na célula quando as proteínas virais recentemente criados e ácido nucleico se combinam para formar novas partículas virais.
Lançamento ocorre quando os novos vírus escapar a partir da célula. A maioria dos vírus conseguir isto, fazendo com que as células de rajada, um processo chamado lise. Outros vírus, tais como HIV são libertados mais suavemente por um processo chamado brotação.
Vírus e doença
As doenças humanas causadas por vírus incluem o resfriado comum , a gripe , a varicela e frio feridas. Doenças graves, como Ebola, AIDS e gripe são causados por vírus. A capacidade do vírus para causar doença é chamada virulência e o mecanismo é denominado patogênese. Os vírus causam doenças diferentes, dependendo dos tipos de células que eles infectam. Alguns vírus podem causar ao longo da vida ou infecções crônicas, onde os vírus continuam a replicar no organismo, apesar de mecanismos de defesa dos anfitriões. Isto é comum no O vírus da hepatite B e Infecções por vírus da hepatite C. As pessoas cronicamente infectadas com o vírus da hepatite B são conhecidos como veículos que servem como reservatórios do vírus infeccioso. Em algumas populações, se houver uma alta proporção de transportadoras, uma doença está a ser dito endêmica.
Há muitas maneiras em que os vírus se espalham de um hospedeiro para outro, mas cada espécie de vírus usa apenas um ou dois. Muitos vírus que infectam as plantas são transportadas por insetos chamados vetores. Vetores comuns incluem bactérias , fungos , nematóides , artrópodes e aracnídeos. Alguns vírus que infectam animais e seres humanos também estão espalhados por insetos que picam, mas a transmissão directa de animais para animal, pessoa-a-pessoa ou animal a pessoa é mais comum. Algumas infecções por vírus são espalhados por alimentos contaminados e água, ( Norovirus e Rotavirus), outros estão no ar, ( vírus da gripe ). Vírus como o VIH , Hepatite B e A hepatite C é muitas vezes transmitida por relações sexuais desprotegidas ou contaminados agulhas hipodérmicas. É importante saber como cada tipo diferente de vírus espalha-se de modo a prevenir infecções e epidemias.
Prevenção e tratamento
Vacinas
A vacinação é uma forma de prevenção de infecções por vírus. As vacinas foram usados para prevenir as infecções virais muito antes da descoberta dos vírus reais. A sua utilização tem resultado em um declínio dramático na morbidade (doença) e mortalidade (morte) associados a infecções virais, tais como poliomielite , sarampo , caxumba e rubéola . Varíola infecções foram erradicadas. Actualmente estão disponíveis vacinas para evitar infecções virais mais de treze dos seres humanos e mais são usados para prevenir as infecções virais de animais. As vacinas podem consistir em vírus vivos ou mortos. As vacinas vivas contêm formas do vírus que não são mais virulentos enfraquecido. Estes são referidos como vacinas atenuadas. As vacinas vivas pode ser perigoso quando administrado a pessoas imunodeprimidas ou seja, pessoas com imunidade fraca, porque nessas pessoas, o vírus enfraquecido pode causar a doença original. Técnicas de biotecnologia e engenharia genética são utilizados para produzir vacinas de subunidades. Estas vacinas usar apenas o proteínas da cápside do vírus. Vacina contra a hepatite B é um exemplo deste tipo de vacina. As vacinas de subunidades são seguras para pacientes imunocomprometidos, porque eles não podem causar a doença.
Os medicamentos antivirais
Ao longo dos últimos vinte anos, o desenvolvimento de medicamentos antivirais tem aumentado rapidamente. Isso foi motivado pela epidemia da SIDA. Os medicamentos antivirais são freqüentemente análogos nucleosídeos, (blocos de construção de DNA falso), que são incorporados no DNA viral durante sua replicação. ADN, vírus e assim, a replicação é então interrompida porque esses análogos não têm a grupos hidroxilo que juntamente com fósforo átomos, ligação em conjunto para formar a "espinha dorsal" forte da molécula de ADN. Isto é chamado de DNA de terminação da cadeia. Exemplos de análogos de nucleósidos são aciclovir para Infecções por vírus de herpes e lamivudina para HIV e Infecções por vírus da hepatite B. Aciclovir, é um dos medicamentos antivirais mais antigos e mais prescritos. Outras drogas antivirais alvo diferentes estágios do ciclo de vida viral. HIV é dependente de uma enzima proteolítica a chamada HIV-1 protease para se tornar totalmente infeccioso. Há uma classe de fármacos designados inibidores da protease que tenham sido concebidos para inactivar a enzima.
A hepatite C é causada por um Vírus de ARN. Em 80% das pessoas infectadas, a doença é crônica e sem tratamento permanecem infeccioso para o resto das suas vidas. No entanto, existe actualmente um tratamento eficaz utilizando o fármaco análogo de nucleósido combinado com ribavirina interferon O tratamento da crônica portadores do Vírus da hepatite B, utilizando uma estratégia similar, usando lamivudina está sendo desenvolvido.
