Vírus

Os vírus são entidades biológicas acelulares e parasitas intracelulares obrigatórios. São compostos por material genético (que pode ser DNA ou RNA) que é envolvido em cápsula proteica. Alguns vírus apresentam envelope lipídico derivado de células vivas que foram parasitadas. Essas entidades biológicas não possuem metabolismo próprio e a sua replicação depende da maquinaria da célula hospedeira.

Os vírus possuem características como material genético e passam por processos evolutivos, mas não têm estrutura celular ou metabolismo autônomo. Os vírus apresentam características singulares que geram debates relacionados à própria definição de vida e se essas entidades podem ser consideradas seres vivos. Os vírus podem causar diversas doenças aos seres humanos, como gripe, covid-19, aids, hepatites e herpes.

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Resumo sobre vírus

• Os vírus são entidades biológicas acelulares e parasitas intracelulares obrigatórios.
• São compostos por material genético (DNA ou RNA) e capsídeo proteico.
• Alguns vírus apresentam um envelope lipídico derivado da célula hospedeira.
• São dependentes da maquinaria metabólica da célula hospedeira e não têm metabolismo próprio.
• Podem ser classificados de acordo com o material genético, a morfologia do capsídeo e a presença de envelope.
• A replicação dos vírus inclui as etapas de fixação, penetração, desnudamento, biossíntese, montagem e liberação.
• São considerados entidades biológicas limítrofes entre o vivo e o não vivo por serem acelulares e sem metabolismo próprio, mas terem material genético que se replica e é passado aos descentes.
• Podem causar diversas patologias, como gripe, covid-19, aids, hepatites, dengue e herpes, com variadas manifestações e vias de transmissão.

O que são vírus?

Vírus são entidades biológicas acelulares e parasitas intracelulares obrigatórios compostos por material genético envolto por uma cápsula proteica. Os vírus podem conter material genético em forma de RNA ou DNA. Alguns têm a cápsula envolvida por um envelope lipídico derivado da membrana da célula hospedeira.

A replicação viral ocorre exclusivamente dentro de células vivas e utiliza a maquinaria metabólica da célula hospedeira para sintetizar seus componentes e gerar novas partículas virais (denominadas vírions). A ausência de metabolismo próprio impede a replicação autônoma.

Quais são os tipos de vírus?

Existem diversas classificações para os vírus considerando-se diferentes critérios. Eles podem ser categorizados de acordo com a natureza do material genético, com a morfologia do capsídeo ou com a presença ou ausência de envelope lipídico.

→ Tipos de vírus de acordo com a natureza do material genético

• Vírus de DNA: são os que têm DNA como material genético. O DNA de um vírus pode ser de fita simples ou de fita dupla. São exemplos os adenovírus e o herpesvírus.
• Vírus de RNA: são os que têm RNA como material genético. O RNA de um vírus pode ser de fita simples com polaridade positiva (que pode ser lido diretamente como mRNA), de fita simples com polaridade negativa (que requer transcrição para mRNA) ou de fita dupla. São exemplos os retrovírus (como o HIV), que utilizam a enzima transcriptase reversa para sintetizar DNA a partir do seu RNA. Os coronavírus são outro exemplo de vírus de RNA.

→ Tipos de vírus de acordo com a morfologia do capsídeo

• Poliédrico: são vírus cujo capsídeo tem uma forma poliédrica, geralmente icosaédrica (com 20 lados). É um exemplo os adenovírus.
• Helicoidal: são vírus cujo capsídeo forma uma estrutura em espiral ao redor do material genético. São exemplos o vírus do mosaico do tabaco (TMV) e vírus da gripe (Influenza).
• Complexa: são vírus que apresentam estruturas mais elaboradas que não se encaixam nas simetrias poliédrica ou helicoidal. Eles podem apresentar combinações de elementos de ambas e possuir componentes adicionais. São exemplos os bacteriófagos.

→ Tipos de vírus de acordo com o envelope lipídico

• Vírus envelopados: são os que apresentam uma membrana lipídica externa ao capsídeo que é geralmente derivada da membrana plasmática da célula hospedeira durante o processo de brotamento. O envelope pode conter glicoproteínas, e sua presença aumenta a sensibilidade do vírus a solventes lipídicos, como detergentes. São exemplos o vírus da gripe (Influenza), HIV (retrovírus) e herpesvírus.
• Vírus não envelopados (nus): são os que possuem apenas o capsídeo proteico envolvendo o material genético, sem a presença de um envelope lipídico recobrindo essa estrutura. São mais resistentes a condições adversas e a solventes, como o detergente. São exemplos os adenovírus e o poliovírus.

Características dos vírus

Os vírus são entidades biológicas com características únicas que os distinguem de todos os microrganismos. A compreensão dessas características é fundamental para o estudo de sua biologia e patogenicidade.

• Acelularidade: os vírus não têm organização celular. São compostos apenas de material genético e proteínas. Não apresentam características celulares, como organelas, citoplasma ou membrana plasmática.
• Parasitismo intracelular obrigatório: os vírus não têm maquinaria metabólica própria para síntese de proteínas ou replicação do material genético. Essas entidades biológicas dependem inteiramente das células hospedeiras vivas para sua replicação. Os vírus utilizam os ribossomos, as enzimas e os substratos energéticos da célula hospedeira.
• Tamanho reduzido: os vírus são significativamente menores que as bactérias e células eucarióticas. Suas dimensões variam de aproximadamente 20 a 400 nanômetros (nm) e só podem ser observados por meio de microscopia eletrônica.
• Material genético variável: o material genérico de um vírus pode ser DNA ou RNA (de fita simples, fita dupla, linear ou circular). Essa diversidade do material genético pode ser utilizada para a classificação dessas entidades (como na Classificação de Baltimore).
• Especificidade de hospedeiro e tecido: os vírus frequentemente apresentam alta especificidade, de modo que um vírus possui tipos celulares ou espécies específicas que pode infectar. Essa especificidade é determinada pela interação entre proteínas virais (geralmente do capsídeo ou envelope) e receptores específicos presentes na superfície da célula hospedeira.
• Mutação e evolução rápida: os vírus apresentam altas taxas de replicação e ausência de mecanismos de reparo de erros (especialmente em vírus de RNA). Essas características favorecem alta taxa de mutação, o que está relacionado a altas probabilidades de adaptação e evolução. Esse processo ocorre rapidamente e pode resultar no surgimento de novas variantes virais com maior virulência ou resistência a medicamento antivirais.
• Estrutura básica: todos os vírus compartilham uma estrutura básica composta por material genético viral (DNA ou RNA) e capsídeo proteico. Alguns apresentam envelope lipídico derivado da membrana da célula hospedeira, que contém glicoproteínas virais que auxiliam na ligação e entrada em novas células.
• Ausência de divisão celular: os vírus são acelulares e, portanto, não se reproduzem por divisão, mas por replicação. As partículas virais são montadas com base componentes recém-sintetizados, utilizando a maquinaria metabólica da célula hospedeira.

Estrutura dos vírus

A estrutura de um vírus é fundamentalmente composta por um ácido nucleico (material genético) envolto por um capsídeo proteico. Alguns vírus têm uma camada externa adicional, o envelope lipídico. A organização desses componentes determina a morfologia e as interações do vírus com a célula hospedeira.

• Ácido nucleico: o material genético do vírus é constituído por ácidos nucleicos que contêm as informações para sua replicação e para a síntese de proteínas virais. O material genético pode ser DNA ou RNA. Em ambos os casos pode ser de fita simples (ss) ou fita dupla (ds). O RNA de um vírus pode ter polaridade positiva ou negativa. Além disso, o material genético de um vírus pode se apresentar de forma linear, circular ou segmentada (dividido em múltiplas moléculas).
• Capsídeo: é uma estrutura proteica que envolve e protege o ácido nucleico viral. O capsídeo é composto por subunidades proteicas similares denominadas capsômeros, que se auto-organizam. A forma do capsídeo confere uma simetria característica vírus, que pode ser poliédrica, helicoidal ou complexa. O termo utilizado para se referir ao conjunto formado pelo ácido nucleico e pelo capsídeo é nucleocapsídeo.
• Envelope viral: presente apenas em alguns tipos de vírus. É composto por uma bicamada lipídica externa ao nucleocapsídeo, geralmente derivada da membrana plasmática da célula hospedeira. O envelope contém glicoproteínas que são essenciais para o reconhecimento de receptores na superfície da célula hospedeira, permitindo a adsorção e a entrada do vírus. A presença do envelope torna o vírus mais sensível a solventes lipídicos (como éter ou álcool) e detergentes, o que pode ser usado para inativá-lo. Os vírus não envelopados (nus) são mais resistentes a esses agentes.
• Enzimas virais: alguns vírus carregam enzimas específicas dentro do capsídeo ou associadas ao envelope que são cruciais para as primeiras etapas da infecção ou para a replicação do genoma. São exemplos a transcriptase reversa nos retrovírus (para sintetizar DNA a partir de RNA) e a RNA polimerase dependente de RNA (RdRp) em alguns vírus de RNA (para replicar RNA a partir de um molde de RNA).

Replicação dos vírus 

Os vírus não realizam reprodução, pois são entidades acelulares e sem metabolismo próprio, de modo que não realizam os processos que caracterizam a reprodução. Os vírus se multiplicam por meio da replicação, um processo complexo que ocorre exclusivamente no interior de células hospedeiras vivas. O ciclo de replicação viral é dividido em etapas distintas e sequenciais que resultam na produção de múltiplas cópias do vírus e na propagação da infecção.

• Adsorção (fixação): o processo de replicação tem início com o reconhecimento e a ligação específica das proteínas virais (presentes no capsídeo ou no envelope) a receptores complementares localizados na superfície da membrana plasmática da célula hospedeira. A especificidade desses receptores determina o tropismo viral (quais tipos de células ou espécies o vírus pode infectar).
• Penetração (entrada): após a adsorção, o vírion ou seu material genético adentram na célula hospedeira. Os mecanismos de penetração podem ser:
  • Fusão de envelope: em vírus envelopados, o envelope viral se funde diretamente com a membrana plasmática da célula, liberando o nucleocapsídeo no citoplasma.
  • Endocitose: a célula hospedeira internaliza o vírion completo por meio de um processo de endocitose (formação de vesículas). O vírion posteriormente é liberado da vesícula para o citoplasma.
  • Injeção do material genético: em alguns vírus (como os bacteriófagos), apenas o material genético é injetado na célula hospedeira, enquanto o capsídeo permanece do lado de fora.

• Desnudamento (decapsidação): uma vez dentro da célula, o capsídeo viral é removido, liberando o material genético do vírus no citoplasma ou no núcleo, que o torna acessível para as etapas subsequentes de replicação. Esse processo pode ser mediado por enzimas virais ou celulares.
• Biossíntese (replicação e síntese de componentes virais): nesta fase, o genoma viral é replicado e as proteínas virais são sintetizadas utilizando-se da maquinaria da célula hospedeira. As estratégias utilizadas dependem do tipo de material genético viral e incluem:
  • Replicação do genoma: o material genético viral é duplicado. Em vírus de DNA, isso geralmente ocorre no núcleo. Em vírus de RNA, ocorre predominantemente no citoplasma.
  • Síntese de mRNA: o mRNA viral é produzido a partir do genoma viral para servir como molde para a síntese de proteínas.
  • Síntese de proteínas virais: os ribossomos da célula hospedeira traduzem o mRNA viral em proteínas estruturais (capsídeos, glicoproteínas de envelope) e proteínas não estruturais (enzimas virais, proteínas reguladoras).

• Montagem (maturação): os componentes virais recém-sintetizados (ácidos nucleicos e proteínas) são organizados e montados para formar novos vírions completos dentro da célula hospedeira.
• Liberação: os novos vírions são liberados da célula hospedeira e estão prontos para infectar novas células. Os mecanismos de liberação incluem:
  • Lise celular: a célula hospedeira se rompe, liberando as partículas virais, o que resulta na morte celular. Comum em vírus não envelopados.
  • Brotamento: em vírus envelopados, o nucleocapsídeo brota da membrana plasmática da célula (ou de outras membranas celulares, como o retículo endoplasmático ou o complexo de Golgi). Nesse processo, os vírions adquirem sua camada de envelope lipídico e a célula hospedeira pode permanecer viável por um período.

Vírus é um ser vivo?

Essa questão representa um debate fundamental na Biologia, dadas a natureza peculiar dos vírus e as características que os distinguem de organismos celulares. A resposta não é um simples "sim" ou "não" e envolve a análise das definições de vida e das propriedades virais. Nesse sentido, existem argumentos que defendem diferentes interpretações sobre o assunto.

→ Argumentos que sustentam os vírus como não vivo ou como “limítrofes da vida”

• Acelularidade: vírus não têm estrutura celular. Considerando a característica da célula enquanto unidade funcional e estrutural da vida, essa ausência de organização celular é um dos principais motivos para não considerar os vírus como seres vivos no sentido clássico.
• Parasitismo intracelular obrigatório: vírus são incapazes de realizar metabolismo próprio ou de se reproduzir de forma autônoma. Dependem integralmente da maquinaria metabólica (ribossomos, enzimas, ATP) de uma célula hospedeira viva para replicar seu material genético e sintetizar suas proteínas. Fora de uma célula, são metabolicamente inertes e se comportam como partículas químicas.
• Ausência de crescimento e desenvolvimento: diferentemente dos seres vivos que crescem e se desenvolvem por processos de aumento de massa e diferenciação celular, os vírus são montados de componentes preexistentes dentro da célula hospedeira e não apresentam crescimento individual.

→ Argumentos que sugerem características de vida ou de entidades biológicas nos vírus

• Material genético: os vírus têm um genoma (DNA ou RNA) que carrega informações hereditárias e que é transmitido às gerações subsequentes de vírions.
• Evolução e mutação: vírus evoluem por meio de mutações e seleção natural, adaptando-se a novos hospedeiros e desenvolvendo resistência a antivirais. Essa capacidade adaptativa é uma característica-chave dos seres vivos.
• Reprodução (replicação): embora dependente de uma célula hospedeira, os vírus se multiplicam e geram descendentes que carregam suas características genéticas.
• Interação com o ambiente: os vírus interagem ativamente com o ambiente biológico, respondendo a estímulos e manipulando a célula hospedeira para sua própria replicação.

A perspectiva predominante na Biologia moderna é que os vírus são entidades biológicas obrigatórias intracelulares que estão na fronteira entre o vivo e o não vivo. Eles exibem algumas características de vida (material genético, evolução, replicação em hospedeiro), mas carecem de outras essenciais (estrutura celular, metabolismo autônomo). São frequentemente descritos como “organismos à beira da vida” ou “partículas biológicas”, evidenciando sua singularidade e o desafio que representam para as definições convencionais de vida.

Doenças causadas por vírus

Os vírus são agentes etiológicos de diversas doenças em seres humanos, animais e plantas. As manifestações clínicas são variadas e incluem desde infecções assintomáticas ou leves até quadros graves e letais. A patogenicidade viral é influenciada por fatores como o tipo de vírus, a resposta imune do hospedeiro e a via de transmissão.

A prevenção de diversas viroses pode ser realizada por medidas como vacinação, higiene, saneamento básico, controle de vetores e uso de barreiras (como preservativos e máscaras, a depender do vírus). O tratamento, quando disponível, pode ser sintomático ou com antiviral específico.

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Exercícios resolvidos sobre vírus

Questão 1

(Enem) Em um laboratório, pesquisadores tentavam desenvolver uma vacina contra um vírus que infecta tanto roedores como o homem. Uma das vacinas foi capaz de imunizar 100% dos ratos testados, o que foi considerado um grande sucesso. Entretanto, quatro semanas após, novos experimentos com outras cobaias mostraram que 40% dos animais não sobreviveram a testes para a mesma vacina. Em um terceiro experimento, três meses depois, apenas 15% das novas cobaias sobreviveram aos testes.

Qual o principal mecanismo envolvido na perda de imunização das cobaias?

A) Diminuição da carga viral nas cobaias.

B) Supressão do sistema imune das cobaias.

C) Elevada taxa de mutação dos vírus ativos.

D) Perda da memória imunológica das cobaias.

E) Mudança da janela imunológica dos animais testados.

Resolução:

Alternativa C.

Os vírus podem sofrer alterações genéticas rápidas, o que resulta em novas variantes que o sistema imunológico vacinado não consegue reconhecer eficientemente. A replicação rápida e a alta taxa de mutação dos vírus fazem com que a vacina desenvolvida contra a cepa original se torne menos eficaz ao longo do tempo, como observado nos experimentos com as cobaias descritos no enunciado.

Questão 2

(Enem) Um gel vaginal poderá ser um recurso para as mulheres na prevenção contra a AIDS. Esse produto tem como princípio ativo um composto que inibe a transcriptase reversa viral.

Essa ação inibidora é importante, pois a referida enzima

A) corta a dupla hélice do DNA, produzindo um molde para o RNA viral.

B) produz moléculas de DNA viral que vão infectar células sadias.

C) polimeriza molécula de DNA, tendo como molde o RNA viral.

D) promove a entrada do vírus da aids nos linfócitos T.

E) sintetiza os nucleotídeos que compõem o DNA viral.

Resolução:

Alternativa C.

A transcriptase reversa é uma enzima viral essencial para os retrovírus como o HIV. Sua função é polimerizar uma molécula de DNA utilizando como molde o RNA viral. Ela transcreve o genoma de RNA do vírus, em uma fita de DNA complementar dentro da célula hospedeira, que é então integrado ao DNA da célula e permite a replicação do vírus. Ao inibir essa enzima, o gel vaginal impede a síntese de DNA a partir do RNA viral, bloqueando uma etapa fundamental do ciclo de replicação do HIV.

Fontes

SANTOS et al. Virologia humana. 3ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2015.

RYBICKI, EP. Cann’s Principles of Molecular Virology. United Kingdom: Elsevier Academic Press, 2023.