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16.2: Estrutura Viral
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Viral Structure
 
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16.2: Viral Structure

16.2: Estrutura Viral

Viruses are extraordinarily diverse in shape and size, but they all have several structural features in common. All viruses have a core that contains a DNA- or RNA-based genome. The core is surrounded by a protective coat of proteins called the capsid. The capsid is composed of subunits called capsomeres. The capsid and genome-containing core are together known as the nucleocapsid.

Structural Classes of Viruses

Many criteria are used to classify viruses, including capsid design. Most viruses have icosahedral or helical capsids, although some viruses have developed more complex capsid structures. The icosahedral shape is a 20-sided, quasi-spherical structure. Rhinovirus, the virus that causes the common cold, is icosahedral. Helical (i.e., filamentous or rod-shaped) capsids are thin and linear, resembling cylinders. The nucleic acid genome fits inside the grooves of the helical capsid. Tobacco mosaic virus, a plant pathogen, is a classic example of a helical virus. Some viruses have capsids that are enclosed by an envelope of lipids and proteins outside of the capsid. This viral envelope is not produced by the virus but is acquired from the host’s cell. These envelope molecules protect the virus and mediate interactions with the host’s cells.

Viral Structure Is Critical for Infection and Immunity

The viral capsid not only protects the virus’s genome, but it also plays a critical role in interactions with host cells. For instance, capsid proteins enable infection by recognizing and binding to specific cell membrane proteins on the host cell. Capsid proteins also play an important role in uncoating the viral genome to enable replication inside the host.

Although the proteins and lipids of the capsid and envelope enable infections, these same molecules are unique to viruses and can, therefore, be used by the hosts’s immune system to detect the presence of a virus. Such elicitors of an immune response are generally known as microbe-associated molecular patterns (MAMPs). In plants, MAMPs elicit a cascade of immune responses that can both mitigate the current infection and prepare the plant for a more robust immune response in the event that it becomes infected by a similar pathogen in the future. MAMPs also induce innate immune responses in humans, including inflammation and the production of antimicrobial proteins. Some vaccines take advantage of the body’s ability to recognize MAMPs in order to confer immunity to specific viral pathogens.

Os vírus são extraordinariamente diversos em forma e tamanho, mas todos eles têm várias características estruturais em comum. Todos os vírus têm um núcleo que contém um genoma constituído por DNA ou RNA. O núcleo está rodeado por uma camada protetora de proteínas chamada capsídeo. O capsídeo é composto por subunidades chamadas capsómeros. O capsídeo e o núcleo contendo o genoma são juntos conhecidos como nucleocapsídeo.

Classes Estruturais dos Vírus

Muitos critérios são usados para classificar vírus, incluindo o design do capsídeo. A maioria dos vírus tem capsídeos icosaédricos ou helicoidais, embora alguns vírus tenham desenvolvido estruturas de capsídeo mais complexas. A forma icosaédrica é uma estrutura quase esférica de 20 lados. O rinovírus, o vírus que causa a constipação comum, é icosaédrico. Os capsídeos helicoidais (ou seja, filamentosos ou em forma de bastão) são finos e lineares, assemelhando-se a cilindros. O genoma do ácido nucleico encaixa-se dentro das ranhuras do capsídeo helicoidal. O vírus do mosaico do tabaco, um agente patogénico vegetal, é um exemplo clássico de um vírus helicoidal. Alguns vírus têm capsídeos que são fechados por um envelope de lípidos e proteínas fora do capsídeo. Este envelope viral não é produzido pelo vírus, mas é adquirido a partir da célula do hospedeiro. Essas moléculas de envelope protegem o vírus e mediam interações com as células do hospedeiro.

A Estrutura Viral é Fundamental para Infecção e Imunidade

O capsídeo viral não só protege o genoma do vírus, mas também desempenha um papel crítico nas interações com as células hospedeiras. Por exemplo, proteínas do capsídeo permitem a infeção reconhecendo e ligando-se a proteínas específicas da membrana celular da célula hospedeira. As proteínas do capsídeo também desempenham um papel importante para desencapsular o genoma viral e permitir a replicação dentro do hospedeiro.

Embora as proteínas e lípidos do capsídeo e do envelope permitam infeções, essas mesmas moléculas são exclusivas dos vírus e podem, portanto, ser usadas pelo sistema imunitário dos hospedeiros para detectar a presença de um vírus. Tais indutores de uma resposta imune são geralmente conhecidos como padrões moleculares associados a micróbios (MAMPs). Nas plantas, os MAMPs provocam uma cascata de respostas imunes que podem tanto mitigar a infecção atual como preparar a planta para uma resposta imune mais robusta no caso de ela ser infectada por um agente patogénico semelhante no futuro. Os MAMPs também induzem respostas imunes inatas em humanos, incluindo inflamação e produção de proteínas antimicrobianas. Algumas vacinas aproveitam-se da capacidade do corpo de reconhecer MAMPs a fim de conferir imunidade a agentes patogénicos virais específicos.


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