Um vírus é um agente infeccioso que requer um hospedeiro , geralmente uma célula , cujos constituintes e metabolismo desencadeiam a replicação . O nome do vírus foi emprestado do XVI th século por Ambroise Paré em latim vírus, I, n. ( " Veneno , veneno , suco de planta adequado " ). A ciência dos vírus é a virologia , e seus especialistas são virologistas ou virologistas .
Os vírus são cada vez mais vistos como parte dos acariotos . Eles mudam de forma durante seu ciclo, passando por duas fases:
Na forma intracelular (dentro da célula hospedeira), os vírus são elementos genéticos que podem ser integrados em um cromossomo do genoma do hospedeiro (isso é chamado de provírus ou profago ) ou não (por exemplo, fábricas. Para virions ).
Para o homem, das cerca de 5.000 espécies descritas, apenas 129 são consideradas patogênicas em 2018.
O debate sobre a natureza dos vírus ( vivos ou não ) é baseado em noções complexas e permanece aberto até hoje. De acordo com muitas definições de coisas vivas (entidade material que desempenha as funções de relacionamento, nutrição, reprodução), os vírus não são seres vivos. No entanto, ao ampliar a definição de vida para uma entidade que reduz o nível de entropia e se reproduz cometendo erros, os vírus podem ser considerados vivos.
Doenças virais como raiva , febre amarela e varíola afetam humanos há milhares de anos. Dos hieróglifos revelam a poliomielite no antigo Egito ; escritos da antiguidade greco - romana e do Extremo Oriente descrevem certas doenças virais.
No final do XIX th século , representam agentes infecciosos que não eram nem bactérias nem fungo nem parasitas , e não conseguiu detectar o microscópio óptico, ainda era dificilmente concebível. O médico testador Jean Hameau fizera uma primeira apresentação sobre vírus em 1837 perante a Royal Society of Medicine de Bordeaux, Reflections on Viruses , e então perante a National Academy of Medicine em 1843. Seu Memoir on Viruses foi apresentado em sessão da Academy of Medicine em14 de abril de 1850.
Os cientistas isolaram-se de agentes infecciosos por meio de filtros de porcelana usados para coletar bactérias. Entre 1887 e 1892 , o botânico russo Dimitri Ivanovski , ao estudar o mosaico do tabaco , mostra que a seiva de plantas doentes continha um agente infeccioso não retido pelos filtros de Chamberland (desenhados pelo biólogo de mesmo nome ). Ivanovsky pensou em uma toxina ou em uma bactéria muito pequena. Foi o químico holandês Martinus Willem Beijerinck quem aprofundou este trabalho e, em 1898 , afastou tanto a hipótese bacteriana quanto a hipótese da toxina: diluindo a seiva de plantas infectadas, inoculou-a nas plantas que desenvolveram a doença; repetindo a manipulação, conseguiu transmitir a doença múltiplas vezes, mostrando assim que a seiva da última planta infectada era tão virulenta quanto a primeira, efeito que uma toxina, depois de tantas diluições, não poderia produzir. Beijerinck chamou o agente de Contagium vivum fluidum ("germe vivo solúvel").
Ao mesmo tempo, o primeiro vírus identificado foi o da febre aftosa , de Friedrich Löffler e Paul Frosch . O primeiro vírus patogênico humano identificado é o da febre amarela , entre 1900 e 1902 . Louis Pasteur os chamou de “infrabactérias”, outros os chamaram de “vírus de filtragem” ou “vírus de ultrafiltração”.
Foi durante a Primeira Guerra Mundial que o britânico Frederick Twort e o microbiologista franco-canadense Félix d'Hérelle demonstraram o fenômeno da "lise transmissível" observável pela lise de bactérias cultivadas em meio sólido. Esse fenômeno se deve a um vírus de bactéria que Félix d'Hérelle chamou de bacteriófago . Os vírus de plantas, animais, seres humanos e bactérias foram descobertas e suas listas e nunca deixou de crescer durante o XX th século.
Por volta de 1925 , um vírus era definido como um "agente responsável por uma doença infecciosa parasitária de natureza particulada e de tamanho entre 0,01 e 0,3 micrômetro ".
O advento da microscopia eletrônica na década de 1930 possibilitou a observação dos vírus, mas ainda não se sabia naquela época o que realmente eram. O bioquímico americano Wendell Stanley cristalizou o vírus do mosaico do tabaco na forma de cristal de proteína em 1935 . No ano seguinte, outros estudos mostraram que esse cristal também continha RNA . Estudos subsequentes mostraram que, dependendo dos vírus estudados, eles eram compostos por proteínas e RNA, ou por proteínas e DNA. Foi em 1957 que André Lwoff propôs uma definição clara e moderna de vírus. Em 1959, os microbiologistas Lwoff, Anderson e Jacob propuseram o termo vírion para definir a partícula viral infecciosa.
A partir da década de 1960 , os avanços nas culturas de células , microscopia eletrônica e biologia molecular possibilitaram avançar na compreensão dos mecanismos de replicação do vírus, no diagnóstico confiável e no desenvolvimento de vacinas .
Sabemos, a partir do final do XX ° século , que o mundo do oceano é um enorme reservatório de vírus a partir da superfície para as fontes hidrotermais através dos Ártico e sedimentos marinheiros.
Na água do mar, a concentração de partículas virais é de 10 6 a 10 8 partículas por mililitro. Na superfície e perto da costa, as concentrações de vírus geralmente encontradas são da ordem de 10 7 vírus por mililitro (ou seja, dez mil vírus por milímetro cúbico (um milésimo de mililitro)); concentração diminuindo com a profundidade e distância da costa. Concentrações mais altas (10 8 a 10 9 / cm 3 ) são encontradas em sedimentos marinhos próximos à superfície.
Esses vírus desempenham um papel importante no oceano no controle da proliferação de algas , bem como nos ciclos biogeoquímicos , em particular no ciclo do carbono oceânico (diariamente cerca de 20% dos organismos que constituem a biomassa microbiana oceânica total são mortos por vírus. os últimos atacam maciçamente o fitoplâncton e o zooplâncton , mas também bactérias e cianofíceas).
Graças ao progresso na citometria de fluxo e na análise genética ( metagenômica em particular), em algumas décadas os pesquisadores inventaram quase 200.000 tipos de populações virais no mar (em 2019 , eram exatamente 195.728, um número doze vezes superior ao da avaliação feito em 2016 ); 90% dos vírus identificados no mar entre 2016 e 2019 eram anteriormente desconhecidos da ciência. Nota: não estamos falando aqui de espécies, mas de populações , dentro das quais há mais fluxo gênico em um grupo do que entre grupos de vírus (se os vírus sequenciados compartilham pelo menos 95% de seu DNA, então eles são classificados na mesma população distinto dos outros).
Em 2007, estimou-se que poderia haver cerca de 10 30 vírus no oceano; esticados e colocados de ponta a ponta, eles formariam uma linha que se estende além das 60 galáxias mais próximas . E a cada segundo haveria cerca de 10 23 infecções virais no oceano, desempenhando um papel importante na evolução e manutenção da biodiversidade marinha. A abundância viral parece estar relacionada à abundância e produtividade dos procariotos , mas essa relação varia de acordo com os ambientes marinhos, especialmente dependendo da temperatura.
O viroma é o componente viral de um microbioma . Assim, o viroma humano (in) é o conjunto de comunidades virais da microbiota do organismo humano . A pesquisa atual estima que no corpo humano existem 100 vezes mais vírus (10 15 ) do que células humanas (10 13 ). Cada indivíduo saudável carrega em média mais de 10 tipos de vírus responsáveis por infecções virais sistêmicas crônicas e assintomáticas.
Um vírus é caracterizado por sua incapacidade de se reproduzir por mitose , por fissão ou por meiose . Para replicar seu ácido nucléico, ele depende de uma célula hospedeira que deve infectar a fim de desviar e usar seu metabolismo: um vírus é necessariamente um parasita intracelular. É composto por uma ou mais moléculas de ácido nucléico ( DNA ou RNA , de fita simples ou dupla ), possivelmente incluídas em um invólucro de proteína chamado capsídeo , ou mesmo um envelope lipídico (por exemplo: Ebolavírus é um vírus com envelope). Às vezes, alguns capsídeos contêm algumas enzimas (por exemplo, transcriptase reversa do HIV), mas nenhuma que possa produzir energia.
Historicamente, os vírus foram inicialmente considerados como partículas orgânicas ditas não filtráveis, depois de pequeno tamanho (menor que o de uma bactéria ), geralmente menores que 250 nanômetros , possuindo um ácido nucleico duplo ou único sempre de um único tipo (DNA ou RNA) . As giruses primeiro alteraram essa definição no momento de sua descoberta. No entanto, estes últimos pertencem ao reino dos vírus e seus virions possuem moléculas de DNA e RNA, o que coloca em xeque essa visão histórica. Era preciso repensar a definição de vírus e a criação de classes como " vírus gigantes " como mimivírus com tamanho de 400 nm ou " girus " ou NCLDV , ou ainda pandoravírus com tamanho de até 1000 nm e seus " capsídeo ”que não é realmente um. A descoberta de virófagos e vírus satélite também mudou a maneira como víamos os vírus, revogando a ideia de que a virose celular era a forma irredutível de parasitismo.
Hoje, os pesquisadores concordam em um questionamento do paradigma capsidocêntrico, diante das descobertas de espécies virais que mostram que algumas podem ter várias formas, inclusive acapsídeos , mas cada vez infecciosas sem o auxílio de um vírus auxiliar . Além desse paradigma, parece que as origens dos vírus são múltiplas. Assim, certos vírus teriam evoluído a partir de supostos ancestrais celulares que se simplificaram. Ao mesmo tempo, outros vírus evoluíram de replicons genéticos autônomos, como transposons, plasmídeos e afiliados, eventualmente adquirindo sua própria infectividade primeiro e depois um possível capsídeo.
Quer sejam incluídos na biologia e no estudo das doenças, os vírus têm sido objeto de debate desde sua primeira descoberta e nas que se seguiram.
Vírus vivo ou nãoO debate sobre a natureza viva ou inerte dos vírus ainda está aberto hoje. Responder a esta pergunta requer primeiro responder a outra: o que é a vida? Segundo Ali Saïb, “a noção de coisas vivas é uma noção dinâmica, evoluindo de acordo com o nosso conhecimento. Como resultado, a fronteira entre a matéria inerte e os seres vivos é igualmente instável ” . A existência ou não de um metabolismo, isto é, de um conjunto coerente de processos químicos ( homeostase e não reprodução), constitui um discriminante possível, em qualquer caso conveniente, mas que parece redutor.
Como as células vivas , os vírus possuem ácido nucléico ( DNA ou RNA ) e proteínas . Porém, de acordo com a definição do bioquímico Wendell Stanley , os vírus não são seres vivos, mas associações “simples” de moléculas biológicas, resultado de uma auto-organização de moléculas orgânicas. François Jacob insiste também nesta característica dos vírus: “Colocados em suspensão num meio de cultura, não podem metabolizar , nem produzir ou utilizar energia, nem crescer, nem multiplicar, todas as funções comuns aos seres vivos. Os vírus não têm seu próprio mecanismo enzimático, só podem se multiplicar usando o de uma célula que infectam. Além disso, os vírus contêm ácido nucléico, DNA ou RNA, mas não os dois ao mesmo tempo, ao contrário das células vivas (exceto mimivírus).
Por outro lado, Gustavo Caetano-Anollés e Arshan Nasir (do laboratório de bioinformática evolutiva da Universidade de Illinois, Estados Unidos) defendem uma tese completamente diferente. Eles argumentam que, ao lado dos três principais “ramos” dos seres vivos (classicamente agrupados sob o nome de domínios ) , arquéias , bactérias ( procariotos ) e eucariotos , os vírus constituem um quarto. Eles seriam o resultado de células anteriores ao último ancestral comum universal ( Last Universal Common Ancestor , sigla LUCA) das outras três áreas. Para fazer avançar sua teoria, os dois pesquisadores se baseiam não em sequências genéticas, mas nas estruturas 3D das proteínas que produzem.
Desde 1990, eles analisaram 11 milhões de proteínas produzidas por 3.460 espécies de vírus e 1.620 espécies de células pertencentes aos três domínios; eles, portanto, afirmam ser capazes de rastrear a história evolutiva dessas estruturas; proteínas com estruturas semelhantes viriam do mesmo ancestral hipotético.
Se esta hipótese ainda está em minoria, Patrick Forterre , biólogo especialista em evolução, considera que ela tem o mérito de “favorecer o retorno dos vírus na mira dos evolucionistas, embora estivessem em grande parte ausentes” .
Entidades intermediárias MimivírusNos últimos anos, entidades intermediárias foram descobertas: o mimivírus , infectando uma ameba , tem 1.200 genes em seu genoma (mais do que algumas bactérias ). Acredita-se que alguns desses genes participem da síntese de proteínas e dos mecanismos de reparo do DNA. Existem cerca de trinta genes no mimivírus, geralmente presentes em organismos celulares, mas ausentes nos vírus.
Vírus ATVO ATV do vírus archaea também apresenta características surpreendentes: este vírus na forma de limão apresenta a particularidade de ser modificado fora do contexto celular por um mecanismo ativo. Ele é capaz de se deitar em cada extremidade a uma temperatura de 80 ° C , a temperatura na qual seu hospedeiro Acidianus vive próximo a fontes hidrotermais . No entanto, órgãos e trocas cíclicas, portanto o metabolismo, permanecem ausentes.
Vírus e evoluçãoOs vírus também desempenham um papel na evolução. Patrick Forterre chega a apresentar a hipótese de que os vírus são os primeiros organismos com DNA. Na origem da vida , o RNA dominou ( hipótese do mundo do RNA ) e proporcionou tanto as funções de armazenamento e transmissão da informação genética quanto de catálise de reações químicas. Existiam apenas células cujo genoma era codificado por RNA e cujo metabolismo era assegurado por enzimas de RNA que foram gradualmente substituídas por enzimas de proteína. Essas proteínas, já complexas, teriam "inventado" o DNA. O DNA foi selecionado por causa de sua maior estabilidade. De acordo com Patrick Forterre, o DNA dá ao vírus o poder de resistir a enzimas que degradam os genomas do RNA, uma provável arma de defesa para protocélulas. O mesmo princípio é encontrado nos vírus atuais, que alteram seu DNA para resistir a enzimas produzidas por bactérias infectadas.
Vírus e micróbiosVírus e microrganismos (ou micróbios) não são, portanto, conceitos da mesma natureza. Eles se opõem no sentido de que os micróbios são organismos vivos , que são disputados por vírus. Mas seu escopo é diferente, microrganismos ( bactérias , arquéias , leveduras , protistas , etc. ) sendo agrupados apenas por seu tamanho microscópico, sem que esse agrupamento faça sentido em termos de classificação de espécies , enquanto os vírus têm muitas características filogênicas comuns , embora o conceito de espécie permanece obscura para os acariotos .
Qualquer agente infeccioso pertencente ao reino do vírus é composto de pelo menos um ácido nucléico . As formas incapazes de realizar o ciclo viral, sem assistência são qualificados como sub-viral partículas (por exemplo virusoide , ADN satélite, etc). As formas extracelulares capazes de realizar o ciclo viral sem auxílio são chamadas de partículas virais , variando de uma forma simplificada a extrema e compreendendo apenas o ácido nucléico - que, quando codifica pelo menos uma proteína, é denominado vírus e quando não codifica codificar qualquer proteína é chamado de viróide - ou uma forma que carrega um a vários ácidos nucléicos em um recipiente de proteína chamado vírion.
Diz-se que é empacotado porque o ácido nucléico , geralmente estabilizado por nucleoproteínas básicas, está contido em uma camada protetora de proteína chamada capsídeo . A forma do capsídeo é a base das diferentes morfologias dos vírus. O vírion tem uma forma microscópica variável: se a representação “usual” lhe dá a imagem do HIV , as diferentes espécies têm formas que vão desde uma esfera a conformações de aparência insetóide.
O tamanho dos vírus está entre 10 e 400 nanômetros . Os genomas dos vírus contêm apenas alguns genes com 1.200 genes. Um dos mais pequenos vírus conhecidos é o vírus delta , que se parasita o vírus da hepatite B . Ele tem apenas um gene . Um dos maiores vírus conhecidos é o mimivírus , com diâmetro de até 400 nanômetros e genoma que possui 1.200 genes.
Ácido nucleicoO filamento de ácido nucleico pode ser DNA ou RNA . Ele representa o genoma viral. Pode ser circular ou linear, fita dupla (fita dupla) ou fita simples (fita simples). O genoma na forma de DNA é geralmente de fita dupla. O genoma na forma de RNA é geralmente de fita simples e pode ser de polaridade positiva (no mesmo sentido do RNA mensageiro) ou negativa (complementar ao RNA mensageiro). O grupo central de ácido nucléico é chamado de nucleóide .
CapsídeoO capsídeo é uma concha que envolve e protege o ácido nucléico viral. O capsídeo é composto pelo conjunto de subunidades de proteínas chamadas capsômeros. O conjunto formado pelo capsídeo e o genoma é denominado nucleocapsídeo . A estrutura do capsídeo pode ter várias formas. Geralmente, há dois grupos principais de vírus: vírus com simetria cúbica (ou capsídeo icosaédrico ) e vírus com simetria helicoidal .
EnvelopeMuitos vírus são circundados por um envelope (ou peplos ) que se origina durante o cruzamento das membranas celulares. Sua constituição é complexa e apresenta uma mistura de elementos celulares e elementos de origem viral. Ele contém proteínas , carboidratos e gorduras . Os vírus com um envelope são vírus com envelope . Os vírus que não possuem um envelope são vírus simples . Vírus nus são geralmente mais resistentes
Vírus icosaédricos | |
O capsídeo icosaédrico resulta em uma aparência esférica do vírus. Os protômeros são organizados em capsômeros, dispostos de maneira regular e geométrica. Um capsômero é composto de cinco ou seis protômeros, chamados pentons nos vértices e hexons nas faces e arestas. Entre os vírus icosaédricos, os parvovírus possuem um capsídeo formado por 12 capsômeros, o poliovírus 32 capsômeros, os papilomavírus 72 capsômeros, enquanto o capsídeo dos adenovírus consiste em 252 capsômeros. |
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Vírus helicoidal | |
Esses vírus são cilindros longos ( 300 a 400 nm ), ocos, constituídos por um tipo de protômero enrolado em uma espiral helicoidal formando anéis chamados capsômeros. Eles podem ser rígidos ou flexíveis. O material genético fica alojado dentro do tubo. O vírus do mosaico do tabaco é um exemplo de vírus helicoidal muito estudado. | |
Vírus envelopados | |
Além do capsídeo, alguns vírus são capazes de se envolver com uma estrutura de membrana emprestada da célula hospedeira. Este envelope de membrana é composto por uma bicamada lipídica que pode conter proteínas codificadas pelo genoma viral ou pelo genoma do hospedeiro. Este envelope oferece algumas vantagens aos vírions sobre aqueles compostos apenas por um capsídeo, como proteção contra enzimas ou compostos químicos. Os vírus envelopados, por outro lado, são mais frágeis no ambiente externo, sensíveis aos detergentes e à dessecação. As glicoproteínas , formando espículas, funcionam como receptores para ligações específicas às células hospedeiras. O vírus influenza (família Orthomyxoviridae ), o HIV (família Retroviridae ) são exemplos de vírus com envelope. |
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Vírus complexos | |
Esses vírus têm um capsídeo simétrico que não é helicoidal nem verdadeiramente icosaédrico. Os bacteriófagos , como o fago T4 de Escherichia coli, são vírus complexos com uma cabeça icosaédrica ligada a uma cauda helicoidal à qual estão ligados cabelos e fibras caudais. O poxvírus (varíola, vaccinia) também é um exemplo de vírus complexo. É um dos maiores vírus animais ( 250 a 350 nm de comprimento e 200 a 250 nm de largura). Alguns vírus vêm em formas bacilares. É o caso do vírus da raiva (família Rhabdoviridae ) e do vírus Ebola . |
Existem duas formas principais de replicação do genoma viral:
Os vírus só podem se replicar em células vivas. É a interação do genoma viral e da célula hospedeira que resulta na produção de novas partículas virais. A infecção de uma célula por um vírus, seguida da multiplicação do vírus, pode ser resumida em diferentes estágios. No entanto, após a penetração do vírus na célula, essas etapas podem diferir dependendo da natureza do vírus em questão e, em particular, dependendo se se trata de um vírus de DNA ou de um vírus de RNA , ou mesmo de um girus .
Alguns vírus induzem estruturas onde a atividade replicativa está concentrada:
Cultura de vírusPara entender melhor a biologia, multiplicação e ciclo dos vírus e, possivelmente, preparar vacinas , é necessário cultivar os vírus. Eles só podem se multiplicar em células vivas. Os vírus que infectam células eucarióticas são cultivados em culturas de células obtidas de tecidos animais ou vegetais. As células são cultivadas em um recipiente de vidro ou plástico e então são infectadas com o vírus que está sendo estudado. Os vírus animais também podem ser cultivados em ovos embrionados e, às vezes, em animais, quando a cultura in vitro não é possível. Os vírus bacterianos também podem ser cultivados inoculando uma cultura bacteriana sensível. Os vírus de plantas também podem ser cultivados em monocamadas de tecidos de plantas, suspensões de células ou em plantas inteiras.
Os vírus podem ser quantificados de maneiras diferentes. Eles podem ser contados diretamente usando microscopia eletrônica. No caso dos vírus bacterianos, a técnica de placas (ou placas ) virais é amplamente utilizada para avaliar o número de vírus em uma suspensão. Uma diluição da suspensão viral é adicionada a uma suspensão bacteriana e o todo é distribuído em placas de Petri . Após a cultura, as áreas claras (placas) na superfície do ágar são consequência da destruição de uma bactéria e das bactérias adjacentes por um vírion.
Os vírus podem ser purificados usando vários métodos bioquímicos ( centrifugação diferencial, precipitação, desnaturação, digestão enzimática).
Qualquer ser vivo pode ser infectado por um vírus. Existem vírus de bactérias ( bacteriófagos ), vírus de archaea, vírus de algas ( Phycodnaviridae ), vírus de plantas, vírus de fungos, vírus de animais, entre os quais existem muitos patógenos, e até vírus de vírus.
Existem várias hipóteses sobre a origem e evolução dos vírus. É provável que nem todos os vírus derivem de um ancestral comum, e vírus diferentes podem ter origens diferentes.
Estudos em 2013 de vários giruses tendem a favorecer a hipótese de uma simplificação. Isso implicaria que os vírus poderiam ser um ramo filogenético, assim como os outros reinos ( eucariotos , bactérias , arquéias ) dos seres vivos .
É possível que os vírus sejam muito antigos, talvez mais antigos do que as bactérias mais antigas.
No início dos anos 2000 , em amebas do gênero Acanthamoeba , pesquisadores descobriram um vírus gigante ( Megaviridae ): o Mimivírus . Tão grande e complexo quanto algumas bactérias, ele alterou as percepções dos virologistas sobre os limites superiores de tamanho (seu comprimento total excede 0,7 mícron) e o número de genes no mundo viral (tem mais de 1.000 genes).
Dez anos depois, pesquisadores franceses publicaram (2013) a descrição de dois vírus ainda maiores, e cujo genoma é cerca de duas vezes maior (em número de genes) do que os vírus gigantes anteriores descobriram. Esses dois novos vírus gigantes foram colocados em uma categoria criada para eles ( Pandoravírus ) porque não estão relacionados a vírus conhecidos e até exibem algumas características inesperadas:
O primeiro ( Pandoravirus salinus ) foi encontrado em sedimentos marinhos coletados no Chile e o segundo ( Pandoravirus dulcis ) em uma piscina de água doce perto de Melbourne (Austrália).
Embora apresentem as características essenciais de um vírus (sem ribossomo , sem divisão ou produção de energia), eles parecem ser de um tipo completamente novo. Seu genoma excede em tamanho o de certos pequenos eucariotos (células nucleares) parasitas.
O pandoravírus, portanto, usa diretamente o código genético do hospedeiro. No entanto, esses organismos não são eucariotos , eubactérias ou arqueobactérias . Essa descoberta questiona o dogma estabelecido pela virologia na década de 1950 de que não há continuidade entre vírus e bactérias. A vida celular poderia, portanto, ter surgido de formas de vida pré-celulares mais variadas do que pensávamos.
Por outro lado, os vírus desempenham um papel importante como vetor natural nas chamadas transferências gênicas horizontais (em oposição às chamadas transferências verticais de pais para filhos) entre diferentes indivíduos e até mesmo espécies diferentes, permitindo um aumento na diversidade genética , e a disseminação de inovações genéticas além dos descendentes de indivíduos portadores de uma determinada mutação genética. Em particular, a transdução e a endogenização são evoluções genéticas típicas que só podem ocorrer com a ajuda de vírus.
Em abióticos (as premissas dos seres vivos), uma das hipóteses afirma que os vírus teriam desempenhado papéis importantes muito cedo na história evolutiva dos seres vivos, provavelmente antes da divergência entre bactérias , arquéias e eucariotos , na época do último comum ancestral universal . Eles continuam sendo um dos maiores reservatórios inexplorados de diversidade genética do planeta.
Os vírus também desempenham um papel importante nos corpos humanos. Segundo o pesquisador Clément Gilbert, “o corpo de um homem adulto saudável abriga mais de três trilhões de vírus, a maioria deles bacteriófagos que infectam bactérias presentes no trato intestinal e nas membranas mucosas. O impacto desses vírus ainda não está totalmente esclarecido, mas já podemos apostar que eles desempenham um papel importante na regulação da composição das comunidades bacterianas que vivem em simbiose com os humanos ” . Ele também destaca que “mais de 8% do genoma humano é derivado de retrovírus ” , o que significa que “estamos de certa forma relacionados aos vírus” .
Os vírus têm mecanismos diferentes que lhes dão várias possibilidades estratégicas de infecção, cuja incidência acaba causando a doença. O vírion penetra uma célula hospedeira mais ou menos específica onde se fragmenta, liberando seu conteúdo que, ao ser ativado, tem precedência sobre as funções celulares normais. Nesse nível, os efeitos citopáticos dos vírus podem levar a vários efeitos adversos. A capacidade de síntese de proteínas da célula infectada pode ser sequestrada ou inibida, enquanto a cromatina é fragmentada por enzimas virais. As partículas virais se acumulam no citoplasma antes de se agruparem em vírions. A sobrecarga viral endocelular finalmente causa a morte da célula hospedeira por lise, liberando os vírions que então se disseminam.
Quando o vírus entra em uma célula não permissiva, ele não pode se multiplicar. Seu genoma pode, entretanto, subsistir na forma de um epissoma livre ou integrado ao genoma celular. A transformação celular viral ocorre quando o genoma do vírus interage com o DNA do genoma celular. Esses vírus são chamados de vírus oncogênicos . Entre eles, os retrovírus , ao se integrarem ao genoma celular, podem se tornar tumorigênicos e possivelmente levar ao câncer .
A capacidade de um vírus de causar doença é descrita em termos de patogenicidade, enquanto sua intensidade é expressa em termos de virulência . A classificação dos principais grupos de vírus e suas correspondências em patologia podem ser encontradas na enciclopédia médica Vulgaris . Esta classificação baseia-se principalmente no tipo de moléculas de ácido nucléico (RNA ou DNA) das quais o vírion é feito.
Em 2018, havia 129 espécies de vírus envolvidas em doenças humanas.
O resfriado comum , gripe , varicela , sarampo , mononucleose infecciosa são exemplos de patologias humanas relativamente comuns de origem viral. Conhecemos outros exemplos mais prejudiciais, como AIDS , certos coronavírus ( SARS , doença coronavírus 2019 ), gripe aviária , varíola ou doença pelo vírus Ebola , febre hemorrágica causada pelo vírus Ebola .
Alguns exemplos de vírus patogênicos para Homo sapiens :
Perigosidade de um vírus: segundo o professor Arnaud Fontanet, epidemiologista , chefe da unidade de epidemiologia de doenças emergentes do Institut Pasteur de Paris , as características de um vírus perigoso:
Como os vírus usam a maquinaria celular do hospedeiro para se reproduzir dentro da própria célula, é difícil eliminá-los sem matar a célula hospedeira. Os medicamentos antivirais , no entanto, permitem interromper a replicação do vírus.
Outra abordagem é a vacinação, que ajuda a resistir à infecção.
Os sintomas de infecção podem ser tratados com uma variedade de medicamentos , mas os antibióticos , que não afetam os vírus, não podem ser usados. Os antibióticos interferem nos constituintes ou no metabolismo das bactérias e, portanto, tratam apenas doenças de origem bacteriana e não doenças de origem viral.
Vários métodos de desinfecção in vitro podem inativar vírus ( hipoclorito de sódio 1%, etanol 70%, glutaraldeído 2%, formaldeído , peróxido de hidrogênio 2%, ácido peracético ).
Os vírus geralmente possuem material genético simplista, são excelentes ferramentas no estudo da biologia molecular e da biologia celular . Permitem a manipulação de funções celulares, o que permite aprofundar o nosso conhecimento e elucidar alguns mecanismos moleculares da genética como replicação do DNA , transcrição , modificações pós-transcricionais do ARN , tradução , transporte de proteínas e imunologia .
Os vírus podem ser usados ( viroterapia ) como um vetor de gene em células-alvo. Ferramenta utilizada, por exemplo, para fazer uma célula adquirir a capacidade de produzir uma proteína de interesse ou para estudar o efeito da introdução do novo gene no genoma .
Alguns vírus são usados em terapia genética para tratar várias doenças genéticas , por exemplo, para substituir um gene defeituoso que causa distúrbios funcionais ou mecânicos.
Os vírus também são usados na luta contra o câncer. Alguns vírus podem ser programados de alguma forma para destruir especificamente as células cancerosas.
Os vírus são classificados de acordo com sua estratégia de replicação, ou seja, de acordo com a natureza do ácido nucléico de seu genoma ( DNA ou RNA ), a estrutura do ácido nucléico (fita simples ou dupla) e a forma do ácido nucléico. ácido (linear, circular, segmentado ou não): esta é a classificação de Baltimore. Dados morfológicos também podem ser levados em consideração (presença ou ausência de envelope, simetria do capsídeo). Freqüentemente, o sorogrouping ainda é usado para refinar a definição das diferenças entre vírus intimamente relacionados.
Um passo em direção a uma classificação filogenética foi dado em outubro de 2018 com o reconhecimento pelo ICTV ( Comitê Internacional de Taxonomia de Vírus ) do agrupamento de vírus de RNA de fita simples de polaridade negativa em um ramo , dois sub-ramos e seis classes .
Existem duas categorias de vírus procarióticos, dependendo do tipo de hospedeiro que parasitam. A primeira categoria inclui aqueles que infectam bactérias e são chamados de bacteriófagos . A segunda categoria inclui aqueles que infectam arquéias . Existem quatro grupos morfológicos principais de vírus procarióticos.
Os bacteriófagos desempenham um papel nos ecossistemas. Por exemplo, em ecossistemas aquáticos, eles participam do controle da abundância e diversidade bacteriana.
Em princípio específico para uma espécie ou grupo de filos geneticamente relacionados, os vírus tendem a infectar uma célula principal ou exclusiva ou tipo de tecido. No entanto, existem muitos vírus, como a raiva , que são menos específicos do hospedeiro em comparação com outros vírus, como cinomose , vírus da imunodeficiência felina ou varíola. Os vírions são transmitidos principalmente pelo contato direto entre os indivíduos, mas também podem se difundir no ar na forma de aerossóis (espirros), ser transportados por várias excreções (vômito, urina, fezes, lágrimas, etc.), ou mesmo transportados por d ' possíveis artrópodes parasitas (mosquitos, carrapatos, pulgas, etc.).
Vírus artrópodesOs arbovírus são vírus cujos vetores são artrópodes sugadores de sangue.
Os baculovírus são vírus de insetos muito estudados. Eles infectam principalmente lepidópteros . A larva do inseto é infectada pela ingestão de alimentos. Do trato digestivo, a infecção pode se espalhar para outros tecidos. O uso de vírus invertebrados patogênicos no controle de pragas de insetos em plantações e florestas pode ser um dos meios para limitar ou substituir os inseticidas químicos.
Baculovírus também são usados em biologia molecular para expressar um gene estranho (proteína recombinante) em culturas de células de insetos.
Além disso, alguns vírus de plantas são transmitidos por invertebrados, mas não se multiplicam nesses vetores.
Vírus de plantasA estrutura do vírus a partir de plantas ou vírus de plantas , é semelhante ao do vírus bacterianos e animais. Muitos vírus de plantas vêm na forma de hélices longas e finas. A maioria tem um genoma composto de RNA . Os vírus de plantas podem ser disseminados pelo vento ou por vetores, como insetos e nematóides , às vezes por sementes e pólen . Os vírus também podem infectar a planta por meio de uma ferida ou transplante .
Diferentes tipos de sintomas podem aparecer na planta infectada. Os vírus podem causar manchas ou murchamento nas folhas e flores. Os tumores podem ocorrer nas hastes ou folhas.
O vírus do mosaico do tabaco (TMV ou tobamovírus) é um exemplo bem estudado de vírus de planta.
Vírus fúngicosOs vírus fungos , ou micovírus , são especiais porque se espalham durante a fusão celular. Não existem vírions extracelulares. Em leveduras como Saccharomyces , os vírus são transmitidos durante a mistura citoplasmática durante a fusão celular. Os fungos filamentosos como o Penicillium ou o cogumelo botão Agaricus bisporus também podem ser infectados com vírus, que podem causar problemas durante a produção. Imaginou-se usar esses vírus no contexto de uma luta biológica contra fungos patogênicos.
Descoberto em 2008, o Sputnik é um caso especial capaz de infectar outro vírus ( Mamavirus ) pertencente à classe dos vírus gigantes (genoma de mais de 300.000 bp e tamanho maior que 0,2 μm ).
Também conhecido como outros virófagos, CroV (in) associado a Mavírus ( um vírus gigante que infecta o hospedeiro eucariótico Cafeteria roenbergensis , corpo unicelular ).