Estrutura e Classificação de Vírus
A estrutura e classificação de vírus é a área da virologia que descreve como as partículas virais são construídas e como a enorme diversidade de vírus é organizada em uma taxonomia coerente. Vírus são parasitas intracelulares obrigatórios cujas partículas empacotam um genoma de ácido nucleico dentro de um envoltório proteico, e a forma como esse empacotamento é organizado — sua simetria de capsídeo, a presença ou ausência de um envelope lipídico e a natureza química do genoma — fornece tanto a anatomia quanto os principais critérios pelos quais os vírus são nomeados e agrupados.
Definition
Estrutura e classificação de vírus é o estudo da arquitetura molecular das partículas virais, juntamente com os arcabouços sistemáticos — principalmente o esquema de replicação genômica de Baltimore e a taxonomia do ICTV — que organizam os vírus de acordo com suas propriedades estruturais e genômicas.
Scope
Esta área orienta o leitor sobre os blocos construtivos da partícula viral (capsídeo, envelope, genoma, proteínas de ligação), sobre os princípios físicos que governam a construção do capsídeo e sobre os dois sistemas complementares usados para organizar vírus: a classificação de Baltimore baseada no genoma e a taxonomia hierárquica mantida pelo Comitê Internacional de Taxonomia de Vírus (ICTV). É uma visão geral de referência de como a forma viral é estudada e como essa forma sustenta a classificação; não é uma orientação clínica.
Sub-topics
Core questions
- Quais componentes formam uma partícula viral e como eles são montados?
- Por que a maioria dos capsídeos adota simetria helicoidal ou icosaédrica?
- O que distingue vírus envelopados de não envelopados?
- Como a natureza química do genoma organiza os vírus em grupos de Baltimore?
- Como o ICTV ordena os vírus em uma hierarquia taxonômica formal?
Key concepts
- Capsídeo e capsômero
- Simetria helicoidal e icosaédrica
- Envelope lipídico e glicoproteínas
- Nucleocapsídeo e vírion
- Polaridade do genoma (sentido positivo/negativo) e fita
- Classe de Baltimore
- Ranks taxonômicos do ICTV (reino a espécie)
Key theories
- Teoria da quase-equivalência (Caspar-Klug) da construção do capsídeo
- Caspar e Klug propuseram que a economia genética força os capsídeos a serem construídos a partir de muitas cópias de um pequeno número de subunidades proteicas arranjadas com ligação quase-equivalente, prevendo as conchas icosaédricas vistas na maioria dos vírus esféricos.
- Classificação de Baltimore baseada no genoma
- David Baltimore propôs que todos os vírus podem ser classificados pelo caminho de seu genoma para o RNA mensageiro, resultando em um pequeno conjunto de classes de replicação que permanece um princípio organizador unificador independente da taxonomia formal.
Mechanisms
Uma partícula viral é fundamentalmente um veículo de entrega para um genoma. O genoma — DNA ou RNA, fita simples ou dupla, de uma ou outra polaridade — é envolto por um capsídeo montado a partir de subunidades proteicas repetidas; a economia genética impulsiona a maioria dos capsídeos para simetria helicoidal ou icosaédrica, construídos a partir de poucas espécies de proteínas. Muitos vírus animais adquirem adicionalmente um envelope lipídico derivado do hospedeiro, pontilhado com glicoproteínas virais durante a brotamento. Essas mesmas características estruturais e genômicas fornecem critérios de classificação: o sistema de Baltimore agrupa vírus pela rota do genoma ao mRNA, enquanto a taxonomia do ICTV integra o tipo de genoma, a morfologia da partícula e, cada vez mais, a sequência do genoma em uma hierarquia classificada.
Clinical relevance
As características estruturais e taxonômicas aqui resumidas sustentam muitos aspectos práticos da virologia, incluindo como os vírus são identificados em laboratório, como os alvos antivirais e de vacinas são concebidos e como vírus relacionados são reconhecidos. Como uma visão geral de referência, a área descreve a base da classificação e da estrutura da partícula; não fornece recomendações de diagnóstico ou tratamento.
Evidence & guidelines
A prática de classificação nesta área é ancorada pelo ICTV, cuja taxonomia ratificada e banco de dados de suporte servem como o arcabouço de referência autoritário para nomear e agrupar vírus.
History
A compreensão moderna da arquitetura viral surgiu do estudo de raios-X e microscopia eletrônica de pequenos vírus nas décadas de 1950 e 1960, quando Crick e Watson previram a construção simétrica de subunidades dos capsídeos e Caspar e Klug formalizaram a quase-equivalência. Em 1971, David Baltimore introduziu uma classificação baseada no genoma que transcendia a morfologia da partícula, e nas décadas subsequentes o ICTV desenvolveu uma taxonomia formal, informada por sequências, que continua a se expandir.
Key figures
- Aaron Klug
- Donald Caspar
- David Baltimore
- Stephen Harrison
- Eugene Koonin
Related topics
Seminal works
- harrison-1983
- baltimore-1971
- lefkowitz-2017
Frequently asked questions
- Qual é a diferença entre a classificação de Baltimore e a taxonomia do ICTV?
- O sistema de Baltimore classifica os vírus em um pequeno número de classes pelo caminho de seu genoma para o mRNA, enquanto o ICTV mantém uma taxonomia formal hierárquica (do reino à espécie) que integra o tipo de genoma, morfologia e sequência; os dois são complementares em vez de concorrentes.
- Todos os vírus têm um envelope?
- Não. Muitos vírus são não envelopados (nus), consistindo apenas de um genoma dentro de um capsídeo proteico, enquanto outros adquirem um envelope lipídico derivado do hospedeiro com glicoproteínas virais incorporadas; a presença ou ausência de um envelope é uma característica estrutural usada na descrição e classificação.