Por meio da microscopia eletrônica, é possível determinar as características morfológicas dos vírus. Os vírions (estrutura viral completa), variam em tamanho de 20 a 300nm (1 nm = 1/1.000 mm). Assim, representam um dos menores e mais simples agentes infecciosos. Muitos vírus medem menos de 150 nm, portanto estão além do limite da resolução do microscópio ótico comum e são visíveis somente ao microscópio eletrônico. Mediante a utilização de materiais de tamanho conhecido para a comparação, os microscopistas podem utilizar o microscópio eletrônico para determinar o tamanho e a estrutura dos vírions.
Os vírus são constituídos de um cerne de ácido nucléico (DNA ou RNA) envolvido por uma capa protéica denominada capsídeo (Figura 1). As proteínas virais agrupam-se espontaneamente para dar ao capsídeo a característica simétrica, geralmente icosaédrica ou helicoidal (Figura 2). O ácido nucléico e o capsídeo juntos constituem o nucleocapsídeo.
A maioria dos vírus com aspecto poliédrico ou esférico tem um capsídeo cuja a estrutura básica é de um icosaedro o que significa que sua superfície é constituída de 20 faces triangulares e 12 vértices. cada face triangular é um triangulo eqüilátero; estas faces juntam-se para formar 12 vértices (Figura 2A). No capsídeo, as proteínas virais (protômeros) formam grupos conhecidos como capsômeros (Figura 3). Em capsídeos poliédricos maiores e mais complexos, as faces triangulares do icosaedro básico são subdivididos em um número progressivamente maior de triângulos eqüiláteros. Assim, um capsídeo pode ser composto por centenas de capsômeros, mas ainda é baseado no icosaedro simples. O número total de capsômeros que formam o capsídeo é característico de cada grupo de vírus. A cabeça de alguns fagos (bacteriófagos), são maiores em comprimento do que na largura, resultando em uma forma icosaédrica distorcida, e podem ser ligadas a caudas (Figura 4). Na cabeça icosaédrica, a molécula de ácido nucléico encontra-se altamente compactada e enovelada, porque o comprimento da molécula é bem maior que o tamanho da cabeça. Os vírus com simetria helicoidal têm um capsídeo cujos capsômeros são arranjados em torno do ácido nucléico na forma de uma hélice (Figura 2B). Vírus animais com capsídeo helicoidal incluem os agentes causadores de sarampo, caxumba, influenza e raiva. Nestes vírus, o capsídeo é envolvido por um envelope lipoprotéico com espículas dispostas radialmente (Figura 5). Há ainda vírus com simetria complexa ou indefinida. Por exemplo, os arenavírus e os poxvírus possuem capsídeo com simetria irreconhecível. Embora estes vírus tenham ácido nucléico dentro do vírion, não possuem uma estrutura discreta envolvendo-os (como nos arenavírus) ou são circundados por uma única membrana múltipla. Uma representação esquemática da morfologia de vários vírus é mostrada na Figura 5.
A morfologia dos bacteriófagos (vírus que infectam bactérias), como nos vírus possuem um cerne de ácido nucléico envolvido por um capsídeo de natureza protéica, que protege o genoma de nucleases e outras substâncias prejudiciais. O genoma do fago geralmente consiste em uma única molécula de ácido nucléico, que pode ser DNA de fita única ou dupla, linear ou circular ou RNA linear de fita única.
Existem três formas básicas de bacteriófagos: cabeça icosaédrica sem cauda, cabeça icosaédrica com cauda e filamentosa. Como indicado anteriormente, as cabeças icosaédricas de alguns fagos têm comprimento maior que sua largura. No fago filamentoso, o ácido nucléico têm uma forma helicoidal estendida ao longo do comprimento da cauda protéica. A cauda do fago pode ser muito curta ou quatros vezes superior ao comprimento da cabeça e pode ser flexível ou rígida. Uma placa basal complexa pode também estar presente na cauda; ela possui tipicamente de uma a seis fibras da cauda de acordo com a Figura 4 (PELCZAR, 1996).
LISTA DE
FIGURAS
Figura 1. Estrutura geral de um vírion. Desenhos mostram todos os principais componentes que podem fazer parte de um vírion. Um vírion tem um cerne de ácido nucléico envolvido por um capsídeo protéico; esta combinação é denominada nucleocapsídeo. Um vírion pode ter um envelope membranoso (lipoprotéico) envolvendo o nucleocapsídeo. O envelope pode ter projeções em sua superfície denominada espículas.
Figura 2. [A] Diagrama de um capsídeo icosaédrico mais simples. As linhas mostram o icosaédrico. As linhas circulantes e ovais representam os capsômeros. O ácido nucléico é acondicionado dentro do capsídeo. [B] Diagrama de parte de um vírus em forma de bastão com simetria helicoidal. Os capsômeros estão arranjados helicoidalmente em torno do cerne oco contendo um ácido nucléico espiralado.
Figura 3. Micrografia eletrônica de um adenovírus símio SV 15 mostrando capsômeros distintos. As setas mostram as fibras que se estendem do pentâmero do vírion. Tais fibras raramente são vistas em amostras coradas negativamente. O modelo de uma partícula icosaédrica é mostrada no destaque.
Figura 4. A cabeça icosaédrica de alguns bacteriófagos é maior do que sua largura. A cauda de um bacteriófago pode ser muito cumprida ou muito curta. Uma placa basal complexa com fibras da cauda também pode estar presente na cauda.
Figura 5. Morfologia de alguns vírus bem conhecidos. Simetria icosaédrica: [A] Polio, verruga, adeno, rota; [B] Herpes, simetria helicoidal; [C] Mosaico do tabaco; [D] Influenza; [E] Sarampo, caxumba, parainfluenza; [F] Raiva. Simetria incerta ou complexa; [G] poxvírus; [H] Fagos T-pares.