O ciclo de replicação viral é a sequência de eventos que um vírus sofre para infectar uma célula hospedeira, replicar seu genoma, montar novos virions e se espalhar para novas células. Embora os detalhes específicos variem entre as famílias virais, os passos gerais são universais.

Passo 1: Fixação (Adsorção)

Proteínas de superfície virais (ligantes) ligam-se especificamente a moléculas receptoras na superfície da célula hospedeira, e a especificidade desta interação determina a gama de hospedeiros e o tropismo tecidual. Por exemplo, o gp120 do HIV liga-se a CD4 e co-receptores (CXCR4/CCR5) em células T, enquanto a hemaglutinina da influenza liga-se a resíduos de ácido siálico em células epiteliais respiratórias.

Passo 2: Entrada (Penetração)

A fusão direta ocorre quando o envelope viral se funde com a membrana da célula hospedeira, liberando o capsídeo no citoplasma, como usado por HIV, influenza e herpesvírus. Na endocitose mediada por receptor, o complexo vírus-receptor é internalizado em uma vesícula revestida de clatrina, e o baixo pH no endossomo desencadeia a fusão ou desnudamento, como usado por adenovírus e flavivírus. A translocação é usada por vírus nus que injetam seu genoma através da membrana celular, como visto com bacteriófagos.

Passo 3: Desnudamento

O capsídeo viral dissocia-se ou é degradado por enzimas do hospedeiro, liberando o genoma viral no compartimento celular apropriado (núcleo para a maioria dos vírus DNA, citoplasma para a maioria dos vírus RNA). O tempo e a localização do desnudamento são críticos para a replicação bem-sucedida.

Passo 4: Replicação e Transcrição

Vírus DNA tipicamente se replicam no núcleo usando RNA polimerase dependente de DNA do hospedeiro para transcrição e DNA polimerase viral ou do hospedeiro para replicação do genoma. Vírus RNA replicam-se no citoplasma usando RNA polimerase dependente de RNA (RdRp) codificada pelo vírus, já que as células hospedeiras carecem de enzimas para replicação de RNA. Retrovírus convertem RNA em DNA via transcriptase reversa, depois se integram no genoma do hospedeiro como um provírus.

Passo 5: Montagem (Maturação)

Proteínas estruturais virais e genomas recém-sintetizados são transportados para locais de montagem dentro da célula. Proteínas do capsídeo automontam-se ao redor do genoma através de interações específicas proteína-proteína e proteína-ácido nucleico. Para vírus envelopados, nucleocapsídeos brotam através de membranas celulares, adquirindo o envelope e glicoproteínas.

Passo 6: Liberação

Vírus não envelopados (ex.: poliovírus) causam ruptura celular (lise), liberando virions filhos e matando a célula hospedeira. Vírus envelopados (ex.: influenza, HIV) saem por brotamento da membrana plasmática, frequentemente sem matar a célula imediatamente. Alguns vírus (ex.: herpesvírus, HIV) podem se espalhar através da formação de sincícios ou junções celulares (disseminação direta célula a célula), evadindo a detecção imune.

Latência e Persistência

Alguns vírus, como herpes simplex e HIV, estabelecem infecções latentes onde o genoma viral persiste nas células sem replicação ativa, e a reativação pode ocorrer sob imunossupressão ou estresse.