Virus

Les Virus sont une forme rudimentaires de cellules incapables de produire et de réaliser des activités métaboliques seul. Ils ont besoins de détourner une cellule pour se répliquer. Un virus isolé est inerte.

Les virus seraient apparus après les cellules. Ils seraient issus de la combinaison fortuite de débris cellulaires.

C'est par l'intermédiaire des virus que d'importantes découvertes ont été faites sur la compréhension des mécanismes moléculaires et sur la synthèse des protéines.

Physiologie des Virus

Les Virus sont généralement constitués d'une ou plusieurs séquences d'acides nucléiques (ARN ou ADN) entourées d'une coque protéine et parfois recouverte d'une membrane.

Capside structure de protéines qui entoure et protège le génome viral.

Capsone protéines qui constituent la capside. Chaque virus n'en possède qu'un nombre de types très limité.

Prions protéines infectieuses.

Virion forme extracellulaire du virus.

Note

Les plus petits virus découverts mesurent 20 nm. Ils sont plus petits qu'un ribosome.

On classe les virus en fonction :

• du type d'acides nucléiques (ARN, ADN).
• du nombre de brins (bicaténaire, monocaténaire).
• de la forme des brins (linéaire, circulaire).

Note

Les Virus qui contaminent les animaux sont souvent constitués d'ARN entourés d'une capside, elle-même entourée d'une enveloppe virale constitué de glycoprotéines. Ces dernières facilitent la liaison avec les cellules de l'hôte.

Bactériophage virus qui infecte les bactéries.

Spectre d'hôtes ensemble des cellules qu'un virus est capable d'infecter.

Évolution des virus

L'héritage des virus

8% de la longueur total de l'ADN humain aurait des origines virales mais ils ne s'expriements plus. Une protéine virale a été identifiée comme une protéine d'enveloppe virale applé syncitine, exprimé dans le placenta permet les échanges entre le sang de la mère et l'enfant. Elle diminue la réponse immunitaire et permet la fusion des cellules de la mère et de l'enfance nécessaire à la formation du placenta.

La diversité de syncitines et des placenta suggèrent que cette protéine virale a été domestiqué plusieurs fois au cours de l'évolution.

Note

Les guêpes parasitoïdes ont domestiqué qui permettent à leur progéniture de survivent et de se développer sans éveiller le système immunitaire de leur hôte.

Le taux de mutation des virus est extrêmement plus élevé que chez les êtres vivants à cause de l'absence de mécanismes de vérification du génome. Dès qu'un mutant résistant apparaît, il sera favorisé par la sélection naturel et tendra à envahir la population.

Les activités humaines à travers la mondialisation ont facilité la circulation des virus en :

• multipliant les brassages de population.
• popularisant certaines pratiques qui favorisent les cas de transmission (l'utilisation de seringues pour s'injecter de la drogue, de pratiques sexuelles).
• augmentant les rencontres entre les virus et ainsi les risques de recombinaison virale.

L'activité virale

Pour se répliquer, un virus procède en deux phases :

1. l'infection.
2. la réplication.

L'infection

L'infection correspond au moment où le génome viral pénètre dans la cellule. Le virus peut entrer dans la cellule par :

• endocytose.
• injection.
• fusion des membranes.

L'infection peut être facilité grâce à la présence de glycoprotéines qui vont se lier aux récepteurs membranaires de la cellule hôte.

Note

Chez les végétaux, les virus profitent de la présence des plasmodesmes pour se propager rapidement dans l'ensemble de la plante.

La réplication

Une fois que le virus est entré dans la cellule, il détourne les composants de son hôte pour synthétiser les siens. Il libère son génome dans le cytosol où débute généralement sa réplication qui sera soit :

• transcrit en protéines virales.
• qui deviendra le génome de nouveaux virus.

Certains virus sont capables d'insérer leur ADN dans le génome de la cellule hôte et de modifier l'utilisation générale des gènes. Lorsque la cellule se divise, l'ADN viral sera transmis aux cellules filles. Ce phénomène peut conduire à la présence virale dans un grand nombre cellules.

Prophage séquence d'ADN viral insérée dans le génome d'une cellule bactérienne par un virus.

Dans certains cas, le virus apporte une partie des composants dont il a besoin pour se répliquer directement dans le cytosol notamment de l'ADN ou l'ARN polymérase.

Les rétrovirus à ARN sont capables de réaliser une transcription inverse càd de traduire leur ARN en ADN.

Plasmide ADN circulaire qui peut se répliquer indépendamment de la cellule et dans certains cas, être donné.

Transposon segment mobile du génome.

La sortie de la cellule hôte

Une fois produit, les composants viraux s'assemblent spontanément et sortent de la cellule par bourgeonnement, parfois en conservant l'enveloppe plasmique ce qui facilite l'infection futur d'une cellule. C'est notamment au moment de la sortie des virus que la cellule peut être endommagée.

Chez les Virus à ADN bicaténaire, il existe principalement deux mécanismes :

• Lytique qui conduit à la lyse de la cellule hôte (c'est-à-dire sa mort).
• Lysogénique (sans destruction de la cellule hôte).

Virus tempéré virus à la fois lytique et lysogénique en des conditions particulières.

Certains virus codent pour des protéines qui éliminent les sites de reconnaissance des cellules utilisées par le virus pour éviter que la cellule puisse être réinfecter.

Toxicité des virus

La toxicité d'un virus pour l'organisme infecté peut être dû à :

• À la fabrication par le génome viral de protéines qui conduisent à la libération d'enzymes hydrolytiques contenues dans les lysosomes.
• La synthèse de molécules toxiques.
• La toxicité des composants viraux comme l'enveloppe protéique.

Les dégâts à long terme de l'infection d'un virus dépendent du type de cellules infectées. Par exemple, les cellules nerveuses qui persistent durant toute la vie de l'individu ne seront pas remplacées, les conséquences sont alors irréversibles.

Protection et remède curatif contre les virus

Les êtres vivants ont développé des mécanismes de protection pour lutter contre l'infection virale. Les bactéries fabriquent des enzymes de restriction qui identifient et détruisent l'ADN viral.

Soigner une infection virale

Une fois qu'un organisme est infecté, il est difficile de le soigner. Il existe des solutions comme l'utilisation de faux nucléosides pour limiter la réplication du virus mais qui ne sont pas exemptes d'effets indésirables.

Trois exemples de virus

Virus du SIDA

Caractéristiques : ARN linéaire, rétrotranscriptase, capside entouré d'une matrice protéique et d'une enveloppe avec les glycoprotéine 41 et 120.

1. Reconnaissance de la protéine CD4 des lymphocytes T par la protéine virale GRP120.
2. Association de GRP 120 avec un deuxième récepteur membranaire.
3. Changement de conformation de GRP 41 qui s'enchâsse dans la membrane.
4. Rapprochement des membranes puis fusion.
5. Décapsidation grâce à des protéases de l'hôte.
6. Rétrotranscription.
7. Transport et intégration de l'ADN viral dans l'ADN nucléaire de l'hôte.
8. Sortie par bourgeonnement.

Virus de la grippe (influenza)

Caractéristiques : 8 ARN linéaires avec une capside directement sur les séquences d'ARN, transcriptase ARN polymérase en ARN, matrice protéique et enveloppe.

1. Le virion reconnait l'acide sialique, un récepteur membranaire présent notamment sur les cellules respiratoire, grâce à une glycoprotéine, l'hémagluttine, présent sur son enveloppe.
2. Les protéines de l'enveloppe virale interagissent avec les clathrines, des protéines membranaires de type récepteur, qui provoquent l'endocytose du virus.
3. Fusion de la vésicule avec des lysosomes fait baisser le pH.
4. Changement de conformation de la protéine virale Ha provoque la fusion entre l'enveloppe virale et le phagolysosome et le relâchement de l'ARN viral.
5. Traduction des 8 morceaux d'ARN négatifs en ARN positif.
6. Transcription de l'ARN positif en protéines et réplication des ARN négatifs.
7. Formation spontanées des nouveaux virions.
8. Sortie par bourgeonnement.

Papillomavirus

Caractéristiques : ADN viral bicaténaire, circulaire avec des histones, une capside formée de protéines associées en dimère.

1. Le virus se fixe sur la matrice extracellulaire à proximité de la lame de basale. L1
2. Lorsque le virus rencontre une cellule, il est endocyté.
3. Des lysosomes fusionne avec la vésicule virale.
4. La chute du pH provoque la dissociation de la capside. L'ADN s'associe avec la L2, une protéine virale, pour former un complexe.
5. Le complexe atteint le noyau grâce au transport rétrograde (Golgi, RE puis noyau).
6. Intégration au génome de l'hôte. La cellule est infectée.
7. Lorsque la cellule se divise pour former l'épiderme, le virus est répliqué avec elle.
8. Par une régulation spécifique, plus les cellules filles se spécialisent en cellules cornées plus elles expriment les gènes viraux càd qui conduisent à la fabrication des virions (réplication et formation spontanée des virions).
9. Sortie par bourgeonnement.