Virus
- Pour les articles homonymes, voir Virus (homonymie).
| |||||
|---|---|---|---|---|---|
 | |||||
| Légende | |||||
| Classification des virus | |||||
| Domaine | Virus | ||||
| Taxons de rang inférieur | |||||
| |||||
En biologie, un virus est une entité biologique qui nécessite une cellule hôte, dont il utilise les constituants pour se multiplier. Les virus sont des objets particulaires, infectieux, constitués au minimum d'un acide nucléique et de protéines.
La virologie est la science qui étudie les virus. Elle est étudiée par des virologues ou des virologistes.
Le mot virus, est issu du latin " virus, i (neutre)" qui signifie poison.
Sommaire |
Caractéristiques
Un virus se caractérise par son incapacité à se reproduire par division et nécessite pour cela d'utiliser une cellule hôte : un virus est un parasite intracellulaire obligatoire. Il est composé d'une molécule d'acide nucléique (soit d'ADN soit d'ARN, simple ou double brin) entourée d'une coque de protéines appelée la capside et parfois d'une enveloppe. Il ne possède aucune enzyme pouvant produire de l'énergie. Les virus sont le plus souvent de très petite taille (comparée à celle d'une bactérie par exemple), en règle générale inférieure à 250 nanomètres ; toutefois, le mimivirus a une taille de 400 nm, ce qui le rend aussi gros que certaines bactéries.
La forme libre du virus (ou particule virale) s'appelle le virion.
Il existe une grande diversité de virus. Tous les êtres vivants des trois domaines de la vie (Bacteria, Archaea, Eukaryota) peuvent être infectés par des virus. Il existe des virus de bactéries (les bactériophages), des virus d'Archaea, des virus d'algues (Phycodnaviridae), des virus de plantes, des virus fongiques, des virus d'invertébrés, des virus de vertébrés chez lesquels on trouve de nombreux agents pathogènes.
Les virus sont encore mal connus : de l'époque de Louis Pasteur (1880) à 1985 en 100 ans environ, 1 700 virus ont été décrits.
Et 20 ans après, fin 2004, le huitième rapport du Comité international de taxonomie des virus en avait classé 6 247 : "Et l'on peut penser que ce nombre n'équivaut peut-être qu'à 1 % de l'ensemble", estime Claude Fauquet, spécialistes des virus affectant les végétaux (Danforth Plant Science Center, Saint-Louis, Missouri, USA).
Origine des virus
Il existe plusieurs hypothèses concernant l’origine et l’évolution des virus. Il est probable que tous les virus ne dérivent pas d’un même ancêtre commun et les différents virus peuvent avoir des origines différentes.
- Les virus et les cellules ont pu apparaître dans la soupe primordiale en même temps et évoluer parallèlement. Dans ce scénario, au début de l’apparition de la vie, les plus anciens systèmes génétiques d’auto-réplication (probablement de l’ARN) sont devenus plus complexes et se sont enveloppées dans un sac lipidique pour aboutir au progénote à l’origine des cellules. Une autre forme réplicative aurait pu garder sa simplicité pour former des particules virales.
- Les virus pourraient dériver de cellules ayant subi une régression. D’après cette hypothèse, les ancêtres des virus auraient été des êtres vivants libres ou des micro-organismes devenus des prédateurs ou des parasites dépendant de leur hôte. Les relations de parasitisme entraînent la perte de nombreux gènes (notamment les gènes pour le métabolisme apporté par l’hôte). Cet organisme aurait co-évolué avec la cellule hôte et n’aurait conservé que sa capacité à répliquer son acide nucléique et le mécanisme de transfert de cellule à cellule.
- Les virus peuvent avoir pour origine des morceaux d’acides nucléiques qui se sont « échappés » du génome cellulaire pour devenir indépendants. Ce phénomène pourrait avoir eu lieu lors d’erreurs au cours de la réplication du matériel génétique. Les virus pourraient aussi avoir pour origine des plasmides (molécules d’ADN circulaires) ou des transposons (séquence d’ADN capable de se déplacer et de se multiplier dans un génome).
Structure
L'acide nucléique
Le filament d'acide nucléique peut être de l'ADN ou de l'ARN. Il représente le génome viral. Il peut être circulaire ou linéaire, bicaténaire (double brin) ou monocaténaire (simple brin). Le génome sous forme d'ADN est généralement bicaténaire. Le génome sous forme d'ARN est généralement monocaténaire et peut être à polarité positive (dans le même sens qu'un ARN messager) ou à polarité négative (complémentaire d'un ARN messager). Le peloton central d'acide nucléique est dénommé nucléoïde.
La capside
La capside est une coque qui entoure et protège l'acide nucléique viral. Elle est constituée par l'assemblage de structures protéiques. L'ensemble capside et nucléoïde est nommé nucléocapside. La structure de la capside entraîne la forme du virus, ce qui permet de distinguer deux groupes principaux de virus : les virus à symétrie cubique et les virus à symétrie hélicoïdale.
L'enveloppe
De nombreux virus sont entourés d'une enveloppe qui prend naissance au cours de la traversée des membranes cellulaires. Sa constitution est complexe et présente un mélange d'éléments cellulaires et d'éléments d'origine virale. On y trouve des protéines, des glucides et des lipides. Les virus possédant une enveloppe sont les virus enveloppés. Les virus ne possédant pas d'enveloppe sont les virus nus.
Exceptions et cas particuliers
- Le plus petit virus connu est le virus delta qui parasite lui-même celui de l'hépatite B. Il ne comporte qu'un seul gène.
- Le plus gros virus connu est le mimivirus dont le diamètre atteint 400 nanomètre.
Classification
Les virus sont classifiés selon la nature de l'acide nucléique de leur génome.
La multiplication virale
Les virus ne peuvent se multiplier qu’au sein de cellules vivantes, par réplication de leur acide nucléique. C’est l’interaction du génome viral et de la cellule hôte qui aboutit à la production de nouvelles particules virales. L’infection d’une cellule par un virus, puis la multiplication du virus peuvent se résumer en différentes étapes. Toutefois, après pénétration du virus dans la cellule, ces étapes peuvent différer selon la nature du virus en question et notamment selon qu’il s’agit d’un virus à ADN ou d’un virus à ARN.
- L'attachement ou adsorption : au cours de cette étape, il y a liaison d’une protéine virale à un récepteur de la surface cellulaire. Les récepteurs eucaryotes peuvent être soit des glycoprotéines, soit des glycosphingolipides. Les récepteurs des bactériophages sont des glycoprotéines ou des lipopolysaccharides. Les cellules végétales ne possèdent pas de récepteurs spécifiques aux virus.
- La pénétration : selon les virus, il existe plusieurs mécanismes de pénétration du virus à l’intérieur de la cellule. Chez les bactériophages, seul le génome viral pénètre dans la cellule bactérienne. Chez les virus animaux le virus peut pénétrer par plusieurs mécanismes. Le virus peut pénétrer par pinocytose : la nucléocapside virale, entourée de la membrane plasmique pénètre dans la cellule. C’est souvent le cas des virus nus. Dans le cas des virus enveloppés, le virus peut pénétrer soit par fusion (il y a fusion de l’enveloppe virale et de la membrane plasmique cellulaire) soit par endocytose (il y a accumulation de particules virales dans des vésicules cytoplasmiques).
- La décapsidation après la pénétration (ou en même temps), il y a libération de l’acide nucléique. Selon les virus, la décapsidation peut avoir lieu dans le cytoplasme ou dans le noyau.
- La réplication ou multiplication virale : lors de cette phase, il y a réplication du génome, expression du génome sous forme d’ARNm (transcription) et traduction des ARNm en protéines par la machinerie cellulaire. Selon les types de virus et la nature de leur génome, le mécanisme de la multiplication virale peut être très différent.
- L'assemblage (phase de maturation) : il y a assemblage et maturation des virus dans les cellules infectées. Il y a encapsidation du génome. Les virus enveloppés acquièrent leur enveloppe par bourgeonnement, au détriment de la membrane plasmique ou de la membrane nucléaire de la cellule-hôte.
- La libération : le virus reconstitué est libéré à l’extérieur de la cellule.
Culture des virus
Afin de mieux connaître leur biologie, leur multiplication, leur cycle de reproduction et éventuellement afin de préparer des vaccins, il est nécessaire de cultiver les virus. Ceux-ci peuvent se multiplier uniquement au sein de cellules vivantes. Les virus infectant les cellules eucaryotes sont cultivées sur des cultures de cellules obtenues à partir de tissus animaux ou végétaux. Les cellules sont cultivées dans un récipient en verre ou en plastique, puis sont infectées par le virus étudié. Les virus animaux peuvent aussi être cultivés sur œufs embryonnés et parfois chez l’animal, lorsque la culture in vitro est impossible. Les virus bactériens peuvent également être cultivés par inoculation d’une culture bactérienne sensible. Les virus de végétaux peuvent aussi être cultivés sur des monocouches de tissus végétaux, des suspensions cellulaires ou sur des plantes entières.
Les virus peuvent ensuite être quantifiés de différentes manières. Ils peuvent être comptés directement grâce à la microscopie électronique. Dans le cas des virus bactériens, la technique des plaques (ou plages) est très utilisée pour évaluer le nombre de virus dans une suspension. Une dilution de suspension virale est ajouté à une suspension bactérienne, puis l’ensemble est réparti dans des boîtes de Pétri. Après culture, des zones claires (plages) à la surface de la gélose sont la conséquence de la destruction d’une bactérie et des bactéries adjacentes par un virion.
Les virus peuvent être purifiés grâce à diverses méthodes de biochimie (centrifugation différentielle, précipitation, dénaturation, digestion enzymatique).
Vivant ou non-vivant ?
Selon le critère généralement utilisé, en l'occurrence l'absence d'un métabolisme faisant intervenir des organes ou d'enzymes capable de produire de l'énergie, un virus n'est pas à considérer au sens strict comme un être vivant. On pourrait tout aussi bien, par exemple, décider de le considérer comme une variété de minéral ayant besoin d'un hôte vivant pour se reproduire.
Lutte contre les virus
Le problème : vivant ou non-vivant ? est d'autant plus délicat que les virus, à certains moments de leur cycle de développement, sont pour ainsi dire confondus avec leurs hôtes. En effet, les bactériophages passent une partie de ce cycle à l'état de simples séquences d'ADN intégrées dans le génome de la bactérie-hôte. Parfois, ces séquences virales "pirates" peuvent être transmises à la descendance de la bactérie, et être à l'origine d'une nouvelle souche de bactéries. L'intégration par la bactérie infectée d'un virus peut, en effet, conduire à l'intégration dans le génome bactérien de gènes de résistance, par exemple, à un antibiotique. Si l'avantage ainsi créé pour la bactérie est supérieur au danger créé par la présence du virus, la séquence d'ADN viral peut être conservée par la bactérie (organisme Procaryote).
Ceci est également valable pour les organismes Eucaryotes, et serait un mécanisme important de création des rétrovirus.
Exemples
- VIH, virus du SIDA
- Rétrovirus
- Ebola
- Virus de la variole
- Virus de la grippe
- Virus de la fièvre jaune
- Virus du Nil occidental
- Cytomégalovirus
- Rotavirus
- Virus de l'Hépatite C
Voir aussi
Liens
- Introduction à la virologie
- Généralités sur les virus
- Principes actuels de classification des virus
- Les principales familles de virus pathogènes pour les humains
Bibliographie
- Les Virus. Diversité et organisation du monde viral. Interactions avec le vivant, Thierry Borrel, Nathan Université, Paris 1996
|
|
<span class="AdQ" id="ja" style="display:none;" />
Catégorie
Virus