Virologie : généralités et cas particulier ; virologie végétale

Virologie : généralités et cas particulier ; virologie végétale

I – Définition des virus

Un virion est l'unité structurale et virale des virus. Le virus est le virion dans la cellule hôte avec qui il va avoir des interactions. Un virion (forme structurale du virus) est composé d'une capside protéique et protectrice et d'acides nucléiques au centre de la capside. L’association capside/acide nucléique forme la nucléocapside. Pour certains virus au dessus de la capside, il y a tout autour une petite membrane appelée peplos (enveloppe supplémentaire).

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1. Acide nucléique viraux

Chez les virus, le génome est sous forme d'ARN ou d'ADN. Ils peuvent être linéaires ou circulaires, simple brin ou double brin. Dans les génomes à ARN, la polarité peut être positive (peuvent être directement lus par les ribosomes et traduits par les protéines, ceux qui sont 5'-3') ou négative (ils doivent être recopiés en brin positif pour être lus). Ils peuvent être directement infectieux ou non. Tous ces ARN peuvent être coiffés en 5' (pour être protégés) et avoir une queue poly A.[pic 2]

1. Critères principaux de classification

Ils sont classés suivant 4 caractères principaux :

• la nature des acides nucléiques (virus àADN ou à ARN)
• la taille du génome (grippe - min : 1300 bases et mimi virus – max : 1,2 millions de bases)
• la forme de la capside et sa symétrie (icosaédrique, hélicoïdale, mixte (les deux, exemple : bactériophages)
• [pic 3]
• la nature de la capside, présence ou non d'enveloppe (nue ou enveloppée)

II – Les interactions virus-cellule et virus-virus

En dehors de toute cellule les virions incapables de se reproduire,ce qu’on appelle des parasites absolues,

Les critères des virions vont définir les interactions entre virus-cellule et virus-virus.

1. Cycle de multiplication viral[pic 4]

Dans une cellule hôte, on compte trois étapes pour le cycle de multiplication :

• 1ere phase :Adsorption – Insertion – Décapsidation
• 2 eme phase :Expression des gènes viraux et réplication du génome viral
• Et la 3 eme phase :Assemblage de la nucléocapside et libération du virus

        a) Adsorption, insertion et décapsidation

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*Adsorption

C'est une étape obligatoire pour la multiplication du virus, par reconnaissance entre des protéines virales de la membrane ou de la capside du virus et un récepteur cellulaire spécifique du virus et de la cellule-hôte de type protéique.

Cela dépend de deux facteurs essentiels : de la température (plus lente à basses températures(0-4°C qu'à 37 °C) et de la sensibilité des cellules (la présence sur les cellules-hôtes de récepteurs spécifiques des protéines virales).

On distingue deux types de cellules face à un virus :

• sensible au virus qui permettent son adsorption (ne pas confondre avec les cellules permissives).
• insensible au virus, elles ne permettent pas son adsorption par manque de récepteurs spécifiques.

Parfois l'attachement est réversible : pour la grippe un virus est capable de se détacher des récepteurs cellulaires. Certains virus possèdent des neuraminidases qui vont couper le dernier acide neuraminique qui se trouve en fin de récepteur de la cellule grâce à une enzyme virale, la neuraminidase. Ils se détachent avec une modification de leur protéine virale au niveau de la capside ou de l'enveloppe (structure protéique). Cela risque de les empêcher de s'accrocher de nouveau dans une cellule. La modification peut peut être leur permettre de trouver d'autres récepteurs spécifiques de la nouvelle protéine, leur permettant de se propager à nouveau.

*Insertion cellulaire

Le but du virus est d'insérer son matériel génétique. L'insertion doit aboutir à la libération du génome viral dans la cellule-hôte. Insertion du virus entier dans la cellule-hôte ou juste le génome (acide nucléique).

Il existe 4 mécanismes d'insertion :

• Insertion exemple : les bactériophages. On a une reconnaissance protéine/récepteur. Les fibres sont capables de se déplacer sur la cellule-hôte et permettent d'être posé ou adsorbé. Il y a une libération d’enzymes qui vont fragiliser la paroi cellulaire (lyse). Il y aura alors une contraction de la queue hélicoïdale. Le tube rigide va percer paroi et membrane et va permettre à l'ADN d'être injecté. Libération du génome du bactériophage dans la bactérie.

• Translocation du virus entier à travers la paroi et la membrane de la cellule hôte, via des petits pores. C'est réservé à de petits virus nus (non enveloppé). Entrée du virus au travers des pores de la membrane cellulaire.

• Fusion d'enveloppe pour une grande partie des virus enveloppés. Le virus est adsorbé sur la cellule hôte, la membrane plasmique de la cellule hôte fusionne avec l'enveloppe virale. La capside est alors libérée dans la cellule. L'enveloppe virale est intégrée à la membrane plasmique.

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• Endocytose accumulation de petites particules virales dans où le virus, après adsorption, est récupéré dans une vésicule d'endocytose, puis libéré par fusion entre la membrane plasmique virale et celle de l'endosome. Le virus va être libéré, par un jeu de pH, dans la cellule. Concerne les virus nus ou enveloppés.UNE FOIS DANS LES ENDOsomes les cellules fusionnent leur enveloppe dans ou lyse des endosomes

*Décapsidation grâce à des enzymes,le virus doit mette son genome viral à nu et çà aboutit à la mise à nu du genome viral

C'est la mise à nu du génome viral, qui se fit grâce à des enzymes. Cela peut se faire à deux endroits : directement dans le cytoplasme ou dans le noyau après transport via les pores nucléaires.

Il existe deux types de décapsidation :

• passive : ce sont les enzymes de la cellule hôte qui digèrent la capside
• active : ce sont les décapsidases ramenées par le virus lui-même qui permettent la libération du génome

C'est une étape clé de multiplication virale  et le synthese des proteines virales dans la cellule hote et de la prise de contrôle de la cellule hôte.

        b) Expression des gènes et réplication

Le génome viral, qu'il soit ADN ou ARN, joue deux rôles distincts :

• assurer l'expression des protéines virales (nécessaires à la réplication) et des protéines structurelles ou structurales pour la formation de sa capside
• assurer le rôle matrice pour sa propre réplication et la formation de nouveaux virions (réplication directe du virus)

C'est la nature direct du génome  ADN ou ARN qui détermine la stratégie à suivre au niveau de l'expression et de réplication des proteines du virus . Exemple :

[pic 7][pic 8][pic 9]

C'est le cas des rétrovirus (ARN+) : Virus de l'Immunodéficience Humaine.

L'ADN viral une fois synthétisé peut être intégré grâce à une intégrase au génome mais peut aussi rester sous forme de plasmide libre. Il y a ensuite réplication puis transcription de l'ADN cellulaire et de l'ADN viral, ce qui va redonner les ARN viraux qui pourront être encapsidés. Il y a production des ARN viraux en grande quantité. Cela redonne les protéines virales et structurales après traduction. Rétrotanscrit en ADN, intégré au génome cellulaire, suit le cycle cellulaire. La transcriptase inverse est une enzyme qui fait beaucoup d'erreurs : il y a une grande variabilité génétique de ces virus donc une difficulté pour lutter contre ces virus.