Structure et Classification des Virus
170 cartesCe cours détaille la définition, la structure (acide nucléique, capside, enveloppe) et la classification des virus, ainsi que les critères classiques et modernes utilisés pour les regrouper, incluant la nomenclature internationale et les agents associés comme viroïdes et prions.
124 cartes
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Quel est le rôle de l'enveloppe virale dans la reconnaissance immunitaire ?
Réponse
L'enveloppe virale, recouverte de spicules antigéniques, joue un rôle clé dans la reconnaissance immunitaire en se liant aux récepteurs cellulaires.
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Comment s'appellent les groupes de sous-unités protéiques situés sur les arêtes d'une capside icosaédrique ?
Réponse
Les capsomères de sommet, appelés pentons.
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Combien de sommets, de faces et d'arêtes un icosaèdre possède-t-il ?
Réponse
Un icosaèdre possède 12 sommets, 20 faces triangulaires et 30 arêtes.
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Quelles sont les trois caractéristiques géométriques d'un icosaèdre ?
Réponse
Un icosaèdre possède 12 sommets, 20 faces triangulaires équilatérales, et 30 arêtes.
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Combien de pentons compte tout virus à capside icosaédrique ?
Réponse
Tous les virus à capside icosaédrique comptent 12 pentons.
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Pourquoi l'ARN– n'est-il pas directement infectieux ?
Réponse
L'ARN– doit d'abord être transcrit en ARNm par une polymérase associée au virion pour devenir infectieux.
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Comment est classifiée la nature de l'acide nucléique viral ?
Réponse
La nature de l'acide nucléique est le premier critère de classification des virus. Il peut être de l'ADN ou de l'ARN, simple ou double brin, linéaire ou circulaire.
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Quelle symétrie donne une nucléocapside en forme d'hélice ?
Réponse
La symétrie hélicoïdale donne des nucléocapsides en forme d'hélice.
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Quelle est la différence entre un ARN+ et un ARN– ?
Réponse
L'ARN+ est directement infectieux car il agit comme un ARNm. L'ARN–, ou anti-messager, doit être transcrit en ARNm par une ARN polymérase virale avant d'être traduit.
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Selon André Lwoff (1953), combien de types d'acides nucléiques un virion peut-il contenir ?
Réponse
Un seul type d'acide nucléique : soit de l'ADN, soit de l'ARN.
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Quel virus enveloppé exceptionnellement résiste à la dessiccation dans les croûtes ?
Réponse
Le virus de la variole est le seul virus enveloppé qui résiste exceptionnellement à la dessiccation dans les croûtes.
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Qu'est-ce qu'un génome viral haploïde ?
Réponse
C'est un virus dont le matériel génétique est présent en une seule copie. La plupart des génomes viraux sont haploïdes, sauf ceux des rétrovirus.
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Citez trois intérêts de la multiplication virale en culture.
Réponse
Pour le diagnostic, l'aspect épidémiologique, et la production de vaccins ou l'étude d'antiviraux.
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Quelle est la sensibilité thermique des virus enveloppés ?
Réponse
Les virus enveloppés sont sensibles à la chaleur, à la dessiccation, aux UV et aux solvants des lipides. Ils sont transportés à +4°C et conservés à –80°C.
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Combien de sous-unités protéiques le virus de la mosaïque du tabac (VMT) contient-il par tour d'hélice ?
Réponse
Le VMT contient 49 sous-unités protéiques par tour d'hélice.
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Qu'est-ce qu'une sous-unité protéique virale appelée ?
Réponse
Une sous-unité protéique virale est appelée capsomère. Les capsomères s'associent pour former la capside.
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Qu'est-ce que la multiplication virale ?
Réponse
C'est la propagation d'un virus dans un hôte (animal, œuf, culture cellulaire), pouvant mener à une maladie ou un effet cytopathogène.
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Quel enzyme permet de dissocier les cellules des tissus en culture ?
Réponse
La trypsine est l'enzyme utilisée pour dissocier les cellules des tissus en culture.
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Citez un exemple de virus à symétrie complexe.
Réponse
Les Poxvirus et certains bactériophages ont une symétrie complexe, ni cubique, ni hélicoïdale.
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Citez trois origines membranaires possibles de l'enveloppe virale.
Réponse
Les origines membranaires de l'enveloppe virale sont : la membrane nucléaire, la membrane du réticulum endoplasmique, et la membrane cytoplasmique.
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Quel est le génome viral spécifique des rétrovirus ?
Réponse
Le génome des rétrovirus est un ARN monocaténaire de polarité positive, mais il est caractérisé par un état diploïde (deux copies identiques).
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Quel scientifique a permis la culture cellulaire des virus in vitro vers 1945-1950 ?
Réponse
La culture cellulaire des virus in vitro est devenue possible grâce à Enders J., vers 1945-1950.
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Qu'est-ce qui distingue le virion du virus en termes de définition ?
Réponse
Le virion est la particule virale mature et infectieuse, tandis que le virus englobe toutes les formes de son cycle évolutif, qu'elles soient intracellulaires ou extracellulaires.
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Combien de passages les cellules diploïdes peuvent-elles supporter ?
Réponse
Les cellules diploïdes peuvent supporter 50 à 100 passages avant que leur division cellulaire ne s'arrête.
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Que signifie HeLa et d'où proviennent ces cellules ?
Réponse
HeLa signifie Helen Lansing. Ces cellules proviennent d'un cancer du col utérin d'une américaine, isolées en 1952.
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Qu'est-ce que la nucléocapside ?
Réponse
La nucléocapside est constituée de l'acide nucléique viral (ADN ou ARN) et de la capside protéique qui le protège.
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Quel type de cellules diploïdes provient du poumon embryonnaire humain et est très utilisé en laboratoire ?
Réponse
Les cellules diploïdes, telles que les MRC5 issues de poumons embryonnaires humains, sont très utilisées en laboratoire.
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Quel phénomène arrête la division cellulaire lorsque la culture atteint le bord du contenant ?
Réponse
Le phénomène d'inhibition de contact arrête la division cellulaire.
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Quel agent inactivant les virus enveloppés est mentionné comme agent lipidolytique ?
Réponse
Les solvants des lipides comme l'éther et le désoxycholate de sodium sont lipidolytiques et inactivent les virus enveloppés.
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Quelle est l'organisation générale de l'enveloppe virale ?
Réponse
L'enveloppe virale, ou peplos, est une structure glucidolipidoprotéique entourant la capside. Elle provient des membranes de la cellule hôte lors du bourgeonnement viral.
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D'où proviennent les cellules primaires en culture virale ?
Elles proviennent de tissus d'origine (rein de singe, embryons humains/animaux) ou sont issues de lignées cellulaires continues, souvent dérivées de tissus cancéreux.
Qu'est-ce que les spicules virales et quel est leur rôle ?
Les spicules sont des projections protéiques sur l'enveloppe virale. Ils jouent un rôle dans la pathogénie du virus.
Combien de passages cellulaires les cellules primaires peuvent-elles supporter ?
Les cellules primaires peuvent supporter 1 à 12 passages avant que leur division cellulaire ne s'arrête.
À quelle température les virus enveloppés se conservent-ils pendant des années ?
Les virus enveloppés se conservent pendant des années à – 80°C.
Quels sont les trois types de culture de cellules en monocouches ?
Les trois types sont : cultures primaires, cellules diploïdes et lignées cellulaires continues.
Citez deux mécanismes d'entrée du virus dans la cellule.
Le virus peut entrer par endocytose ou par fusion des membranes virale et cellulaire.
Quels éléments compose une cellule permissive lors d'une infection virale ?
Une cellule permissive lors d'une infection virale contient l'ARN ou l'ADN viral, la capside protéique (nucléocapside), et potentiellement une enveloppe virale.
Quelle distinction existe-t-il entre un cycle lytique et un cycle végétatif ?
Le cycle lytique aboutit à la lyse de la cellule infectée, tandis que le cycle végétatif se caractérise par la production de nouveaux virions sans lyse cellulaire.
Quel type de virus injecte directement son génome au lieu de pénétrer complètement la cellule ?
Les virus à symétrie complexe, tels que les Poxvirus et certains bactériophages, injectent directement leur génome.
Qu'est-ce que l'assemblage viral ?
Le processus où les protéines structurelles et l'acide nucléique s'assemblent pour former de nouvelles nucléocapsides virales.
Par quel processus la plupart des virus enveloppés acquièrent-ils leur enveloppe ?
Les virus enveloppés acquièrent leur enveloppe lors de leur bourgeonnement, en l'arrachant aux membranes de la cellule hôte.
Qu'est-ce qu'un virus oncogène ?
Un virus oncogène est un virus dont l'expression génétique peut transformer la cellule hôte, entraînant la persistance du génome viral dans la cellule et sa descendance.
Définissez une infection intégrative du virus.
L'infection intégrative se caractérise par la persistance du génome viral dans la cellule hôte, soit sous forme libre (épisome), soit intégré à l'ADN cellulaire (provirus).
Qu'est-ce qu'un cycle productif et quand s'opère-t-il ?
Un cycle productif est une infection virale où la cellule hôte est permissive. Il s'opère lorsque le virus se réplique complètement, produisant de nouveaux virions. Ce cycle peut être lytique (avec lyse cellulaire) ou végétatif (sans lyse).
De quelle origine sont les cellules KB et HeLa ?
Les cellules KB proviennent d'un cancer buccal, et les cellules HeLa d'un cancer du col utérin.
Qu'est-ce qu'une quasi-espèce virale ?
Une quasi-espèce virale désigne une population de virus chez un même hôte, composée d'un nuage de mutants plutôt que d'une population génétiquement uniforme.
Qu'est-ce que la décapsidation virale ?
Il s'agit de l'étape où les structures externes du virus sont retirées, exposant l'acide nucléique après la pénétration dans la cellule.
Quelle machinerie cellulaire les virus doivent-ils utiliser pour traduire leurs ARNm ?
Les virus doivent utiliser la machinerie cellulaire de la cellule hôte pour traduire leurs ARNm en protéines.
Comment un virus reconnaît-il le récepteur cellulaire en phase d'attachement ?
Le virus reconnaît le récepteur cellulaire via les glycoprotéines virales (sur les virus enveloppés) ou la conformation de sa capside (virus nus).
Où les virus à ADN effectuent-ils généralement leur transcription et leur réplication ?
Généralement dans le noyau de la cellule hôte. Les virus à ADN peuvent utiliser des enzymes cellulaires pour ces processus.
Combien de critères majeurs compte la classification actuelle du CITV ?
La classification actuelle du CITV compte 6 critères majeurs.
Qu'est-ce que le réassortiment génétique et citez un exemple.
Le réassortiment génétique est l'échange de segments génétiques entre des virus à génome segmenté, formant de nouveaux sous-types. Un exemple est la création de nouveaux sous-types du virus Influenza A.
Comment les virus à enveloppe libèrent-ils leurs virions ?
Les virus à enveloppe se libèrent par bourgeonnement au niveau des membranes cellulaires (nucléaire, réticulum endoplasmique ou cytoplasmique).
Quelle propriété caractérise les lignées cellulaires continues ?
Elles possèdent un nombre illimité de passages et ont perdu le phénomène d'inhibition de contact.
Citez quatre critères universels de classification des virus selon Lwoff, Horne et Tournier (1962).
Les critères de Lwoff, Horne et Tournier (1962) sont : nature de l'acide nucléique, symétrie de la capside, présence/absence d'enveloppe, et taille du virion.
Quelle est la différence entre une infection latente et une infection chronique ?
Une infection latente a un génome viral qui persiste sans production de virions. Une infection chronique libère des virions continuellement sans endommager la cellule.
Qu'est-ce qu'une polyprotéine virale et comment est-elle traitée ?
Une polyprotéine virale est une longue chaîne protéique synthétisée par le virus, qui sera ensuite clivée par des protéases pour donner plusieurs protéines fonctionnelles distinctes.
Définis les trois critères majeurs de classification virale selon le CITV.
Les trois critères majeurs de classification virale selon le CITV sont : type et organisation du génome, stratégie de réplication, et structure du virion (symétrie de la capside, enveloppe).
Qu'est-ce qu'une délétion ou insertion génétique chez les virus ?
Une délétion supprime un ou plusieurs nucléotides. Une insertion ajoute un ou plusieurs nucléotides au génome viral.
Quel suffixe caractérise le nom d'un genre viral ?
Le suffixe -virus caractérise le nom d'un genre viral.
Pourquoi les mutations sont-elles plus fréquentes chez les virus à ARN que chez les virus à ADN ?
Les virus à ARN mutent plus car leurs ARN polymérases n'ont pas de fonction de correction des erreurs, contrairement aux ADN polymérases qui en possèdent.
Définissez la recombinaison génétique chez les virus.
La recombinaison génétique chez les virus survient lors de la co-infection d'une cellule par deux virus semblables, permettant un échange de matériel génétique.
Qu'est-ce qu'une mutation ponctuelle chez les virus ?
Une mutation ponctuelle chez les virus est le remplacement d'un nucléotide par un autre, survenant fréquemment lors de la multiplication virale, surtout chez les virus à ARN.
Quel suffixe utilisent les noms de sous-famille virale ?
Le suffixe utilisé pour les noms de sous-famille virale est –virinae.
Quelle mise en forme (italique, minuscule, majuscule) s'applique aux noms de familles virales ?
Les noms de familles et sous-familles virales sont écrits en italique. Les noms de genres et d’espèces ne le sont pas.
Qu'est-ce que l'analyse phylogénétique chez les virus ?
L'analyse phylogénétique retrace l'origine et les relations de parenté des virus en comparant leurs séquences nucléiques ou protéiques.
Qu'est-ce qu'un cycle abortif chez une cellule non permissive ?
Un cycle abortif survient quand une cellule non permissive ne permet pas la réplication complète du virus, n'aboutissant pas à la production de nouveaux virions.
Combien de nucléotides contient généralement un viroïde ?
Généralement entre 240 et 400 nucléotides.
Quel sigle désigne l'ensemble des maladies à prions ?
Le sigle ESST désigne les encéphalopathies subaiguës spongiformes transmissibles.
Combien de genres viraux sont actuellement identifiés ?
Plus de 70 familles et 160 genres sont identifiés pour classer les virus.
Qu'est-ce que le spectre d'hôtes naturels en tant que critère mineur ?
Il décrit la gamme d'espèces animales et végétales naturelles qu'un virus peut infecter. C'est un critère utilisé pour distinguer les virus.
Qu'est-ce qu'un prion et quel est son sigle scientifique ?
Un prion est un agent transmissible non conventionnel (ATNC) de nature protéique, aussi appelé PrP (protéine prion). Son sigle scientifique est PrP.
Depuis quelle année la nomenclature internationale des virus est-elle en vigueur ?
Elle est en vigueur depuis 1975.
Qu'est-ce que l'agrégation amyloïde chez les prions ?
L'agrégation amyloïde chez les prions correspond à la forme anormale de la protéine prion (PrPres), résistante aux traitements, qui s'accumule dans les tissus.
Citez le poids moléculaire approximatif d'un viroïde.
Environ 1,3 x 105 Daltons pour l'ARN nu et circulaire.
Quelle mise en forme s'applique aux noms d'espèces virales ?
Les noms d'espèces virales sont écrits en minuscule et précédés du mot "virus". Les noms de familles et sous-familles sont en italique.
Quel sigle désigne la forme native du prion ?
La forme native du prion est appelée PrPc.
Définissez un virus satellite ou virusoïde.
Un virusoïde est un virus défectif empaqueté dans l'enveloppe d'un autre virus. Il nécessite un virus auxiliaire pour sa réplication, comme le virus de l'hépatite delta (VHD) avec le VHB.
À quelle température la forme PrPres résiste-t-elle ?
La forme PrPres résiste à la chaleur (136°C), aux ultrasons, aux UV et aux radiations ionisantes.
Chez quels organismes les viroïdes ont-ils été retrouvés jusqu'à présent ?
Jusqu'à présent, les viroïdes n'ont été retrouvés que chez les plantes.
Qu'est-ce que la nv-MCJ et quelle en est l'origine ?
La nv-MCJ est une nouvelle forme de la maladie de Creutzfeldt-Jacob à incubation courte. Son origine est liée à l'encéphalopathie spongiforme bovine (ESB).
Qu'est-ce qu'une infection nosocomiale ?
Une infection nosocomiale est une infection acquise lors de soins, potentiellement liée à l'origine virale des soins.
Définissez un viroïde.
Petits ARN infectieux, simples brins, circulaires et nus, de faible poids moléculaire. Ils n'ont pas de capside et ne se retrouvent que chez les plantes.
Comment s'écrit le suffixe du nom d'une famille virale ?
Le suffixe est –viridae.
À quels agents la PrPres résiste-t-elle ?
La PrPres, forme résistante des prions, résiste à la chaleur, aux ultrasons, aux UV, aux radiations ionisantes et à l'action de la protéase K.
Citez trois maladies à prions observées chez l'humain.
Les trois maladies à prions humaines sont le Kuru, la maladie de Creutzfeldt-Jacob (MCJ) et le syndrome de Gerstmann-Sträussler-Scheinker.
Pourquoi les prions ne suscitent-ils pas de réponse immunitaire ?
Les prions sont des particules protéiques infectieuses qui ne déclenchent pas de réponse immunitaire car ils sont responsables de pathologies non inflammatoires.
Comment s'écrit le nom d'une espèce virale en français ?
Le nom d'espèce commence par une lettre minuscule. Il est précédé du mot "virus" en français, par exemple : "virus de la varicelle".
Citez trois maladies à prions observées chez les animaux.
La tremblante du mouton, l'encéphalopathie spongiforme bovine (ESB), et l'encéphalopathie transmissible du vison.
Qu'est-ce qu'un virus défectif et citez un exemple.
Un virus défectif est un virus qui ne peut pas se répliquer de manière autonome et nécessite l'aide d'un virus auxiliaire. Un exemple est le virus de l'hépatite delta (VHD), un virus satellite du virus de l'hépatite B (VHB).
Quelles sont les deux familles de viroïdes ?
Pospiviridae et Avsunviridae
Quel sigle désigne la forme anormale résistante du prion ?
PrPres (ou PrP résistante)
Combien de familles virales humaines, animales et végétales sont actuellement reconnues ?
Plus de 70 familles virales sont actuellement reconnues, regroupant plus de 4000 virus des humains, des animaux et des plantes.
Quels sont les deux éléments constants qui composent la structure virale ?
Les deux éléments constants sont l'acide nucléique (génome viral) et la capside.
Citez deux exemples de lignées cellulaires continues utilisées en virologie.
Les lignées cellulaires continues comme HeLa et Vero.
Les cellules KB, HeLa, Hep-2, MDCK, Vero sont des exemples de lignées cellulaires continues.
Qu'est-ce qu'un réassortiment génétique chez les virus à génome segmenté ?
Le réassortiment génétique est un échange de segments génomiques entre virus à génome segmenté lors d'une co-infection.
Chez les virus à génome segmenté, le réassortiment génétique implique le mélange et la recombinaison de segments génomiques entiers.
Définissez la transcriptase inverse et expliquez son rôle dans le cycle des rétrovirus.
La transcriptase inverse est une enzyme virale qui catalyse la synthèse d'ADN à partir d'un brin d'ARN, jouant un rôle crucial dans la réplication des rétrovirus en convertissant leur génome ARN en ADN pour l'intégrer dans l'ADN de la cellule hôte.
Une transcriptase inverse est une ADN polymérase dépendante de l'ARN, essentielle pour les rétrovirus. Elle permet de transcrire leur ARN génomique en ADN, une étape clé pour l'intégration de l'ADN viral dans le génome de la cellule hôte.
De quel type de membrane cellulaire les enveloppes virales sont-elles dérivées ?
Membrane plasmique
Membrane cellulaire
Membrane lipidique
Qu'est-ce qu'un cycle abortif d'infection virale ?
Un cycle abortif se produit lorsque l'infection virale n'aboutit pas à la production de nouveaux virions, comme dans le cas de l'adénovirus et des cellules de singe.
Un cycle abortif est une interaction virus-cellule où l'infection ne peut pas aboutir à la production de nouvelles particules virales.
Qu'est-ce qu'une polarité positive (ARN+) dans un génome viral monocaténaire ?
Un génome ARN+ est un ARN monocaténaire qui peut être traduit directement en protéines virales par la cellule hôte, le rendant ainsi directement infectieux.
Un ARN monocaténaire de polarité positive (ARN+) fonctionne comme un ARN messager, permettant une traduction immédiate en protéines virales par la machinerie de la cellule hôte.
Définissez ce qu'est une quasi-espèce virale.
Une quasi-espèce virale désigne une population hétérogène de mutants d'un virus circulant chez un même hôte, résultant d'une accumulation de mutations.
Une population virale caractérisée par un nuage de mutants au lieu d'une population génétiquement uniforme, due à des mutations fréquentes, notamment chez les virus à ARN.
Pourquoi les virus à ARN présentent-ils une fréquence de mutation plus élevée que les virus à ADN ?
Les enzymes de réplication des virus à ARN, comme les ARN polymérases, sont moins fidèles et manquent de mécanismes de correction des erreurs.
Les virus à ARN ont des génomes qui sont plus sujets aux erreurs lors de la réplication car les cellules hôtes ne disposent pas d'enzymes spécifiques pour corriger les erreurs dans l'ARN.
Définissez le suffixe nomenclatural utilisé pour désigner une famille virale.
-viridae
Définissez ce qu'est la nucléocapside virale.
La nucléocapside virale est l'assemblage de l'acide nucléique viral (ADN ou ARN) et de la capside protéique qui l'entoure.
La combinaison de l'acide nucléique viral et de la coque protéique (capside) forme la nucléocapside.
Définissez ce qu'est une interaction virale productive.
Une interaction virale productive est caractérisée par la formation et la libération de nouveaux virions, avec ou sans lyse de la cellule hôte.
Dans une interaction productive, la cellule hôte est permissive et permet le cycle complet de réplication du virus, aboutissant à la production de nouvelles particules virales.
Citez trois maladies à prions observées chez l'humain.
Le Kuru
La maladie de Creutzfeldt-Jacob (MCJ)
Le syndrome de Gerstmann-Sträussler-Scheinker
Définissez ce qu'est une infection chronique en virologie.
Une infection chronique est une infection où le virus persiste dans la cellule hôte sans causer de dommages immédiats, tout en continuant à produire des virions.
Une infection chronique survient lorsque le génome viral persiste dans la cellule hôte, soit sous forme libre (épisome), soit intégré (provirus), permettant la production continue de virions sans destruction cellulaire apparente.
Donnez un exemple de virus satellite humain.
Virus de l'hépatite delta (VHD)
Virusoïde
Quelles sont les trois voies d'acquisition de l'enveloppe virale mentionnées dans le cours ?
Bourgeonnement au niveau de la membrane nucléaire
Bourgeonnement au niveau du réticulum endoplasmique
Bourgeonnement au niveau de la membrane cytoplasmique
Qu'est-ce qu'une encéphalopathie subaiguë spongiforme transmissible (ESST) ?
Ce sont des maladies neurodégénératives causées par des agents infectieux non conventionnels (prions), caractérisées par une spongiose cérébrale et des dépôts amyloïdes.
Les ESST sont des pathologies neurologiques mortelles, transmissibles, dues à des protéines anormales (prions) qui provoquent des lésions cérébrales caractéristiques.
Définissez la réplication virale.
La réplication virale est le processus par lequel un virus se multiplie dans une cellule hôte, utilisant sa machinerie pour produire de nouvelles particules virales.
La multiplication virale correspond à la propagation d'un virus dans un hôte, aboutissant à la production de nouvelles particules virales.
Définissez ce qu'est un virus satellite ou virusoïde.
Un virus satellite, aussi appelé virusoïde, est un type de virus défectif qui dépend d'un autre virus (virus auxiliaire) pour sa réplication, car il lui manque des informations génétiques nécessaires. Il utilise l'enveloppe d'un autre virus pour être encapsidé.
Les virus satellites, ou virusoïdes, sont des particules virales incapables de se répliquer seules. Ils nécessitent la co-infection d'une cellule par un virus helper, qui leur fournit les composants nécessaires à leur enveloppe et à leur réplication.
Définissez une mutation silencieuse chez les virus.
Une mutation qui altère le codon mais ne change pas l'acide aminé résultant.
Une mutation affectant le troisième nucléotide d'un codon, sans changer l'acide aminé.
Comment s'écrit le nom d'une famille virale selon la nomenclature internationale ?
Le nom d'une famille virale se termine par le suffixe -viridae.
Le nom d'une sous-famille virale se termine par le suffixe -virinae.
Le nom d'un genre viral se termine par le suffixe -virus.
Quels sont les trois types de culture cellulaire en monocouches mentionnés dans le cours ?
Les cultures primaires
Les cellules diploïdes
Les lignées cellulaires continues
Citez une enzyme virale utilisée en thérapie génique.
Transcriptase inverse
Protéase
Intégrase
Définissez ce qu'est l'attachement viral dans le cycle de réplication.
L'attachement viral est l'étape où les glycoprotéines virales ou la capside reconnaissent et se lient aux récepteurs cellulaires spécifiques.
L'attachement est la première phase du cycle de réplication virale, permettant au virus d'initier le contact avec la cellule hôte.
L'attachement viral implique l'interaction entre les ligands du virus et les récepteurs cellulaires, parfois avec des co-récepteurs.
Qu'est-ce qu'un viroïde ?
Un viroïde est un petit ARN infectieux, simple brin, circulaire et nu, de faible poids moléculaire, qui n'est pas encapsidé.
Les viroïdes sont des agents infectieux composés uniquement d'ARN circulaire simple brin, sans capside protéique, et ne sont retrouvés que chez les plantes.
Citez deux exemples de cultures cellulaires diploïdes utilisées en virologie.
Cellules diploïdes humaines (ex: MRC5, WI 38)
Cellules diploïdes animales
Définissez ce qu'est une délétion ou insertion génétique virale.
Une délétion génétique virale est la perte d'un ou plusieurs nucléotides du génome viral, tandis qu'une insertion génétique virale est l'ajout d'un ou plusieurs nucléotides.
Une délétion correspond à la perte de matériel génétique viral, et une insertion correspond à l'ajout de nouveau matériel génétique au génome du virus.
Définissez ce qu'est la stratégie de réplication virale.
La stratégie de réplication virale désigne la manière dont un virus se multiplie au sein d'une cellule hôte.
La stratégie de réplication virale englobe les étapes d'attachement, de pénétration, de décapsidation, de réplication, d'assemblage et de libération du virus.
Définissez ce qu'est la décapsidation virale.
La décapsidation virale est le processus par lequel les structures externes d'un virus sont retirées après sa pénétration dans la cellule hôte, afin de libérer l'acide nucléique viral.
Qu'est-ce qu'un effet cytopathogène (ECP) en virologie ?
Effet d'altération des cellules hôtes par un virus.
Modification visible des cellules hôtes causée par une infection virale.
Dommages cellulaires induits par la réplication virale.
Quel est l'intérêt principal de connaître le cycle viral pour les traitements antiviraux ?
Cibler les étapes spécifiques du cycle viral pour bloquer la réplication du virus.
Identifier les enzymes ou protéines virales essentielles à la multiplication pour développer des inhibiteurs spécifiques.
Comprendre les mécanismes d'entrée et de sortie du virus pour concevoir des stratégies de prévention.
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Fiche de révision
Virologie Générale : Définition, Structure, Multiplication et Classification des Virus
Les virus sont des agents infectieux submicroscopiques caractérisés par leur parasitisme intracellulaire obligatoire. Cette note exhaustive explore en détail leur définition, leur structure, les mécanismes complexes de leur multiplication, ainsi que les critères de leur classification, incluant des entités apparentées comme les viroïdes et les prions.
1. Définition et Caractéristiques Fondamentales des Virus
En 1953, André Lwoff a établi une définition du virion (particule virale mature et infectieuse) qui est largement acceptée. Le terme virus englobe toutes les formes du cycle évolutif de l'agent (intracellulaires et extracellulaires).
1.1. Critères de Définition du Virion (André Lwoff, 1953)
- Il ne possède qu’un seul type d’acide nucléique : soit de l’ADN, soit de l’ARN.
- Il se reproduit uniquement à partir de son matériel génétique.
- Il est incapable de croître et de se diviser.
- Son génome n’a aucune information pour la synthèse d’enzymes du métabolisme intermédiaire.
- C’est un parasite absolu de la cellule hôte.
2. Structure Détaillée des Virus
Les virus sont caractérisés par une structure relativement simple, mais hautement organisée, composée d'éléments constants et parfois d'éléments facultatifs.2.1. Acide Nucléique Viral (Génome Viral)
Le génome viral contient la totalité de l’information génétique nécessaire à la réplication virale, bien qu'il soit généralement de petite taille.- Nature : Il peut être soit de l’ARN, soit de l’ADN. Cette caractéristique est le premier critère de classification des virus.
- Brins : Il peut être bicaténaire (double brin) ou monocaténaire (simple brin).
- Forme : Il peut être linéaire ou circulaire.
- Organisation : Il peut être segmenté (plusieurs molécules d'acide nucléique) ou non segmenté.
- Ploïdie : Le génome est généralement haploïde (une seule copie de chaque gène), à l’exception des rétrovirus qui possèdent un génome diploïde (deux copies identiques).
2.1.1. Polarité de l'ARN Monocaténaire
Les ARN monocaténaires ont une importance particulière :- Polarité positive (ARN+) : Il est directement traduisible en protéines virales par la machinerie de la cellule hôte, agissant comme un ARN messager. Ce génome est directement infectieux. Exemple : Poliovirus.
- Polarité négative (ARN-) : C'est un anti-messager. Il doit être transcrit au préalable en ARNm par une ARN polymérase virale (souvent associée au virion) pour être traduit. Il n’est pas directement infectieux. Exemple : Virus de la grippe.
2.1.2. Cas Particulier des Rétrovirus
Les rétrovirus, avec leur génome diploïde, sont associés à une transcriptase inverse (une ADN polymérase ARN dépendante). Cette enzyme est cruciale car elle transcrit le génome viral ARN en un ADN intermédiaire, qui sera ensuite intégré au génome de la cellule hôte, puis transcrit en ARNm cellulaire.2.2. Capside
La capside est une coque protéique qui protège le génome viral. Elle est formée par la polymérisation d’une ou de plusieurs sous-unités protéiques appelées capsomères. L'ensemble de l'acide nucléique et de la capside forme la nucléocapside. Le terme "core" ou "cœur" du virus désigne l'ensemble de l'acide nucléique et des nucléoprotéines. La symétrie de la capside est un critère important de classification des virus.2.2.1. Capside Icosaédrique (Cubique)
La symétrie cubique donne des nucléocapsides en forme d’icosaèdre. Un icosaèdre est un polyèdre régulier composé de 12 sommets, 20 faces triangulaires équilatérales et 30 arêtes.- Les sous-unités protéiques s'organisent en hexamères (ou hexons) sur les faces et arêtes (regroupement par 6).
- Aux sommets, elles s'assemblent en pentamères (ou pentons) (regroupement par 5). Le nombre de pentons est toujours de 12 pour les virus icosaédriques.
- Le nombre total de capsomères varie :
- Adénovirus : 252 capsomères (12 pentons + 240 hexons).
- Herpesviridae : 162 capsomères (12 pentons + 150 hexons).
2.2.2. Capside Hélicoïdale
La capside hélicoïdale est constituée d’une succession de sous-unités protéiques identiques qui s'accrochent à l'acide nucléique, formant une structure en hélice.- Elle peut être rigide (ex: virus de la mosaïque du tabac - VMT) ou souple (virus humains).
- Le nombre de sous-unités protéiques par tour d’hélice est caractéristique de chaque virus.
- Exemple VMT : 2200 sous-unités au total, 49 sous-unités par tour d’hélice.
2.2.3. Capside à Symétrie Complexe
Certains virus présentent une symétrie qui n'est ni cubique ni hélicoïdale, elle est dite complexe. C’est le cas des Poxvirus et de certains bactériophages.2.3. Enveloppe (Peplos)
Le troisième élément structural, facultatif, est l’enveloppe ou peplos. Elle est glucidolipidoprotéique et entoure la capside.- Origine : L’enveloppe provient d’une membrane de la cellule hôte, acquise lors du bourgeonnement viral.
- Membrane nucléaire (Herpesviridae).
- Membrane du réticulum endoplasmique (Bunyaviridae).
- Membrane cytoplasmique (Orthomyxoviridae).
- Composition : L'enveloppe peut être recouverte de projections protéiques appelées spicules ou glycoprotéines. Ces structures sont antigéniques et jouent un rôle crucial dans la reconnaissance de la cellule hôte et la pathogénie virale.
- Classification : La présence ou l'absence d'enveloppe est le troisième critère de classification des virus.
- Virus enveloppés : possèdent une enveloppe.
- Virus nus : ne possèdent pas d'enveloppe.
- Propriétés Physico-chimiques : L’enveloppe confère des propriétés importantes :
- Sensibilité à la chaleur : Les virus enveloppés sont sensibles et se conservent mieux à +4°C pour le transport, et à -80°C pour une conservation prolongée.
- Sensibilité à la dessiccation : Ils sont très sensibles à la dessiccation, à l’exception du virus de la variole dans les croûtes.
- Inactivation : Ils sont inactivés par les UV, les solvants des lipides (éther, désoxycholate de sodium) et la β-propiolactone. La majorité est détruite par l’eau de Javel.
3. Multiplication Virale
La multiplication virale, ou réplication virale, est un processus complexe dépendant entièrement de la cellule hôte. Elle peut entraîner des effets cytopathogènes ou des maladies.3.1. Supports de la Multiplication Virale
Historiquement et actuellement, plusieurs systèmes sont utilisés pour la multiplication des virus.3.1.1. Animaux de Laboratoire
Utilisés pour les virus non cultivables ou pour étudier la pathogénie.- Méthodes : Infection par voie naturelle ou expérimentale.
- Manifestations : Lésions cliniques ou mort de l'animal dans les infections généralisées.
- Exemples :
- Furet pour le virus de la grippe (voie respiratoire).
- Œil de lapin pour le virus Herpès simplex.
- Cerveau de lapin pour le virus de la rage.
- Indications actuelles : Limitées à la production de virus non cultivables (VHC, Coxsackievirus A), l'étude de la transmission et de la pathogénie, et l'évaluation de l'efficacité des antiviraux et vaccins.
3.1.2. Œufs Embryonnés
Un système en voie d'abandon, principalement utilisé aujourd'hui pour la production du vaccin antigrippal.3.1.3. Cultures Cellulaires
Développées par Enders J. dans les années 1945-1950, elles sont devenues le support principal.3.1.3.1. Cultures de Cellules en Monocouches
Il existe trois types principaux :- Cellules Primaires (Primo-explantation) :
- Origine : Directement de tissus (rein de singe, embryons humains ou animaux).
- Méthode : Dissociation tissulaire par trypsine, adhérence et multiplication.
- Arrêt de division : Inhibition de contact lorsque la monocouche est complète.
- Durée de vie : Limitée (1 à 12 passages/générations).
- Utilisation : Lorsque la différenciation cellulaire est cruciale ou si les lignées continues ne sont pas disponibles.
- Cellules Diploïdes :
- Origine : Humains et animaux (ex: WI 38, MRC5 issues de poumon embryonnaire humain).
- Caractéristiques : Nombre diploïde de chromosomes, population homogène.
- Capacité : 50 à 100 passages.
- Utilisation : Très utilisées en laboratoire.
- Lignées Cellulaires Continues :
- Origine : Tissus cancéreux (KB, HeLa, Hep-2, MDCK) ou traitement de cellules par agent mutagène (VERO).
- Caractéristiques : Croissance rapide, perte de l'inhibition de contact, nombre anormal de chromosomes.
- Exemples :
- KB : cancer buccal.
- HeLa : cancer du col utérin (Helen Lansing, 1952).
- MDCK : rein de chien.
- Vero : rein de singe Vervet (utilisées pour la production de vaccins).
- Capacité : Nombre illimité de passages.
- Utilisation : Diagnostic, recherche, industrie pharmaceutique.
3.1.3.2. Autres Systèmes
- Cultures de lymphocytes sanguins : En présence de phytohémagglutinine (PHA) et d’IL-2. Elles ne sont pas adhérentes.
- Culture tissulaire .
3.2. Interactions Virus-Cellules
Les virus interagissent avec les cellules hôtes de différentes manières, déterminant l'issue de l'infection.3.2.1. Types d'Interactions
- Interaction Productive : La cellule hôte est permissive, permettant un cycle complet de réplication et la production de nouveaux virions.
- Cycle lytique : production de virions avec lyse de la cellule (ex: Adénovirus dans les cellules humaines).
- Cycle végétatif : production de virions sans lyse cellulaire (ex: certains virus enveloppés par bourgeonnement).
- Interaction Abortive : La cellule hôte est non permissive, empêchant le déroulement complet du cycle de multiplication. Il n'y a pas de production de nouveaux virions. Exemple : Adénovirus dans les cellules de singe.
- Interaction Intégrative : Le génome viral persiste dans la cellule hôte, soit sous forme d’épisome libre, soit intégré dans le génome cellulaire (provirus). L'expression de certains gènes viraux peut transformer la cellule hôte, qui transmet le génome viral à sa descendance. Un virus capable de transformer une cellule est dit oncogène.
- Infection persistante peut être latente (peu ou pas de production virale) ou chronique (production continue de virions sans dommages cellulaires majeurs).
3.2.2. Interactions Virus-Virus
- Virus défectif et virus assistant : Un virus défectif ne peut se répliquer qu'en présence d'un virus assistant qui lui fournit des fonctions manquantes.
- Co-infection et ré-infection : Plusieurs virus ou différentes souches du même virus infectent la même cellule.
- Interférence : Un virus inhibe la multiplication d'un autre.
- Facilitation : Un virus favorise la multiplication d'un autre.
3.3. Étapes de la Multiplication Virale (Cycle de Réplication)
Bien que chaque virus ait des spécificités, un cycle général peut être décrit. L'étude de ces étapes est cruciale pour le développement d'antiviraux.| ÉTAPES | DESCRIPTION |
|---|---|
| 1. Attachement (Adsorption) | Reconnaissance spécifique entre les glycoprotéines virales (pour les virus enveloppés) ou la capside (pour les virus nus) et les récepteurs cellulaires (ligand viral + récepteur(s) cellulaire(s) et parfois co-récepteurs). |
| 2. Pénétration | Le virus (ou son génome) entre dans le cytoplasme. Les mécanismes incluent :
|
| 3. Décapsidation | Libération du génome viral dans le cytoplasme après dégradation des structures externes. Certains virus injectent directement leur génome (ex: Picornavirus). |
| 4. Synthèse des Macromolécules (Transcription, Réplication, Traduction) | Le virus utilise la machinerie cellulaire pour transcrire son génome en ARNm, répliquer son génome et traduire les ARNm en protéines virales.
|
| 5. Assemblage des Virions | Les protéines structurales nouvellement synthétisées et le génome viral sont assemblés pour former de nouvelles nucléocapsides. Des enzymes virales peuvent aussi être encapsidées. |
| 6. Libération des Virions | Les nouveaux virions quittent la cellule hôte.
|
4. Variation Génétique des Virus
Les virus présentent une grande variabilité génétique, leur permettant de s'adapter et d'échapper au système immunitaire. Une population virale peut être considérée comme une quasi-espèce, un nuage de mutants plutôt qu'une population génétiquement uniforme.4.1. Mécanismes de Variation Génétique
- Mutation ponctuelle : Remplacement d'un nucléotide par un autre. Phénomène très fréquent, surtout chez les virus à ARN (qui manquent des enzymes de correction d'erreurs de l'ADN). Beaucoup de ces mutations sont silencieuses (sans changement d'acide aminé). Les virus latents sont plus stables.
- Délétion ou insertion : Perte ou ajout d'un segment de nucléotides. Certains virus peuvent ainsi acquérir des gènes cellulaires.
- Recombinaison : Échange de matériel génétique lors de la co-infection d'une cellule par deux virus semblables (ex: VIH dans les régions où plusieurs sous-types circulent).
- Réassortiment : Spécifique aux virus à génome segmenté. L'échange de segments génétiques est facilité. C'est le mécanisme derrière l'apparition de nouveaux sous-types de virus grippaux (Influenza A).
5. Applications de la Virologie
La compréhension des virus a des applications majeures dans divers domaines.5.1. Diagnostic Virologique
- Étude de l'interaction lytique avec effets cytopathogènes (ECP).
- Étude de l'infection productive non cytocide.
- Étude de l'interaction transformante et de la transformation maligne.
- Tests phénotypiques de résistance aux antirétroviraux (ex: VIH).
5.2. Domaines Médical et Industriel
- Virus apprivoisés :
- Biologie moléculaire et thérapie génique : Production d'enzymes (polymérases, ligases, transcriptase inverse) par des bactériophages ou rétrovirus. Utilisation de virus comme vecteurs de clonage et d'expression de gènes (Baculovirus, Adénovirus, Rétrovirus).
- Production de vaccins (entiers, recombinants) et autres médicaments recombinants.
- Évaluation de l’efficacité de nouveaux antiviraux.
- Bioréactifs : Sondes, antigènes, anticorps viraux.
5.3. Production d’Armes Biologiques
Malheureusement, la compréhension des virus peut aussi être détournée à des fins de guerre biologique, bien que ce soit une préoccupation éthique majeure.6. Classification des Virus
La classification des virus a évolué, passant de critères basés sur l'hôte ou les maladies à des critères structurels et génétiques.6.1. Critères Historiques (Lwoff, Horne et Tournier, 1962)
Ce système linnéen regroupait les virus selon 4 caractéristiques :- Nature de l’acide nucléique du virion (ADN ou ARN).
- Symétrie de la capside (cubique, hélicoïdale, complexe).
- Présence ou absence d’enveloppe.
- Taille du virion et de la capside.
6.2. Critères Actuels (Comité International de Taxonomie des Virus - CITV)
La classification actuelle est dynamique et repose sur des critères majeurs et mineurs. Elle permet de distinguer plus de 4000 virus répartis en plus de 70 familles et 160 genres.6.2.1. Critères Majeurs
- Type et organisation du génome viral.
- Stratégie de réplication du virus.
- Structure du virion (symétrie de la capside, présence d'enveloppe).
6.2.2. Critères Mineurs
- Spectre d’hôtes naturels.
- Tropisme cellulaire et tissulaire.
- Pathogénicité du virus, mode de transmission, propriétés physico-chimiques et antigéniques.
6.3. Nomenclature Internationale des Virus
En vigueur depuis 1975, elle classe les virus en familles, sous-familles, genres et espèces.- Famille : Nom commençant par une majuscule et finissant par le suffixe –viridae (ex: Herpesviridae). Écrit en italique.
- Sous-famille : Nom commençant par une majuscule et finissant par le suffixe –virinae (ex: Betaherpesvirinae). Écrit en italique.
- Genre : Nom commençant par une majuscule et finissant par le suffixe –virus (ex: Cytomegalovirus). Non écrit en italique.
- Espèce : Nom commençant par une lettre minuscule, précédé ou suivi par le mot "virus" (ex: virus de la varicelle). Non écrit en italique.
7. Viroïdes, Virus Satellites et Prions
Ces entités sont apparentées aux virus mais présentent des spécificités structurelles ou de réplication.7.1. Viroïdes
- Petits ARN infectieux simple brin (monocaténaires), de faible poids moléculaire (1,3 x Daltons).
- L’ARN est nu, circulaire, de 240 à 400 nucléotides, et ne code pas pour des protéines.
- Non encapsidés.
- Classés en 2 familles (Pospiviridae et Avsunviridae) selon leur homologie de séquences et la présence d'une région centrale conservée (CCR).
- Retrouvés uniquement chez les plantes à ce jour.
7.2. Virus Satellites (Virusoïdes)
- Structure similaire aux virus, mais incapables de se répliquer indépendamment.
- Nécessitent un virus auxiliaire (ou virus helper) qui leur fournit son enveloppe et/ou des fonctions nécessaires à leur réplication. Ce sont des virus défectifs.
- Exemple : Virus de l’hépatite delta (VHD), qui est un virus satellite du virus de l’hépatite B (VHB).
7.3. Prions (Particule Protéique Infectieuse)
Les prions sont des agents transmissibles non conventionnels (ATNC), de nature exclusivement protéique (PrP pour Protéine Prion).7.3.1. Formes de Prions
- Forme native (PrPc) :
- Protéine cellulaire normale, présente dans le cerveau et d'autres organes.
- Sensible à l’action des protéases.
- Forme anormale (PrPres) :
- Résistante à la chaleur (136°C), aux ultrasons, aux UV, aux radiations ionisantes et aux protéases (comme la protéase K).
- Devient agrégable et se dépose en structures amyloïdes caractéristiques dans les tissus.
- Est la forme infectieuse.
7.3.2. Maladies à Prions (Encéphalopathies Spongiformes Transmissibles - ESST)
Ces maladies neurodégénératives sont non inflammatoires et ne provoquent pas de réponse immunitaire.- ESST chez l’animal :
- Tremblante du mouton et de la chèvre.
- Encéphalopathie Spongiforme Bovine (ESB) ou "maladie de la vache folle".
- Encéphalopathie transmissible du vison.
- Maladies à prions chez l’humain :
- Le Kuru.
- La maladie de Creutzfeldt-Jakob (MCJ) (formes sporadique, génétique, iatrogène).
- Le syndrome de Gerstmann-Sträussler-Scheinker.
- L’insomnie fatale familiale.
- La nouvelle forme de la MCJ (nv-MCJ), liée à l’ESB et caractérisée par une incubation plus courte.
Conclusion Générale
Le monde des virus est vaste et leur nature de parasites intracellulaires obligatoires rend leur étude complexe. Leur diversité structurelle et génétique, combinée à leur variabilité, pose des défis importants en matière de prévention et de traitement des maladies qu'ils engendrent. Cependant, les avancées biotechnologiques offrent des perspectives prometteuses pour lutter contre ces agents, même dans les cas les plus complexes, en exploitant la compréhension de leur cycle de multiplication et de leurs mécanismes de variation génétique.Teste ta compréhension
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La décapsidation virale survient avant la pénétration du virus dans la cellule.
La capside du virus de la mosaïque du tabac possède une symétrie hélicoïdale.
Quel est le nombre constant de pentons (pentamères) présents dans toute capside icosaédrique virale ?
Dans une interaction intégrative virale, le génome viral peut-il persister sous forme d'épisome libre dans la cellule hôte ?
Qui a mis au point les cultures cellulaires permettant la multiplication des virus in vitro dans les années 1945–1950 ?
À quel siècle les virus n'étaient-ils cultivés que sur des animaux et les œufs embryonnés de poule ?
Le réassortiment génétique est un phénomène observé principalement chez les virus à ARN monocaténaire non segmenté.
Quel est le nombre de critères majeurs utilisés dans la classification actuelle des virus selon le CITV ?
Par quel mécanisme principal les virus à enveloppe pénètrent-ils dans la cellule hôte ?
Quelle enzyme les bactériophages produisent-ils qui est utile en biologie moléculaire ?
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