Cytologie
Les virus
Plan du document:
I. Définition
II. Obtention d’un virus
1. Culture
1. Culture virale
2. Culture sur œuf embryonné
3. Culture sur animaux
2. La purification
3. Remarque
III. Morphologie et structure des virus
1. Enveloppe virale
2. L’acide nucléique central de type ARN ou ADN
3. Des protéines
1. Protéines non structurales
2. Protéine structurale
IV. Ultra structure des virus
1. Le virus de la mosaïque du tabac (hélicoïdal)
2. Le virus asymétrie cubique
V. La réplication viral
1. La fixation
2. La pénétration
1. Par fusion
2. Par endocytose (cas des virus dénudes)
3. La transcription et traduction
1. Le virus à grand ADN
2. Le virus à ARN
4. La maturation, l’assemblage et la libération
I Définition
Les virus sont des entités plus petites que les bactéries, entre 15 et 350nm.
Leur importance tient au fait qu il peuvent être responsable de maladies virales très divers (grippe, poliomyélite)
II Obtention d’un virus
II.A. Culture
II.A.a. Culture virale
Elle nécessite des cellules qui seront infectées et détruites par le virus en multiplication.
Ces cellules pourront être des cellules en culture, des cellules d’œuf embryonnaire ou des cellules d’un animal entier et vivant.
II.A.b. Culture sur œuf embryonné
Les œufs embryonnes 5 à 10 jours ensuite ensemencés quand le temps d’inclusion est jugé suffisant on récupère le contenu des cavités inoculés et on purifie.
II.A.c. Culture sur animaux
Cette méthode reste la seule possible pour certain virus incultivable, et pour les études sur les vaccins.
Dans certains cas, comme le HIV, les animaux doivent être très proche de l’homme : on est contreint alors de choisir le chimpanze, on utilise aussi les sourcieaux, les lapins, les oiseaux (poulet), pour la rage on utilise la moelle de lapin.
II.B. La purification
La purification comprend toutes les phases classiques d’une purification en biochimie après la lyse des cellules.
Une fois les virus purifie, ils peuvent être utilises pour:
• Leur étude biochimique.
• Leur identification par les antigènes.
II.C. Remarque
L’essentiel de la culture virale est la reproduction de l’acide nucléique.
III Morphologie et structure des virus
III.A. Enveloppe virale
L’enveloppe est une bi-couche lipidique renfermant des phospholipides, glycolipides, des protéines…
La membrane constituant l’enveloppe peut avoir plusieurs origines différentes selon le lieu ou le virus emprunte la membrane de la cellule:
• enveloppe nucléaire
• membrane de réticulum endoplasmique
• membrane plasmique
III.B. L’acide nucléique central de type ARN ou ADN
Les virus ne contiennent qu’un seul type d’acide nucléique ARN ou ADN, rarement circulaire donc généralement linéaire, très rarement morcelé (9 fragments chez le virus grippal)
De plus cet acide nucléique peut être mono ou bicatenaire, et ne peut s’exprimer que dans la cellule hôte parce qu’il est trop réduit pour s’auto-suffire et la synthèse d’ATP est impossible pour le virus isole.
III.C. Des protéines
III.C.a. Protéines non structurales
Il s’agit de protéine enzymatique qui règlent la transcription et interviennent dans la synthèse des acides nucléiques tel que la transcriptase.
III.C.b. Protéine structurale
Ces protéines forment la capside une enveloppe qui emballe l’acide nucléique et les protéines enzymatiques.
L’architecture de cette capside est très complexe.
IV Ultra structure des virus
Elle peut présenter une symétrie cubique ou une symétrie hélicoïdale
Ces deux critères sont utilises pour la classification des virus
IV.A. Le virus de la mosaïque du tabac (hélicoïdal)
Le model majeur de ce type de virus est le MTV le virus de la mosaïque du tabac (hélicoïdal ) :
Il est forme d’une baguette cylindrique creuse ressemblant fortement à un flagelle bactérien ou a une microtubule eucaryote, de 300µm de long et de 17nm de diamètre.
Cette baguette inclue un ARN de 2m/.mol.
Elle est constituée d’une seule protéine de M 17500g/mol.
Ce monomère est répété 2200 fois dans le virus et forme l’hélice à raison de 16.3 protéines par tour d’hélice.
Jusqu’en 1960 aucun virus hélicoïdal animal n’était connu.
En effet, ces virus sont toujours enveloppes et l’hélice est, de plus peu rigide, ce qui conduit à une structure globulaire les faisant confondre avec les virus a symétrie cubique.
Ces virus sont ceux de la grippe , les myxovirus , les paramyxovirus.
IV.B. Le virus asymétrie cubique
Ces virus ont les éléments de symétrie de l’icosaèdre, ce dernier est un volume polyèdre de 20 faces formées d’un triangle équilatéral qui possède 12 sommets et 30 arêtes.
Cette capside est formée par l’assemblage d’unités morphologique appelles CAPSOMÈRES.
& Agrave; l’intérieur de la capside, on trouve:
• l’acide nucléique
• des protéines internes
L’assemblage est appelle virion.
V La réplication viral
Le cycle de réplication comporte plusieurs phases, la fixation, et la pénétration, la synthèse d’acide nucléique et la transcription, la synthèse protéique, la maturation, l’assemblage et la libération.
V.A. La fixation
Se fait par une interaction entre le virus et un récepteur sur la membrane plasmique de la cellule.
Exemple
HIV
Le virus HIV par l’intermédiaire de sa principale glycoprotéine (gp 120), se lie au récepteur CD4 du lymphocyte T4.
V.B. La pénétration
La pénétration du virus se fait par fusion ou par endocytose.
V.B.a. Par fusion
Il s’agit de la fusion de la membrane virale à la membrane plasmique, il y a alors libération de la nucléocapside dans le cytoplasme.
V.B.b. Par endocytose (cas des virus dénudes)
La membrane s’invagine en enfouissant le virus ce qui aboutit à une vacuole qui transporte la capside dans le cytoplasme.
V.C. La transcription et traduction
V.C.a. Le virus à grand ADN
Se réplique principalement dans le noyau de la cellule, bien que la synthèse protéique et les modifications post-traductionnelles aient lieu dans le cytoplasme.
Le génome code pour des douzaines de protéines virales spécifiques, la plupart ayant une activité enzymatique (Ex : thymidine kinase , ADN polymérase)
Ces types de protéines sont généralement non structurelles (c’est a dire qui ne seront pas contenus dans le virion).
D’autre sont des protéines de structure et forment la capside, l’enveloppe et le tégument (structure entre la capside et l enveloppe)
V.C.b. Le virus à ARN
Le virus à ARN présente des procédures de réplication et de contrôle plus simple.
Le génome de ce virus, qui est un brin d’ARN, agit aussi en tant que ARNm (virus à chaîne d’ARN positive) et est immediatement transcrit en une longue polyprotéine qui sera clivée en un certain nombre de protéines virales structurelles et non structurelles.
Parmi elles : les protéine de structure VP1 et VP3 et la protéine précurseur VPO.
Parmi les protéines non structurelles, on a une protéase et une ARN-polymérase et des facteurs cellulaires, réplique via une série de molécules intermédiaires qui servent de matrice pour la synthèse de nouveaux brins positifs.
Ceux si agissent en tant qu ARNm pour la synthèse de protéines, ou deviennent des génomes dans les nouveaux virions formes.
V.D. La maturation, l’assemblage et la libération
Comme les protéine et l’acide nucléique sont synthétisés dans la cellule infectée, ils sont dirigés vers des endroits variés pour assurer l’assemblage des virions.
Les capsides s’assemble dans le noyau ou le cytoplasme.
Les étapes de l’assemblage des capsides varient en fonction de la complexité de la capside mature ; et pour les virus ayant une enveloppe, ils acquièrent au niveau de la membrane nucléaire, ou la membrane du réticulum endoplasmique la membrane cytoplasmique
