Virus

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 Rotavirus
Rotavirus
Classification des virus
Type Virus
Groupes de rang inférieur

Un virus est une entité biologique qui nécessite une cellule hÎte, dont il utilise les constituants pour se multiplier. Il fait partie des acaryotes. Les virus existent sous une forme extracellulaire ou intracellulaire. Sous la forme intracellulaire (à l'intérieur de la cellule hÎte), les virus sont des éléments génétiques qui peuvent se répliquer de façon indépendante par rapport au chromosome, mais non indépendamment de la cellule hÎte. Sous la forme extracellulaire, les virus sont des objets particulaires, infectieux, constitués au minimum d'un acide nucléique et de protéines. Le débat sur la nature des virus (vivants ou pas) repose sur des notions complexes et reste aujourd'hui ouvert.

La virologie est la science qui étudie les virus. Elle est étudiée par des virologues ou virologistes.

Le mot virus est issu du latin virus, i qui signifie « poison Â». Se terminant par un s, il ne prend pas de marque particuliĂšre au pluriel en français[1].

Sommaire

Caractéristiques

Structure de base d'un virus.

Un virus se caractĂ©rise par son incapacitĂ© Ă  se multiplier seul par division. Il a besoin pour cela d'utiliser une cellule hĂŽte : un virus est un parasite intracellulaire obligatoire. Il est composĂ© d'une ou plusieurs molĂ©cules d'acide nuclĂ©ique (soit d'ADN, soit d'ARN, simple ou double brin) entourĂ©es d'une coque de protĂ©ines, appelĂ©e la capside, et, parfois, d'une enveloppe. Il ne possĂšde en gĂ©nĂ©ral aucune enzyme pouvant produire de l'Ă©nergie. Les virus sont, le plus souvent, de trĂšs petite taille (comparĂ©e Ă  celle d'une bactĂ©rie, par exemple), en rĂšgle gĂ©nĂ©rale infĂ©rieure Ă  250 nanomĂštres ; toutefois, le mimivirus a une taille de 400 nm, ce qui le rend plus gros que les plus petites bactĂ©ries. Ce dernier a aussi la particularitĂ© de possĂ©der Ă  la fois de l'ADN et de l'ARN.

La forme libre du virus (ou particule virale) s'appelle le virion.

Tous les ĂȘtres vivants peuvent ĂȘtre infectĂ©s par des virus. Il existe des virus de bactĂ©ries (les bactĂ©riophages), des virus d'Archaea, des virus d'algues (Phycodnaviridae), des virus de plantes, des virus fongiques, des virus d'invertĂ©brĂ©s, des virus de vertĂ©brĂ©s, parmi lesquels on trouve de nombreux agents pathogĂšnes, et mĂȘme des virus de virus[2].

DĂ©couverte

À la fin du XIXe siĂšcle, la conception d’agents infectieux qui n’étaient ni des bactĂ©ries, ni des champignons, ni des parasites Ă©tait encore difficile.

A cette Ă©poque, les scientifiques isolĂšrent des agents infectieux, invisibles au microscope optique, qui passaient Ă  travers les filtres de porcelaine utilisĂ©s pour recueillir les bactĂ©ries. Pasteur les nommait « infrabactĂ©ries Â», d'autres les qualifiaient de « virus filtrants Â» ou « virus ultrafiltrants Â». Vers 1925, la dĂ©finition d'un virus[3] Ă©tait devenue un agent responsable d'une maladie infectieuse, parasite, de nature particulaire et de taille comprise entre 0.01 et 0.3 microns[4].

Entre 1887 et 1892, le botaniste russe Dimitri Ivanovski Ă©tudia une maladie vĂ©gĂ©tale, la mosaĂŻque du tabac, et montra que la sĂšve des plantes malades contenait un agent infectieux qui n’était pas retenu par les filtres Chamberland conçus par le biologiste du mĂȘme nom. Ivanovski pensait qu’il s’agissait d’une toxine ou bien d’une trĂšs petite bactĂ©rie. C’est le chimiste hollandais Martinus Beijerinck qui approfondit ces travaux et, en 1898, Ă©carta non seulement l’hypothĂšse bactĂ©rienne mais aussi l'hypothĂšse toxinique : diluant la sĂšve de plantes infectĂ©es il l'inocula Ă  des plantes qui dĂ©veloppĂšrent la maladie; rĂ©itĂ©rant la manipulation il put transmettre la maladie de multiples fois et dĂ©montrer que la sĂšve de la derniĂšre plante infectĂ©e Ă©tait aussi virulente que la premiĂšre, effet qu'une toxine, aprĂšs tant de dilutions n'aurait pu produire[5]. Beijerinck appela l'agent Contagium vivum fluidum ('soluble living germ'). À la mĂȘme Ă©poque, le virus de la fiĂšvre aphteuse est le premier virus identifiĂ© par Friedrich Löffler et Paul Frosch. Le virus de la fiĂšvre jaune est le premier virus pathogĂšne de l’Homme identifiĂ© entre 1900 et 1902.

C’est pendant la PremiĂšre Guerre mondiale que l’anglais Frederick Twort et le microbiologiste franco-canadien FĂ©lix d'HĂ©relle mettent en Ă©vidence le phĂ©nomĂšne de « lyse transmissible Â» observable par la lyse des bactĂ©ries cultivĂ©es en milieu solide. Ce phĂ©nomĂšne est dĂ» Ă  un virus de bactĂ©ries que FĂ©lix d'HĂ©relle baptisa bactĂ©riophage. Les virus des plantes, des animaux, de l’Homme et des bactĂ©ries Ă©taient ainsi dĂ©couverts et leurs listes ne cessĂšrent de s’allonger au cours du XXe siĂšcle. L’apparition de la microscopie Ă©lectronique dans les annĂ©es 1930 permit l’observation des virus, mais on ne savait toujours pas Ă  cette Ă©poque ce qu’ils Ă©taient rĂ©ellement.

Le biochimiste amĂ©ricain Wendell Stanley cristallisa le virus de la mosaĂŻque du tabac sous forme de cristal protĂ©ique en 1935. L'annĂ©e suivante, des Ă©tudes complĂ©mentaires montrĂšrent que ce cristal contenait Ă©galement de l’ARN. Les Ă©tudes ultĂ©rieures montrĂšrent que selon les virus Ă©tudiĂ©s, ceux-ci Ă©taient composĂ©s soit de protĂ©ines et d’ARN, soit de protĂ©ines et d’ADN. C’est en 1957 qu'AndrĂ© Lwoff proposa une dĂ©finition claire et moderne des virus.

À partir des annĂ©es 1960, le dĂ©veloppement des cultures cellulaires, de la microscopie Ă©lectronique, puis de la biologie molĂ©culaire permit aux scientifiques de progresser dans la comprĂ©hension des mĂ©canismes de rĂ©plication des virus, dans la rĂ©alisation de diagnostics fiables et dans l’élaboration de vaccins.

Origine et nature

Les maladies virales comme la rage, la fiĂšvre jaune, la variole, affectent les humains depuis des siĂšcles. Des hiĂ©roglyphes mettent en Ă©vidence la poliomyĂ©lite dans l'Égypte antique, les Ă©crits de l’AntiquitĂ© grĂ©co-romaine et d’ExtrĂȘme-Orient dĂ©crivent certaines maladies virales.

Origine

Il existe plusieurs hypothĂšses concernant l'origine et l'Ă©volution des virus. Il est probable que tous les virus ne dĂ©rivent pas d'un ancĂȘtre commun et les diffĂ©rents virus peuvent avoir des origines diffĂ©rentes.

  • Les virus et les cellules ont pu apparaĂźtre dans la soupe primordiale en mĂȘme temps et Ă©voluer parallĂšlement. Dans ce scĂ©nario, au dĂ©but de l’apparition de la vie, les plus anciens systĂšmes gĂ©nĂ©tiques d'auto-rĂ©plication (probablement de l'ARN) sont devenus plus complexes et se sont enveloppĂ©s dans un sac lipidique pour aboutir au progĂ©note Ă  l'origine des cellules. Une autre forme rĂ©plicative aurait pu garder sa simplicitĂ© pour former des particules virales.
  • Les virus pourraient dĂ©river de cellules ayant subi une rĂ©gression. D'aprĂšs cette hypothĂšse, les ancĂȘtres des virus auraient Ă©tĂ© des ĂȘtres vivants libres ou des micro-organismes devenus des prĂ©dateurs ou des parasites dĂ©pendants de leur hĂŽte. Les relations de parasitisme entraĂźnent la perte de nombreux gĂšnes (notamment les gĂšnes pour le mĂ©tabolisme apportĂ©s par l'hĂŽte). Cet organisme aurait co-Ă©voluĂ© avec la cellule hĂŽte et n'aurait conservĂ© que sa capacitĂ© Ă  rĂ©pliquer son acide nuclĂ©ique et le mĂ©canisme de transfert de cellule Ă  cellule. Cette hypothĂšse s'appuie notamment sur l'existence des rickettsies, petites bactĂ©ries ayant rĂ©gressĂ© Ă  un tel point qu'elles ne peuvent survivre que dans une cellule hĂŽte, et rappelant les virus.
  • Les virus peuvent avoir pour origine des morceaux d'acides nuclĂ©iques qui se sont « Ă©chappĂ©s Â» du gĂ©nome cellulaire pour devenir indĂ©pendants. Ce phĂ©nomĂšne pourrait avoir eu lieu lors d’erreurs au cours de la rĂ©plication du matĂ©riel gĂ©nĂ©tique. Les virus pourraient aussi avoir pour origine des plasmides (molĂ©cules d’ADN circulaires) ou des transposons (sĂ©quences d'ADN capables de se dĂ©placer et de se multiplier dans un gĂ©nome).

Nature

Il y a débat sur la nature des virus.

Les virus possĂšdent des constituants en commun avec les cellules vivantes, comme un acide nuclĂ©ique (ADN ou ARN) et des protĂ©ines. Cependant, selon la dĂ©finition du biochimiste Wendell Stanley, les virus sont de « simples Â» associations de molĂ©cules biologiques. Ils sont le fruit d’une auto-organisation de molĂ©cules organiques et ne sont donc pas vivants. François Jacob insiste aussi sur cette caractĂ©ristique des virus : « placĂ©s en suspension dans un milieu de culture, ils ne peuvent ni mĂ©taboliser, ni produire ou utiliser de l’énergie, ni croĂźtre, ni se multiplier, toutes fonctions communes aux ĂȘtres vivants[6] Â». Les virus ne peuvent se multiplier qu’en utilisant l’équipement enzymatique d’une cellule vivante. De plus, les virus contiennent bien un acide nuclĂ©ique, de l’ADN ou de l’ARN, mais pas les deux (sauf le mimivirus, Ă©voquĂ© plus haut), Ă  la diffĂ©rence des cellules vivantes.

Au cours des derniĂšres annĂ©es, des entitĂ©s intermĂ©diaires sont dĂ©couvertes : le mimivirus, infectant une amibe, possĂšde dans son gĂ©nome 1 200 gĂšnes (davantage que certaines bactĂ©ries). Certains de ces gĂšnes participeraient Ă  la synthĂšse protĂ©ique et Ă  des mĂ©canismes de rĂ©paration de l’ADN[7]. Il existe chez le mimivirus une trentaine de gĂšnes prĂ©sents habituellement chez les organismes cellulaires mais absents chez les virus. Le virus ATV d’archĂ©es prĂ©sente lui aussi des caractĂ©ristiques Ă©tonnantes : ce virus en forme de citron prĂ©sente la particularitĂ© de se modifier en dehors du contexte cellulaire par un mĂ©canisme actif. Il est capable de s’allonger Ă  chaque extrĂ©mitĂ© Ă  une tempĂ©rature de 80 Â°C, tempĂ©rature Ă  laquelle vit son hĂŽte Acidianus Ă  proximitĂ© des sources hydrothermales[8]. NĂ©anmoins organes et Ă©changes cycliques, donc mĂ©tabolisme, restent absents.

Les virus ont aussi un rĂŽle dans l’évolution. Patrick Forterre avance mĂȘme l’hypothĂšse que les virus seraient les « inventeurs Â» de l’ADN[9]. À l’origine de la vie, l’ARN dominait (hypothĂšse du monde Ă  ARN) et assurait Ă  la fois les fonctions de stockage et transmission de l’information gĂ©nĂ©tique et de catalyse des rĂ©actions chimiques. L’ADN serait apparu ensuite et sĂ©lectionnĂ© en raison de sa plus grande stabilitĂ©. D’aprĂšs Patrick Forterre, le premier organisme Ă  ADN serait un virus. L'ADN confĂ©rerait au virus le pouvoir de rĂ©sister Ă  des enzymes dĂ©gradant les gĂ©nomes Ă  ARN, arme de dĂ©fense probable des protocellules. On retrouve le mĂȘme principe chez des virus actuels, qui altĂšrent leur ADN pour rĂ©sister Ă  des enzymes produites par des bactĂ©ries infectĂ©es.

Le dĂ©bat entre le caractĂšre vivant ou inerte des virus reste encore aujourd’hui ouvert. RĂ©pondre Ă  cette question exige de rĂ©pondre au prĂ©alable Ă  une autre : qu’est-ce que la vie ? D’aprĂšs Ali SaĂŻb, « la notion du vivant est une notion dynamique, Ă©voluant en fonction de nos connaissances. En consĂ©quence, la frontiĂšre entre la matiĂšre inerte et le vivant est tout aussi instable Â»[10]. L'existence ou non d'un mĂ©tabolisme, c'est-Ă -dire de cycles chimiques participant au seul maintien de la structure (et non Ă  sa reproduction) constitue un discriminant possible, et en tout cas commode.

RĂŽle dans l'Ă©volution

Article dĂ©taillĂ© : Transfert horizontal de gĂšnes.

Les virus ont un rĂŽle naturel important de vĂ©hicule pour le transfert de gĂšnes entre des espĂšces diffĂ©rentes, ce qui accroit la diversitĂ© gĂ©nĂ©tique, et permet de dissĂ©miner des innovations gĂ©nĂ©tiques au-delĂ  de la descendance de l'individu porteur de cette mutation gĂ©nĂ©tique[11]. On pense que les virus ont jouĂ© un rĂŽle central dans les premiers temps de l'Ă©volution, avant la diversification entre bactĂ©ries, archaea et eucaryotes et Ă  l'Ă©poque du Dernier ancĂȘtre commun universel de la vie sur terre. Les virus sont encore l'un des plus grands rĂ©servoirs sur la Terre de diversitĂ© gĂ©nĂ©tique inexplorĂ©e[12].

Structure

Une particule virale complĂšte, appelĂ© virion, est composĂ©e d’un filament d’acide nuclĂ©ique, gĂ©nĂ©ralement stabilisĂ© par des nuclĂ©oprotĂ©ines basiques, enfermĂ© dans une coque protĂ©ique protectrice appelĂ©e capside. La forme de la capside est Ă  la base des diffĂ©rentes morphologies des virus. La taille des virus se situe entre 10 et 400 nm. Les gĂ©nomes des virus ne comportent que de quelques gĂšnes Ă  1 200 gĂšnes. Le plus petit virus connu est le virus delta, qui parasite lui-mĂȘme celui de l'hĂ©patite B. Il ne comporte qu'un seul gĂšne. Le plus gros virus connu est le mimivirus, avec un diamĂštre qui atteint 400 nanomĂštres et un gĂ©nome qui comporte 1 200 gĂšnes.

Le virus a une forme microscopique variable, si la représentation "usuelle" lui donne l'image du V.I.H., les différentes espÚces sont de formes allants de la sphÚre à l'apparence insectoïde.

Acide nucléique

Article dĂ©taillĂ© : Acide nuclĂ©ique.

Le filament d'acide nuclĂ©ique peut ĂȘtre de l'ADN ou de l'ARN. Il reprĂ©sente le gĂ©nome viral. Il peut ĂȘtre circulaire ou linĂ©aire, bicatĂ©naire (double brin) ou monocatĂ©naire (simple brin). Le gĂ©nome sous forme d'ADN est gĂ©nĂ©ralement bicatĂ©naire. Le gĂ©nome sous forme d'ARN est gĂ©nĂ©ralement monocatĂ©naire et peut ĂȘtre Ă  polaritĂ© positive (dans le mĂȘme sens qu'un ARN messager) ou Ă  polaritĂ© nĂ©gative (complĂ©mentaire d'un ARN messager). Le peloton central d'acide nuclĂ©ique est dĂ©nommĂ© nuclĂ©oĂŻde.

Capside

Article dĂ©taillĂ© : Capside.

La capside est une coque qui entoure et protĂšge l'acide nuclĂ©ique viral. Elle est constituĂ©e par l'assemblage de structures protĂ©iques. La capside est constituĂ©e de sous-unitĂ©s protĂ©iques appelĂ©es protomĂšres. L'ensemble capside et nuclĂ©oĂŻde est nommĂ© nuclĂ©ocapside. La structure de la capside entraĂźne la forme du virus, ce qui permet de distinguer deux groupes principaux de virus : les virus Ă  symĂ©trie icosaĂ©drique et les virus Ă  symĂ©trie hĂ©licoĂŻdale.

Enveloppe

De nombreux virus sont entourés d'une enveloppe (ou péplos) 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.

Virus icosaédriques
virions icosaédriques au microscope électronique.
La capside icosaĂ©drique entraĂźne une apparence sphĂ©rique du virus. Les protomĂšres sont organisĂ©s en capsomĂšres, disposĂ©s de maniĂšres rĂ©guliĂšres et gĂ©omĂ©triques. Une capsomĂšre, en forme d’anneau, est composĂ©e de cinq ou six protomĂšres.

Parmi les virus icosaédriques, les parvovirus ont une capside formée de 12 capsomÚres, les poliovirus 32 capsomÚres, les papillomavirus 72 capsomÚres tandis que la capside des adénovirus est constituée de 252 capsomÚres.

Virus hélicoïdaux
SchĂ©ma d’une capside hĂ©licoĂŻdale.
Ces virus sont de longs cylindres (300 Ă  400 nm), creux, composĂ©s d’un type de protomĂšre enroulĂ© en spirale hĂ©licoĂŻdale. Ils peuvent ĂȘtre rigide ou flexible. Le matĂ©riel gĂ©nĂ©tique est logĂ© Ă  l’intĂ©rieur du tube. Le virus de la mosaĂŻque du tabac est un exemple de virus hĂ©licoĂŻdal trĂšs Ă©tudiĂ©.
Virus enveloppés
SchĂ©ma d’un virus enveloppĂ© : le VIH.
En plus de la capside, certains virus sont capables de s’entourer d’une structure membranaire empruntĂ©e Ă  la cellule hĂŽte. Cette enveloppe membranaire est composĂ©e d’une bicouche lipidique qui peut possĂ©der des protĂ©ines codĂ©es par le gĂ©nome viral ou le gĂ©nome de l’hĂŽte. Cette enveloppe donne quelques avantages aux virions par rapport Ă  ceux composĂ©s d’une capside seule, comme la protection vis-Ă -vis d’enzymes ou de composĂ©s chimiques. Les virus enveloppĂ©s sont par contre plus fragiles dans l'environnement extĂ©rieur, sensibles aux dĂ©tergents et Ă  la dessiccation. Les glycoprotĂ©ines, formant des spicules, fonctionnent comme des rĂ©cepteurs permettant de se fixer sur des cellules hĂŽtes spĂ©cifiques.

Le virus de la grippe (famille des Orthomyxoviridae), le VIH, virus du SIDA (famille des Retroviridae), sont des exemples de virus enveloppés.

Virus complexes
SchĂ©ma d’un bactĂ©riophage.
Ces virus possĂšdent une capside symĂ©trique qui n’est ni hĂ©licoĂŻdale, ni vraiment icosaĂ©drique. Les bactĂ©riophages comme le phage T4 d’Escherichia coli sont des virus complexes possĂ©dant une tĂȘte icosaĂ©drique liĂ©e Ă  une queue hĂ©licoĂŻdale Ă  laquelle sont attachĂ©s des poils et des fibres caudales.

Le poxvirus (variole, vaccine) est aussi un exemple de virus complexe. C'est le virus animal parmi les plus grands (250 à 350 nm de long sur 200 à 250 nm de large). Certains virus se présentent sous formes bacillaires. C'est le cas du virus de la rage (famille des Rhabdoviridae) et du virus Ebola.

Reproduction

Multiplication virale

Article dĂ©taillĂ© : RĂ©plication virale.

Les virus ne peuvent se multiplier qu’au sein de cellules vivantes, par rĂ©plication de leur acide nuclĂ©ique. C’est l’interaction du gĂ©nome viral et de la cellule hĂŽte qui aboutit Ă  la production de nouvelles particules virales. L’infection d’une cellule par un virus, puis la multiplication du virus peuvent se rĂ©sumer en diffĂ©rentes Ă©tapes. Toutefois, aprĂšs pĂ©nĂ©tration du virus dans la cellule, ces Ă©tapes peuvent diffĂ©rer selon la nature du virus en question et notamment selon qu’il s’agit d’un virus Ă  ADN ou d’un virus Ă  ARN.

  1. Adsorption du virus au contact de la membrane de la cellule infectée, grùce à des récepteurs spécifiques
  2. Pénétration dans la cellule
  3. Décapsidation (libération de l'acide nucléique)
  4. Réplication du génome viral
  5. SynthÚse de protéines virales
  6. Assemblage et encapsidation des particules virales produites
  7. Libération des virions hors de la cellule-hÎte

Culture des virus

Culture de virus : technique des plages de lyse.

Afin de mieux connaĂźtre leur biologie, leur multiplication, leur cycle de reproduction et Ă©ventuellement afin de prĂ©parer des vaccins, il est nĂ©cessaire de cultiver les virus. Ceux-ci peuvent se multiplier uniquement au sein de cellules vivantes. Les virus infectant les cellules eucaryotes sont cultivĂ©es sur des cultures de cellules obtenues Ă  partir de tissus animaux ou vĂ©gĂ©taux. Les cellules sont cultivĂ©es dans un rĂ©cipient en verre ou en plastique, puis sont infectĂ©es par le virus Ă©tudiĂ©. Les virus animaux peuvent aussi ĂȘtre cultivĂ©s sur Ɠufs embryonnĂ©s et parfois chez l’animal, lorsque la culture in vitro est impossible. Les virus bactĂ©riens peuvent Ă©galement ĂȘtre cultivĂ©s par inoculation d’une culture bactĂ©rienne sensible. Les virus de vĂ©gĂ©taux peuvent aussi ĂȘtre cultivĂ©s sur des monocouches de tissus vĂ©gĂ©taux, des suspensions cellulaires ou sur des plantes entiĂšres.

Les virus peuvent ensuite ĂȘtre quantifiĂ©s de diffĂ©rentes maniĂšres. Ils peuvent ĂȘtre comptĂ©s directement grĂące Ă  la microscopie Ă©lectronique. Dans le cas des virus bactĂ©riens, la technique des plaques (ou plages) est trĂšs utilisĂ©e pour Ă©valuer le nombre de virus dans une suspension. Une dilution de suspension virale est ajoutĂ© Ă  une suspension bactĂ©rienne, puis l’ensemble est rĂ©parti dans des boĂźtes de Petri. AprĂšs culture, des zones claires (plages) Ă  la surface de la gĂ©lose sont la consĂ©quence de la destruction d’une bactĂ©rie et des bactĂ©ries adjacentes par un virion.

Les virus peuvent ĂȘtre purifiĂ©s grĂące Ă  diverses mĂ©thodes de biochimie (centrifugation diffĂ©rentielle, prĂ©cipitation, dĂ©naturation, digestion enzymatique).

Typologie

Classification

Article dĂ©taillĂ© : Classification des virus.

Les virus sont classifiĂ©s selon la nature de l'acide nuclĂ©ique de leur gĂ©nome (ADN ou ARN), la structure de l'acide nuclĂ©ique (monocatĂ©naire ou bicatĂ©naire), la forme de l'acide nuclĂ©ique (linĂ©aire, circulaire, segmentĂ© ou non). Les donnĂ©es morphologiques peuvent Ă©galement ĂȘtre prises en compte (prĂ©sence ou absence d'enveloppe, symĂ©trie de la capside). Souvent, le sĂ©rogroupage est encore utilisĂ© pour raffiner la dĂ©finition des diffĂ©rences entre virus trĂšs proches.

Virus des procaryotes

Il existe deux catĂ©gories de virus de procaryotes selon le type d’hĂŽte qu’ils parasitent. La premiĂšre catĂ©gorie regroupe ceux qui infectent les bactĂ©ries et sont appelĂ©s bactĂ©riophages. La deuxiĂšme catĂ©gorie regroupe ceux qui infectent les Archaea. Il existe quatre grands groupes morphologiques de virus de procaryotes.

  • Les virus Ă  symĂ©trie binaire. Ce groupe reprĂ©sente prĂšs de 96% des virus de procaryotes et correspond aux familles des Myoviridae, des Siphoviridae et des Podoviridae.
  • Les virus Ă  symĂ©trie cubique avec une capside icosaĂ©drique mais pas de queue comme les Microviridae.
  • Les virus Ă  symĂ©trie hĂ©licoĂŻdale qui ont une forme de filaments comme les Inoviridae comme le phage M13.
  • Les virus plĂ©omorphes, sans capsides vĂ©ritable mais possĂ©dant une enveloppe. Ce groupe rassemble six familles de virus dont cinq regroupent des virus infectant seulement les archĂ©es. Certains virus d’archĂ©es sont plĂ©omorphes, alors que d’autres ont des formes de bouteilles, de citron, de fuseau[13].

Les bactĂ©riophages possĂšdent un rĂŽle dans les Ă©cosystĂšmes. Par exemple, dans les Ă©cosystĂšmes aquatiques, ils participent au contrĂŽle de l’abondance et de la diversitĂ© bactĂ©rienne[14].

Virus des plantes

Microscopie Ă©lectronique de particules du virus de la mosaĂŻque du tabac.

La structure des virus des plantes ou phytovirus, est similaire Ă  celle des virus bactĂ©riens et animaux. Beaucoup de virus vĂ©gĂ©taux se prĂ©sentent sous la forme de minces et longues hĂ©lices. La majoritĂ© ont un gĂ©nome composĂ© d’ARN. Les virus de vĂ©gĂ©taux peuvent ĂȘtre dissĂ©minĂ©s par le vent ou par des vecteurs comme les insectes et les nĂ©matodes, parfois par les graines et le pollen. Les virus peuvent aussi contaminer la plante par l’intermĂ©diaire d’une blessure ou d’une greffe. DiffĂ©rents types de symptĂŽmes peuvent apparaĂźtre sur la plante infectĂ©e. Les virus peuvent provoquer des taches ou des flĂ©trissements sur les feuilles et les fleurs. Des tumeurs peuvent survenir sur les tiges ou les feuilles.
Le virus de la mosaïque du tabac (TMV ou tobamovirus) est un exemple trÚs étudié de virus de végétaux.

Virus des insectes

Les baculovirus sont des virus d’insectes trĂšs Ă©tudiĂ©s. Ils infectent principalement les lĂ©pidoptĂšres. La larve de l’insecte s’infecte en ingĂ©rant de la nourriture. À partir du tube digestif, l’infection peut se transmettre aux autres tissus. L'utilisation de virus pathogĂšnes d'invertĂ©brĂ©s dans la lutte contre les insectes ravageurs des cultures et des forĂȘts pourraient ĂȘtre l'un des moyens pour limiter ou remplacer les insecticides chimiques.
Les baculovirus sont aussi utilisés en biologie moléculaire pour exprimer un gÚne étranger (protéine recombinante) dans des cultures de cellules d'insecte.
Par ailleurs, certains virus de végétaux sont transmis par des invertébrés mais ne se multiplient pas chez ces vecteurs.

Virus des champignons

Les virus des champignons sont particuliers car ils se propagent lors de la fusion cellulaire. Il n'y a pas de virions extracellulaires. Chez les levures comme Saccharomyces, les virus sont transmis au moment du brassage cytoplasmique lors de la fusion cellulaire. Les champignons filamenteux comme Penicillium ou le champignon de Paris Agaricus bisporus peuvent Ă©galement ĂȘtre infectĂ©s par des virus.ce qui peut entraĂźner des problĂšmes lors de production. Il a Ă©tĂ© imaginĂ© d'utiliser ces virus dans le cadre d'une lutte biologique contre des champignons pathogĂšnes.

Virus chez l'Homme

Virus et maladie

Virus Ebola.

Le rhume, la grippe, la varicelle, la rougeole, la mononuclĂ©ose infectieuse sont des exemples de maladies humaines virales relativement courantes. Des maladies plus sĂ©vĂšres comme le SIDA, le SRAS, la grippe aviaire, la variole sont aussi causĂ©es par des virus. Le virus Ebola entraĂźne des fiĂšvres hĂ©morragiques. La capacitĂ© d’un virus d’entraĂźner une maladie est dĂ©crite en termes de virulence.

Les virus possĂšdent diffĂ©rentes stratĂ©gies, diffĂ©rents mĂ©canismes grĂące auxquels ils peuvent produire des maladies. Le virus pĂ©nĂštre dans une cellule hĂŽte spĂ©cifique et prend le contrĂŽle de ses fonctions normales. Au niveau cellulaire, les effets cytopathogĂšnes des virus peuvent entraĂźner divers effets nĂ©fastes. Les capacitĂ©s de synthĂšse des protĂ©ines des cellules infectĂ©es peuvent ĂȘtre inhibĂ©es, la chromatine est fragmentĂ©e par des enzymes virales. Des particules virales s’accumulent dans le cytoplasme ou le noyau des cellules infectĂ©es. Les virus peuvent ensuite provoquer la lyse et la mort des cellules hĂŽtes. La lyse des cellules entraĂźne la libĂ©ration des particules virales et permet la dissĂ©mination du virus.

Lorsque le virus pĂ©nĂštre dans une cellule non permissive, il ne peut pas se multiplier. Son gĂ©nome peut cependant subsister sous la forme d’un Ă©pisome libre ou intĂ©grĂ© au gĂ©nome cellulaire. Il y a transformation cellulaire virale lorsque le gĂ©nome du virus entre en interaction avec l’ADN du gĂ©nome cellulaire. On appelle ces virus des virus oncogĂšnes. Parmi ceux-ci, les rĂ©trovirus, en s’intĂ©grant dans le gĂ©nome cellulaire, peuvent devenir tumorigĂšne et possĂšdent donc la capacitĂ© d’entraĂźner des cancers.

La classification des principaux groupes de virus et leur correspondance en pathologie, se trouve dans l'encyclopédie médicale Vulgaris. Elle est basée sur le type de molécule d'acides nucléiques (ARN ou ADN) qui constitue la particule virale ou virion.[3]

Exemples de virus pathogĂšnes pour l'Homme

Prévention et traitement

Le virus de la polio.

Étant donnĂ© que les virus utilisent la machinerie cellulaire de l’hĂŽte pour se reproduire Ă  l’intĂ©rieur mĂȘme de la cellule, il est difficile de les Ă©liminer sans tuer la cellule hĂŽte. Des mĂ©dicaments antiviraux permettent cependant de perturber la rĂ©plication du virus.

Une autre approche est la vaccination qui permet de rĂ©sister Ă  l’infection.

Divers mĂ©dicaments permettent de traiter les symptĂŽmes liĂ©s Ă  l’infection. Les patients demandent souvent Ă  leurs mĂ©decins qu’ils leurs prescrivent des antibiotiques, mais ils sont sans effet sur les virus. Les antibiotiques interfĂšrent en effet avec des constituants ou le mĂ©tabolisme des bactĂ©ries et permettent donc de traiter seulement les maladies d’origine bactĂ©rienne et non les maladies d'origine virale.

Diverses mĂ©thodes de dĂ©sinfection in vitro permettent d’inactiver les virus (hypochlorite de sodium Ă  1 %, Ă©thanol Ă  70 %, glutaraldĂ©hyde Ă  2 %, formaldĂ©hyde).

Application

Les virus sont importants pour l’étude de la biologie molĂ©culaire et la biologie cellulaire, car ils fournissent des systĂšmes simples qui peuvent ĂȘtre utilisĂ©s pour la manipulation et la comprĂ©hension des fonctions cellulaires. Par exemple, les virus prĂ©sentent en gĂ©nĂ©ral un matĂ©riel gĂ©nĂ©tique simplifiĂ© et aident Ă  la comprĂ©hension des mĂ©canismes molĂ©culaires de la gĂ©nĂ©tique comme la rĂ©plication de l’ADN, la transcription, les modifications post-transcriptionnelles de l’ARN, la traduction, le transport des protĂ©ines et l’immunologie.

Les virus peuvent de plus ĂȘtre utilisĂ©s comme vecteur pour introduire un gĂšne dans une cellule. Cet outil est utilisĂ© par exemple pour permettre Ă  la cellule de produire une protĂ©ine recombinante ou pour Ă©tudier l’effet de l’introduction du nouveau gĂšne dans le gĂ©nome.
Certains virus sont utilisés en thérapie génique comme vecteur, pour soigner diverses maladies. Dans certaines maladies génétiques, un gÚne défectueux provoque les symptÎmes. Les virus vecteur permettraient de cibler des cellules spécifiques et remplacer le gÚne en question par un gÚne normal.
Les virus sont également utilisés dans la lutte contre le cancer. Certains virus sont capables de détruire spécifiquement des cellules cancéreuses.


Notes et références

  1. ↑ Le pluriel latin de virus n'est pas connu. Bien que se terminant par "-us", on le considĂšre comme un nom neutre de la 2e dĂ©clinaison ; son pluriel serait alors "vira". La forme "viri" est une faute grammaticale : c'est le pluriel des mots masculins de la 2e dĂ©clinaison ; "virii" est un barbarisme. En anglais, la marque du pluriel pour un mot se terminant par "s" est "-es" ; la forme "viruses" se retrouve d'ailleurs le plus souvent dans la littĂ©rature mĂ©dicale et professionnelle.
  2. ↑ dĂ©couverte d'un virophage
  3. ↑ La premiùre mention du terme virus apparaüt chez Virgile avec le sens de "liquide sanieux et purulent" [1]
  4. ↑ http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/04/59/36/PDF/tel-00004194.pdf
  5. ↑ Page 111 du livre Une histoire des microbes de Patrick Berche, 2007, ISBN 978-2-7420-0674-8
  6. ↑ François Jacob, Qu’est-ce que la vie ? in La Vie, UniversitĂ© de tous les savoirs, Editions Odile Jacob, 2002.
  7. ↑ Raoult D., Audic S., Robert C., Abergel C., Renesto P., Ogata H., La Scola B., Suzan M., Claverie J.-M., The 1.2-megabase genome sequence of Mimivirus, Science, 2004 Nov 19;306(5700):1344-50.
  8. ↑ M. Haring et al., Independant virus development outside a host, Nature, vol. 436, p. 1101-1102, 2005
  9. ↑ Patrick Forterre, Three RNA cells for ribosomal lineages and three DNA viruses to replicate their genomes : a hypothesis for the origin of cellular domain, PNAS, vol. 103 (10), pp. 3669-3674, 2006
  10. ↑ Ali SaĂŻb, Les virus, inertes ou vivants ? in Pour la Science, dĂ©cembre 2006.
  11. ↑ Canchaya C, Fournous G, Chibani-Chennoufi S, Dillmann ML, BrĂŒssow H ; Phage as agents of lateral gene transfer, Curr. Opin. Microbiol.,volume 6, issue 4, pages 417–24 (AoĂ»t 2003) ,pmid 12941415, doi 10.1016/S1369-5274(03)00086-9
  12. ↑ Forterre P, Philippe H;"The last universal common ancestor (LUCA), simple or complex?", The Biological Bulletin, volume 196, issue 3, pages 373–5, 375–7, Juin 1999, pmid 11536914, doi 10.2307/1542973, [2]
  13. ↑ Prangishvili, D., P. Forterre, and R. A. Garrett. 2006. Viruses of the Archaea: a unifying view. Nat Rev Microbiol 4:837-48.
  14. ↑ K. E. Wommack and R. R. Colwell (2000) Virioplankton: Viruses in Aquatic Ecosystems. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 64, 69-114

Voir aussi

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Bibliographie

  • Pierre Ardoin : Virus et diagnostic virologique. Paris, Maloine Éditeur, 1983, 997p.
  • Thierry Borrel : Les Virus. DiversitĂ© et organisation du monde viral. Interactions avec le vivant. Nathan UniversitĂ©, Paris, 1996.
  • Gessain A., Manuguerra J.C. : Les virus Ă©mergents. Collection « Que sais-je ? Â», Presses Universitaires de France, 2006.
  • Madigan, M. T., Martinko, J. M. : Brock Biology of Microorganisms, 11th Ed. Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 2005.
  • Perry J., Staley J., Lory S. : Microbiologie. Éditions Dunod, 2004.
  • Prescott, L.M., Harley, J.P. Klein, D.A. : Microbiologie 2e Ă©dition. DeBoeck eds, 2003.

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