Informations

3 : Virus - Biologie


Chapitre 3 BSC 3271 Résultats d'apprentissage

  • Énumérez, dans l'ordre, les six étapes générales de la reproduction du virus.
  • Expliquez comment les virus enveloppés acquièrent leurs enveloppes.
  • Comparez et contrastez la reproduction des virus à ADN et des virus à ARN.
  • Décrivez les deux emplacements possibles pour le matériel génétique viral dans la cellule hôte.
  • Distinguer les virus lytiques et lysogènes en fonction de la localisation du génome viral par rapport au génome hôte et des effets sur la cellule hôte.
  • Décrire l'ARN + sens et – sens par rapport à l'ARNm.
  • Expliquer les rôles de l'HA et de la NA dans l'infection grippale.
  • Faites la différence entre le changement antigénique et la dérive antigénique dans la grippe et expliquez comment ceux-ci contribuent aux épidémies de grippe saisonnière et épidémique.
  • Décrire les trois méthodes générales par lesquelles les virus peuvent être détectés, en se concentrant sur la preuve de la présence virale qui est détectée (pas les subtilités des techniques de laboratoire)
  • Expliquez au moins 3 mécanismes par lesquels un virus peut être oncogène (ne sera pas couvert Sp21)
  • Compte tenu d'une description d'un virus et de son mécanisme de reproduction, déterminer son potentiel d'être oncogène (ne sera pas couvert Sp21)

Vignette : "Influenza virus" de Sanofi Pasteur est sous licence CC BY-NC-ND 2.0


Virus

tout membre d'une classe unique d'agents infectieux, qui se distinguaient à l'origine par leur petitesse (par conséquent, ils ont été décrits comme &ldquofiltrable» en raison de leur capacité à passer à travers de fins filtres en céramique qui bloquaient toutes les cellules, y compris les bactéries) et leur incapacité à se répliquer en dehors de et sans l'aide d'une cellule hôte vivante. Parce que ces propriétés sont partagées par certaines bactéries ( rickettsies, chlamydiae ), les virus se caractérisent aujourd'hui par leur organisation simple et leur mode de réplication unique. Un virus est constitué de matériel génétique, qui peut être soit de l'ADN soit de l'ARN, et est entouré d'une enveloppe protéique et, dans certains virus, d'une enveloppe membraneuse.

Contrairement aux organismes cellulaires, les virus ne contiennent pas tous les mécanismes biochimiques pour leur propre réplication, ils se répliquent en utilisant les mécanismes biochimiques d'une cellule hôte pour synthétiser et assembler leurs composants séparés. (Certains contiennent ou produisent des enzymes essentielles lorsqu'il n'y a pas d'enzyme cellulaire qui servira.) Lorsqu'une particule virale complète (virion) entre en contact avec une cellule hôte, seul l'acide nucléique viral et, dans certains virus, quelques enzymes sont injecté dans la cellule hôte.

Dans la cellule hôte, le matériel génétique d'un virus à ADN est répliqué et transcrit en ARN messager par les enzymes de la cellule hôte, et les protéines codées par les gènes viraux sont synthétisées par les ribosomes de la cellule hôte. Ce sont les protéines qui forment la capside (enveloppe protéique) il peut également y avoir quelques enzymes ou protéines régulatrices impliquées dans l'assemblage de la capside autour de l'acide nucléique viral nouvellement synthétisé, dans le contrôle des mécanismes biochimiques de la cellule hôte et dans la lyse de la cellule hôte lorsque de nouveaux virions ont été assemblés. Certains d'entre eux peuvent déjà avoir été présents dans le virus initial, et d'autres peuvent être codés par le génome viral pour être produits dans la cellule hôte.

Étant donné que les cellules hôtes n'ont pas la capacité de répliquer l'« ARN quoviral » mais sont capables de transcrire l'ARN messager, les virus à ARN doivent contenir des enzymes pour produire du matériel génétique pour de nouveaux virions. Pour certains virus, l'ARN est répliqué par une enzyme virale (transcriptase) contenue dans le virion, ou produite par la cellule hôte en utilisant l'ARN viral comme messager. Dans d'autres virus, une transcriptase inverse contenue dans le virion transcrit le message génétique sur l'ARN viral en ADN, qui est ensuite répliqué par la cellule hôte. La transcriptase inverse est en fait une combinaison de deux enzymes : une polymérase qui assemble la nouvelle copie d'ADN et une RNase qui dégrade l'ARN source.

Dans les virus qui ont des membranes, les protéines virales liées à la membrane sont synthétisées par la cellule hôte et se déplacent, comme les protéines membranaires de la cellule hôte, à la surface cellulaire. Lorsque ces protéines s'assemblent pour former la capside, une partie de la membrane de la cellule hôte est pincée pour former l'enveloppe du virion.

Certains virus ne possèdent que quelques gènes codant pour les protéines de capside. D'autres plus complexes peuvent avoir quelques centaines de gènes. Mais aucun virus ne possède les milliers de gènes requis par les cellules les plus simples. Bien qu'en général les virus "dérobent" leur enveloppe lipidique à la cellule hôte, pratiquement tous produisent des "protéines d'enveloppe" qui pénètrent dans l'enveloppe et servent de récepteurs. Certaines protéines d'enveloppe facilitent l'entrée virale dans la cellule, et d'autres ont des effets directement pathogènes.

Certains virus ne produisent pas de lyse rapide des cellules hôtes, mais restent plutôt latents pendant de longues périodes dans l'hôte avant l'apparition de symptômes cliniques. Cet état de porteur peut prendre plusieurs formes différentes. Le terme latence est utilisé pour désigner l'intervalle entre l'infection et les manifestations cliniques. Chez les lentivirus, on croyait autrefois à tort que le virus était inactif pendant cette période. La vraie situation est que les lentivirus se répliquent et engendrent rapidement des dizaines de quasi-espèces jusqu'à ce qu'une espèce particulièrement efficace dépasse la capacité du système immunitaire de l'hôte à la vaincre. Cependant, d'autres virus, tels que les virus de l'herpès, entrent en fait dans une période connue sous le nom de "latence quovirale", où peu ou pas de réplication a lieu jusqu'à ce qu'une nouvelle réplication soit initiée par un déclencheur spécifique. Pendant de nombreuses années, on pensait que toutes les formes de latence étaient identiques, mais on a maintenant découvert qu'il en existe différents types avec des distinctions fondamentales et importantes.

Dans la latence virale, la plupart des cellules hôtes peuvent être protégées de l'infection par des mécanismes immunitaires impliquant des anticorps dirigés contre les particules virales ou l'interféron. L'immunité à médiation cellulaire est essentielle, en particulier dans le traitement des cellules hôtes infectées. Les lymphocytes cytotoxiques peuvent également agir comme des cellules présentatrices d'antigènes pour mieux coordonner la réponse immunitaire. Le confinement du virus dans les tissus muqueux est beaucoup plus complexe, impliquant des cellules dendritiques folliculaires et des cellules de Langerhans.

Certains virus à ARN enveloppés peuvent être produits dans des cellules infectées qui continuent de croître et de se diviser sans être tués. Cela implique probablement une sorte de régulation intracellulaire de la croissance virale. Il est également possible que l'ADN de certains virus soit incorporé dans l'ADN de la cellule hôte, produisant un état porteur. Ce sont presque toujours des rétrovirus, qui sont appelés provirus avant et après intégration de l'ADN viral dans le génome de l'hôte.

Peu de virus produisent des toxines, bien que les infections virales de bactéries puissent rendre des bactéries auparavant inoffensives beaucoup plus pathogènes et toxiques. D'autres protéines virales, telles que certaines du virus de l'immunodéficience humaine, semblent être activement toxiques, mais celles-ci sont l'exception et non la règle.

Cependant, les virus sont hautement antigéniques. Les mécanismes de lésion pathologique des cellules comprennent la lyse cellulaire, l'induction de la prolifération cellulaire (comme dans certaines verrues et molluscum contagiosum), la formation de cellules géantes, de syncytia ou de corps d'inclusion intracellulaire causés par le virus et peut-être plus important encore, les symptômes causés par la réponse immunitaire de l'hôte. comme l'inflammation ou le dépôt de complexes antigène-anticorps dans les tissus.

Étant donné que la reproduction virale est presque entièrement réalisée par les mécanismes de la cellule hôte, il y a peu de points dans le processus où l'arrêt de la reproduction virale ne tuera pas également les cellules hôtes. Pour cette raison, il n'existe pas d'agents chimiothérapeutiques pour la plupart des maladies virales. l'acyclovir est un antiviral qui nécessite des protéines virales pour devenir actives. Certaines infections virales peuvent être prévenues par la vaccination (immunisation active), et d'autres peuvent être traitées par une immunisation passive avec des immunoglobulines, bien que celle-ci n'ait démontré son efficacité que contre quelques dizaines de virus.


Virus : définition, caractéristiques et autres détails (avec figure) | Microbiologie

Les virus sont des particules vivantes ultra-microscopiques et non cellulaires, composées uniquement d'un noyau d'acide nucléique (ADN ou ARN), entouré d'une enveloppe protéique appelée capside.

Caractéristiques des virus:

Les principales caractéristiques distinctives des virus sont indiquées ci-dessous.

1. Ils sont non cellulaires et de structure très simple, constitués principalement d'un acide nucléique entouré d'une enveloppe protéique appelée capside. Par conséquent, une unité de virus est appelée ‘a particule virale’ plutôt que ‘a cellule virale’.

2. Ils sont dépourvus de la machinerie enzymatique et biosynthétique sophistiquée essentielle aux activités indépendantes de la vie cellulaire. Par conséquent, ils ne peuvent se développer qu'à l'intérieur de cellules vivantes appropriées. C'est pourquoi ils sont cultivés en laboratoire uniquement à l'intérieur de cellules vivantes, contrairement aux bactéries et champignons, qui peuvent être cultivés en laboratoire sur des matières non vivantes comme la gélose nutritive.

3. Ils sont ultra-microscopiques et ne peuvent être visualisés qu'au microscope électronique.

4. Ils n'augmentent pas en taille.

5. Ils peuvent passer à travers des filtres, à travers lesquels les bactéries ne peuvent pas passer.

6. Un virus est appelé soit ‘virus à ADN’ soit ‘virus à ARN’ selon qu'il contient l'acide nucléique ADN ou ARN. Un virus ne peut pas avoir à la fois de l'ADN et de l'ARN

Structure des virus:

Une grande partie de nos connaissances sur les virus provient de l'étude de quelques virus, qui infectent les bactéries. Ces virus, qui infectent les bactéries, sont appelés ‘bactériophages’ ou ‘phages’. Les bactériophages ont été décrits pour la première fois en 1915 presque simultanément par Twort et d’Hérelle.

Le nom de bactériophage, qui en grec signifie manger des bactéries, a été inventé par d’herelle en raison de la capacité de ces virus à détruire les cellules bactériennes infectées par lyse. Les bactériophages présentent une variabilité notable dans leur taille, leur forme et la complexité de leur structure. Le T-même (T2, T4 et T6) les phages présentent la plus grande complexité morphologique (Figure 8.1).

Les fonctions de ses composants structurels sont les suivantes :

1. Capside (protéine) : protection de l'acide nucléique contre la destruction par la DNase.

2. Noyau d'acide nucléique : génome du phage portant les informations génétiques nécessaires à la réplication d'un nouveau phage.

3. Gaine de protéine en spirale : se rétracte, de sorte que l'acide nucléique puisse passer de la capside dans le cytoplasme de la cellule hôte.

4. Plaque terminale et fibres de la queue : attachement du phage à des sites récepteurs spécifiques sur la paroi cellulaire d'un hôte sensible.

Infection virale:

La réplication du phage dépend de la capacité de la particule du phage à infecter une cellule hôte bactérienne appropriée.

L'infection se compose des événements séquentiels suivants :

La partie queue de la particule de phage se lie aux sites récepteurs de la paroi cellulaire de l'hôte.

2. Pénétration (Infection) :

La gaine protéique en spirale se rétracte et une enzyme, la muramidase précoce, perfore la paroi cellulaire bactérienne permettant à l'acide nucléique du phage de passer à travers le noyau creux dans le cytoplasme de la cellule hôte. L'enveloppe protéique vide reste attachée à la paroi cellulaire et s'appelle le fantôme protéique.

Le génome du phage subvertit la machinerie synthétique, qui est ensuite utilisée pour la production de nouveaux composants du phage.

Les nouveaux composants du phage sont assemblés et forment des particules de phage virulentes complètes et matures.

La muramidase tardive lyse la paroi cellulaire, libérant des particules phagiques infectieuses qui sont désormais capables d'infecter de nouvelles cellules hôtes sensibles, recommençant ainsi le cycle.

Forme des virus:

La forme de certains des virus importants a été révélée au microscope électronique (figure 8.2). Tous provoquent des maladies différentes chez les plantes et les animaux. Les bactériophages infectent les cellules bactériennes.


Types de virus

Au fur et à mesure que vous étudierez davantage la biologie, vous verrez de nombreux types de virus. Il existe trois formes de base.
1) Il y a d'abord virions hélicoïdaux. Ils sont montés comme un tube. La couche de protéine s'enroule comme un tuyau d'arrosage autour du noyau.
2) Vient ensuite le forme polyédrique. Ce groupe de formes comprend la forme de virus classique qui ressemble à un dodécaèdre. Un dodécaèdre est une forme géométrique à douze (12) côtés. Ces virus ont de nombreuses facettes et une enveloppe apparemment dure de capsomères (morceaux d'une capside). Il existe une variante du polyèdre appelée globulaire. Les formes globulaires sont essentiellement des virions polyédriques à l'intérieur d'une enveloppe sphérique (comme une boule).
3) Le dernier est le complexe forme de virus. Vous avez peut-être vu celui-ci dans des livres avec le géométrique tête et longues jambes.


Créer plus de virus

La deuxième étape consiste à créer plus de virus. Une fois à l'intérieur, le virus ajoute son plan génomique à la cellule. La cellule ne sait pas que le nouveau modèle provient du virus, elle suit donc les instructions pour créer des parties de virus. Maintenant, la cellule est devenue sans le savoir une usine à virus. Les parties du virus se réunissent pour former des virus complets qui s'échappent de la cellule. Chaque nouveau virus peut infecter une autre cellule, répétant le cycle d'infection.

Les protéines du virus se lient aux récepteurs situés à l'extérieur d'une cellule (1). Une fois à l'intérieur, le virus libère son ADN ou son ARN dans la cellule (2), ce qui leur demande de construire plus de copies du virus (3). Ces nouveaux virus sont libérés (4), soit par bourgeonnement (illustré ici), soit par destruction des cellules.

Les virus sont-ils vivants ?

Les virus semblent très intelligents pour tromper vos cellules lors d'infections, mais sont-ils réellement vivants ? Il est difficile de trouver une définition de la vie, mais les scientifiques s'accordent sur plusieurs caractéristiques communes à tous les êtres vivants. Voyons comment les virus s'empilent.

Premièrement, les êtres vivants doivent se reproduire. Bien que les virus aient un génome, ils doivent prendre en charge la machinerie d'autres cellules vivantes pour suivre les instructions du génome viral. Ainsi, les virus ne peuvent pas se reproduire par eux-mêmes.

Ensuite, tous les êtres vivants ont un métabolisme. Le métabolisme signifie la capacité de collecter et d'utiliser l'énergie. Les réactions chimiques dans vos cellules transforment constamment les molécules en formes d'énergie que nous pouvons utiliser. L'énergie que vous utilisez pour courir et sauter provient de la rupture de grosses molécules alimentaires en morceaux plus petits qui peuvent être utilisés ou stockés dans la cellule. Les virus sont trop petits et simples pour collecter ou utiliser leur propre énergie - ils la volent simplement aux cellules qu'ils infectent. Les virus n'ont besoin d'énergie que lorsqu'ils font des copies d'eux-mêmes, et ils n'ont besoin d'aucune énergie du tout lorsqu'ils sont à l'extérieur d'une cellule.

Enfin, les êtres vivants maintiennent l'homéostasie, ce qui signifie que les conditions à l'intérieur du corps sont stables. Votre corps transpire pour vous rafraîchir et frissonne pour vous réchauffer si sa température passe de 98,6 °F. Des millions d'ajustements tout au long de la journée maintiennent votre température et les produits chimiques dans votre corps en équilibre. Les virus n'ont aucun moyen de contrôler leur environnement interne et ils ne maintiennent pas leur propre homéostasie.

Ainsi, étant donné que les virus ne peuvent pas se reproduire par eux-mêmes et n'ont pas de métabolisme ni d'homéostasie, ils ne sont généralement pas considérés comme vraiment vivants. Cependant, ils ont un effet énorme sur les êtres vivants pendant les infections !

Qu'est-ce que tu penses? Les virus devraient-ils être inclus avec d'autres êtres vivants? Après avoir décidé pourquoi vous pensez qu'ils devraient ou ne devraient pas être considérés comme vivants, écoutez le biochimiste Nick Lane et le Dr Biology discuter s'ils pensent que les virus sont vivants.


Voir la vidéo: Viruses Updated (Janvier 2022).