Fiche de révision : Diversité et cycle des virus

📋 Plan du Cours

1. Histoire et coévolution virale
2. Définition et propriétés des virus
3. Structure et enveloppe virales
4. Critères de classification virale
5. Enveloppe et classification virales
6. Évolution et variabilité virales
7. Diversité des populations virales
8. Étapes du cycle viral
9. Virome et microbiote humain

📖 1. Histoire et coévolution virale

★ À maîtriser

• La virologie est une science récente dont le premier virus décrit, le Tobacco Mosaic Virus, remonte à 1892.

• En 1798, Jenner met en place la vaccination antivariolique, qui contribue à l’éradication de la variole en 1980, première maladie éradiquée.

• Le génome humain contient 8 % de séquences rétrovirales endogènes, intégrées sous forme de provirus, et celles-ci représentent 50 % des séquences répétées.

Compléments

• La variole aurait causé près de 300 000 000 de morts au XXe siècle.

• La syncytine est une protéine d’origine rétrovirale à l’origine du placenta, et l’intégration ancestrale de séquences virales a probablement contribué à la spéciation des mammifères.

• Les séquences rétrovirales endogènes sont généralement silencieuses, mais des protéines rétrovirales sont parfois observées dans certaines maladies auto-immunes, sans que leur rôle causal soit établi.

💡 Astuce mémo

L’intégration rétrovirale → syncytine → placenta

📖 2. Définition et propriétés des virus

🔑 Notions clés & Définitions

• Virus : André Lwoff, 1957 - Entité nucléoprotéique possédant un seul type d’acide nucléique, ARN ou ADN, incapable de croître ou de se diviser seul et se multipliant à partir de son matériel génétique en utilisant la cellule hôte.

★ À maîtriser

📌 Les virus sont des parasites intracellulaires obligatoires, mais certains apportent des enzymes absentes de la cellule hôte, comme la transcriptase inverse du VIH.

• La plupart des virus mesurent 20 à 300 nm de diamètre, soit environ 100 fois moins qu’une bactérie, tandis que certains virus géants à ADN, comme les pandoravirus, sont visibles au microscope optique.

Compléments

• Les hôtes des virus appartiennent aux domaines suivants :

  • Bacteria
  • Archaea
  • Eucarya

• Chez l’humain, plus de 5 000 espèces virales ont été identifiées, dont environ 200 sont considérées comme pathogènes.

💡 Astuce mémo

Virus = génome et capside ; enveloppe facultative

📖 3. Structure et enveloppe virales

🔑 Notions clés & Définitions

• Capside : Coque protéique formée de protéines regroupées en capsomères, qui protège le génome viral et peut présenter une symétrie icosaédrique ou hélicoïdale.

• Enveloppe virale : Membrane dérivée de la cellule hôte portant des glycoprotéines virales et entourant la matrice protéique formée par la capside.

★ À maîtriser

• Un virus comprend un génome d’ARN ou d’ADN, simple ou double brin, et une capside ; une enveloppe peut s’y ajouter.

📌 Les virus enveloppés sont moins stables dans l’environnement et s’inactivent plus rapidement sur les surfaces que les virus nus, qui peuvent persister plus longtemps sur les surfaces ou dans l’eau.

📌 Les virus enveloppés se transmettent directement lors de contacts rapprochés, notamment par voie respiratoire, salivaire ou sexuelle, tandis que les virus nus peuvent aussi se transmettre indirectement, notamment par voie féco-orale.

Compléments

• Les virus enveloppés sont fragiles dans le milieu extérieur, détruits dans le tube digestif et facilement inactivés par l’éther ou d’autres solvants lipidiques ; les virus nus restent stables face à ces solvants.

• Les virus enveloppés doivent être conservés à très basse température, autour de −80 °C.

💡 Astuce mémo

Enveloppé fragile ; nu résistant

📖 4. Critères de classification virale

★ À maîtriser

• La classification virale repose notamment sur la nature de l’acide nucléique, la symétrie de la capside et la présence ou l’absence d’une enveloppe.

📌 Les virus à ADN peuvent avoir un génome simple ou double brin, tandis que les virus à ARN peuvent être de sens positif, directement utilisable comme ARN messager, ou de sens négatif.

Compléments

📌 La capside virale peut présenter une symétrie tubulaire hélicoïdale ou une symétrie icosaédrique.

• Le virus de l’hépatite B est polymorphe et peut avoir une forme ronde, tubulaire ou les deux.

📖 5. Enveloppe et classification virales

★ À maîtriser

• L’enveloppe virale est constituée de :
  • la membrane de la cellule hôte
  • protéines virales
  • lipides

📌 Les virus nus sont stables dans l’environnement, peuvent se transmettre entre humains et ne sont pas inactivés par les solvants lipidiques, tandis que les virus enveloppés sont instables dans l’environnement, peuvent se transmettre directement entre humains et sont inactivés par ces solvants.

• La classification des virus repose sur :
  • le type d’acide nucléique
  • la structure du génome
  • la forme de la capside
  • la présence ou l’absence d’une enveloppe

Compléments

• L’hôte infecté n’est pas un critère de classification virale, car un même virus peut infecter plusieurs types d’hôtes.

💡 Astuce mémo

La capside protège le génome ; l’enveloppe porte les protéines virales.

📖 6. Évolution et variabilité virales

★ À maîtriser

• Les virus évoluent rapidement et en permanence par accumulation de mutations, et les virus à ARN sont généralement plus variables que les virus à ADN.

• Les mutations sont le mécanisme de variabilité le plus fréquent chez les virus à ARN, avec un taux de 10⁻³ à 10⁻⁴, contre 10⁻⁸ à 10⁻¹¹ chez les virus à ADN, dont le génome est chimiquement plus stable.

• L’évolution rapide permet aux virus d’échapper à la réponse immunitaire et aux traitements antiviraux, ainsi que de s’adapter à un nouvel hôte en franchissant la barrière d’espèce, ce qui peut conduire à l’émergence de virus souvent zoonotiques.

Compléments

• La variabilité virale dépend de :

  • la nature de l’acide nucléique
  • du caractère segmenté ou non du génome
  • de l’existence d’un réservoir animal

• Les recombinaisons, particulièrement présentes chez les virus à ARN comme le poliovirus et le VIH, constituent un mécanisme de variabilité virale.

• Le réassortiment est un mécanisme de variabilité des virus à génome segmenté, comme les virus influenza et les rotavirus.

• La grande descendance virale produite en peu de cycles de réplication augmente les possibilités d’évolution.

💡 Astuce mémo

Erreurs de réplication → diversité virale → échappement et émergence.

📖 7. Diversité des populations virales

🔑 Notions clés & Définitions

• Quasi-espèces : Populations de virus génétiquement différentes, issues d’une même souche infectieuse chez un même hôte.

★ À maîtriser

• Il existe deux types de VIH, le VIH-1 et le VIH-2 ; le VIH-1 comprend les groupes M, N, O et P, tandis que le VIH-2 comprend neuf groupes.

• 🔄 Au cours d’une infection prolongée : les mutations font diverger les populations virales chez un même hôte, certaines populations acquièrent un avantage sélectif, ces populations échappent à la réponse immunitaire et continuent à se répliquer

• La résistance de certaines quasi-espèces aux molécules antirétrovirales peut préexister à l’exposition au traitement.

Compléments

• Le groupe M du VIH-1 comprend les sous-types A à K et des formes recombinantes circulantes appelées CRF.

• La diversité virale a des conséquences sur le diagnostic, qui nécessite des tests spécifiques aux sous-types, sur la pathogenèse, le VIH-1 étant plus pathogène que le VIH-2, et sur les traitements et la prophylaxie, en raison des résistances aux antiviraux et à la réponse vaccinale.

📖 8. Étapes du cycle viral

★ À maîtriser

• 🔄 Le cycle viral comprend les étapes suivantes :

  1. l’attachement au récepteur
  2. la pénétration dans la cellule
  3. la décapsidation
  4. la traduction du génome en protéines
  5. la réplication du génome
  6. l’assemblage de nouveaux virions
  7. leur maturation et leur libération

• La présence de récepteurs cellulaires détermine le tropisme du virus pour certaines cellules, certains tissus ou certains hôtes, ainsi que la possibilité de franchir la barrière d’espèce ; sans récepteur, l’infection de la cellule est impossible.

📌 Les virus nus pénètrent dans la cellule par formation d’un pore membranaire ou par endocytose, tandis que les virus enveloppés libèrent leur contenu dans le cytoplasme après fusion de leur enveloppe avec la membrane cellulaire ou celle d’une vésicule d’endocytose.

• Les ribosomes cellulaires traduisent les ARN messagers viraux en protéines, car les virus ne possèdent pas leurs propres ribosomes.

📌 Un ARN viral à polarité positive peut être traduit directement, tandis qu’un ARN à polarité négative doit d’abord être transcrit en ARN positif par une transcriptase virale.

• Les virions nouvellement formés sont libérés par lyse cellulaire, exocytose ou bourgeonnement ; le bourgeonnement concerne les virus enveloppés.

Compléments

• Le HTLV peut infecter une cellule par fusion des membranes plasmiques de deux cellules, formant un petit pont entre elles.

• Les rétrovirus à ARN à polarité positive transcrivent leur génome en ADN double brin grâce à une transcriptase inverse virale, puis l’intègrent au génome humain, où il est transcrit comme celui-ci.

• Les virus à ADN utilisent une polymérase cellulaire pour produire leur ARN messager.

• L’enveloppe de certains virus provient de la membrane plasmique externe, comme pour le virus de la grippe, tandis que d’autres virus acquièrent leur enveloppe à partir de membranes intracellulaires, comme celle de l’appareil de Golgi.

💡 Astuce mémo

Attachement → entrée → décapsidation → expression et réplication → assemblage → libération.

📖 9. Virome et microbiote humain

🔑 Notions clés & Définitions

• Microbiote : Ensemble des micro-organismes, notamment des bactéries, des virus et des champignons, présents sur ou dans le corps humain.

★ À maîtriser

• Le virome comprend :
  • une grande partie de bactériophages
  • une partie de virus d’eucaryotes
  • une partie de virus endogènes

• Les bactériophages peuvent réguler la composition du microbiote bactérien, en influencer la fonction par transfert de matériel génétique comme des gènes de résistance, et moduler l’immunité en protégeant contre des pathogènes dans le mucus ou en stimulant non spécifiquement le système immunitaire lorsqu’ils sont plus profonds dans le corps.

• Le virome est étudié par métagénomique, notamment grâce au séquençage à très haute échelle qui permet de mettre en évidence de nombreuses séquences virales.

Compléments

• Pour chaque cellule humaine, on compte 1 à 5 bactéries, 10 particules virales et 0,1 cellule fongique.

📌 Les virus d’eucaryotes peuvent avoir un effet défavorable par une infection symptomatique ou asymptomatique, aiguë ou chronique, un effet neutre sans pathologie associée, ou un effet favorable, comme la co-infection par GBVC qui est associée à une charge virale du VIH plus faible.

• La syncytine, un virus endogène, participe à la formation du placenta.