Les virus sont souvent considérés comme des micro-organismes, mais ils ne sont pas vivants. Les virus ne peuvent pas survivre sans hôte ; c'est pourquoi nous devrions plutôt les qualifier de microbes.
La structure des virus
Les virus sont de toutes formes et de toutes tailles et peuvent présenter des caractéristiques différentes les unes des autres. Ces caractéristiques dépendent de la cellule hôte ciblée. Les principales caractéristiques des virus sont les suivantes :
Lesacides nucléiques tels que l'ADN ou l'ARN - le matériel génétique nécessaire pour générer de nouveaux virus.
Lanucléocapside (capside en abrégé) - une enveloppe protéique qui renferme l'acide nucléique.
Enveloppe lipidique - une membrane lipidique entourant la capside. Tous les virus n'ont pas d'enveloppe.
Tégument viral - groupe de protéines regroupées qui s'alignent entre l'enveloppe et la nucléocapside.
Protéines d'attachement (enveloppe) - protéines qui permettent au virus d'identifier la bonne cellule hôte et de s'y attacher.
Fig. 1 - Les principaux composants d'un virus
Bactériophages
Certains virus sont spécialisés pour certains groupes d'organismes vivants. Les bactériophages, également connus sous le nom de phages, infectent les cellules bactériennes et n'infectent pas les humains (ouf) ! En revanche, ils sont principalement utilisés dans la recherche. On pense qu'ils pourront être utilisés à l'avenir, en combinaison ou à la place des antibiotiques, pour traiter les infections bactériennes.
Fig. 2 -
Étapes de la réplication virale
La réplication virale se décompose en quatre étapes principales :
Attachement du virus à la cellule hôte
Entrée du virus dans la cellule hôte
Réplication et assemblage du virus
Libération des virions
Fixation du virus à la cellule hôte
Les protéines d'attachement présentes sur la capside virale ou l'enveloppe lipidique complètent certains récepteurs de la cellule hôte. La capacité d'un virus à infecter une cellule hôte spécifique est appelée tropisme viral. Les protéines présentes à la surface de l'agent viral déterminent si le virus peut ou non infecter une cellule hôte.
Fig. 3 -
LeSARS-COV-2 contient des protéines d'attachement (spikes) complémentaires aux récepteurs ACE2 d'une cellule hôte.
Entrée du virus dans la cellule hôte
L'entrée du virus dans la cellule hôte diffère selon qu'il s'agit de virus enveloppés ou non enveloppés. Pour les virus enveloppés, leur membrane fusionne avec la membrane de la cellule hôte et la capside est alors internalisée dans la cellule.
Les virus qui pénètrent dans les cellules hôtes par fusion membranaire comprennent le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) et le virus Ebola.
Les virus non enveloppés et certains virus enveloppés entrent par endocytose, c'est-à-dire que la cellule hôte absorbe le virus en l'engloutissant dans une vésicule intracellulaire.
Dans les deux cas, la capside virale est dégradée par des enzymes, ce qui permet à l'acide nucléique viral d'être libéré dans le cytoplasme, prêt à utiliser les composants de synthèse des protéines de la cellule hôte.
Certains virus, comme les bactériophages, ont une autre façon d'introduire leur matériel génétique dans la cellule hôte : ils adhèrent à l'extérieur de la cellule et l'injectent directement dans le cytoplasme.
Réplication et assemblage du virus
Après la dégradation de la capside virale, la transcription et la traduction virales (en utilisant la machinerie de la cellule hôte) peuvent commencer. Certains virus peuvent également intégrer leur matériel génétique dans l'ADN de la cellule hôte et attendre un meilleur moment pour commencer à faire des copies d'eux-mêmes.
Voici un petit rappel sur la transcription et la traduction :
Transcription - le brin d'ADN viral est copié enARN messager (ARNm), qui transporte l'information jusqu'aux ribosomes (sites de synthèse des protéines).
Traduction - la séquence portée par l'ARNm est traduite en une séquence d'acides aminés dans les ribosomes.
Consultenotre article Synthèse des protéines pour une explication approfondie.
Les protéines virales nouvellement synthétisées sont emballées dans des virions. Un virion est une particule virale nouvellement fabriquée qui contient la structure du virus "parent" avant qu'il ne pénètre dans la cellule hôte. L'assemblage est également appelé maturation virale.
Libération des virions
La libération des virions nouvellement fabriqués s'effectue de trois manières principales :
Bourgeonnement - les virions non enveloppés vont "emprunter" la membrane de la cellule hôte et créer leur enveloppe (VIH et SARS-COV-2).
Apoptose cellulaire - la cellule hôte infectée subit une mort cellulaire programmée lorsqu'elle est attaquée par le virus. Les virus qui provoquent la mort de la cellule hôte sont cytolytiques (virus de l'herpès simplex et poliovirus).
Exocytose - les vésicules contenant les virions vont fusionner avec la membrane de l'hôte et libérer les virions. La cellule hôte reste intacte (virus varicelle-zona).
Certaines protéines virales finissent par être présentées sur une structure appelée complexe majeur d'histocompatibilité (CMH), plus précisément le CMH-I, à la surface de la cellule infectée. Ce phénomène agit comme un marqueur, indiquant aux lymphocytes T qu'une infection virale est en cours, ce qui permet aux lymphocytes T d'initier une réponse antivirale.
Pour en savoir plus sur ces cellules, consulte notre article L'immunité des lymphocytes T.
Réplication virale lytique ou lysogénique des bactériophages
Il existe deux types de bactériophages : les bactériophages lytiques et les bactériophages lysogènes.
Au cours du cycle viral lytique (infection virulente), le bactériophage va prendre le dessus et détruire la cellule. Il va synthétiser des protéines virales qui vont dégrader l'ADN de la cellule hôte. Le bactériophage peut alors contrôler la cellule ; comme il intègre son acide nucléique viral dans le génome de l'hôte, il va lui faire synthétiser des particules virales pour fabriquer de nouveaux bactériophages qui seront ensuite libérés.
La cellule hôte ne meurt pas pendant le cycle lysogénique (infection non virulente). Le phage va s'intégrer dans le génome de la cellule hôte et se répliquer passivement avec l'hôte. L'hôte est relativement indemne. Si la cellule est stressée, le bactériophage peut entrer dans le cycle lytique.
Fig. 4 - Vue d'ensemble du cycle lytique des bactériophages
Les virus ne subissent pas de fission binaire
Les virus sont non vivants, ils ne peuvent donc pas se répliquer par fission binaire, comme les micro-organismes procaryotes.
La fission binaire est une reproduction asexuée par laquelle deux nouvelles cellules filles génétiquement identiques sont créées à partir d'une cellule parentale.
Les bactéries se divisent et se reproduisent par fission binaire.
Différences entre les bactéries et les virus
Les virus et les bactéries peuvent parfois être confondus car ils peuvent provoquer des symptômes similaires comme la toux et la fièvre. Mais ils sont très différents. Voici quelques-unes de leurs différences :
Les bactéries sont desmicro-organismes vivants qui peuvent vivre à l'intérieur d'un autre organisme ou dans un environnement extérieur. Les virus sont des microbes non vivants qui ont besoin d'une cellule hôte pour survivre.
Les bactéries se divisent et se reproduisent par fission binaire. Les virus se reproduisent en détournant les organites de synthèse des protéines de la cellule hôte.
Les antibiotiques peuvent traiter les infections bactériennes. Les infections virales sont traitées par des médicaments antiviraux et des vaccins, mais souvent le système immunitaire élimine le virus.
Réplication virale - Points clés
- La réplication virale décrit la formation des virus à partir du moment où ils infectent la cellule hôte.
- Les virus sont des microbes non vivants car ils ont besoin d'une cellule hôte pour survivre.
- La réplication virale implique l'attachement, l'entrée, la réplication, l'assemblage et la libération. Cela implique l'utilisation des composants de synthèse des protéines de la cellule hôte pour créer des protéines virales.
- Les bactériophages infectent les cellules bactériennes. Le cycle de réplication virale du phage peut être lytique (infection virulente) ou lysogénique (infection non virulente). Un bactériophage stressé peut entrer dans un cycle lytique.
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