1
Q
Qu’est-ce que des virus?
A
Des agents infectieux
- affectent tous les organismes vivants
- implications dans de nombreuses pathologies (parfois indirectement)
- de nouveaux virus apparaissent fréquemment
2
Q
Les virus sont-ils vivants?
A
Quand on analyse l’extracellulaire (virus à l’ext. d’une cellule)
-il correspond à un amalgame de cellules organiques (structure inerte, pas de métabolisme)
Quand on regarde l’intracellulaire (virus dans une cellule)
-ont des réactions et molécules caractéristiques des organismes vivants (réplication d’acides nucléiques, composition protéique, etc.)
Ils sont donc à la frontière du vivant et du non-vivant.
3
Q
Comment fonctionnent l’infection virale?
A
Ils sont des parasites intracellulaires obligatoires.
-monopolisent les activités cellulaires pour production de particules virales
Structure acellulaire
- unité infectieuse de base: virion
- ce n’est pas une cellulue: p.ex ils n’ont pas de ribosome, ne peuvent pas répliquer leur ADN par eux-même
- pas de cytoplasme, etc.
Origine évolutive
-multiple possiblement?
4
Q
Structure et composition du virion
A
- Nombre limité de constituants et d’espèces moléculaires
- donc: types de molécules composant le virion sont peu nombreux - Constituants de base (présents chez tous les virus)
- acide nucléique
- capside
- enveloppe (fréquente)
5
Q
Décrire l’acide nucléique des virions.
A
- Différence avec les cellules
- ADN ou ARN (pas les 2, contrairement aux cellules)
- peut être ADN:1, ADN:2, ARN:1 ou ARN:2 et peut être linéaire, circulaire, unique ou multiple - Molécules absentes de la cellule infectée
- cellule hôte n’a pas p.ex ADN:1 ou ARN:2, alors n’a pas la machinerie enzymatique pour produire et répliquer
- donc le virus a les gènes codants pour produire ces enzymes - Taille des génomes
- variations importantes: de 4 à 1200 kb (kilobases)
- 1 gène = environ 1 kb
- E. Coli = 4000 kb
- certains haploïdes, donc 1 seule copie (d’autres diploïdes, donc 2 copies du génome)
- génome parfois fragmenté - Rôle acide nucléique
- porter l’information génétique qui dicte entre autres le fonctionnement du virus
6
Q
Décrire la capside.
A
- Capsomère
- sous-unité structurale de la capside
- assemblage de protomères (sous-unités protéiques)
- donne forme au virion - Rôle
- protection de l’acide nucléique (conditionnement environnementales, enzymes qui pourraient le dégrader, etc.)
- attachement à la cellule cible via les protéines de capside ou les fibres/spicules de la queue (qui font partie de la capside) - Types de symétrie
- 1 polyèdrale
- structure en icosaèdre: plus fréquemment rencontré, assemblage de triangles qui a 20 côtés
- 3 types de capsomères le composent: un pour les faces, les arêtes et les sommets
- grand rapport surface/volume (plus d’interactions avec cellules infectées)
- ex: virus de la poliomyélite (humains), fièvre aphteuse (animaux) - 2 hélicoïdale
- 1 type de capsomère enroulé autour de l’acide nucléique
- ressemble à un tube creux
- p.ex virus de la rage, de la rougeole, oreillons, SARS-coV-2, bactériophage M13 (chez E.Coli) - 3 binaire (mixte, complexe)
- exclusivement aux bactériophages
- tête polyèdrale et queue hélicoïdale
- assemblage complexe
- p.ex T paires (2,4,6…) d’Escherichia Coli
7
Q
Décrire l’enveloppe.
A
Structure fréquente, mais chez tous les virus. (pas d’enveloppe = virus nu)
- Membrane à l’extérieur de la capside
- provenant de la membrane cytoplasmique ou nucléaire de la cellule infectée
- reliée au mécanisme de sortie du virus - Constituants
- phospholipides et protéines cellulaires de l’hôte
- aussi des glycoprotéines virales (aussi appelées péplomères)
- p.ex: virus de l’influenza a 2 péplomères: hémagglutinine (agglutine les globules rouges) et neuraminidase (digère l’acide neuraminique qui est un a.a, pour faciliter entrée du virus)
- on les identifie H_N_ pour ces deux péplomères (p. ex H1N1, 1er type d’hémagglutinine…) - SRAS-CoV-2
- virus enveloppé
- capsule hélicoïdale
- tube enroulé dans une enveloppe sphérique alors n’a plus son apparence de tube creux - Rôles de l’enveloppe
- protéger glycoprotéines virales
- reconnaissance spécifique récepteurs de la cellule hôte
- pénétration/sortie de la cellule hôte
8
Q
Décrire les protéines internes de la capside.
A
Présentes chez plusieurs virus
- absentes de la cellule infectée
- plus fréquemment rencontrées: les nucléoprotéines (origine virale) qui jouent un rôle dans l’empaquetage de l’acide nucléique viral et la réplication/lecture de l’acide nucléique viral
-p.ex. ARN polymérase ARN dépendante et ADN polymérase ARN dépendante transcriptase inverse
9
Q
Qu’est-ce que la nucléocapside?
A
L’acide nucléique, la capside et les nucléoprotéines.
L’enveloppe n’en fait pas partie.
10
Q
Quelle est la taille des virions?
A
Entre 0.01 et 0.4 microns (10-400 nm)
Certains sont “géants” les mimivirus: 1 micron (1000 nm, exceptions)
11
Q
Comment fonctionne la réplication des virions?
A
Font de la réplication, pas de reproduction. Ils ne font pas de croissance (augmentation de taille).
12
Q
Comment fonctionne le cycle de réplication virale?
A
- Adsorption
- reconnaissance: entre en collision au hasard avec des surfaces (parfois particules inertes, parfois organismes), étape réversible s’il n’y a pas complémentarité (attachement irréversible entre virus et récepteur)
- ex. de récepteur: LamB chez E. Coli, CD4/CCR5 pour VIH
- exception: virus des plantes (pas de récepteurs connus, donc fusion des 2 premières étapes) - Pénétration de la cellule infectée
- 1 chez les bactériophages: pénétration seulement de l’acide nucléique dans cellule infectée
- 2 chez les virus animaux: fusion directe (pour virus enveloppés) qui est la fusion entre enveloppe et membrane cytoplasmique: l’enveloppe s’ouvre ensuite et libération de la nucléocapside à l’intérieur
- 3 pour autre virus (certains enveloppés ou nus): endocytose (aussi appelée viropexie), soit membrane cyto infectée se replie, forme une vésicule qu’on appelle endosome (comme phagocytose) –> libération de la nucléocapside –> décapsidation (libération de l’acide nucléique)
- pour les virus nus c’est la capside qui va reconnaître la surface de la cellule infectée
- phase éclipse: après décapsidation, on ne voit plus le virus avec microscope électronique - Réplication des constituants viraux
- évènements précoces: réplication d’acide nucléique en très grande quantités (au même moment que dégradation du chromosome dans transduction généralisée)
- évènements tardifs: production de protéines de structure (p.ex capsomères, glycoprots d’enveloppe, prots de queue, enzymes de lyse) - Assemblage des constituants viraux
- 1 encapsidation
- acide nucléique encapsidé (interaction capsomère-acide nucléique et fermeture de la capside) : dans transduction généralisée, l’erreur d’encapsidation se fait ici
- hélicoïdale: empilement hélicoïdal des capsomères autour de l’acide nucléique
- symétrie binaire: tête et queue assemblés séparément et ensuite reliés ensemble
- fin de la phase d’éclipse (a duré pour virus animaux de 1-10 heures et pour phages quelques minutes) - Sortie des virus
- 1 par lyse cellulaire (pour virus nus)
- mort cellulaire - 2 par bourgeonnement (pour virus enveloppés)
- nucléocapside s’approche de la membrane, ensuite ex-vagination, alors sort avec enveloppe (avec glycoprots qui vont servir à reconnaître d’autres cellules)
- ex. VIH
- survie de la cellule pendant plus longtemps - 3 par canaux cellulaires (virus à réplication nucléaire)
- canaux cellulaires = p.ex appareil de Golgi, etc.
- virus enveloppés ou nus
- survie de la cellule pendant plus longtemps
Production de virions par une cellule
- 1000 à 1 million
- 100 à 1000 pour bactériophages T-paires (demandent beaucoup d’énergie pour la cellule)
- bourgeonnement = s’approche du 1 million
13
Q
Comment fonctionne la classification des virus?
A
On s’appuie sur certains critères:
- Type d’acide nucléique
- ADN ou ARN/mono ou bicaténaire - Présence d’enveloppe
- test: sensibilité au chloroforme (qui élimine enveloppe et infectiosité du même coup) - Processus de réplication des acides nucléiques
- étapes - Images en microscopie électronique
- taille - nombre de capsomères
- Propriétés immunologiques (réaction avec certains anticorps)
- Nombre de gènes/carte génomique
- Site de réplication (cyto, noyau), tissus ou hôte
14
Q
Quelle est la nomenclature des virus?
A
Ordre: __ales
Familles: __viridae
Noms illustrent informations importantes ex. hepdnavirus (attaque cellules hépatiques)
15
Q
Isolement et culture des virions
A
Demande des cellules vivantes sensibles à l’infection de ces virus.
Bactériophages: demande des cellules bactériennes aux récepteurs compatibles, métaboliquement actives
Virus animaux: utilisation d’oeufs embryonnés de poulets p.ex pour faire le vaccin d’influenza
- Culture de tissus
- multiplication cellules in vitro et on les injecte avec le virus
- effets cytopathiques caractéristiques (modifs dans la cellule hôte) p.ex des cellules qui s’arrondissent, augmentent/diminuent de volume, forment des agrégats/des corps d’inclusion, syncitia (cellules fusionnent ensemble pour donner une grande cellule avec plusieurs noyaux) ou lysent
- p.ex pour vaccin contre la polio
16
Q
Identification des virions
A
- Microscopie électronique
- capside, symétrie, enveloppe, site de réplication, etc. - Réaction avec des anticorps spécifiques
- avec immunofluroescence
- p.ex quelles cellules produisent les glycoprots des virions - Infections expérimentales
- chez les hôtes - Amplification et séquence de l’acide nucléique
- amplification du génome avec p.ex approche PCR
- séquencer = établir gènes - Temps et coûts significatifs
- médicalement on n’identifie pas le virus, puisque ce serait trop compliqué
17
Q
Quelle pourrait être l’origine des virus?
A
Organismes polyphénétiques: plusieurs origines potentielles indépendantes qui les auraient générés.
- Hypothèse des ADN égoïstes spécialisés
- acquisition de gènes pour capsides au fil du temps - Nombre d’erreurs des polymérases très élevé
- entités biologiques qui évoluent le plus rapidement
- réplication pas fiable
- VIH: initial et final chez un même patient est différent au fil des années
18
Q
Fonctions écologiques possibles des virus?
A
- Océans
- à la surface: 1 millions à 1 milliards de virions/mL
- entités biologiques les plus abondantes dans la biosphère (10x plus que le nombre d’hôtes)
- extrêmement diversifiés - Fonctions écologiques
- rôles de contrôle de population mono-espèce (ex. marées d’algues rouges)
- court-circuit des cycles de la matière organique (boucle microbienne): lysent p.ex des cyanobactéries/protistes autotrophes et cela crée de la matière organique directement plutôt que passer par des “brouteurs” - Présence dans génome humain
- 8% du génomè humain est de l’ADN rétrovirus endogènes (virus à l’état latent)
- présents aussi dans génome des homo neanderthalensis
19
Q
Quels sont les autres agents infectieux acellulaires?
A
- Viroïdes
- Virusoïdes - ARN satellites
- Virophages
- Prions
20
Q
Décrire les viroïdes.
A
- Phytopathogènes (des plantes)
- environ 20 pathologies
- p.ex tubercules en fuseaux de la pomme de terre - ARN:1 circulaire très petit (250 à 370 nucléotides), donc 10x plus petit que le plus petit des virus
- pas d’intermédiaire ADN (pas de protéine codée par cet ARN)
- pas de capside
- utilise machinerie enzymatique pour répliquer, s’accumule dans cyto et interfère dans régulation génétique - Propagation
- ARN:1 très fragile dans l’environnement
- contact cellule/cellule des végétaux, pollen ou abrasion qui permet d’entrer
21
Q
Décrire les virusoïdes (virus/ARN satellites).
A
Demandent la présence de virus auxiliaires qui leur fournissent capsides et prots de l’enveloppe
Donc: profitent d’une infection au préalable d’un autre virus.
- ARN:1 circulaire plus long que viroïdes (1700 nucléotides) qui code pour prot delta
- ex. hépatite B
- ARN a une activité ribozyme (ribozyme = ARN autocatalytique)
22
Q
Décrire les virophages.
A
Virus infectant un autre virus (le parasite).
- 1er identifié = sputnik, infecte mimivirus (très grands virus)
- profitent de ses enzymes et son énergie pour réplication
- intégrés au génome du mégavirus
- diminue efficacité du mégavirus
- fonction écologique: contribue au transfert horizontal de gène entre Mégavirus
23
Q
Décrire les prions.
A
Protéines infectieuses chez les animaux.
- pas d’intermédiaire ADN ou ARN
- pas de capside
- 100x plus petit que le plus petit des virus (environ 250 a.a)
- forme infectieuse est très résistante (résiste à des heures à l’autoclave, aux protéases, UV)
- Réplication des prions
- modification d’une protéine cellulaire normale (fonction de la protéine de base ne semble pas importante)
- quand prion (PrPsc) change de conformation, la protéine de base PrPc change aussi
- dérèglement des activités cellulaires - Pathologies causées par prions
- tremblante du mouton
- encéphalopathie spongiforme bovine (vache folle)
- encéphalopathie contagieuse du vison
- maladie du dépérissement chronique des cervidés
- maladies dégénératives du système nerveux central (comme Kuru, insomnie familiale fatale) - Transmission
- par ingestion
- génétique (verticale)
- mutation spontanée - Prévention/thérapie
- prophylaxie impossible (on ne peut pas éliminer la prot pré-prion)
- thérapie difficile
- vaccin (impossible comme la protéine pré-prion fait partie de la cellule)
- non-immogène
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