X- Quelques éléments de la biologie moléculaire des virus

21/09/2010
X- Quelques éléments de la biologie
moléculaire des virus
Définition (rappel)
Particules minuscules qui diffèrent des
procaryotes et des eucaryotes par:
• Une absence de structure cellulaire propre
• Nécessité d’infecter une cellule hôte pour se reproduire
L’agent infectieux est un virion = 1 génome
encapsulé dans une paroi protéique
1
21/09/2010
Leur génome
Acides nucléiques
– ADN
– ARN
Molécules double brin ou simple brin
La réplication
Les détails du mécanisme utilisé pour la
réplication varient suivant les systèmes viraux
Mais le principe reste le même :
– Synthèse de brin complémentaire
2
21/09/2010
La réplication (2)
Génome ADN ou ARN double brin
– Chaque brin du duplex sert de matrice pour la
synthèse d’un nouveau brin complémentaire
La réplication (3)
Génome ADN ou ARN simple brin
– Le brin sert de matrice pour la synthèse d’un
nouveau brin complémentaire qui à son tour sert de
matrice pour synthétiser son complément = identique
au génome départ
3
21/09/2010
La réplication (4)
Hérédité virale :
– Même caractéristiques que les organismes vivants
– Portée par les gènes
– Propriétés des gènes viraux identiques
Expression
Quelque soit la forme du génome, l’acide nucléique
code:
– la ou les protéines nécessaires pour empaqueter le génome
– D’autres fonctions que celles fournies par la cellule-hôte
 Reproduction du virus pendant son cycle infectieux
4
21/09/2010
Expression (2)
Les virus varient dans leur complexité et dans leurs
effets sur la cellule infectée (mort, latence,
transformation,…)
Mais, dans tous les cas, l’infection de la cellule hôte
produit des particules virales filles, identiques à celles
qui sont à l’origine de l’infection
La transformation
Caractérise le fait qu’une cellule ne soit plus
soumise aux contraintes normales de croissance
5
21/09/2010
La transformation
Par exemple, elles deviennent indépendantes
des facteurs nécessaires à la croissance
cellulaire
A l’origine du développement des tumeurs
Une cellule tumorale ou transformée
Se distingue d’une cellule normale par :
– son immortalité
– sa morphologie particulière
– sa capacité à former des métastases
(envahissement de tissus normaux  colonies à
distance de son tissu d’origine)
6
21/09/2010
La transformation
Peut être spontanée
Peut être provoquée :
– par certains agents chimiques
– par une infection par des virus tumoraux
Les virus tumoraux
Nombreuses classes
À ADN ou à ARN
Largement répandus chez les eucaryotes
supérieurs
7
21/09/2010
Les virus tumoraux (2)
Leur activité transformante est due à un ou
plusieurs gènes spécifiques portés par le
génome viral : oncogènes
Oncogènes : gènes capables de transformer des
cellules en un état tumorigène ou oncogène
Les virus tumoraux (3)
Les virus tumoraux, par leurs oncogènes,
activent les propriétés de croissance de la
cellule cible
8
21/09/2010
Les virus tumoraux (4)
Certains oncogènes viraux ont un équivalent
cellulaire : les proto-oncogènes cellulaires
Les proto-oncogènes cellulaires sont impliqués
dans le fonctionnement normal de la cellule (ex :
gènes des facteurs de croissance,…)
Les virus tumoraux (5)
Dans ce cas, les oncogènes viraux
correspondent à des versions mutées des protooncogènes (gène de fusion,…) ou à des formes
activées
Virus tumoraux à ARN
9
21/09/2010
Les virus tumoraux (6)
Dans d’autres cas, les oncogènes viraux n’ont
pas d’équivalents cellulaires
Ils agissent en inhibant l’activité de gènes
cellulaires impliqués dans la suppression des
tumeurs
Virus tumoraux à ADN
Les virus
L’étude des virus tumoraux a contribué à mieux
comprendre :
– les mécanismes de l’oncogenèse
– les mécanismes de la croissance cellulaire
– le rôle de certains facteurs de transcription qui sont des
oncoprotéines nucléaires
10
21/09/2010
XI- Les formes inhabituelles de
transmission d’information
A- Les viroïdes
Les viroïdes
Agents infectieux responsables de maladies
chez les végétaux supérieurs
C’est une molécule circulaire d’ARN (sans
protéine) qui est l’agent infectieux 
réplication autonome dans la cellule infectée
11
21/09/2010
Les viroïdes (2)
Cet ARN ne semble pas traduit en protéines
Mécanismes de conservation ?
Mode d’action dans la cellule
XI- Les formes inhabituelles de
transmission d’information
B- Les prions
12
21/09/2010
Les prions
Cause des maladies neurologiques de type
encéphalopathies spongiformes
L’agent infectieux ne contient pas d’acides
nucléiques
Le seul composant est une protéine appelée
prion
Les prions (2)
La forme normale de la protéine existe à l’état
naturel dans le cerveau sain et est codée par un
gène cellulaire
Elle est dégradée par les protéases
13
21/09/2010
Les prions (3)
Dans le cerveau malade : la protéine est
modifiée et est devenue résistante aux
protéases
Elle est l’agent infectieux responsable de la
maladie
Conclusion générale
14
21/09/2010
Dates-clefs de la biologie moléculaire (1)
1941 : 1 gène code pour une protéine (Beadle et Tatum)
1944 : l’ADN est le matériel génétique (Avery)
1953 : modèle de la double hélice (Watson et Crick)
1958 : réplication semi-conservatrice de l’ADN (Meselson
et Stahl)
Dates-clefs de la biologie moléculaire (2)
1961 :
– Organisation en triplets du code génétique
– Découverte de l’ARN messager
– Modèle de l’opéron pour l’expression des gènes
(Jacob et Monod)
15
21/09/2010
Dates-clefs de la biologie moléculaire (3)
1970 : Découverte de la transcriptase inverse chez les
rétrovirus (Temin et Baltimore)
1974 : des gènes eucaryotes sont clonés dans des
plasmides bactériens
1976 : des oncogènes de rétrovirus sont identifiés
comme agents responsables de la transformation
Dates-clefs de la biologie moléculaire (4)
1977 :
– Le séquençage de l’ADN devient possible
– Les gènes morcelés sont découverts et on déduit
l’épissage de leurs transcrits
16
21/09/2010
Dates-clefs de la biologie moléculaire (5)
1979 : Les oncogènes cellulaires sont découverts
1981 :
– Découverte de l’activité catalytique de l’ARN
– Premières mouches et souris transgéniques par introduction
d’ADN étranger dans la lignée germinale
Présent –futur en médecine
Thérapie génique
Compréhension des mécanismes des maladies
Séquençage du génome humain en 2000 
identification de tous les gènes???
……….
17