Note de cours - Franco-Cité

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SNC4M
Virus
LAF
Les Virus
Caractéristique des virus
Une particule virale complète, appelé virion, est composée d’un filament
d’acide nucléique, généralement stabilisé par des nucléoprotéines
basiques, enfermé dans une coque protéique protectrice appelée capside.
Le plus petit virus connu est le virus delta, qui parasite lui-même celui de
l'hépatite B. Il ne comporte qu'un seul gène. Le plus gros virus connu est
le mimivirus, avec un diamètre qui atteint 400 nanomètres et un génome qui comporte 1
200 gènes. «wiki »
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Les virus sont classifiés selon la nature de l'acide nucléique de leur génome (ADN
ou ARN). Les données morphologiques peuvent également être prises en compte
(présence ou absence d'enveloppe, symétrie de la capside).
Les virus ont besoin de cellules hôtes pour poursuivre leurs activités biologiques
et chimiques. Multiplication dans une cellule hôte
Absences de paroi ou d'appendice. .
Absence d'un noyau, de cytoplasme et de membrane cellulaire.
Acide nucléique en enveloppée d'une protéine elle-même entourée parfois d'une
membrane pouvant contenir des lipides et provenant de la cellule hôte.
Le débat sur la nature des virus (vivants ou pas) repose sur des notions complexes
et reste aujourd'hui ouvert. (wiki)
La virologie est la science qui étudie les virus. Elle est étudiée par des virologues
ou virologistes. (wiki)
Le virus de la fièvre jaune est le premier virus pathogène de l’Homme identifié
entre 1900 et 1902.(wiki)
Le filament d'acide nucléique peut être de l'ADN ou de l'ARN. Il représente le
génome viral. Il peut être bicaténaire (double brin) ou monocaténaire (simple
brin). Le génome sous forme d'ADN est généralement bicaténaire. Le génome
sous forme d'ARN est généralement monocaténaire. « wiki »
Figure 1: virus Ebola
http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Ebola_Virus_TEM_PHIL_1832_lores.jpg
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Importance des virus
Les virus sont importants pour l’étude de la biologie moléculaire et la biologie cellulaire,
car ils fournissent des systèmes simples qui peuvent être utilisés pour la manipulation et
la compréhension des fonctions cellulaires. Par exemple, les virus présentent en général
un matériel génétique simplifié et aident à la compréhension des mécanismes
moléculaires de la génétique comme la réplication de l’ADN, la transcription, les
modifications post-transcriptionnels de l’ARN, la traduction, le transport des protéines et
l’immunologie.
Les virus peuvent de plus être utilisés comme vecteur pour introduire un gène dans une
cellule. Cet outil est utilisé par exemple pour permettre à la cellule de produire une
protéine recombinante ou pour étudier l’effet de l’introduction du nouveau gène dans le
génome.
Certains virus sont utilisés en thérapie génique comme vecteur, pour soigner diverses
maladies. Dans certaines maladies génétiques, un gène défectueux provoque les
symptômes. Les virus vecteur permettraient de cibler des cellules spécifiques et
remplacer le gène en question par un gène normal.
****Nouveauté**** Les virus sont également utilisés dans la lutte contre le cancer.
Certains virus sont capables de détruire spécifiquement des cellules cancéreuses
Prévention et traitement
Étant donné que les virus utilisent la machinerie cellulaire de l’hôte pour se reproduire à
l’intérieur même de la cellule, il est difficile de les éliminer sans tuer la cellule hôte. Des
médicaments antiviraux permettent cependant de perturber la réplication du virus.
Une autre approche est la vaccination qui permet de résister à l’infection.
Divers médicaments permettent de traiter les symptômes liés à l’infection. Les patients
demandent souvent à leurs médecins qu’ils leurs prescrivent des antibiotiques, mais
ils sont sans effet sur les virus. Les antibiotiques interfèrent en effet avec des constituants
ou le métabolisme des bactéries et permettent donc de traiter seulement les maladies
d’origine bactérienne et non les maladies d'origine virale.
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Les types de virus
a) Bactériophage
Un bactériophage (ou phage) est un virus n'infectant que des bactéries. On
les appelle également virus bactériens. Ce sont des outils fondamentaux de
recherche et d'étude en génétique moléculaire. Les bactériophages servent
entre autres, de vecteurs de clonage de gènes. Les bactériophages sont
présents dans l'ensemble de la biosphère. En effet, ils sont présents partout,
mais en quantité plus importante dans les excréments, le sol et les eaux
d'égout.
1. Tête
2. Queue
3. Acide nucléique
4. Capside
5. Collier
6. Gaine
7. Fibre Caudale
8. Spikes
9. Plaque de base
Comme les virus qui infectent les eucaryotes, les phages sont constitués
d'une enveloppe protéique externe (appelée capside) protégeant le matériel
génétique (ADN ou ARN). Pour plus de 95 % des phages connus, ce
matériel est une molécule d'ADN double-brin d'une taille de 5 à 650 kpb et
leur taille varie de 24 à 200 nm.
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L’organisme responsable de la nomenclature et de la taxonomie des virus
s’appelle l’International Commitee on Taxonomy of Viruses (ICTV). On
dénombre 21 morphologies différentes chez les virus bactériens
actuellement reconnus par l'ICTV. En 2000, plus de 5000 bactériophages
différents avaient été observés et décrits. Plus de 95 % d'entre eux
possédaient une queue impliquée dans l'entrée de l'ADN du phage dans la
cellule bactérienne.
Plage de lyse :
On caractérise les phages par la présence de plage de
lyse. L'infection d'une cellule par un seul phage provoque, au bout d'une
vingtaine de minutes la lyse de la cellule bactérienne avec libération de
centaines de particules phagiques. Chaque particule de la descendance va
aller infecter une bactérie voisine et recommencer le cycle lytique. Assez
vite, le résultat de ces destructions en cascade devient visible à l'œil nu sous
forme de trous dans le tapis bactérien appelés des plages de lyse. Ces plages
de lyse constituent un phénotype permettant de caractériser les phages.
Figure 2http://membres.multimania.fr/carcinus/GENETIQUE/GENBACT/Pllyse.html(source)
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Le cycle lytique d'un phage virulent
Diagramme démontrant le cycle lytique d'un bactériophage
Le cycle lytique d'un virus se fait dans les étapes suivantes :
a) Il y a attachement du virus à la bactérie.
b) Il y a ensuite pénétration de l'ADN dans la bactérie.
c) Une fois dans la bactérie il y a synthèse des protéines virales
et de l'ADN du virus
d) Ensuite, il y a l'assemblage des ADN virales avec les
manteaux protéiniques.
e) Par après il y a lyse de la bactérie et ensuite c'est la
libération des nouveaux virus.
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http://cte.univ-setif.dz/testsite/genetique/imagescours/fixationetinjectiondel%27ADNphagique1.jpg
Lysogénie : l'invasion d'une cellule bactérienne par un
phage latent
Dans le cycle lytique le virus provoque la lyse ou la rupture de la cellule qu'il infecte.
D'autres virus bactériens, comme le virus lambda d'E. Coli, peuvent infecter une cellule
sans provoquer sa lyse. Dans ce type d'infection virale, la bactérie continue à croître
normalement et le virus ne s'exprime qu'après une longue période. Le virus demeure dans
un état dormant (latent), appelé lysogénie.
« La lysogénie, ou cycle lysogénique, est l'une
des deux modalités de la reproduction virale
(l'autre étant le cycle lytique). C'est l'état dans
lequel se trouve une bactérie dont le génome a été
infecté par celui d'un virus appelé bactériophage
(ou simplement phage). Une fois réalisée la
fusion de l'acide nucléique du phage avec celui de
la bactérie hôte, l'ADN phagique sera transmis à
la génération suivante grâce à la division
cellulaire mais il se peut que l'ADN phagique de
la cellule fille provoque un cycle lytique
(explosion de la cellule en libérant les virus
nouvellement formés). »
http://fr.wikipedia.org/wiki/Lysog%C3%A9nie
Certains bactériophages (appelés phages tempérés) peuvent demeurer dans
un état quiescent en intégrant leur matériel génétique à l'ADN de la bactérie.
On parle alors de provirus ou de prophage, c'est-à-dire un virus dont le
matériel génétique est intégré au génome de l'hôte. Ces phages endogènes,
sont copiés à chaque division cellulaire avec l'ensemble de l'ADN de la
bactérie, que l'on qualifie alors de lysogène. Pendant cette phase de latence,
l'expression des gènes codés par le génome du phage est en général réprimée
par une protéine répresseur. Dans certaines conditions, en particulier en cas
de carence ou de stress, le prophage sort de son état quiescent et active son
cycle réplicatif. Il s'excise du génome de l'hôte et entre dans un cycle lytique,
comme ci-dessus http://fr.wikipedia.org/wiki/Bact%C3%A9riophage
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Le diagramme suivant démontre la lysogénie du virus lambda d'E. Coli.:
La lysogénie se résume par les étapes suivantes :
a) attachement du virus à la bactérie.
b)pénétration de l'ADN dans la bactérie.
c) attachement de l'ADN au chromosome de la bactérie.
d) dédoublement du chromosome de la bactérie avec l'ADN du virus.
e) transmission de l'ADN d'une bactérie à une autre.
À se souvenir que pendant la lysogénie, le matériel génétique du virus est incorporé à
l'ADN de la cellule.
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source : http://cte.univ-setif.dz/testsite/genetique/cours2.html
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Les phages ont permis l'essor de la
biologie moléculaire
Dans les années 1940, les travaux effectués sur les bactériophages ont
permis de découvrir que les acides nucléiques étaient les principaux
constituants du matériel génétique. C'est avec cette découverte que prit
naissance le vaste domaine de la biologie moléculaire.
Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Bact%C3%A9riophage
Exemples :
Nombre de
gènes
Type d'acide
nucléique
Bactériophage
T4
160
ADN
Coliphage fd
4
ADN
Coliphage R17
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ARN
Classifications
Structure
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Les types de virus
b) Virus de Plantes : Phytovirus
La structure des virus des plantes ou phytovirus, est similaire à celle des
virus bactériens et animaux. Beaucoup de virus végétaux se présentent sous
la forme de minces et longues hélices. La majorité possède un génome
composé d’ARN. Les virus de végétaux peuvent être disséminés par le vent
ou par des vecteurs comme les insectes et les nématodes, parfois par les
graines et le pollen.
Exemples :
Classification
Structure
Type
Dimension
d'acide
(nm)
nucléique
Virus de la mosaïque
du tabac
300 nm x
20 nm
ARN simple
brin
Virus X ou virus de la
mosaïque de la
pomme de terre
500 x 13nm
ARN simple
brin
c) Virus d'animaux : INSECTES
Les baculovirus sont des virus d’insectes très étudiés. Ils infectent principalement les
lépidoptères. La larve de l’insecte s’infecte en ingérant de la nourriture. À partir du
tube digestif, l’infection peut se transmettre aux autres tissus. L'utilisation de virus
pathogènes d'invertébrés dans la lutte contre les insectes ravageurs des cultures et des
forêts pourraient être l'un des moyens pour limiter ou remplacer les insecticides
chimiques.
Les baculovirus sont aussi utilisés en biologie moléculaire pour exprimer un gène
étranger (protéine recombinante) dans des cultures de cellules d'insecte.
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D) Virus d'animaux
Le rhume, la grippe, la varicelle, la rougeole, la mononucléose infectieuse sont des
exemples de maladies humaines virales relativement courantes. Des maladies plus
sévères comme le SIDA, le SRAS, la grippe aviaire, la variole sont aussi causées par des
virus. Le virus Ebola entraîne des fièvres hémorragiques. La capacité d’un virus
d’entraîner une maladie est décrite en termes de virulence.
Les virus possèdent différentes stratégies, différents mécanismes grâce auxquels ils
peuvent produire des maladies. Le virus pénètre dans une cellule hôte spécifique et prend
le contrôle de ses fonctions normales. Au niveau cellulaire, les effets cytopathogènes des
virus peuvent entraîner divers effets néfastes. Les capacités de synthèse des protéines des
cellules infectées peuvent être inhibées, la chromatine est fragmentée par des enzymes
virales. Des particules virales s’accumulent dans le cytoplasme ou le noyau des cellules
infectées. Les virus peuvent ensuite provoquer la lyse et la mort des cellules hôtes.
Virus Oncogènes : Il y a transformation cellulaire virale lorsque le génome du virus entre
avec l’ADN du génome cellulaire. On appelle ces virus des virus oncogènes. Parmi ceuxci, les rétrovirus, en s’intégrant dans le génome cellulaire, peuvent devenir tumorigène et
possèdent donc la capacité d’entraîner des cancers.
Exemples :
Classification
Structure
Types
Dimension
d'acide Maladies représentatives
(nm)
nucléique
Picornavirus
22-30
ARN
Poliomyélite, Hépatite A
Orthomyxovirus
80-120
ARN
Grippe (influenza)
Rétrovirus
100
ARN
Cancer, SIDA (VIH)
Rhabdovirus
70-80 x
130-240
ARN
Rage
Hépadnavirus
42
ADN
Hépatite B
Virus de l'herpès
150-200
ADN
Varicelle, herpès génital,
mononucléose, cancer,
rhumes
Virus de la variole
200-260
ADN
Variole, varioles des
vaches
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Tableau comparatif des virus et des cellules
Tableau représentant les principales différences entre les virus et les cellules.
Caractéristiques
Virus
Cellule (procaryote ou
eucaryote)
Acide nucléique
Présence d'ADN ou d'ARN
constituant l'information
génétique.
Présence d'ADN et d'ARN
Protéines
Présentes en plus ou moins grand
La plupart des cellules ont des
nombre, constituent surtout
centaines de protéines
l'enveloppe autour de l'acide
différentes.
nucléique
Lipides
Présents chez quelques virus
seulement, comme constituants
d'une membrane.
Toutes les cellules ont des
lipides
Sucres
Présents sous forme de courtes
chaînes liées aux lipides ou aux
protéines.
Présents sous formes de courtes
chaînes et de longues chaînes
complexes.
Enzymes
Certains en ont quelques-unes la
plupart n'en ont pas.
Généralement des centaines.
Aptitude à produire
Incapables de fabriquer de l'ATP. Capables de fabriquer de l'ATP.
une source d'énergie.
Réplication
Synthèse intracellulaire suivie
d'assemblage.
Surtout division par scissiparité
ou mitose.
Pénétration de virus
Des études attentives de tous les types de virus ont permis d'observer que les virus
entraient et sortaient des cellules de différentes façons. Certains types de virus peuvent
fusionner avec la membrane extrene de la cellule, alors que d'autres y pénètrent par un
genre de phagocytose.
Diagramme démontrant les modes de pénétration des virus dans les cellules animales.
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La propagation des infections virales
Un certain nombre d'insecte peuvent occasionner une infection lorsqu'ils piquent une
feuille ou un animal et y déposent des particules virales qui sont souvent présente dans
leur salive. Un insecte qui aide à la propagation d'un virus, d'une bactérie ou d'un
champignon est appelé un vecteur.
En voici des quelque exemples :
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La propagation par les animaux
Des virus présents chez des hôtes naturels, comme les rongeurs et d'autres types
d'animaux sauvages, peuvent aussi provoquer accidentellement des infections chez
l'humain. La rage est une infection virale touchant les animaux, très courante dans une
grande partie de l'Amérique du Nord, y compris le sud du Canada. Cette maladie ne peut
être transmise que par la morsure d'un animal infecté. Le virus de la rage pose un gros
problème dans les régions habitées, car un animal domestique peut être contaminé par un
animal enragé comme le renard, la mouffette, le tamia ou l'écureuil. Si un chien est
infecté, il peut, en mordant un humain, lui transmettre la maladie. Le vaccin utilisé
aujourd'hui contre la rage est beaucoup plus facile à administrer et plus efficace que celui
qu'on utilisait autrefois.
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La propagation dans l'air
L'air transporte un grand nombre d'agents de maladie comme le rhume, l'influenza, la
coqueluche, la diphtérie, la rougeole, les oreillons, la tuberculose, la pneumonie et la
fièvre scarlatine. Les gens propagent souvent les maladies en toussant ou en éternuant.
Les premiers sites d'infection sont généralement les nez, la gorge et les poumons.
La propagation par la nourriture et par l'eau
La manipulation non hygiénique de la nourriture et de l'eau permet à de nombreuses
maladies de se propager. Un grand nombre d'entre elle sont des maladies de l'appareil
digestif. On retrouve des traces de bactéries pathogènes dans les excréments des
personnes infectées. Dans notre société, les excréments sont souvent éliminés dans l'eau
qui servira plus tard d'eau potable. L'eau infectera d’autres personnes si elle n'est pas
traitée convenablement. Une personne infectée peut évidemment transmettre la maladie
en manipulant les aliments et les boissons destinés d'autres.
C'est la façon que se propagent l'empoisonnement alimentaire, le choléra, la fièvre
typhoïde et la dysenterie.
Bibliographie
Plusieurs sources internet ont permis ce document. Ils sont cités aux travers du texte.
La principale source fut pris avec recherche Google qui aboutit avec wikipedia et google
images.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Virus
http://fr.wikipedia.org/wiki/Bact%C3%A9riophage
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