24/02/16 (11-12h) ROUX Alexandra L2 CR : BOUÉ Kévin

AIH - Structure des virus, cycle viral, physiopathologie des infections virales
24/02/16 (11-12h)
ROUX Alexandra L2
CR : BOUÉ Kévin
AIH
Pr Xavier de LAMBALLERIE
8 pages
Structure des virus, cycle viral, physiopathologie des infections virales
A. Introduction : la structure des virus
Personne ne sait véritablement ce qu'est un virus, il y a de nombreuses définitions. On le définit comme un
agent infectieux avec une structure relativement simple qui se résume à deux ou trois éléments. Ils ne sont pas
autonomes, ils sont dits parasites intracellulaire obligatoires. (ils doivent parasiter une cellule procaryote ou
eucaryote pour se développer). Il n'existe quasiment aucun organisme qui ne puisse être infecté par un virus.
Deux symétries majeures des virus existent :
–la symétrie icosaédrique
–la symétrie hélicoïdale
Eléments importants constituant les virus :
–Génome / acide nucléique : ADN ou bien ARN
–Capside : protéines entourant le génome. Il y a deux symétries
pour la capside : icosaédrique et hélicoïdale.
–Enveloppe : structure lipidique inconstante, on parle de virus
nus ou enveloppés.
Le génome est toujours présent mais est très variable. Il est soit sous
forme d'ADN, soit sous forme d'ARN, jamais les deux simultanément.
Il peut être double brin/simple brin, circulaire/ linéaire,
mono/plurisegmenté. Quasiment toutes les formes existent. Cela a une
grande influence sur les capacités réplicatives du génome et les
capacités du virus en général.
La capside est l'élément le plus spécifique du virus. Ce sont des petites
unités de structure qui sont des protéines, réunies de façon stable
autour d'un acide nucléique et qui le protègent contre le milieu
extérieur. Cette capside a soit une symétrie hélicoïdale (tubulaire), soit
une symétrie polyédrique (dite icosaédrique car 20 faces).
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Plan :
A. Introduction : la structure des virus
B. La classification des virus
I. Les virus à ADN
II. Les virus à ARN
C. La multiplication des virus : l'infection d'une cellule
D. La transmission virale
E. Le syndrome pseudo-grippal
F. Les durées d'incubation des virus

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Ex : virus de la mosaïque du tabac, de symétrie hélicoïdale.
Son génome est organisée en hélice, et autour de cette
hélice viennent se placer des protéines, qui sont toutes
similaires et qui viennent habiller et protéger ce ressort.
Cela donne une tubule dans laquelle le génome est habillé
de protéines. Il y aura donc un problème d'atteinte du
génome par la polymérase lors de la réplication.
L'icosaèdre est très stable d'un point de vue
thermodynamique. Cette structure a 30 arrêtes et 20 faces.
Très présente dans la nature, c'est l'une des formes les plus
stables retrouvées dans la nature.
Le nucléocapside est l'ensemble composé du génome et de la capside.
L’enveloppe n'est pas obligatoire, elle est beaucoup plus souple, fragile, et toujours acquise à partir des
membranes cellulaires (cytoplasmique, golgienne, ou nucléaire) selon les virus. Elle contient les lipides de la
cellule dans lesquels vont s'agencer des protéines virales (qui seront reconnues par le système immunitaire de
l'organisme). On distingue les virus nus et les virus enveloppés. C'est une structure assez fragile.
A partir de trois ces éléments :
–La nature du génome (ADN/ARN)
–La symétrie du virus (hélicoïdale/icosaédrique)
–La présence ou non d'une enveloppe
→ on a bâti une classification qui repose sur la structure des virus (complexe).
B. La classification des virus
I. Les Virus à ADN
La majorité ont un ADN double brin. Tous les virus d'importance médicale ont une symétrie icosaédrique.
ADN bicaténaire ADN monocaténaire
Capside icosaédrique à symétrique cubique Symétrie complexe Symétrie cubique
Virus nus Virus enveloppés Virus envelop. Virus nus
Adénovirus
Papillomavirus (cancer)
Pollyomavirus
Herpesvirus (herpès, varicelle)
Hepadnavirus (hépatite B)
Poxvirus
(variole)
Parvovirus
(ex : parvovirus B19)
Remarque : les suffixes -virus et -viridae veulent dire la même chose. Ex : papillomaviridae / papillomavirus.
Seuls les virus dont le prof a le plus parlé sont représentés. Certains d'entre eux seront revus dans les cours
prochainement.
II. Les virus à ARN
Ils sont beaucoup plus nombreux, avec une très grande diversité de formes.
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ARN monocaténaire
segmenté
ARN monocaténaire ARN monocaténaire
diploïde
ARN bicaténaire
segmenté
Capside hélicoïdale Capside non caractérisée Capside complexe Capside icosaédrique
Virus enveloppés Virus enveloppés Virus enveloppés Virus nus
Orthomyxiovirus (-)
(grippe)
Bunyvirus (-)
(fièvre de la vallée du rif)
Arenavirus (-)
(fièvre de Lassa,
méningite lymphocytaire)
Deltavirus (-)
(hépatite D)
Retrovirus (-)
(VIH, possédant une
reverse transcriptase)
Reovirus
(gastro-entérite avec
rotavirus)
ARN monocaténaire non segmenté
à polarité négative
ARN moncaténaire non segmenté
à polarité positive
Capside hélicoïdale Capside icosaédrique
Virus enveloppés Virus enveloppés Virus nus
Coronavirus
Filovirus (ébola)
Rhabdovirus
Paramyxovirus (rage)
Togavirus :
– alphavirus (chykungunya, encéphalites)
– rubivirus (rubéole)
Flavivirus :
– hepativirus (hépatite C)
– arbovirus (Zika, dengue, fièvre jaune)
Picornavirus (enterovirus,
poliomyélite)
Astrovirus
Calicivirus (diarrhées)
Heptatitis E like virus
(hépatite E)
•Les ARN de polarité négative ne peuvent pas être lus par les ribosomes.
•Les ARN de polarité positive ont la même orientation que les ARNm et peuvent donc être lus
normalement par les ribosomes et traduire des protéines.
Aspect en microscopie électronique :
•Adénovirus : très caractéristiques avec des spike (permet
l'attachement aux cellules), symétrie icosaédrique.
•Herpesvirus : l'enveloppe n'est pas collée à la capside, est
assez grande
•Rotavirus : non enveloppé, très symétrique
•Entérovirus : tous petits (40 nm), symétrie icosaédrique, à
l'intérieur de la capside il y a les acides nucléiques (on peut
le voir quand le colorant rentre dans la capside).
•Grippe : à la surface on voit les protéines de l'enveloppe, la
neuraminidase et l'hémagglutinine, à l'intérieur il y a 8
segments d'ARN, capside à symétrie hélicoïdale
•VIH : forme trapézoïdale de la capside assez caractéristique,
à l'intérieur de la capside il y a 2 copies du génome ARN.
•Fièvre jaune : virus beaucoup plus petits, enveloppés
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C. La multiplication des virus : l'infection d'une cellule
La plupart des médicaments aujourd'hui ont une action sur le cycle de réplication. Il faut donc bien connaître ce
mécanisme (figure à bien mémoriser). Pour se répliquer, le virus a impérativement besoin de rentrer dans une
cellule et il va utiliser la machinerie cellulaire.
1) L'attachement du virus à la surface de la cellule pour pouvoir la pénétrer, attachement plus ou moins
spécifique sur des récepteurs cellulaires, qui peuvent déterminer la spécificité d'infection du virus :
spécificité d'hôte (infection chez la souris et pas chez l'Homme par exemple), ou encore une spécificité
de cellule (cellule de tel ou tel organe).
2) La pénétration dans la cellule selon plusieurs mécanismes :
•Déclenchement d'une pinocytose/microphagocytose, c'est à dire que le virus est internalisé de
manière active dans une vacuole d'endocytose, mécanisme surtout pour les virus nus.
•Pour les virus enveloppés, il y a surtout fusion entre l'enveloppe lipidique et la membrane cellulaire
lipidique.
3) La décapsidation : libération de l'acide nucléique, très souvent pH-dépendante : cela se fait donc dans
une vacuole d'endocytose où le pH est bas.
4) La réplication : Le génome va là où il doit se répliquer c'est à dire dans le cytoplasme ou noyau.
•Virus à polarité (+) : est décapsidé, relargue son génome dans la cellule et il est pris en charge de
suite par le ribosome, donc fabrication de protéines. Ce début du cycle est très logique. Parmi les
protéines virales fabriquées il y a la polymérase.
•Virus à polarité (-) : il arrive dans la cellule, est déshabillé mais là problème : il ne peut pas servir à
faire des protéines car il ne peut être lu par les ribosomes. Il doit donc impérativement être pris en
charge par l'ARN polymérase. Or une telle enzyme n'existe pas dans la cellule. Donc le virus à
polarité négative doit impérativement amener sa polymérase avec lui dans la capside, sinon ne
il peut rien faire.
5) L'encapsidation : les nouveaux génomes répliqués entrent dans des nouvelles capsides
6) La libération du virus : Les virus vont alors se multiplier dans le cytoplasme ou dans le noyau.
La sortie peut se faire de manière violente (éclate la cellule ou la tue) ou plus douce, via des
mécanismes actifs (exocytose) pour faire sortir le virus de la cellule, et en particulier pour les virus
enveloppées à travers la membrane de la cellule ou du noyau ou du RE comme le virus de la grippe.
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La cellule a plusieurs devenirs après l'infection par un virus :
–Mort de la cellule
–Tolérance de l’infection
–Transformation maligne de la cellule : cancérisation de la cellule
Mécanismes de la cancérogénèse :
Les virus peuvent activer un oncogène cellulaire. D'autre virus sont liés à l’inactivation d’antioncogènes qui
vont être détruit et donc favoriser l'activité de l'oncogène.
Virus connu pour être lié à des cancérogènes (à connaître ++):
–HTLV-1 : rétrovirus responsable de leucémies et sarcomes à lymphocytes T de l'adulte
–Virus de l'hépatite B (HVB) : responsable du cancer primitif du foie
–Virus de l'hépatite C (HCV) : responsable du cancer primitif du foie
–Papillomavirus (HPV 16, 18 et 31) : responsable des papillomes humaines associés au cancer du col
utérin, mais aussi de la gorge.
–Virus Epstein Barr (EBV) : c'est un herpesvirus associé à plusieurs cancers dont le lymphome de
Burkitt (lymphome B) et un carcinome nasopharyngé.
–Le 8ème herpesvirus (HHV-8) : associé au sarcome de Kaposi (a permis de découvrir le VIH)
Voies conduisant à la production initiale d'ARNm viraux :
Pour fabriquer des protéines virales, le virus doit faire un ARNm, qui sera lu par un ribosome. Ce mécanisme de
production d'ARN messager est différent dans chaque cas. :
–ADN bicaténaire (herpesvirus, adénovirus) : Il ressemble au génome humain. Ces virus ne
transportent pas d'ARN polymérase. Ce sont les ARN polymérases cellulaires ADN dépendantes qui
vont faire des ARNm à partir de cet ADN. Il suffit que le génome soit adressé là où se trouvent ces
polymérases : dans le noyau.
Exception : les Poxvirus sont tellement gros et complexes qu'ils ont leur propre ARN polymérase ADN
dépendante, ils restent donc dans le cytoplasme.
–ADN monocaténaire +/- (parvovirus) : Il n'y a pas d’enzyme qui prend en charge les ADN
monocaténaires. Il faut alors constituer le brin complémentaire qui est fait par les ADN polymérases
cellulaires. Cet ADN double brin fabriqué permet aux ARN polymérases cellulaire de faire l'ARNm.
Les virus à ADN monocaténaire sont les seuls à ne pas avoir de polymérase.
–ARN monocaténaire à polarité positive (picornavirus, flavivirus) : sont déjà des ARNm, pris en
charge par les ribosomes cellulaire.
–ARN monocaténaire polarité négative (orthomyxovirus, paramyxovirus, rhabdovirus) :
Ils sont complémentaires d'ARNm. Les ARN doivent être recopiés dans l’autre sens, or dans nos
cellules on a que des ARN polymérases ADN dépendantes (elles doivent partir d’une molécule d’ADN)
donc ces virus ont dans leur capside leur propre polymérase appelée transcriptase virionique.
–ARN monocaténaire à polarité positive (retrovirus) : Leur génome est un ARN de polarité positive
mais ils n'ont pas du tout le même cycle cellulaire que les virus précédents. Ils possèdent la reverse
transcriptase, pour créer à partir de son ARN de l’ADN qui sera traité comme les ADN cellulaires.
La reverse transcriptase recopie l’ARN en ADN génomique viral qui sera intégrer dans le génome de la
cellule par des intégrases. Il est ensuite considéré comme de l'ADN humain normal et servira donc de
matrice pour faire de l'ARNm.
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