130916 structure et classifcation des virus goffard

2016-2017
Structure et classification des virus
– UE1 :Virologie –
Polys disponibles sur moodle
Semaine : n°2 (du 12/09/16 au
16/09/2016)
Date : 09/09/2013
Heure : de 10h00 à
12h00
Binôme : n°43
Professeur : Pr. Goffard
Correcteur : 44
Remarques du professeur :
polys donnés en amphi mais sont aussi sur moodle (en version pdf et version site web)
6 à 8 Cours magistraux : cours généraux de virologie fondamentale
15-20 Fiches sur moodle des virus à connaître: l'examen porte sur une fiche.
20 minutes d'examen
ED en décembre
Sur moodle (Novembre) : QCMs d'auto-évaluation.
Contact : éviter question sur facebook, envoyer un mail ou sur le forum.
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PLAN DU COURS
I)
Structure générale des virus
A)
Qu'est-ce qu'un virus ?
B)
Taille
C)
Génomes
1)
Définitions
2)
Génomes à ADN
3)
Génomes à ARN
D)
Particularité des rétrovirus
E)
Conclusion
II)
Enveloppe et capsides
A)
Capside
1)
Structure de base
2)
Formes
3)
Synthèse
B)
1)
Enveloppe
Constitution
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Structure et classification des virus
2)
Exemples
3)
Conclusion
III)
Classification
1)
Généralités
2)
Nomenclature
3)
Classification de Baltimore
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Structure et classification des virus
Objectifs du cours :
-Connaître les éléments constitutifs d'une particule virale
-Caractériser un génome viral, une capsule virale et une enveloppe virale
-Connaître les éléments de la classification de Baltimore
-Connaître la classification des virus impliqués en pathologie humaine
I)Structure générale des virus
A)Qu'est-ce qu'un virus
Définition édictée par M. Lowoff en 1953 , un virus est :
-un seul type d'acide nucléique : ADN ou ARN (l'un ou l'autre, pas en même temps)
-Reproduction à partir de son propre matériel génétique
-Parasitisme intracellulaire obligatoire, il doit aller dans une cellule pour se reproduire.
En plus des acides nucléiques, les autres éléments constituants un virus sont :
-Une capside : structure protéique
-Une enveloppe : pas toujours présente
On distingue :
-Les virus nus qui sont constitués d'un acide nucléique + capside
-Les virus enveloppés qui sont : un virus nu + enveloppe
Définition : Virus ou virion ?
→ Virus = l'agent infectieux à tous les stades du cycle viral
→ Virion = particule virale infectieuse complète.
Même les bactéries ont leur virus : les bactériophages (pas la peine de les apprendre, on ne les verra pas en
cours). Ce sont des virus utilisés pour détruire des bactéries : traitement de la recto-colite hémorragique ou
maladie de Crohn.
B)
Taille
La taille d'un virus en moyenne est de 100 nm. Comparativement, il faut imaginer une piste de cirque (13 m de
diamètre), si l'on compare cela à un virus, sa taille correspondrait à celle d'un melon ou d'une noisette → On ne
voit donc pas les virus au microscope optique.
Exemple :
-le + petit : Parovirus B19 : 20-23nm
-HIV : 100-120 nm
-Ebolavirus : 80-800 nm
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Structure et classification des virus
Pour voir un virus, il faut employer le microscope électronique.
C)
Génomes
1)
Définitions
Génôme viral : code l'ensemble des gènes nécessaires à la réplication du virus
En raison de leur taille limitée, les génomes viraux sont très compacts :
-tous les gènes sont codants
-certains gènes sont chevauchants (décalages du cadre de lecture pour donner naissance à des protéines
différentes) ex : virus de l'Hépatite B.
Le génome viral est un acide nucléique soit de type ADN soit de type ARN. On différencie les virus de type :
-ADN simple brin, double brin, linéaire, circulaire,..
-ARN simple brin, double brin, segmentés, linéaires, circulaires,..
La taille des génomes viraux est très variable. Leur taille est plus petite que celle de l'ADN humain (Hep B ne code
que 4 protéines virales).
-Les plus gros virus sont des virus à ADN : 235 kilobases pour le Cytomégalovirus
-Les plus petits sont des virus à ARN
-Le + petit virus humain est un virus défectif : le virus DELTA (1700 b), il a besoin de l'hépatite B pour
infecter une cellule.
Le génome peut avoir différentes formes :
-Les virus à ADN sont le plus souvent sous la forme double brin
-Les virus à ARN sont le plus souvent sous la forme simple brin
2)
Génome de type ADN
Le plus souvent, il est double brin et peut être linéaire ou circulaire. Il est synthétisé par l'ADN polymérase
d'origine virale.
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Structure et classification des virus
Ces ADN polymérases virales ont souvent été capturées à partir de gènes humains ancestraux et ont donc une
activité correctrice d'erreurs, comme les polymérases cellulaires. La correction est permise grâce à la fonction
exonucléasique 3' → 5' de la polymérase.
Les virus à ADN ont donc un génome très stable :
-très peu de mutations sont incorporées lors de la réplication virale : 1 nucléotides erroné pour 108 ou 109
nucléotides recopiés
-incorporation de mutations dans le génome est mal toléré.
En général, les génomes de type ADN sont assez gros.
3)
Génome de type ARN
Le plus souvent simple brin, linéaire ou circulaires, segmenté ou non. Ce génome est synthétisé par une ARN
polymérase ARN dépendante.
Les ARN polymérases virales n'ont pas d'activité correctrice d'erreur, elles sont donc peu fidèles : 1
nucléotide erroné pour 103 ou 104 nucléotides recopiés.
Certaines mutations sont délétères : si elles induisent un codon STOP dans une protéine importante pour le virus,
d'autre donnent un avantage réplicatif au virus.
Un équilibre s'établit entre les avantages acquis et les effets délétères.
Taille des génomes de type ARN, ils sont souvent plus petits car plus fragiles :
-génome cassé= virus inactivé
-solution : avoir un génome segmenté
Exemple : virus de la grippe est un virus ARN segmenté (7 à 8 segments) chaque segment code une protéine.
Génomes de type ARN segmenté : chaque segment code une protéine virale. On distingue deux types de virus à
ARN Segmenté :
-les rotavirus (gastro-entérite de l'enfant)
-les virus grippaux
Polarité des génomes à ARN : en fonction de leurs structures les génomes de type ARN peuvent être ou non
reconnus par les ribosomes cellulaires :
-polarité positive : ressemble aux ARNm et donc reconnus par les ribosomes cellulaires
-polarité négative : ne sont pas reconnus par les ribosomes cellulaires.
4)
Particularité des Rétrovirus
C'est la grande famille des Retroviridae.
En pathologie, on a les HIV et les HTLV (rares en métropole, donnent des maladies neurologiques ou des
lymphomes viraux pour lesquels on a pas de traitement )
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Structure et classification des virus
Il possède deux ARN simple brin qui sont semblables mais pas double brin. Ils possèdent une enzyme virale :
transcriptase inverse qui synthétise de l'ADN à partir de l'ARN. L'ADN proviral produit va s'intégrer au génome
des patients.
→ Ces transcriptases inverses sont peu fidèles.
D)
Conclusion
Les génomes viraux sont des éléments constitutifs des virus
-ADN ou ARN, jamais les deux en même temps
-Les génomes de type ADN sont en général double brin et assez stables (peu de mutations incorporées)
grâce à la fidélité des ADN polymérases virales.
-Les génomes de type ARN sont en général petits, simple brin et variables à cause des ARN polymérases
qui n'ont pas d'activité correctrice d'erreurs.
-Les rétrovirus ont un génome de type ARN mais capables de synthétiser de l'ADN proviral grâce à la
transcriptase inverse.
II) Capsides et enveloppes
A)Les capsides
Elles protègent l'acide nucléique viral et sont composées exclusivement de protéines virales, leur structure est
rigide.
On parle de nucléocapside quand la capside contient un acide nucléique.
1)
Structure de base : la capsomère
La capsomère est une ou plusieurs protéines virales. On distingue les capsides :
-de forme cubique ou icosaédrique
- de forme hélicoidale
-de forme complexe (ex : HIV)
Dans le cas des virus nus, la capside est en contact avec le milieu extérieur et portent les déterminants
antigéniques de virus nus.
2)
Formes
-Capsides cubiques :
→ Capsomère de 5 SU : pento
→ Capsomère de 6 SU : hexons
-Hélicoidales : en pathologie humaine, les virus à ARN ont presque tous une capside hélicoidale.
(ex:grippe)
-Complexes : (ex : HIV, structure conique)
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3)
Structure et classification des virus
Synthèse
Les capsides virales :
-sont constituées de protéines virales
-cubiques, hélicoidales ou complexes
-portent les déterminants antigéniques des virus nus
B) Enveloppes virales
1)Constitution
Elles ont une bicouche lipidique « volée » à la cellule infectée ou de sa membrane nucléaire. Les protéines
associées à la membrane sont des protéines cellulaires capturées ou des protéines et glycoprotéines virales qui
reconnaissent une structure cellulaire de l'hôte appelée récepteur virus qui définissent le tropisme du virus.
Les protéines et glycopritéines portent les déterminants antigénqiues des virus enveloppés.
Caractéristiques de l'enveloppe :
-pas indisepensables
-donne une fragilité : sensibles à la chaleur, aux variations de pH,..
→ Virus enveloppés= virus fragiles
2)Exemples
-Herpesviridae :enveloppe souple et épaisse.
-Hépatite C (HCV) :Virus de type ARN, capside ghélicoidale.
La bicouche lipidique est recouverte de lipides et lipoprotéines humaines pour se protéger de notre système
immunitaire.
-HIV
→ EXCEPTION: Hépatite B : c'est un virus enveloppé mais son enveloppe est constituée de protéines d'origine
virale et non de lipides, ceci lui donne une certaine résistance.
3)Conclusion
-Les enveloppes virales ne sont pas indispensables
- Dans les enveloppes sont ancrées des protéines et glycoprotéines virales qui reconnaissent un récepteur
cellulaire.
-Les protéines et glycoprotéines virales portent les déterminants antigéniques des virus enveloppés
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IV)
Structure et classification des virus
Classification
A)
Généralités
La classification est en perpétuelle évolution. Ses critères majeurs sont :
•
•
•
type et organisation du génome
stratégie de réplication du virus
structure du virion : capside, enveloppe
Grâce à ces critères, on a mis en place une arborescence qui représente la classification du virus
B)
Nomenclature
-Ordres :
-suffixes : ...-virales
-ne sont pas systématiquement définis
-en italique avec une majuscule
-Familles :
-suffixe : -viridae
-En italique et avec une majuscule
-Genre :
- Suffixe : -virinae ou -virus
- En italique et avec une majuscule
-espèce : avec une majuscule
-éventuellement : sous espèces,..
C'est Baltimore qui a définit la classification des virus en 7 groupes de virus :
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Structure et classification des virus
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