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Tous les virus + ARNss ont-ils des structures et des cycles de vie similaires ?

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Prenez le VHC par exemple. Le VHC ne contient aucune enzyme dans ses virions. Lorsqu'il infecte une cellule, il traduit d'abord son génome à ARN. C'est RdRp est synthétisé avec d'autres protéines non structurelles. Ensuite, son RdRp a commencé à répliquer le génome de l'ARN. Les ARN nouvellement synthétisés servent soit de modèles de traduction, soit de génomes de nouveaux virions. Enfin, de nouveaux virions sont assemblés et libérés.

Alors, tous les virus + ARNss ont-ils le même schéma ? Il n'y a pas d'enzyme dans les virions, et toutes les enzymes sont synthétisées après leur entrée dans les cellules. Ils ont les mêmes cycles de vie : entrée→traduction(non structurelle)→réplication→translation(structurelle)→assemblage→libération.


Que sont les virus ?

Décrits pour la première fois par Martinus Beijerinck, un scientifique néerlandais, en 1899, les virus sont des parasites intracellulaires obligatoires qui sont souvent décrits comme des particules. Contrairement à de nombreux autres organismes unicellulaires, les virus ne peuvent se répliquer que dans les cellules vivantes (par exemple dans les bactéries, les cellules végétales et animales).

Ils ont également une structure très simple et manquent de nombreux organites trouvés dans diverses cellules procaryotes et eucaryotes (par exemple, les mitochondries, l'appareil de Golgi, etc.). Cependant, chaque virion/particule virale se compose d'un acide nucléique qui sert à classer différents types de virus. Bien qu'ils provoquent un large éventail de maladies chez les plantes et les animaux, les virus peuvent également être bénéfiques pour l'homme.

Certains des virus les plus courants comprennent :

  • Virus d'Epstein-Barr
  • Virus Norwalk
  • virus Ebola
  • virus de l'hépatite
  • Rhinovirus
  • Virus de l'immunodéficience simienne

Résumé

Des criblages de perturbations génétiques utilisant l'interférence ARN (ARNi) ont été menés avec succès pour identifier les facteurs de l'hôte essentiels au cycle de vie des bactéries ou des virus. Jusqu'à présent, la plupart des études publiées ont identifié des facteurs d'hôte principalement pour des agents pathogènes uniques. En outre, souvent, seul un petit sous-ensemble de gènes, par exemple des gènes codant pour des kinases, a été ciblé. L'identification des facteurs de l'hôte au niveau pan-pathogène, c'est-à-dire des gènes qui sont cruciaux pour la réplication d'un groupe diversifié d'agents pathogènes, a reçu relativement peu d'attention, malgré le fait que de tels facteurs communs de l'hôte seraient très pertinents, par exemple, pour concevoir médicaments anti-pathogènes à large spectre. Ici, nous présentons une nouvelle procédure en deux étapes pour l'identification des facteurs de l'hôte impliqués dans la réplication de différents virus en utilisant une combinaison de modèles à effets aléatoires et de marches aléatoires de Markov sur un réseau d'interaction fonctionnelle. Nous déduisons d'abord les gènes candidats en analysant conjointement plusieurs écrans de perturbations tout en ajustant en même temps la forte variance inhérente à ces écrans. Par la suite, les estimations inférées sont réparties sur un réseau d'interactions fonctionnelles, permettant ainsi l'analyse des gènes manquants dans les études biologiques, en lissant les tailles d'effet des facteurs hôtes précédemment trouvés et en tenant compte des informations de voie a priori définies sur les bords du réseau. Nous avons appliqué la procédure aux données de dépistage par ARNi de quatre virus à ARN simple brin de sens positif différents, le virus de l'hépatite C, le virus Chikungunya, le virus de la dengue et le coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère, et avons détecté de nouveaux facteurs hôtes, notamment UBC, PLCG1 et DYRK1B, qui devraient avoir un impact significatif sur les cycles de réplication de ces virus. Nous avons validé expérimentalement les facteurs d'hôte détectés à l'aide d'une inhibition pharmacologique et d'un criblage supplémentaire d'ARNsi et avons constaté que certains des facteurs d'hôte prédits influencent en effet la réplication de ces agents pathogènes.


1. Introduction

Les systèmes CRISPR-Cas sont des systèmes immunitaires adaptatifs qui protègent les bactéries et les archées contre les phages et autres éléments génétiques mobiles invasifs (MGE). [ 1-4 ] La caractéristique principale de ces systèmes est la matrice d'ADN génomique connue sous le nom de répétitions palindromiques courtes et régulièrement espacées (CRISPR), entre lesquelles la mémoire des infections précédentes est stockée sous forme de courtes séquences (espaceurs) acquises à partir de MGE envahissantes. [ 5-7 ] A côté de la puce CRISPR se trouvent plusieurs gènes codant pour les protéines associées à CRISPR (Cas). Les protéines Cas effectuent différentes tâches dans les trois phases de l'immunité induite par CRISPR-Cas : l'adaptation, la biogenèse de l'ARN CRISPR (crRNA) et l'interférence. [ 2, 3, 8-12 ] Au cours de la phase d'adaptation, Cas1 et Cas2 sélectionnent et modifient des segments d'acides nucléiques étrangers (appelés protospacers), en les ajoutant éventuellement à la matrice CRISPR. [ 9, 10, 12 ] Lors d'une infection ultérieure, les espaceurs sont transcrits avec le reste de la puce CRISPR en un long ARNc précurseur (pré-ARNcr). Le pré-crRNA est ensuite transformé soit par des effecteurs Cas, soit par d'autres endonucléases endogènes en crRNA matures (également appelés ARN guides, gRNA) contenant une répétition directe et une séquence d'espacement. [ 13, 14 ] Certains systèmes nécessitent également un deuxième petit ARN appelé ARNc transactivant, qui se lie à l'ARNc pour former un ARNg fonctionnel. [ 14 ] Les ARNg sont ensuite utilisés par le module d'interférence Cas comme matrice qui guide l'effecteur pour cliver les séquences d'acides nucléiques complémentaires dans les MGE, limitant ainsi l'infection. [ 2, 3, 11 ]

La course aux armements incessante entre les procaryotes et les MGE a conduit au développement évolutif d'une grande variété de systèmes CRISPR-Cas. [ 15-19 ] Les systèmes CRISPR-Cas actuellement connus peuvent être regroupés en systèmes de classe 1 et de classe 2, qui sont ensuite divisés en types et sous-types. Les systèmes CRISPR-Cas de classe 1 (systèmes de type I, III et IV) utilisent un large assortiment de protéines Cas plus petites pour former un complexe d'interférence multi-sous-unités. [ 20, 21 ] En revanche, les systèmes de classe 2 (systèmes de type II, V et VI) utilisent une seule protéine effectrice Cas comparativement plus grande pour l'interférence et, dans certains cas, la biogenèse de l'ARNcr. [ 22-24 ]

Dans les années qui ont suivi la découverte de Cas9, les effecteurs CRISPR-Cas de type II et de type V ciblant l'ADN ont été exploités avec succès pour diverses applications dans l'édition du génome et la détection des acides nucléiques. [ 25-33 ] Des variantes modifiées et certaines variantes naturelles de Cas9 ont également été utilisées pour le ciblage et la liaison de l'ARN, initiant ainsi l'utilisation de la technologie CRISPR-Cas dans la manipulation de l'ARN et faisant potentiellement progresser ce domaine en surmontant les limitations des méthodes de ciblage d'ARN conventionnellement utilisées. . [ 34, 35 ] Cependant, le fait que Cas9 conserve également sa capacité à cibler l'ADN implique un risque d'effets indésirables sur les gènes. [ 36 ] De plus, les effecteurs Cas9 peuvent ne pas être nécessairement efficaces dans toutes les applications de ciblage d'ARN, donc élargir la boîte à outils CRISPR-Cas avec des effecteurs nouveaux et divers permettrait une plus grande flexibilité et une manipulation d'ARN plus sophistiquée.

Plus récemment, des systèmes CRISPR-Cas de type VI qui ciblent exclusivement l'ARN simple brin (ssRNA) ont été découverts. [37-40] Quatre sous-types (A–D) ont été identifiés à ce jour, parmi lesquels les sous-types VI-A, VI-B et VI-D ont été caractérisés fonctionnellement avec leurs effecteurs respectifs, à savoir Cas13a, Cas13b et Cas13d (Chiffre 1A et Table 1). Fonctionnellement, tous les effecteurs Cas13 sont des RNases guidées par ARNcr avec deux centres catalytiques distincts et indépendants. Un centre catalytique traite le pré-ARNr et l'autre est formé par deux R-X4-Motifs H typiques des domaines de liaison aux nucléotides des eucaryotes supérieurs et des procaryotes (HEPN) qui médient le clivage de l'ARNsb. Contrairement à Cas9 qui clive spécifiquement les séquences d'ADNdb complémentaires de l'espaceur crRNA (c. tout autre ARN rencontré (à la fois hôte et ARN viral) en trans (également connu sous le nom de clivage collatéral ou de spectateur) (figure 1B). [37-40] Le clivage se produit préférentiellement dans les régions structurellement exposées des structures secondaires de l'ARN, généralement au niveau de l'uridine (U) ou de l'adénosine (A) (figure 1B). Compte tenu de leurs puissantes performances dans les cellules de mammifères, les effecteurs Cas13 ont déjà été utilisés comme outils pour la manipulation de l'ARN, bien que leur application pratique en soit encore à ses balbutiements. [ 38, 39, 41-49 ]

88 nt (long) e) e) se compose de fragments 5' et 3' de la séquence répétée de 36 nt séparés par une région répétée intermédiaire

Région de commutation de la nucléase HEPN

  • a) le clivage semble être illimité ou affecté de manière négligeable par les séquences flanquant le protoespaceur pour certains orthologues ou dans certaines conditions
  • b) confirmé dans les orthologues Cas13a clivant en U
  • c) Csx27 réprime l'activité de Cas13b et se trouve de manière incohérente dans les loci CRISPR de type VI-B1, alors que, alors que Csx28 améliore l'activité de Cas13b et est universellement présente dans les loci de type VI-B2, les deux protéines accessoires peuvent réguler les effecteurs orthogonaux de Cas13b
  • d) La protéine contenant le domaine WYL améliore l'activité Cas13d et se trouve de manière incohérente dans les loci CRISPR de type VI-D
  • e) se compose de fragments 5' et 3' de la séquence répétée de 36 nt séparés par une région répétée intermédiaire
  • f) peut varier d'un orthologue à l'autre.

À la lumière d'études récentes sur les effecteurs Cas13, cet article de synthèse résumera les connaissances actuelles sur les bases structurelles et mécaniques du fonctionnement des effecteurs Cas13, décrira les applications rapportées et soulignera les problèmes qui doivent être résolus avant que ces effecteurs puissent être utilisés plus largement. et efficacement.


Discussion

La plupart des thérapies antivirales actuelles agissent pour inhiber des protéines virales spécifiques, par ex. enzymes virales essentielles. Malheureusement, cette approche s'est avérée inefficace en raison de la résistance aux médicaments développée par les virus, en particulier dans le cas des virus à ARN qui peuvent muter très rapidement. Les thérapies antivirales de prochaine génération émergent qui ciblent les protéines de l'hôte requises par les agents pathogènes, au lieu de cibler les protéines des agents pathogènes. Si ces facteurs hôtes sont indispensables pour les agents pathogènes, mais pas essentiels pour les cellules hôtes, leur inhiber efficacement les infections sans développer rapidement une résistance aux médicaments 1, 21, 22. Une autre approche alternative consiste à inhiber les interactions entre ces facteurs hôtes et les protéines pathogènes, à la place de ciblage des protéines 23. Le développement de ces nouvelles approches thérapeutiques stratégiques contre les maladies infectieuses soulève le besoin d'éclairer les mécanismes d'infection par le biais des PHI, afin d'identifier des cibles thérapeutiques anti-infectieuses orientées vers l'hôte putatif. Pour comprendre les mécanismes complexes des infections, l'analyse informatique des réseaux d'interactions protéiques sous-jacentes peut fournir des informations cruciales pour développer des solutions non conventionnelles 2, 14, 24. Cette étude de l'analyse informatique des interactions virales humaines vise à fournir des informations initiales sur les mécanismes d'infection. des virus à ADN et à ARN, comparativement, grâce à l'observation des caractéristiques des protéines humaines interagissant avec les protéines virales. Les stratégies d'infection communes et spéciales des virus à ADN et à ARN trouvées ici peuvent conduire au développement de thérapies antivirales larges et spécifiques de nouvelle génération.

Des protéines humaines hautement ciblées

En tant que principale stratégie d'infection virale, tous les virus manipulent les processus cellulaires pour proliférer au sein de l'hôte. Par conséquent, les protéines virales interagissent fortement avec les protéines humaines fonctionnant dans le cycle cellulaire, les facteurs de transcription humains pour favoriser la transcription du matériel génétique viral, les protéines de la membrane nucléaire pour transporter le matériel génétique viral à travers la membrane nucléaire, ainsi que les protéines régulatrices pour la traduction et l'apoptose 3, 15, 25 , 26. Nous avons identifié des protéines humaines qui interagissent fortement avec les protéines virales, séquentiellement sur la base du nombre total de familles de virus de ciblage (tableau 4). La liste comprend les principales cibles virales qui interagissent avec plusieurs familles virales, au sein des données PHI les plus complètes. Certaines de ces protéines humaines ont déjà été signalées comme cibles pour plusieurs virus, à savoir P53, NPM, ROA2, GBLP et HNRPK 3, 15.

Nos analyses ont révélé qu'il existe six ribonucléoprotéines nucléaires hétérogènes (HNRP) dans la liste des protéines humaines hautement ciblées (HNRPK, ROA1, HNRPC, HNRH1, HNRPF, ROA2). Les HNRP sont des protéines de liaison à l'ARN, qui fonctionnent dans la transformation des ARN nucléaires hétérogènes en ARNm matures et dans la régulation de l'expression des gènes. Plus précisément, ils jouent un rôle dans l'exportation de l'ARNm du noyau vers le cytoplasme. Ils recrutent également des protéines régulatrices associées aux voies liées au métabolisme de l'ADN et de l'ARN 27, 28. Étant ciblé par plusieurs virus, HNRPU a été signalé comme un point chaud d'infection virale et proposé comme une protéine humaine antivirale potentielle 4. Dans la présente étude, HNRPU se trouve être ciblé par cinq familles virales (voir Données S3). Nos données indiquent en outre plusieurs autres HNRP, ciblés par des protéines virales (voir Données S1–S3). Pour tous les virus HNRP ciblés, le nombre de familles de virus à ARN ciblant s'avère plus élevé que celui des familles de virus à ADN (voir Données S3), révélant qu'ils peuvent jouer un rôle crucial dans le traitement de l'ARN viral. La famille de protéines des HNRP peut servir de cibles de médicaments antiviraux orientés vers l'hôte.

De plus, nos analyses ont également reflété que les protéines fonctionnant dans les processus liés au transport et à la localisation au sein de la cellule sont fortement ciblées par les virus à ADN et à ARN, c'est-à-dire IMA1, ADT2, TCPG et TCPE. IMA1 (Karyopherin alpha 2, KPNA2) fonctionne principalement dans l'import nucléaire en tant que protéine adaptatrice pour le récepteur nucléaire KPNB1 (Karyopherin beta 1). L'interaction avec IMA1 permet aux virus d'entrer dans le noyau et par conséquent d'utiliser la machinerie transcriptionnelle de l'hôte. En outre, les virus peuvent interagir avec IMA1 afin d'inhiber la réponse antivirale de l'hôte, car les facteurs d'importation nucléaire régulent le transport des protéines régulatrices immunitaires innées vers le noyau des cellules pour activer la réponse antivirale 3, 29, 30, 31. L'activité du transporteur transmembranaire d'ADT2 est responsable de l'échange d'ADP cytoplasmique avec l'ATP mitochondrial à travers la membrane mitochondriale, jouant un rôle crucial dans les processus métaboliques 32. Attaquer les processus métaboliques humains a été signalé comme une stratégie d'infection commune des bactéries et des virus 15. Les protéines, TCPG et TCPE sont responsables de l'activité de localisation de l'ARN et nos résultats révèlent qu'ils sont ciblés par un plus grand nombre de familles d'ARN (tableau 4). Les protéines de transport hautement ciblées devraient être étudiées plus avant pour leur potentiel en tant que cible antivirale de la prochaine génération, en raison de leurs rôles cruciaux dans le cycle de vie viral au sein de l'organisme hôte.

EF1A1 et EF1A3 fonctionnent comme des facteurs d'allongement de la traduction dans la biosynthèse des protéines. Les protéines EF1A favorisent la liaison dépendante du GTP de l'aminoacyl‐tRNA au site A‐ des ribosomes au cours de la biosynthèse des protéines, avec la responsabilité d'assurer la précision de la traduction 33. Les facteurs d'allongement de la traduction ont été signalés comme cibles pour les virus, dans les premières études 34, 35, 36 Comme ils sont des composants essentiels de la machinerie de traduction cellulaire, les virus interagissent avec eux pour la biosynthèse des protéines virales au sein de la cellule hôte. Nous avons trouvé que l'allongement de la traduction était le principal processus biologique, couramment ciblé par les virus à ADN et à ARN (tableau 7).

L'interaction avec les facteurs de transcription humains a été signalée comme l'une des principales stratégies d'infection virale 3, 15. Parmi les protéines humaines hautement ciblées, YBOX1 et P53 ont une activité de facteur de transcription. Ces deux protéines sont multifonctionnelles. YBOX1 fonctionne dans la transcription de nombreux gènes, en tant que facteur de transcription. Il contribue également à la régulation de la traduction. D'autre part, P53 est le célèbre suppresseur de tumeur agissant comme activateur de la mort cellulaire apoptotique. L'apoptose est un processus très crucial au cours de la progression de l'infection virale et doit être stratégiquement contrôlée par des virus pour une infection virale réussie. L'apoptose est une réponse immunitaire innée à une infection virale. Au début du cycle de vie viral dans la cellule hôte, l'apoptose est inhibée par les interactions entre le virus et les protéines humaines correspondantes. Après l'achèvement de la transcription et de la traduction du matériel génétique viral, les virus tentent d'induire l'apoptose pour faciliter la dissémination du virus 37, 38, 39.

Parmi les protéines humaines hautement ciblées du tableau 4, EF1A1, ADT2, TBA1C, GRP78, TBB5, P53, TCPG, HS90B et TBA1A ont été trouvées comme cibles médicamenteuses répertoriées dans DrugBank 40. Cependant, seuls ADT2, GRP78, TBB5, P53 et Les TBA1A sont approuvés pour les médicaments commerciaux. Néanmoins, aucun usage thérapeutique antiviral n'est encore disponible pour ces cibles médicamenteuses. Les protéines humaines mentionnées ci-dessus, les ribonucléoprotéines, les protéines fonctionnant dans le transport et la localisation intracellulaires, les facteurs d'allongement de la traduction et les facteurs de transcription nécessitent une étude plus approfondie pour leur potentiel à servir de cibles de médicaments antiviraux.

Mécanismes humains ciblés

L'ontologie des gènes et les analyses d'enrichissement des voies des protéines hôtes ciblées par les agents pathogènes sont largement utilisées dans l'analyse bioinformatique des réseaux PHI pour comprendre les stratégies d'attaque des agents pathogènes 3, 4, 15, 41, 42 ainsi que dans la vérification des PHI prédits par ordinateur 43. De plus, Les termes GO et chemin sont largement utilisés comme caractéristiques dans les études de prédiction informatique PHI 44, 45.

Notre observation des termes du processus GO enrichi pour les protéines humaines ciblées uniquement par les virus à ADN (tableau 5) peut conduire à la conclusion que les virus à ADN ont spécifiquement évolué pour pouvoir attaquer simultanément les processus cellulaires et métaboliques humains, au cours des infections. En utilisant ce mécanisme PHI, les virus à ADN peuvent exploiter finement les mécanismes cellulaires et métaboliques des cellules infectées à leur propre avantage, entraînant généralement des infections chroniques chez l'homme. D'autre part, les termes du processus GO enrichis en protéines humaines ciblées uniquement par les virus à ARN sont principalement liés au traitement de l'ARN, au transport intracellulaire et à la localisation dans la cellule (tableau 5). Il a été rapporté que les virus à ARN ciblent largement les protéines humaines impliquées dans le métabolisme de l'ARN ainsi que le transport des protéines et de l'ARN pour favoriser le traitement de l'ARN viral pour une infection réussie 4.

Une enquête plus approfondie sur les processus enrichis de protéines humaines attaquées par de multiples virus à ADN (tableau 6) a souligné leur forte préférence pour les processus cellulaires cibles. Il a été rapporté que les virus à ADN ont tendance à cibler les protéines humaines croisées reliant le cycle cellulaire à la transcription ou à la biologie chromosomique, dans le but possible de favoriser la réplication virale au lieu de la croissance cellulaire 4. Pour les virus à ARN, nous avons constaté que les protéines humaines attaquées par plusieurs familles de virus à ARN sont enrichies dans des processus spécifiques au sein des mécanismes cellulaires (tableau 6). Tous les virus ont besoin de la machinerie transcriptionnelle de l'hôte pour la transcription du matériel génétique viral.

Dans le cas des protéines humaines ciblées à la fois par les virus à ADN et à ARN, la PLes valeurs ‐ des termes du processus GO enrichi sont très faibles, ce qui indique des résultats statistiquement solides (tableau 7 ). Le processus humain le plus ciblé est l'élongation translationnelle. Le contrôle traductionnel de l'expression des gènes viraux chez les hôtes eucaryotes a été rapporté à plusieurs reprises 46, 47, 48. Ici, nous avons présenté l'allongement traductionnel comme le terme le plus élevé du processus GO enrichi en protéines humaines ciblées par les virus à ADN et à ARN dans les données expérimentales PHI actuelles. La liste restante comprend les processus cellulaires et métaboliques, qui peuvent être considérés comme des cibles des deux types de virus. Sur la base de ces observations, nous pouvons affirmer que la stratégie d'infection virale courante consiste à cibler des protéines humaines fonctionnant dans les processus d'expression génique et de synthèse protéique, simplement en raison de l'absence de leurs propres mécanismes. Tous les virus dépendent des mécanismes cellulaires pour ces processus et ils recrutent des ribosomes hôtes pour la traduction des protéines virales.

Une étude comparative des termes de voie enrichie pour les ensembles de protéines humaines ciblés par des virus à ADN uniquement et par des virus à ARN uniquement (tableau 8 ) révèle un soutien supplémentaire pour les différentes stratégies d'infection de ces groupes viraux. Il n'y a pas de terme commun dans ces deux listes de voies humaines enrichies. La voie du cycle cellulaire ciblée uniquement par les virus à ADN et les voies liées à l'ARN ciblées uniquement par les virus à ARN, fournissent des résultats parallèles avec les analyses d'enrichissement GO. Les termes de la voie enrichie dans l'ensemble de protéines humaines ciblé par 4 virus à ADN sont uniquement l'infection par le virus d'Epstein (EBV) et la carcinogenèse virale (tableau 9). L'EBV est une espèce de virus à ADN de la famille des Herpesviridae, qui constitue près de la moitié des virus à ADN des données PHI humaines (tableau 1). D'autre part, on estime que 15 % de toutes les tumeurs humaines sont causées par des virus, principalement des virus à ADN, c'est-à-dire des virus de l'herpès et des papillomavirus 49. L'analyse d'enrichissement des voies de l'ensemble ciblé de 4 virus à ARN apporte les termes de traitement des protéines et de défense immunitaire. termes liés au système vers l'avant (tableau 9 ). Enfin, pour les cibles communes de deux types de virus, nous avons obtenu un terme de ribosome enrichi d'un très petit P‐valeur (tableau 10 ). Les deux virus utilisent le ribosome hôte pour la synthèse des protéines virales.


Classification des virus animaux | Microbiologie

Dans cet article, nous discuterons de la classification des virus animaux.

Baltimore (2008) a classé les virus animaux dans les sept groupes suivants selon les relations entre virion, acide nucléique et transcription de l'ARNm Tableau (17.1).

L'ARN dans le virion est connu sous le nom de brin plus (+) ou sens car il agit comme ARNm, tandis que l'ARN nouvellement synthétisé qui est complémentaire en séquence de bases au brin infectieux d'origine est appelé brin moins (-) ou brin antisens. Il agit comme matrice pour produire un brin (+) supplémentaire qui peut agir comme ARNm.

Classe 1. Virus à ADNdb:

L'ARNm est synthétisé sur une matrice de génome d'ADNdb (± ADNdb → (+) ARNm) qui se produit généralement dans une cellule.

Voici l'exemple de certains virus :

Papova-virus : Polyomavirus, SV40

Poxvirus : virus de la vaccination

Adénovirus : Adénovirus humain

Herpes-virus : Herpes simplex virus de type I et de type II, virus d'Epstein-Barr.

Classe 2. (+) virus à ADNsb:

Dans de tels virus, un ADN intermédiaire est synthétisé avant la synthèse du transcrit d'ARNm (+ ADNsb → + ARNm). L'ARNm a la même polarité que l'ADN.

Parvovirus : Virus adéno-associés, virus minute de la souris.

Classe 3. (+) virus à ARNss:

L'ARN a une polarité similaire à celle de l'ARNm.

Les virus de cette classe ont été regroupés dans les deux classes suivantes :

Sous-classe 3a : L'ARNm individuel code pour une polyprotéine qui est ensuite brisée pour former des protéines virales.

Picornavirus : par ex. virus de la poliomyélite.

Sous-classe 3b : À partir de l'ARN ss (+) deux types de molécules d'ARNm sont transcrits, l'un est de la même longueur que l'ARN du virion et l'autre est un fragment d'ARN du virion.

Togavirus : Virus alpha (groupe A), virus sindbis, virus de la forêt semliki, Havivirus (groupe B) par ex. le virus de la dengue, la fièvre jaune, le virus de l'encéphalite de Saint-Louis en sont des exemples importants.

Classe 4. (-) Virus à ARNss:

L'ARN du virion est complémentaire de l'ARNm.

Les deux types de virus suivants se trouvent dans cette classe :

Sous-classe 4a : Le génome de l'ARNss code une série d'ARNm monocistroniques. Rhabdovirus : par ex. Virus des oreillons, virus de la rougeole, virus sendai.

Sous-classe 4b : Chaque molécule segmentée du génome agit comme matrice pour la synthèse d'ARNm qui sont monocistroniques ou codent pour une polyprotéine.

Orthomyxovirus : par ex. Virus de la grippe humaine

Virus Bunya : par ex. Virus Bunyawera

Virus d'arène : par ex. Virus Lassa

Classe 5. Virus à ARNdb:

Tous les virus de cette classe ont un génome segmenté. Chaque chromosome code pour un seul polypeptide. L'ARNdb agit comme matrice et synthétise de manière asymétrique l'ARNm (+). Réovirus : par ex. réovirus de l'homme.

Classe 6. (+) virus ARNsb-RT:

Dans ces virus (+) ssRNA dirige la synthèse de (-) ADN qui à son tour agit comme matrice pour la transcription de l'ARNm (ARN → (-) ADN → + ARN). L'ARN de virion et l'ARNm sont de même polarité.


Cycle de vie des virus avec des hôtes animaux

Les virus animaux lytiques suivent des stades d'infection similaires à ceux des bactériophages : fixation, pénétration, biosynthèse, maturation et libération (voir la figure 4). Cependant, les mécanismes de pénétration, de biosynthèse des acides nucléiques et de libération diffèrent entre les virus bactériens et animaux. Après s'être liés aux récepteurs de l'hôte, les virus animaux pénètrent par endocytose (engloutissement par la cellule hôte) ou par fusion membranaire (enveloppe virale avec la membrane de la cellule hôte). De nombreux virus sont spécifiques à l'hôte, ce qui signifie qu'ils n'infectent qu'un certain type d'hôte et que la plupart des virus n'infectent que certains types de cellules dans les tissus. Cette spécificité est appelée tropisme tissulaire. Des exemples en sont démontrés par le poliovirus, qui présente un tropisme pour les tissus du cerveau et de la moelle épinière, ou le virus de la grippe, qui a un tropisme primaire pour les voies respiratoires.

Figure 4. Dans l'infection par le virus de la grippe, les glycoprotéines virales attachent le virus à une cellule épithéliale de l'hôte. En conséquence, le virus est englouti. L'ARN viral et les protéines virales sont fabriqués et assemblés en de nouveaux virions qui sont libérés par bourgeonnement.​

Les virus animaux n'expriment pas toujours leurs gènes en utilisant le flux normal d'informations génétiques, de l'ADN à l'ARN en passant par les protéines. Certains virus ont un ADNdb génome comme les organismes cellulaires et peut suivre le flux normal. Cependant, d'autres peuvent avoir ADNsb, ARNdb, ou ARNsb génomes. La nature du génome détermine comment le génome est répliqué et exprimé sous forme de protéines virales. Si un génome est un ADN simple brin, les enzymes hôtes seront utilisées pour synthétiser un deuxième brin complémentaire au brin génomique, produisant ainsi un ADN double brin. L'ADNdb peut maintenant être répliqué, transcrit et traduit de la même manière que l'ADN hôte.

Si le génome viral est un ARN, un mécanisme différent doit être utilisé. Il existe trois types de génomes à ARN : ARNdb, positif (+) simple brin (+ssRNA) ou ARN simple brin négatif (−) (−ssRNA). Si un virus a un génome + ARNss, il peut être traduit directement pour fabriquer des protéines virales. L'ARNss + génomique viral agit comme un ARNm cellulaire. Cependant, si un virus contient un génome -ssRNA, les ribosomes de l'hôte ne peuvent pas le traduire jusqu'à ce que le -ssRNA soit répliqué en +ssRNA par le virus. ARN polymérase ARN-dépendante (RdRP) (voir la figure 5). Le RdRP est introduit par le virus et peut être utilisé pour fabriquer un +ssRNA à partir du génome original -ssRNA. La RdRP est également une enzyme importante pour la réplication des virus à ARNdb, car elle utilise le brin négatif du génome double brin comme matrice pour créer le +ssRNA. Les copies d'ARNss + nouvellement synthétisées peuvent ensuite être traduites par des ribosomes cellulaires.

Figure 5. Les virus à ARN peuvent contenir des ARNss+ qui peuvent être directement lus par les ribosomes pour synthétiser des protéines virales. Les virus contenant -ssRNA doivent d'abord utiliser le -ssRNA comme matrice pour la synthèse de +ssRNA avant que les protéines virales puissent être synthétisées.​

Un mécanisme alternatif pour la synthèse des acides nucléiques viraux est observé dans le rétrovirus, qui sont des virus à ARNss + (voir Figure 6). Les virus à ARN simple brin tels que le VIH portent une enzyme spéciale appelée transcriptase inverse dans la capside qui synthétise une copie complémentaire d'ADNsb (ADNc) en utilisant le génome d'ARNss + comme matrice. L'ADNsb est ensuite transformé en ADNdb, qui peut s'intégrer dans le chromosome de l'hôte et devenir une partie permanente de l'hôte. Le génome viral intégré est appelé aprovirus. Le virus peut maintenant rester longtemps dans l'hôte pour établir une infection chronique. Le stade du provirus est similaire au stade du prophage dans une infection bactérienne au cours du cycle lysogène. Cependant, contrairement au prophage, le provirus ne subit pas d'excision après l'épissage dans le génome.

Figure 6. Le VIH, un rétrovirus icosaédrique enveloppé, se fixe à un récepteur de surface cellulaire d'une cellule immunitaire et fusionne avec la membrane cellulaire. Le contenu viral est libéré dans la cellule, où les enzymes virales convertissent le génome d'ARN simple brin en ADN et l'intègrent dans le génome de l'hôte. (crédit : modification des travaux par NIAID, NIH)​

Tous les virus + ARNss ont-ils des structures et des cycles de vie similaires ? - La biologie

Pré-requis : lire Virus_Tech page 1.

De nombreux virus portent de l'ARN plutôt que de l'ADN comme matériel génétique. Cette L'ARN peut être simple ou double brin .
Comme les virus à ADN, les virus à ARN se présentent sous une grande variété de formes. Le modèle ci-dessus est un togavirus (comme Semliki
Forest Virus (SFV) ou virus Sindbis).Le noyau du virus est le nucléocapside - ARN simple brin (ssRNA)
emballé dans une protéine capside avec symétrie icosaèdre (pas un icosaèdre, dans ce cas car il y a
plus de 20 faces triangulaires, mais la symétrie est icosaédrique).

La nucléocapside est partiellement recouverte d'une couche de protéine C et enveloppé par une bicouche virale phospholipidique
membrane ou enveloppe ) dérivé des lipides membranaires de la cellule hôte qui contiennent les pointes de protéines virales.

Adhésion et injection d'ADN

Les pointes de protéines adhèrent à récepteurs spécifiques sur la membrane de surface de la cellule cible. La nucléocapside,
avec son enveloppe de protéine C pénètre dans le cytosol de l'hôte et l'ARN est libéré et s'échappe de la capside.

La réplication de l'ARN et de la capside protéique et leur encapsidation sont résumés dans le schéma ci-dessous.
L'ARN simple brin est un plus ou brin positif , ce qui signifie qu'il est du bon sens d'être immédiatement
t traduit comme ARNm. [Certains virus à ARNss transportent ARN à brin négatif , qui doit d'abord être copié ou
transcrit dans le brin complémentaire (+) qui est ensuite traduit.] L'ARN (+) contient deux START
(AUG) les codons et la transcription de chacun de ces résultats dans la synthèse d'un ensemble différent de protéines.

Dans le phase précoce de l'infection, la traduction procède du premier codon AUG, aboutissant à la synthèse d'un
polyprotéine longue (utilisant les ribosomes de l'hôte) qui est ensuite clivée en polypeptides protéiques précoces séparés
qui se replient en enzymes et protéines nécessaires à la réplication de l'ARN, produisant le brin (-) complémentaire
ARN, en utilisant le brin (+) d'origine comme matrice.

Une partie de ce brin (-) est ensuite copiée pour produire un ARNm à brin (+) court auquel manque le premier codon START.
Ceci est traduit du deuxième codon START, produisant une polyprotéine différente qui est clivée en
produire le protéines tardives qui forment la particule virale et comprennent la protéine C. En attendant, le
L'ARN (-) est copié à plusieurs reprises pour produire de nombreux génomes d'ARN à brin (+) qui sont emballés dans le
assembler des virions. La nucléocapside est assemblée dans le cytosol hôte, où la couche de protéine C est ajoutée.
Les protéines de pointe sont fabriquées par le réticulum endoplasmique rugueux et l'appareil de Golgi de la cellule hôte
avant d'être ajoutés à la membrane de surface de la cellule hôte, où ils forment des patchs (à l'exclusion des protéines de l'hôte) pour
que les virions assemblés ajoutent et bourgeonnent de la cellule, acquérant ainsi leur enveloppe.

Les viroïdes sont des agents phytopathogènes constitués d'ARNss circulaires d'environ 300b (220 à 380 bases, le plus petit est
220b). Par exemple. le viroïde du tubercule en fuseau de la pomme de terre (PSTVd) qui provoque des maladies infectieuses chez les plants de pomme de terre. ils codent
pour aucune protéine et n'ont aucune capside de protéine ou enveloppe de protéine du tout : ce sont des molécules d'ARN infectieuses nues
et donc l'un des parasites les plus simples imaginables. Leur réplication nécessite l'ARN polymérase II, à condition
par la cellule hôte et se produit par réplication en cercle roulant . L'ARN a une structure 2D/3D, avec quelques
régions appariées par liaison hydrogène entre les bases pour donner des régions double brin, et la molécule
est en forme de tige. Certains sont ribozymes , ce qui signifie qu'ils se replient pour former des structures à activité enzymatique, telles que
comme catalyse de la coupe des concatémères (produits par réplication en cercle roulant) en viroïdes individuels.

Virus de l'hépatite D (VHD) est le plus petit virus animal connu et possède un petit génome circulaire
ARN simple brin ou (-)sscRNA de 1,7 kb, dans lequel environ 70 % des nucléotides s'apparient à d'autres bases dans
la molécule, formant une molécule en forme de tige. Ce virus n'est pas en mesure de terminer son cycle de vie sans un assistant
virus
, en l'occurrence le virus de l'hépatite B (VHB). Le HDV doit co-infecter la même cellule que le VHB afin de compléter sa
développement car il nécessite certains des gènes du VHB. Un virus comme le HDV est appelé virus satellite (ou virus subviral
satellite) et est donc parasite du VHB. Il est possible que le HDV ait évolué à partir d'un viroïde ou d'un ARN infectieux similaire
(on pense que des viroïdes non découverts peuvent infecter et provoquer des maladies chez les animaux).

Comme un viroïde, l'ARN du HDV a des régions qui peuvent former des ribozymes catalytiquement actifs, qui sont nécessaires pour couper
les concatémères produits lors de la réplication du génome (par la réplication en cercle tournant de l'ARN (+) à l'ARN (-), qui
nécessite d'abord la synthèse de l'antigénome d'ARN (+) à partir du génome d'ARN (-) d'origine) dans des génomes individuels.
Il s'agit du ribozyme auto-clivant le plus rapide connu dans la nature, coupant l'ARN en moins d'une seconde. Ni
codent leur propre ARN polymérase, nécessaire à la réplication du génome ARN, mais utilisent l'ARN polymérase hôte.

Le génome du HDV ne code que deux protéines : les grands et petits antigènes delta (HDAg-S et HDAg-L) de
un seul cadre de lecture ouvert (ORF). HDAg-S est produit au début de l'infection et est nécessaire pour
réplication. HDAg-L apparaît dans les stades ultérieurs et inhibe la réplication virale et favorise à la place virale
assemblage de particules.

Classification des virus

Le schéma de Baltimore classe les virus dans les groupes suivants, en fonction de la nature de leur génomique
matériel (différentes sources numérotent les groupes dans des ordres différents) :

1. ADNdb virus, avec ADNdb linéaire : par ex. adénovirus (symétrie icosaédrique), bactériophage T4 (binaire
symétrie) et les poxvirus (structure complexe), ou avec un ADNdb circulaire : par exemple le virus de l'hépatite B.

2. ADNsb , par exemple. les parvovirus (icosaédriques) tels que les virus adéno-associés.

3. ARNdb , par exemple. réovirus (icosaédrique).

4. (+)ssARN , par exemple. les togavirus (icosaédriques), les coronavirus.

5. (-)ssRNA , par exemple. rhabdovirus (hélicoïdaux).

6. ARN, avec une étape d'ADN dans la réplication, par ex. rétrovirus (par exemple VIH-1).

Le virus de la grippe est un virus (-)ssRNA dont le génome est divisé en 8 chromosomes séparés (inhabituel pour un
virus!). La grippe B, qui infecte l'homme, a une taille de génome de 14,648 kb et forme des particules qui sont
sphérique à filamenteuse). Ces 8 segments d'ARN sont emballés dans 8 particules ribonucléoprotéiques hélicoïdales
(RNP) enfermés dans une capside protéique (constituée du matrice ou protéine M1 ) entouré d'un phospholipide
bicouche enveloppe (avec la protéine M tapissant l'intérieur de l'enveloppe). Deux
types de pics de glycoprotéines : hémagluttinine (HA ou H) soi-disant parce qu'il fera coller les globules rouges
ensemble, et neuraminidase (NA ou N) . Le virus mesure 80-120 nm de diamètre et jusqu'à 2000 nm de long
(longueur variable).

Fonction des pointes HA

L'hémagluttinine est impliquée dans la liaison cellulaire et chaque souche de grippe a l'un des 16
sous-types de H (désignés H1 à H16). La grippe humaine est caractérisée par la possession de H1, H2
ou H3. Trois copies identiques du polypeptide d'hémagluttinine forment une seule hémagluttinine
pointe (il est trimérique, en particulier un homotrimère).

HA se lie aux récepteurs contenant de l'acide sialique sur la membrane de surface de la cellule cible. C'est ce qu'on appelle
comme l'amarrage, la liaison ou l'adsorption. L'acide sialique est un composant des chaînes glucidiques portées par
la surface cellulaire (le glycocalyx) et aussi du mucus (mucoprotéines).

Le virus incite ensuite la cellule cible à l'absorber (en activant le récepteur lors de sa liaison)
et il est absorbé par endocytose (enrobée) dans une vésicule appelée vésicule enrobée. Acide
les endosomes fusionnent avec cette vésicule, alors que la cellule tente de digérer le virus. HA facilite alors la
fusion des membranes des vésicules virales et endosomes. Cela se produit lorsque les endosomes fusionnent avec
la vésicule enrobée, l'acidifiant. Lorsque le pH descend en dessous de 6, le HA change de forme, partiellement
se dépliant, qui expose une région hydrophobe (hydrophobe signifie littéralement « craignant l'eau » et
fait référence à des substances qui préfèrent se dissoudre dans les lipides, plutôt que dans l'eau) qui se fixe au
membrane endosome, comme un grappin, puis le HA se stabilise et se replie, se rétractant comme il
le fait et en rapprochant la membrane virale si près de la membrane endosomale que les deux
les membranes fusionnent.

Fonction des N pointes

La neuraminidase est une sialidase, une enzyme qui coupe les résidus d'acide sialique aux extrémités de
chaînes glucidiques. Cela brise les longues chaînes de glucides qui forment la muqueuse visqueuse de
voies respiratoires et rend le mucus des voies respiratoires plus aqueux, ce qui aide le
le virus se déplace facilement vers ses cellules cibles (l'une des fonctions du mucus est d'enchevêtrer les corps étrangers
particules, telles que les virus, et les pointes N contrent cela en coupant les fils emmêlés). Les
Les pointes N aident la nouvelle descendance virale à se propager d'une cellule à l'autre. Les pointes N vont également cliver l'acide sialique
résidus auxquels HA se lie, si la cible est inappropriée (comme une mucoprotéine dans le mucus
couche plutôt que le récepteur cellulaire).

Il existe également plusieurs types de N et les types H et N portés par une souche particulière
caractériser le virus. Par exemple, la grippe aviaire est H5N1 (la grippe aviaire a l'un des H1 à H16 et
l'un de N1 à N9).

Rôle des canaux ioniques M2

Ceux-ci sont activés par le faible pH lorsque l'endosome fusionne avec la vésicule enduite contenant
le virus. Ils importent des protons et participent au déclenchement du décapage - le démontage du
capside protéique qui permet aux RNP d'entrer dans le cytosol de l'hôte.

Fonction des trois peptides polymérases

Une fois dans le cytosol la nucléoprotéine qui conditionne l'ARN de chaque RNP, permet le mouvement
des RNP dans le noyau de la cellule hôte.Une fois à l'intérieur du noyau, les trois unités polymérases (PA,
PB1 et PB2) initient la transcription de l'ARN viral. PB2 se fixe sur la casquette présente au niveau de la tête
(5') de l'ARNm de l'hôte, PB1 clive alors ce capuchon qui se fixe à PB2 - le virus vole le 5'-
couvrez l'ARN de l'hôte pour qu'il ressemble à de l'ARNm ! PB1 ajoute également la queue habituelle de 3' à la fin de la
ARN viral, alors maintenant il ressemble à l'ARNm de l'hôte prêt à être transcrit ! PB1 et PA synthétisent ensuite
plus d'ARN viral, à la fois ARNm ((+)ssRNA) qui est traduit par les ribosomes de l'hôte dans le cytoplasme
pour fabriquer des protéines virales, et de nouvelles copies du génome viral, qui restent dans le noyau.

Une fois que la synthèse entraîne une concentration élevée de protéine NP dans le cytoplasme, l'ARNm viral
la synthèse s'arrête mais la synthèse de l'ARN génomique se poursuit - cela se produit dans le phase tardive de
infection et fait passer le virus du mode synthèse protéique au mode assemblage, dans lequel le
les composants synthétisés sont assemblés en de nouvelles particules virales. Les RNP sont assemblés dans le
noyau de la cellule hôte et sont ensuite exportés vers le cytoplasme.

Les protéines M, HA et N s'accumulent ensemble dans la membrane de surface de la cellule hôte (après avoir été
traité et délivré par le réticulum endoplasmique rugueux et l'appareil de Golgi de la
cellule hôte). Les RNP s'assemblent ici, puis le virus bourgeonne à partir de la surface de la cellule hôte,
devenant enfermé dans l'enveloppe phospholipidique contenant les pointes de protéines virales.

  1. Frissons, fièvre (38-39 C)
  2. faiblesse sévère, fatigue, courbatures et douleurs dans les articulations et surtout dans le dos et les jambes,
    maux de gorge, maux de tête, irritation et rougeur des yeux, rougeur du visage et du nez.
  3. Douleurs abdominales chez les enfants.
  4. les complications qui peuvent survenir comprennent la pneumonie, la bronchite, les infections des sinus et de l'oreille et
    décès.

Plusieurs agents chimiothérapeutiques ont été développés pour lutter contre la grippe. Ceux-ci inclus:

  • Inhibiteurs M2, bloquent les canaux protoniques M2 dans le but d'empêcher l'ARN viral
    entrer dans le cytosol cellulaire, par ex. amantadine (1-aminoadamantane).
  • Inhibiteurs de la neuraminidase, par ex. Tamiflu (Oseltamivir) et relenza (Zanamivir) qui
    rivalise avec l'acide sialique pour l'enzyme, ralentissant l'action de l'enzyme.

Cycle de réplication de la grippe

La réplication ou le cycle de vie de la grippe est illustré ci-dessous. Cela illustre de nombreuses caractéristiques
d'un virus de cellule animale « typique », tel que :

  1. UNEadhésion (attachement) de la particule virale (virion) à des récepteurs spécifiques (glycoprotéines)
    à la surface de la cellule cible.
  2. Cette adhésion déclenche absorption (endocytose) du virion par la cellule cible.
  3. déshabillage et la libération du matériel génétique dans le cytoplasme de la cellule hôte, et
    par la suite noyau dans ce cas. Ce matériel génétique commande la machinerie de
    la cellule hôte pour fabriquer plus de protéines et répliquer le génome viral.
  4. Assemblée de nouveaux virions sur la membrane de la cellule hôte et leur éventuelle bourgeonnant du
    cellule hôte, prenant le phospholipide de la cellule hôte, modifié avec des protéines virales, avec elles comme virus
    enveloppe.

Ci-dessus : un rétrovirus du type lentivirus, par ex. virus de l'immunodéficience humaine (VIH) . Le VIH a
deux molécules (+)ssRNA dans son génome, représentées ci-dessus comme les spirales (rouge) au centre de
le noyau interne allongé (jaune) qui sont tous deux des copies identiques du génome enroulé avec
emballer les protéines pour former ribonucléoprotéine . Le conique allongé coque de noyau (la forme
dont est caractéristique de la variété lentivirus de rétrovirus, le noyau étant icosaédrique dans
certains rétrovirus). Le VIH est enveloppé, c'est-à-dire qu'il est enfermé dans une membrane bicouche phospholipidique
(cyan) dérivé de la membrane de surface de la cellule hôte. Cette enveloppe contient de la glycoprotéine
pointes. Juste en dessous de l'enveloppe se trouve une enveloppe protéique (enveloppe interne ou matrice) qui stabilise la
structure de l'enveloppe.

Le VIH est bien connu comme l'agent causal du SIDA (syndrome d'immunodéficience acquise ou
syndrome d'immunodéficience acquise) dans lequel la destruction des composants clés de l'organisme
système immunitaire le rend très sensible à de nombreuses autres infections. Cela se produit parce que le VIH
cible certaines cellules immunitaires, en particulier les cellules T auxiliaires (cellules qui agissent comme des alarmes et des « agents » pour
le système immunitaire - activant et dirigeant d'autres cellules immunitaires). Le VIH ciblera ces cellules,
entrez-les et transformez-les en usines à virus !

Cycle des rétrovirus - exemple VIH

1. Adsorption/adhérence et entrée

Comme d'habitude, le virus doit se lier à des récepteurs spécifiques sur sa cellule cible. Ces récepteurs sont plus-
ou moins spécifique, puisque les virus n'infectent qu'un ou quelques types cellulaires. Dans le cas du VIH, le gp120
les pointes se lient aux récepteurs CD4 des lymphocytes T (le VIH peut également infecter quelques autres types de cellules, tels que
macrophages). C'est l'adhérence initiale, qui est transitoire et instable. Ceci est suivi d'un
adhésion secondaire et plus stable entre le vrius et un deuxième récepteur sur la cellule
(CCR5 ou CXCR4). Une fois liée ou adsorbée de manière stable, l'enveloppe lipidique du virus
fusionne avec la membrane de la cellule hôte (cette fusion est déclenchée par gp41). Le noyau interne est alors
libéré dans la cellule.

2. Réplication du génome viral

Les rétrovirus répliquent leur ARN via un ADN intermédiaire. Ils utilisent leur ARN comme matrice pour
synthétiser d'abord une molécule d'ADNsb complémentaire (créer une molécule hybride ARN/ADN avec
l'ARN est ensuite dégradé en laissant l'ADNsb) puis l'ADNss est utilisé comme matrice pour
générer un intermédiaire ADNdb. Pour accomplir cette tâche inhabituelle, de synthétiser l'ADNdb à partir d'un
modèle d'ARNss, le VIH porte l'enzyme virale transcriptase inverse (RT) - sphères bleues
à l'intérieur du noyau interne dans le diagramme ci-dessus. Cette enzyme est responsable de :

i) Synthétiser le brin complémentaire d'ADNsb en utilisant l'ARN comme matrice, c'est-à-dire
fonctionnant comme une ADN polymérase dépendante de l'ARN, entraînant la formation d'un ARN/ADN
molécule hybride.

ii) Digestion du brin d'ARN du duplex hybride ARN/ADN ( RNAse activité, présente comme un
enzyme séparée ou liée à la RT et appelée RNase H) produisant de l'ADNsb.

iii) Synthétiser le deuxième brin d'ADN, en utilisant l'ADNsb comme matrice, qui fonctionne comme un
ADN polymérase dépendante de l'ADN, produisant de l'ADNdb.

Cet ADNdb peut ensuite être intégré dans le chromosome hôte - il s'insère dans l'ADN du
cellule hôte, avec l'aide de l'enzyme virale intégrase . Dans cet état d'ADNdb intégré, le virus est
appelé un provirus . Notez qu'au fur et à mesure que cette étape progresse, l'expression génique efficace, le virus doit
transporter l'intégrase, la RNase et la transcriptase inverse avec elle. Toutes ces enzymes sont représentées par
les sphères bleues à l'intérieur du noyau viral.

Le VIH est inhabituel en ce qu'il peut insérer son provirus et se répliquer à l'intérieur de cellules qui ne se divisent pas. Pour faire ça
il doit accéder au noyau en passant le complexe de pores nucléaires (NPC). ça fait ça
à l'aide d'au moins deux protéines virales : MA, qui agit apparemment comme une clé donnant accès
passé le PNJ et le Vpr. la réplication de l'ARN viral prend environ 6 heures après l'infection cellulaire.

3. Transcription et expression de gènes viraux

La synthèse des protéines virales ne commence efficacement qu'une fois que le provirus est intégré dans le
l'ADN de l'hôte. Le transcrit primaire (l'ARN initialement produit par transcription par l'ARN
polymérase) couvre les neuf gènes environ du génome du VIH et est épissé (découpé par des enzymes)
en plus de 30 ARNm séparés - 9 gènes produisent plus de 9 protéines, dont beaucoup ont
fonctions multiples - un moyen de minimiser la quantité d'ADN qui doit être conditionnée et
porté par le virion.

Les protéines structurelles suivantes sont produites :

  • Bâillonnement (p55) - s'associe à la membrane de surface de la cellule hôte et recrute deux copies de
    le génome de l'ARN viral et d'autres protéines structurelles pour l'assemblage et le bourgeonnement du virion à partir de
    l'hôte. Il est ensuite clivé, après le bourgeonnement du virus et pendant sa maturation, en
    protéines suivantes : MA (matrice ou p17) qui forme l'enveloppe protéique interne sous le
    enveloppe virale qui stabilise la structure du virion et est également impliquée dans le transport de la
    ARN viral au noyau, Californie (capside ou p24) qui forme le noyau conique ou capside , NC
    (nucléocapside) qui enrobe l'ARN génomique lors de l'encapsidation dans le virion et p6 , une
    protéase virale nécessaire à l'incorporation de la protéine virale Vpr dans le virion et
    libération efficace du virus naissant.
  • Gag-Pol - une protéine produite à partir d'ARNm qui code le gag et adjacent pol
    (polymérase) gènes. Environ 95% du temps, Gap est produit, mais 5% du temps, le
    le ribosome décale le cadre (en raison d'un signal transporté sur l'ARNm Gag et manque donc le Gag
    STOP codon et continue sur pol qui est codé sur le même ARNm, produisant
    Gag-Pol. Une protéase virale (Pro) clive ensuite le Gag du Pol et coupe le Pol
    polypeptide en RT (transcriptase inverse, p50), Dans (intégrase, p31), Pro (protéase) et
    RNase H (p15, dont 50% reste lié à la RT). Pro clive Gag et Gag-Pol.
    Environ 20 Gag sont produits pour chaque Gag-Pol.
  • Env - glycoprotéine d'enveloppe -Env est envoyé à l'appareil de Golgi de la cellule hôte où
    des chaînes glucidiques lui sont ajoutées (glycosylation) pour le transformer en une glycoprotéine (gp).
    Une protéase de cellule hôte clive ensuite Env en gp41 et gp120. Ceux-ci forment l'enveloppe
    pointes de VIH : gp41 traverse la membrane d'enveloppe et le ligand gp120 se lie à gp41
    (par une liaison non covalente).
  • Tat (transactivateur transcriptionnel) qui lie l'ARN génomique du VIH et augmente la
    efficacité de sa réplication 1000 fois.
  • Rev - passe de l'expression génique précoce à l'expression tardive.
  • Nef (facteur négatif) qui est produit tôt et régule négativement le récepteur CD4 de
    la cellule infectée (prévenir la surinfection ?). Il est également conditionné en virions et clivé
    par la protéase virale pendant la maturation du virion et augmente considérablement l'infectivité du virion
    (mécanisme?).
  • Vpr - incorporé/emballé dans des virions aide l'ADN viral à accéder à la cellule
    noyau (lie l'ADN au NPC ?).
  • Vpu - essentiel pour la libération du virus en herbe de la surface de la cellule hôte empêche CD$
    à l'intérieur de la cellule de se lier à Env et de bloquer son incorporation dans les virions en développement
    en amenant la cellule à dégrader tout CD4 lié à Env.
  • Vif - essentiel pour la réplication incorporé dans le virion facilite la nucléoprotéine
    emballage et éventuellement contre un mécanisme antivirus de la cellule hôte.

Gag, gp41 et gp120 se rassemblent en plaques dans la membrane de la cellule hôte et recrutent l'ARN viral et
autres composants du virion. Le virus bourgeonne ensuite à partir de la cellule hôte, acquérant le lipide
enveloppe puis achève sa maturation.


Structure Virion

Une étude réalisée par Prasad et ses collègues en 1994 a révélé que la capside du norovirus a un diamètre de 38,0 nm et présente une symétrie icosaédrique T = 3, avec une structure de surface définie qui ressemble aux calicivirus animaux et humains typiques, dans lesquels des dépressions ou des creux en forme de coupe sont évident aux axes de symétrie triple et quintuple. Chaque particule virale est composée de 180 molécules de la protéine de capside, qui forment des capsomères en forme d'arc 90 au niveau de tous les axes locaux et stricts doubles entourant les creux (Bertolotti-Ciarlet et al., 2002). La protéine de capside se replie en deux domaines principaux, un domaine shell (S) et un domaine en saillie (P), qui contient deux sous-domaines, P1 et P2 (Bertolotti-Ciarlet et al., 2002). Des études réalisées par Bertolotti-Ciarlet et ses collègues indiquent que le domaine shell de la protéine de capside de Norovirus contient tout ce qui est nécessaire pour initier l'assemblage de la capside, tandis que l'ensemble du domaine en saillie contribue à la stabilité accrue de la capside en ajoutant des contacts intermoléculaires entre les sous-unités dimères. qui peut contrôler la taille de la capside. Dans la structure modulaire de la protéine de capside de Norovirus, le domaine S est typiquement impliqué dans les contacts icosaédriques, et les domaines P sont impliqués dans les contacts dimères (Prasad et al., 1999).

Les norovirus et autres calicivirus sont uniques parmi les virus animaux car ils possèdent une capside composée d'une seule protéine structurelle majeure. Pour cette raison, toutes les entités fonctionnelles requises pour l'intégrité structurelle, l'immunogénicité et l'infectivité du calicivirus sont codées dans une protéine structurelle. On pense que la protéine de capside fournit non seulement une structure d'enveloppe pour le virus mais contient également un ou des sites de liaison au récepteur cellulaire et des déterminants de phénotype ou de sérotype viral. La fonction de VP2 s'associe à la régulation positive de l'expression de VP1 en cis et à la stabilisation de VP1 dans la structure virale (Bertolotti-Ciarlet et al., 2002). La compréhension de la structure et des fonctions de cette protéine de capside virale devrait faciliter le développement de stratégies antivirales pour les calicivirus (Bertolotti-Ciarlet et al., 2002).


Cycle de vie des virus avec des plantes hôtes

Les virus végétaux ressemblent plus aux virus animaux qu'aux bactériophages. Les virus végétaux peuvent être enveloppés ou non enveloppés. Comme de nombreux virus animaux, les virus végétaux peuvent avoir un génome à ADN ou à ARN et être simple brin ou double brin. Cependant, la plupart des virus végétaux n'ont pas de génome à ADN, la majorité ont un génome + ARNss, qui agit comme un ARN messager (ARNm). Seule une minorité de virus végétaux possède d'autres types de génomes.

Les virus végétaux peuvent avoir une gamme d'hôtes étroite ou large. Par exemple, le virus de la tristeza des agrumes n'infecte que quelques plantes de la Agrumes alors que le virus de la mosaïque du concombre infecte des milliers de plantes de diverses familles de plantes. La plupart des virus végétaux sont transmis par contact entre les plantes, ou par des champignons, des nématodes, des insectes ou d'autres arthropodes qui agissent comme des vecteurs mécaniques. Cependant, certains virus ne peuvent être transmis que par un type spécifique d'insecte vecteur, par exemple, un virus particulier peut être transmis par les pucerons mais pas par les aleurodes. Dans certains cas, les virus peuvent également pénétrer dans les plantes saines par des blessures, comme cela peut se produire en raison de la taille ou des dommages causés par les intempéries.

Les virus qui infectent les plantes sont considérés comme des parasites biotrophes, ce qui signifie qu'ils peuvent établir une infection sans tuer l'hôte, similaire à ce qui est observé dans les cycles de vie lysogènes des bactériophages. L'infection virale peut être asymptomatique (latente) ou conduire à la mort cellulaire (infection lytique). Le cycle de vie commence par la pénétration du virus dans la cellule hôte. Ensuite, le virus n'est pas enrobé dans le cytoplasme de la cellule lorsque la capside est retirée. Selon le type d'acide nucléique, des composants cellulaires sont utilisés pour répliquer le génome viral et synthétiser des protéines virales pour l'assemblage de nouveaux virions. Pour établir une infection systémique, le virus doit pénétrer dans une partie du système vasculaire de la plante, comme le phloème. Le temps nécessaire à l'infection systémique peut varier de quelques jours à quelques semaines selon le virus, l'espèce végétale et les conditions environnementales. Le cycle de vie du virus est terminé lorsqu'il est transmis d'une plante infectée à une plante saine.


Tous les virus + ARNss ont-ils des structures et des cycles de vie similaires ? - La biologie

Tous les virus dépendent des cellules pour la reproduction et les processus métaboliques. Par eux-mêmes, les virus ne codent pas pour toutes les enzymes nécessaires à la réplication virale. Mais au sein d'une cellule hôte, un virus peut réquisitionner la machinerie cellulaire pour produire plus de particules virales. Les bactériophages ne se répliquent que dans le cytoplasme, car les cellules procaryotes n'ont pas de noyau ni d'organites. Dans les cellules eucaryotes, la plupart des virus à ADN peuvent se répliquer à l'intérieur du noyau, à l'exception des grands virus à ADN, tels que les poxvirus, qui peuvent se répliquer dans le cytoplasme. Les virus à ARN qui infectent les cellules animales se répliquent souvent dans le cytoplasme.

Le cycle de vie des virus avec des hôtes procaryotes

Le cycle de vie des bactériophages a été un bon modèle pour comprendre comment les virus affectent les cellules qu'ils infectent, puisque des processus similaires ont été observés pour les virus eucaryotes, qui peuvent provoquer la mort immédiate de la cellule ou établir une infection latente ou chronique. Les phages virulents conduisent généralement à la mort de la cellule par lyse cellulaire. Les phages tempérés, d'autre part, peuvent faire partie d'un chromosome hôte et sont répliqués avec le génome cellulaire jusqu'au moment où ils sont induits à fabriquer des virus nouvellement assemblés ou des virus descendants. es.

Le cycle lytique

Au cours du cycle lytique du phage virulent, le bactériophage s'empare de la cellule, reproduit de nouveaux phages et détruit la cellule. Le phage T-even est un bon exemple d'une classe bien caractérisée de phages virulents. Il y a cinq étapes dans le cycle lytique du bactériophage (voir [lien]). L'attachement est la première étape du processus d'infection dans laquelle le phage interagit avec des récepteurs de surface bactériens spécifiques (par exemple, les lipopolysaccharides et la protéine OmpC sur les surfaces de l'hôte). La plupart des phages ont une gamme d'hôtes étroite et peuvent infecter une espèce de bactérie ou une souche au sein d'une espèce. Cette reconnaissance unique peut être exploitée pour le traitement ciblé de l'infection bactérienne par phagothérapie ou pour la lysotypie afin d'identifier des sous-espèces ou des souches bactériennes uniques. La deuxième étape de l'infection est l'entrée ou la pénétration. Cela se produit par contraction de la gaine de la queue, qui agit comme une aiguille hypodermique pour injecter le génome viral à travers la paroi cellulaire et la membrane. La tête de phage et les composants restants restent en dehors des bactéries.

Un phage virulent ne montre que le cycle lytique illustré ici. Dans le cycle lytique, le phage se réplique et lyse la cellule hôte.

La troisième étape de l'infection est la biosynthèse de nouveaux composants viraux. Après avoir pénétré dans la cellule hôte, le virus synthétise des endonucléases codées par le virus pour dégrader le chromosome bactérien. Il détourne ensuite la cellule hôte pour répliquer, transcrire et traduire les composants viraux nécessaires (capsomères, gaine, plaques de base, fibres de la queue et enzymes virales) pour l'assemblage de nouveaux virus. Les gènes de la polymérase sont généralement exprimés au début du cycle, tandis que les protéines de la capside et de la queue sont exprimées plus tard. Au cours de la phase de maturation, de nouveaux virions sont créés. Pour libérer les phages libres, la paroi cellulaire bactérienne est perturbée par des protéines de phage telles que la holine ou le lysozyme. La dernière étape est la libération. Les virus matures sortent de la cellule hôte dans un processus appelé lyse et les virus descendants sont libérés dans l'environnement pour infecter de nouvelles cellules.

Le cycle lysogénique

Dans un cycle lysogène, le génome du phage pénètre également dans la cellule par fixation et pénétration. Un excellent exemple de phage avec ce type de cycle de vie est le phage lambda. Au cours du cycle lysogène, au lieu de tuer l'hôte, le génome du phage s'intègre dans le chromosome bactérien et fait partie de l'hôte. Le génome du phage intégré est appelé prophage. Un hôte bactérien avec un prophage est appelé un lysogène. Le processus par lequel une bactérie est infectée par un phage tempéré est appelé lysogénie. Il est typique que les phages tempérés soient latents ou inactifs dans la cellule. Au fur et à mesure que la bactérie réplique son chromosome, elle réplique également l'ADN du phage et le transmet à de nouvelles cellules filles pendant la reproduction.La présence du phage peut modifier le phénotype de la bactérie, car il peut apporter des gènes supplémentaires (par exemple, des gènes de toxines qui peuvent augmenter la virulence bactérienne). Ce changement dans le phénotype de l'hôte est appelé conversion lysogène ou conversion phagique. Certaines bactéries, telles que Vibrio cholerae et Clostridium botulinum, sont moins virulents en l'absence du prophage. Les phages infectant ces bactéries portent les gènes de la toxine dans leur génome et augmentent la virulence de l'hôte lorsque les gènes de la toxine sont exprimés. Dans le cas d V. choléra, la toxine codée par le phage peut provoquer une diarrhée sévère chez C. botulinum, la toxine peut provoquer une paralysie. Au cours de la lysogénie, le prophage persistera dans le chromosome de l'hôte jusqu'à l'induction, ce qui entraîne l'excision du génome viral du chromosome de l'hôte. Après l'induction, le phage tempéré peut suivre un cycle lytique puis subir une lysogénie dans une cellule nouvellement infectée (voir [lien]).

Un bactériophage tempéré a à la fois des cycles lytiques et lysogènes. Dans le cycle lysogène, l'ADN du phage est incorporé dans le génome de l'hôte, formant un prophage, qui est transmis aux générations de cellules suivantes. Les facteurs de stress environnementaux tels que la famine ou l'exposition à des produits chimiques toxiques peuvent entraîner l'excision du prophage et son entrée dans le cycle lytique.

Cette vidéo illustre les étapes du cycle de vie lysogène d'un bactériophage et le passage à une phase lytique.

Transduction

La transduction se produit lorsqu'un bactériophage transfère l'ADN bactérien d'une bactérie à une autre au cours d'infections séquentielles. Il existe deux types de transduction : la transduction généralisée et la transduction spécialisée. Au cours du cycle lytique de la réplication virale, le virus détourne la cellule hôte, dégrade le chromosome de l'hôte et fabrique davantage de génomes viraux. Lorsqu'il assemble et emballe l'ADN dans la tête du phage, l'emballage commet parfois une erreur. Au lieu d'empaqueter l'ADN viral, il prend un morceau aléatoire d'ADN hôte et l'insère dans la capside. Une fois libéré, ce virion injectera ensuite l'ADN de l'ancien hôte dans un hôte nouvellement infecté. Le transfert asexué d'informations génétiques peut permettre la recombinaison de l'ADN, fournissant ainsi au nouvel hôte de nouveaux gènes (par exemple, un gène de résistance aux antibiotiques ou un gène métabolisant le sucre). La transduction généralisée se produit lorsqu'un morceau aléatoire d'ADN chromosomique bactérien est transféré par le phage au cours du cycle lytique. La transduction spécialisée se produit à la fin du cycle lysogène, lorsque le prophage est excisé et que le bactériophage entre dans le cycle lytique. Étant donné que le phage est intégré dans le génome de l'hôte, le prophage peut se répliquer en tant que partie de l'hôte. Cependant, certaines conditions (p. Au cours du processus d'excision du chromosome hôte, un phage peut occasionnellement retirer de l'ADN bactérien à proximité du site d'intégration virale. L'ADN du phage et de l'hôte d'une extrémité ou des deux extrémités du site d'intégration sont emballés dans la capside et sont transférés vers le nouvel hôte infecté. Étant donné que l'ADN transféré par le phage n'est pas emballé au hasard mais est plutôt un morceau d'ADN spécifique à proximité du site d'intégration, ce mécanisme de transfert de gènes est appelé transduction spécialisée (voir [lien]). L'ADN peut alors se recombiner avec le chromosome hôte, conférant à ce dernier de nouvelles caractéristiques. La transduction semble jouer un rôle important dans le processus évolutif des bactéries, leur donnant un mécanisme d'échange asexué d'informations génétiques.

Cet organigramme illustre le mécanisme de transduction spécialisée. Un phage intégré excise, apportant avec lui un morceau d'ADN adjacent à son point d'insertion. Lors de la réinfection d'une nouvelle bactérie, l'ADN du phage s'intègre avec le matériel génétique acquis de l'hôte précédent.

Cycle de vie des virus avec des hôtes animaux

Les virus animaux lytiques suivent des stades d'infection similaires à ceux des bactériophages : fixation, pénétration, biosynthèse, maturation et libération (voir [lien]). Cependant, les mécanismes de pénétration, de biosynthèse des acides nucléiques et de libération diffèrent entre les virus bactériens et animaux. Après s'être liés aux récepteurs de l'hôte, les virus animaux pénètrent par endocytose (engloutissement par la cellule hôte) ou par fusion membranaire (enveloppe virale avec la membrane de la cellule hôte). De nombreux virus sont spécifiques à l'hôte, ce qui signifie qu'ils n'infectent qu'un certain type d'hôte et que la plupart des virus n'infectent que certains types de cellules dans les tissus. Cette spécificité est appelée un tropisme tissulaire. Des exemples en sont démontrés par le poliovirus , qui présente un tropisme pour les tissus du cerveau et de la moelle épinière, ou le virus de la grippe , qui a un tropisme primaire pour les voies respiratoires.

Dans l'infection par le virus de la grippe, les glycoprotéines virales attachent le virus à une cellule épithéliale de l'hôte. En conséquence, le virus est englouti. L'ARN viral et les protéines virales sont fabriqués et assemblés en de nouveaux virions qui sont libérés par bourgeonnement.

Les virus animaux n'expriment pas toujours leurs gènes en utilisant le flux normal d'informations génétiques, de l'ADN à l'ARN à la protéine. Certains virus ont un génome à ADNdb comme les organismes cellulaires et peuvent suivre le flux normal. Cependant, d'autres peuvent avoir des génomes ssDNA, dsRNA ou ssRNA. La nature du génome détermine comment le génome est répliqué et exprimé sous forme de protéines virales. Si un génome est un ADN simple brin, les enzymes hôtes seront utilisées pour synthétiser un deuxième brin complémentaire au brin génomique, produisant ainsi un ADN double brin. L'ADNdb peut maintenant être répliqué, transcrit et traduit de la même manière que l'ADN hôte.

Si le génome viral est un ARN, un mécanisme différent doit être utilisé. Il existe trois types de génomes à ARN : l'ARNdb, l'ARN simple brin positif (+) (+ ARNss) ou l'ARN simple brin négatif (−) (−ssRNA). Si un virus a un génome + ARNss, il peut être traduit directement pour fabriquer des protéines virales. L'ARNss + génomique viral agit comme un ARNm cellulaire. Cependant, si un virus contient un génome −ssRNA, les ribosomes de l'hôte ne peuvent pas le traduire tant que l'−ssRNA n'est pas répliqué en + ARNss par l'ARN polymérase virale dépendante de l'ARN (RdRP) (voir [lien]). Le RdRP est introduit par le virus et peut être utilisé pour fabriquer un +ssRNA à partir du génome −ssRNA d'origine. La RdRP est également une enzyme importante pour la réplication des virus à ARNdb, car elle utilise le brin négatif du génome double brin comme matrice pour créer le +ssRNA. Les copies d'ARNss + nouvellement synthétisées peuvent ensuite être traduites par des ribosomes cellulaires.

Les virus à ARN peuvent contenir des ARNss+ qui peuvent être directement lus par les ribosomes pour synthétiser des protéines virales. Les virus contenant −ssRNA doivent d'abord utiliser l'−ssRNA comme matrice pour la synthèse de +ssRNA avant que les protéines virales puissent être synthétisées.

Un mécanisme alternatif pour la synthèse d'acide nucléique viral est observé dans le rétrovirus es, qui sont des virus +ssRNA (voir [lien]). Les virus à ARN simple brin tels que le VIH portent une enzyme spéciale appelée transcriptase inverse dans la capside qui synthétise une copie complémentaire d'ADN ss (ADNc) en utilisant le génome + ARNss comme matrice. L'ADNsb est ensuite transformé en ADNdb, qui peut s'intégrer dans le chromosome de l'hôte et devenir une partie permanente de l'hôte. Le génome viral intégré est appelé provirus. Le virus peut maintenant rester longtemps dans l'hôte pour établir une infection chronique. Le stade du provirus est similaire au stade du prophage dans une infection bactérienne au cours du cycle lysogène. Cependant, contrairement au prophage, le provirus ne subit pas d'excision après l'épissage dans le génome.

Le VIH, un rétrovirus icosaédrique enveloppé, se fixe à un récepteur de surface cellulaire d'une cellule immunitaire et fusionne avec la membrane cellulaire. Le contenu viral est libéré dans la cellule, où les enzymes virales convertissent le génome d'ARN simple brin en ADN et l'intègrent dans le génome de l'hôte. (crédit : modification des travaux par NIAID, NIH)

Infections persistantes

Une infection persistante survient lorsqu'un virus n'est pas complètement éliminé du système de l'hôte mais reste dans certains tissus ou organes de la personne infectée. Le virus peut rester silencieux ou subir une infection productive sans nuire gravement ou tuer l'hôte. Les mécanismes d'infection persistante peuvent impliquer la régulation de l'expression des gènes du virus ou de l'hôte ou l'altération de la réponse immunitaire de l'hôte. Les deux principales catégories d'infections persistantes sont les infections latentes et les infections chroniques. Des exemples de virus qui causent des infections latentes comprennent le virus de l'herpès simplex (herpès buccal et génital), le virus varicelle-zona (varicelle et zona) et le virus d'Epstein-Barr (mononucléose). Le virus de l'hépatite C et le VIH sont deux exemples de virus qui causent des infections chroniques à long terme.

Infection latente

Tous les virus animaux ne subissent pas de réplication par le cycle lytique. Il existe des virus capables de rester cachés ou dormants à l'intérieur de la cellule au cours d'un processus appelé latence. Ces types de virus sont appelés virus latents es et peut provoquer des infections latentes. Les virus capables de latence peuvent initialement provoquer une infection aiguë avant de devenir dormants.

Par exemple, le virus varicelle-zona infecte de nombreuses cellules dans tout le corps et provoque la varicelle, caractérisée par une éruption de cloques recouvrant la peau. Environ 10 à 12 jours après l'infection, la maladie se résout et le virus entre en sommeil, vivant dans les ganglions des cellules nerveuses pendant des années. Pendant ce temps, le virus ne tue pas les cellules nerveuses et ne continue pas à se répliquer. On ne sait pas pourquoi le virus cesse de se répliquer dans les cellules nerveuses et exprime peu de protéines virales mais, dans certains cas, généralement après de nombreuses années de dormance, le virus est réactivé et provoque une nouvelle maladie appelée zona ([link]). Alors que la varicelle affecte de nombreuses régions du corps, le zona est une maladie spécifique des cellules nerveuses émergeant des ganglions dans lesquels le virus était en sommeil.

(a) Varicelle-zona, le virus qui cause la varicelle, a une capside icosaédrique enveloppée visible sur cette micrographie électronique à transmission. Son génome d'ADN double brin s'incorpore à l'ADN de l'hôte. (b) Après une période de latence, le virus peut se réactiver sous forme de zona, se manifestant généralement par une éruption cutanée douloureuse et localisée sur un côté du corps. (crédit a : modification de l'œuvre par Erskine Palmer et B.G. Partin—scale-bar data de Matt Russell crédit b : modification de l'œuvre par Rosmarie Voegtli)

Les virus latents peuvent rester dormants en existant sous forme de molécules de génome viral circulaire à l'extérieur du chromosome de l'hôte. D'autres deviennent des provirus en s'intégrant dans le génome de l'hôte. Pendant la dormance, les virus ne provoquent aucun symptôme de maladie et peuvent être difficiles à détecter. Un patient peut ne pas savoir qu'il est porteur du virus à moins qu'un test de diagnostic viral n'ait été effectué.

Infection chronique

Une infection chronique est une maladie dont les symptômes sont récurrents ou persistants sur une longue période. Certaines infections virales peuvent être chroniques si le corps est incapable d'éliminer le virus. Le VIH est un exemple de virus qui produit une infection chronique, souvent après une longue période de latence. Une fois qu'une personne est infectée par le VIH, le virus peut être détecté dans les tissus en continu par la suite, mais les patients non traités ne présentent souvent aucun symptôme pendant des années. Cependant, le virus maintient une persistance chronique grâce à plusieurs mécanismes qui interfèrent avec la fonction immunitaire, notamment la prévention de l'expression des antigènes viraux à la surface des cellules infectées, la modification des cellules immunitaires elles-mêmes, la restriction de l'expression des gènes viraux et la modification rapide des antigènes viraux par mutation. Finalement, les dommages causés au système immunitaire entraînent une progression de la maladie conduisant au syndrome d'immunodéficience acquise (SIDA). Les divers mécanismes que le VIH utilise pour éviter d'être éliminé par le système immunitaire sont également utilisés par d'autres virus infectieux chroniques, y compris le virus de l'hépatite C.

Cycle de vie des virus avec des plantes hôtes

Les virus végétaux ressemblent plus aux virus animaux qu'aux bactériophages. Les virus végétaux peuvent être enveloppés ou non enveloppés. Comme de nombreux virus animaux, les virus végétaux peuvent avoir un génome à ADN ou à ARN et être simple brin ou double brin. Cependant, la plupart des virus végétaux n'ont pas de génome à ADN, la majorité ont un génome + ARNss, qui agit comme un ARN messager (ARNm). Seule une minorité de virus végétaux possède d'autres types de génomes.

Les virus végétaux peuvent avoir une gamme d'hôtes étroite ou large. Par exemple, le virus de la tristeza des agrumes n'infecte que quelques plantes de la Agrumes alors que le virus de la mosaïque du concombre infecte des milliers de plantes de diverses familles de plantes. La plupart des virus végétaux sont transmis par contact entre les plantes, ou par des champignons, des nématodes, des insectes ou d'autres arthropodes qui agissent comme des vecteurs mécaniques. Cependant, certains virus ne peuvent être transmis que par un type spécifique d'insecte vecteur, par exemple, un virus particulier peut être transmis par les pucerons mais pas par les aleurodes. Dans certains cas, les virus peuvent également pénétrer dans les plantes saines par des blessures, comme cela peut se produire en raison de la taille ou des dommages causés par les intempéries.

Les virus qui infectent les plantes sont considérés comme des parasites biotrophes, ce qui signifie qu'ils peuvent établir une infection sans tuer l'hôte, similaire à ce qui est observé dans les cycles de vie lysogènes des bactériophages. L'infection virale peut être asymptomatique (latente) ou conduire à la mort cellulaire (infection lytique). Le cycle de vie commence par la pénétration du virus dans la cellule hôte. Ensuite, le virus n'est pas enrobé dans le cytoplasme de la cellule lorsque la capside est retirée. Selon le type d'acide nucléique, des composants cellulaires sont utilisés pour répliquer le génome viral et synthétiser des protéines virales pour l'assemblage de nouveaux virions. Pour établir une infection systémique, le virus doit pénétrer dans une partie du système vasculaire de la plante, comme le phloème. Le temps nécessaire à l'infection systémique peut varier de quelques jours à quelques semaines selon le virus, l'espèce végétale et les conditions environnementales. Le cycle de vie du virus est terminé lorsqu'il est transmis d'une plante infectée à une plante saine.

Courbe de croissance virale

Contrairement à la courbe de croissance d'une population bactérienne, la courbe de croissance d'une population virale au cours de son cycle de vie ne suit pas une courbe sigmoïde. Au cours de la phase initiale, un inoculum de virus provoque une infection. Dans la phase d'éclipse, les virus se lient et pénètrent dans les cellules sans qu'aucun virion ne soit détecté dans le milieu. La principale différence qui apparaît ensuite dans la courbe de croissance virale par rapport à une courbe de croissance bactérienne se produit lorsque les virions sont libérés de la cellule hôte lysée en même temps. Une telle occurrence s'appelle une salve, et le nombre de virions libérés par bactérie est décrit comme la taille de la salve. Dans une courbe de multiplication en une étape pour le bactériophage, les cellules hôtes se lysent, libérant de nombreuses particules virales dans le milieu, ce qui entraîne une augmentation très rapide du titre viral (le nombre de virions par unité de volume). S'il ne reste aucune cellule hôte viable, les particules virales commencent à se dégrader pendant le déclin de la culture (voir [lien]).

La courbe de multiplication en une étape pour une population de bactériophages suit trois étapes : 1) l'inoculation, au cours de laquelle les virions s'attachent aux cellules hôtes 2) l'éclipse, au cours de laquelle l'entrée du génome viral se produit et 3) l'éclatement, lorsqu'un nombre suffisant de nouveaux virions est produites et émergent de la cellule hôte. La taille du burst est le nombre maximum de virions produits par bactérie.

Ebola est incurable et mortel. L'épidémie en Afrique de l'Ouest en 2014 était sans précédent, éclipsant les autres épidémies humaines d'Ebola en termes de taux de mortalité. Sur 24 666 cas suspects ou confirmés signalés, 10 179 personnes sont décédées. 1

Aucun traitement ou vaccin approuvé contre Ebola n'est disponible. Bien que certains médicaments aient montré un potentiel dans des études de laboratoire et des modèles animaux, ils n'ont pas été testés chez l'homme pour leur sécurité et leur efficacité. Non seulement ces médicaments ne sont ni testés ni enregistrés, mais ils sont également rares.

Compte tenu des grandes souffrances et des taux de mortalité élevés, il est juste de se demander si des médicaments non enregistrés et non testés valent mieux que rien du tout. De tels médicaments doivent-ils être dispensés et, si oui, qui devrait les recevoir, compte tenu de leur approvisionnement extrêmement limité ? Est-il éthique de traiter des médicaments non testés sur des patients atteints d'Ebola ? D'un autre côté, est-il éthique de refuser aux patients mourants des médicaments potentiellement salvateurs ? Ou les médicaments devraient-ils être réservés aux prestataires de soins de santé qui s'efforcent de contenir la maladie ?

En août 2014, deux travailleurs humanitaires américains infectés et un prêtre espagnol ont été traités avec du ZMapp, un médicament non enregistré qui avait été testé sur des singes mais pas sur des humains. Les deux humanitaires américains se sont rétablis, mais le prêtre est décédé. Plus tard dans le mois, l'OMS a publié un rapport sur l'éthique du traitement des patients avec le médicament. Étant donné qu'Ebola est souvent mortel, le panel a estimé qu'il était éthique de donner les médicaments non enregistrés et contraire à l'éthique de les retenir pour des raisons de sécurité. Cette situation est un exemple d'« utilisation compassionnelle » en dehors du système bien établi de réglementation et de gouvernance des thérapies.

Le 24 septembre 2014, Thomas Eric Duncan est arrivé au Texas Health Presbyterian Hospital de Dallas, se plaignant de fièvre, de maux de tête, de vomissements et de symptômes de diarrhée couramment observés chez les patients atteints du rhume ou de la grippe. Après examen, un médecin du service des urgences lui a diagnostiqué une sinusite, lui a prescrit des antibiotiques et l'a renvoyé chez lui. Deux jours plus tard, Duncan est retourné à l'hôpital en ambulance. Son état s'était détérioré et des tests sanguins supplémentaires ont confirmé qu'il était infecté par le virus Ebola.

D'autres enquêtes ont révélé que Duncan venait de rentrer du Libéria, l'un des pays en proie à une grave épidémie d'Ebola. Le 15 septembre, neuf jours avant son arrivée à l'hôpital de Dallas, Duncan avait aidé à transporter un voisin atteint d'Ebola vers un hôpital au Libéria. L'hôpital a continué à traiter Duncan, mais il est décédé plusieurs jours après son admission.

La chronologie du cas Duncan est révélatrice du cycle de vie du virus Ebola. Le temps d'incubation d'Ebola varie de 2 jours à 21 jours. Neuf jours se sont écoulés entre l'exposition de Duncan à l'infection virale et l'apparition de ses symptômes. Cela correspond, en partie, à la période d'éclipse de la croissance de la population virale. Pendant la phase d'éclipse, Duncan aurait été incapable de transmettre la maladie à d'autres. Cependant, une fois qu'une personne infectée commence à présenter des symptômes, la maladie devient très contagieuse. Le virus Ebola se transmet par contact direct avec des gouttelettes de fluides corporels tels que la salive, le sang et les vomissures. Duncan aurait pu transmettre la maladie à d'autres à tout moment après avoir commencé à présenter des symptômes, vraisemblablement quelque temps avant son arrivée à l'hôpital de Dallas. Une fois qu'un hôpital réalise qu'un patient comme Duncan est infecté par le virus Ebola, le patient est immédiatement mis en quarantaine et les responsables de la santé publique lancent une recherche en arrière pour identifier toutes les personnes avec lesquelles un patient comme Duncan aurait pu interagir pendant la période au cours de laquelle il présentait des symptômes.

Les responsables de la santé publique ont pu retrouver 10 personnes à haut risque (membres de la famille de Duncan) et 50 personnes à faible risque pour les surveiller à la recherche de signes d'infection. Aucun n'a contracté la maladie.Cependant, l'une des infirmières chargées des soins de Duncan a été infectée. Ceci, ainsi que l'erreur de diagnostic initiale de Duncan, ont clairement montré que les hôpitaux américains devaient fournir une formation supplémentaire au personnel médical pour prévenir une éventuelle épidémie d'Ebola aux États-Unis.


Voir la vidéo: Cycle lytique du virus bactériophage (Août 2022).