Structure et classification des virus
Pr. Colimon
Département de Virologie
CHU de Rennes, 2 rue Henri Le Guilloux, 35033 Rennes Cedex
mis à jour le 8 octobre 2001
Le mot "virus" signifie poison en latin. Le terme poison dérive lui de boisson
1.1. Vie et virus
Les caractéristiques de la vie sont :
- la respiration
- la réactivité à des stimuli
- le mouvement
- la croissance
- la reproduction
- l'adaptabilité
Les bactéries et les parasites répondent à ces critères mais les virus ne les possèdent pas. Le virus ne peut se répliquer que dans une cellule hôte.
1.2. Caractéristiques générales des virus
Un virus possède un potentiel de réplication. Il est appelé «organule». C'est un élément unitaire potentiellement capable de produire une lignée avec une histoire d'évolution individuelle.
Une particule virale ou virion est constituée :
- d'acides nucléiques
- d'un complexe protéique protecteur : capside
- d'une enveloppe (membrane bilipidique) facultative
(Caspar 1962)
1.3. Définition d'André-Lwoff
Il existe 4 critères pour différencier un virus d'un autre organisme :
1- Un virus contient un seul type d'acide nucleiques : ADN ou ARN
2- Il y a multiplication de leur matériel génétique; il n'y a pas de croissance ni de fission des virus
3- Le parasitisme intracellulaire est strict, il n'y a pas de système enzymatique de production d'énergie de Lipmann.
4- Présence de structures spécialisées les distinguant des êtres vivants à structure cellulaire procaryotes et eucaryotes.
1.4. Définition actualisée
Virion = génome protégé par une boîte protéique qui doit être tnansmis à (doit infecter) une cellule vivante pour permettre l'expression des gènes et la réplication du génome viral par la cellule infectée.
2. Caractéristiques physiques des virions
2.1. Taille des virions
Les virus ont une taille comprise entre celle des bactéries et des protéines Les plus gros virus sont à la limite de la visibilité en microscopie optique 400 nm).Pour voir les virus, on utilise le microscope électronique ou les rayons X. Les virus sont compris entre 25 nm et 400 nm.
2.2. Structure générale
2.2.1. Génome
Le génome viral est constitué soit &ADN, soit &ARN. Dans les 2 cas, PARN ou l'ADN peuvent être double brin ou simple brin. Le génome peut être en un seul segment ou polysegmenté (minichromosomes). Le génome peut être linéaire ou circulaire.
2.2.2. Capside
La capside virale est l'enveloppe protéique qui protège le génome. Elle est composée de plusieurs monomères (unités structurales de base) appelés capsomères. Il existe deux types de capside :
Capside à symétrie hélicoïdale
Un seul type de capsomère s'embdite pour former un volume (le capside) selon une symétrie en hélice.
Exemples:
-le virus de la mosaiique du tabac
-rhabdoviridae (le virus de la rage en fait partie)
-le virus grippal
Capside à symétrie icosaédrique
L'icosaèdre est un polyèdre régulier ayant 3 axes de symétrie, 12 sommets, 20 faces qui sont des triangles latéraux et 30 arêtes.
Les capsomères vont se disperser sur l'icosaèdre. Ces capsomères sont de 2 types:
-pentons ou pentamères, fait de l'assemblage de 5 chaînes polypeptidiques (5 protomères)
-hexons ou hexamères, fait de l'assemblage de 6 chaînes polypeptidiques (6 protomères)
Tous les virus de symétrie icosaèdrique possèdent 12 pentons (car ils se trouvent sur chaque sommet de la structure)et un nombre d'hexons variables
ex : une capside à 32 capsomères a 12 pentons et 20 hexons
2.2.3. L'enveloppe virale
Il existe des virus nus (sans enveloppe) et des virus enveloppés. Chez les virus enveloppés, la membrane dérive des membranes cellulaires; elle est constituée en plus de glycoprotéines d'information virale (cad codées par les virus).
3.1. Selon les caractéristiques physiques des virions
Toutes les combinaisons sont possibles entre les différents groupes
-virus nu ou enveloppé
-virus à symétrie hélicoïdale ou icosoèdrique
-virus à génome linéaire ou circulaire, segmenté ou d'un seul tenant
En plus on différencie les virus
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ADN
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ARN
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| double brin | double brin |
| simple brin |
simple brin - à polarité - ou - à polarité + |
Par définition : la polarité + est celle de l'ARN messager
la polarité - est celle de l'ARN complémentaire de l'ARNm (ou ARN anti-messager)
3.2. Selon la phylogénie
Sous forme d'arbre (dendrogramme), on classe par exemple: a, b, g1, g2 herpesvirus
3.3. Selon les caractéristiques biologiques
- suivant le type de cellule permettant la réplication du virus
- la durée du cycle de réplication virale
- la classification de Baltimore selon la stratégie de réplication du virus
3.4. Régles de taxonomie
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niveau taxonomique
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suffixes (courants)
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exemples
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ordre
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virales (gpe de familles apparentées) | mononegavirales |
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famille
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viridae | paramyxoviridae |
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sous-famille
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virinae | paramyxovirinae |
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genre
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virus | morbillivirus |
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espèce
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(virus individuel) | virus de la rougeole |
4. Principales familles de virus en médecine
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Virus à ADN
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Virus à ARN
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| -poxviridae -adenoviridae -herpesviridae -papovaviridae -hepadnaviridae -parvoviridae |
-orthomyxoviridae -paramyxoviridae -rhabdoviridae -filoviridae -arenaviridae -retroviridae -coronaviridae -réoviridae -picornaviridae -caliciviridae -togaviridae |