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Les Virus

I Des entités en marge du vivant


Les virus sont des parasites intracellulaires obligatoires:

ils ne peuvent être reproduits qu’au sein d’une cellule vivante, qui met à leur disposition tous les précurseurs métaboliques, la machinerie enzymatique et l’énergie nécessaires. L’organisation non cellulaire des particules virales (virions), leur absence d’activité métabolique et leur mode de reproduction les excluent des êtres vivants classiques.


• L’organisation des particules virales : elles sont toujours de très petite taille, ne dépassant généralement pas 200 nm de long. L’organisation de leur coque protéique (capside) est simple et géométrique : on distingue les virus dits icosaédriques et ceux dits hélicoïdaux ; certains virus de Bactéries sont en revanche très complexes : les bactériophages (dits aussi phages). Il existe des virus nus et des virus dits enveloppés, qui présentent une membrane phospholipidique externe provenant le plus souvent de la membrane plasmique de la cellule hôte (virus bourgeonnants)


• L’information génétique des virus : elle est enfermée dans la capside et est constituée d’un ARN ou d’un ADN. La forme de ce matériel génétique est très variable, pouvant être simple brin ou double brin, circulaire ou linéaire, selon les virus. De plus, dans le cas des virus à ARN simple brin, il faut considérer le cas où ce brin est porteur de sens (messager) ou pas : on parle d’ARN positif ou négatif.


• Les cycles viraux : ils sont de types très différents, selon la nature de l’information génétique virale, et selon les conséquences sur la cellule-hôte, qui peut être détruite ou pas. Dans tous les cas, cette dernière doit produire des ARNm qui permettront la synthèse des protéines virales ; ceci implique souvent que le virion emporte ses propres enzymes, car la cellule infectée ne peut pas décoder son matériel génétique.


II Les virus utilisés comme modèles


Les Virus constituent depuis fort longtemps des outils privilégiés pour l’étude expérimentale de nombreux phénomènes moléculaires et cellulaires, tels que les processus d’autoassemblage moléculaire, les mécanismes génétiques fondamentaux (réplication et expression du génome), la biogenèse des membranes et le transport intracellulaire des protéines. 


L’identification de la nature du matériel génétique :


c’est grâce à des virus que Hershey et Chase (1952), puis Fraenkel-Conrat (1956) ont démontré que le matériel génétique était constitué d’acides nucléiques (respectivement l’ADN pour le phage T4 et l’ARN pour le Virus de la mosaïque du Tabac). C’est aussi grâce à eux que le concept d’ARN messager a pu être dégagé, et qu’on a pu bénéficier de sources abondantes de ces ARNm (qui constituent en fait le matériel génétique des Virus à ARN positif), pour mettre au point les systèmes de traduction in vitro .


L’étude de l’expression du matériel génétique : lors d’une infection virale, la synthèse de la majorité des protéines fabriquées par la cellule-hôte est commandée par le matériel génétique viral qui prend le dessus et inhibe les processus endogènes. Pour pouvoir être déchiffré, ce génome viral doit présenter des caractéristiques fonctionnelles identiques à celles du génome de la cellule infectée, qu’il s’agisse d’une cellule procaryotique ou eucaryotique. De même, la machinerie de synthèse protéique doit pouvoir reconnaître et traduire le message d’origine virale. En ce qui concerne l’étude de l’organisation des gènes et de leur fonctionnement, les virus ont également été très utiles : ils ont permis, par exemple, la découverte de la structure morcelée (dite en mosaïque) des gènes eucaryotiques.


Les études in vitro : la connaissance des mécanismes enzymatiques de réplication a beaucoup bénéficié de l’utilisation des génomes circulaires d’ADN double brin ou simple brin de certains Virus. 


• Les avantages des systèmes viraux : le plus souvent, et contrairement à la situation habituelle, la cellule infectée ne fabrique qu’un nombre limité d’espèces protéiques virales (quelques unités à quelques dizaines), et celles-ci en quantité importante. De plus, comme cette synthèse ne démarre qu’après l’infection, les processus de synthèse sont parfaitement synchronisés, et si une séquence précise d’événements cellulaires existe, elle sera aisément identifiable. En effet, l’expérimentateur est capable de repérer les protéines virales nouvellement synthétisées par marquage avec des précurseurs radioactifs et autoradiographie, ou bien utilisation d’anticorps anti-protéines virales. L’analyse expérimentale des différentes étapes du cycle viral s’en trouve extrêmement simplifiée par rapport à l’étude des processus cellulaires normaux, beaucoup plus complexes .



Les Virus

I Des entités en marge du vivant


Les virus sont des parasites intracellulaires obligatoires:

ils ne peuvent être reproduits qu’au sein d’une cellule vivante, qui met à leur disposition tous les précurseurs métaboliques, la machinerie enzymatique et l’énergie nécessaires. L’organisation non cellulaire des particules virales (virions), leur absence d’activité métabolique et leur mode de reproduction les excluent des êtres vivants classiques.


• L’organisation des particules virales : elles sont toujours de très petite taille, ne dépassant généralement pas 200 nm de long. L’organisation de leur coque protéique (capside) est simple et géométrique : on distingue les virus dits icosaédriques et ceux dits hélicoïdaux ; certains virus de Bactéries sont en revanche très complexes : les bactériophages (dits aussi phages). Il existe des virus nus et des virus dits enveloppés, qui présentent une membrane phospholipidique externe provenant le plus souvent de la membrane plasmique de la cellule hôte (virus bourgeonnants)


• L’information génétique des virus : elle est enfermée dans la capside et est constituée d’un ARN ou d’un ADN. La forme de ce matériel génétique est très variable, pouvant être simple brin ou double brin, circulaire ou linéaire, selon les virus. De plus, dans le cas des virus à ARN simple brin, il faut considérer le cas où ce brin est porteur de sens (messager) ou pas : on parle d’ARN positif ou négatif.


• Les cycles viraux : ils sont de types très différents, selon la nature de l’information génétique virale, et selon les conséquences sur la cellule-hôte, qui peut être détruite ou pas. Dans tous les cas, cette dernière doit produire des ARNm qui permettront la synthèse des protéines virales ; ceci implique souvent que le virion emporte ses propres enzymes, car la cellule infectée ne peut pas décoder son matériel génétique.


II Les virus utilisés comme modèles


Les Virus constituent depuis fort longtemps des outils privilégiés pour l’étude expérimentale de nombreux phénomènes moléculaires et cellulaires, tels que les processus d’autoassemblage moléculaire, les mécanismes génétiques fondamentaux (réplication et expression du génome), la biogenèse des membranes et le transport intracellulaire des protéines. 


L’identification de la nature du matériel génétique :


c’est grâce à des virus que Hershey et Chase (1952), puis Fraenkel-Conrat (1956) ont démontré que le matériel génétique était constitué d’acides nucléiques (respectivement l’ADN pour le phage T4 et l’ARN pour le Virus de la mosaïque du Tabac). C’est aussi grâce à eux que le concept d’ARN messager a pu être dégagé, et qu’on a pu bénéficier de sources abondantes de ces ARNm (qui constituent en fait le matériel génétique des Virus à ARN positif), pour mettre au point les systèmes de traduction in vitro .


L’étude de l’expression du matériel génétique : lors d’une infection virale, la synthèse de la majorité des protéines fabriquées par la cellule-hôte est commandée par le matériel génétique viral qui prend le dessus et inhibe les processus endogènes. Pour pouvoir être déchiffré, ce génome viral doit présenter des caractéristiques fonctionnelles identiques à celles du génome de la cellule infectée, qu’il s’agisse d’une cellule procaryotique ou eucaryotique. De même, la machinerie de synthèse protéique doit pouvoir reconnaître et traduire le message d’origine virale. En ce qui concerne l’étude de l’organisation des gènes et de leur fonctionnement, les virus ont également été très utiles : ils ont permis, par exemple, la découverte de la structure morcelée (dite en mosaïque) des gènes eucaryotiques.


Les études in vitro : la connaissance des mécanismes enzymatiques de réplication a beaucoup bénéficié de l’utilisation des génomes circulaires d’ADN double brin ou simple brin de certains Virus. 


• Les avantages des systèmes viraux : le plus souvent, et contrairement à la situation habituelle, la cellule infectée ne fabrique qu’un nombre limité d’espèces protéiques virales (quelques unités à quelques dizaines), et celles-ci en quantité importante. De plus, comme cette synthèse ne démarre qu’après l’infection, les processus de synthèse sont parfaitement synchronisés, et si une séquence précise d’événements cellulaires existe, elle sera aisément identifiable. En effet, l’expérimentateur est capable de repérer les protéines virales nouvellement synthétisées par marquage avec des précurseurs radioactifs et autoradiographie, ou bien utilisation d’anticorps anti-protéines virales. L’analyse expérimentale des différentes étapes du cycle viral s’en trouve extrêmement simplifiée par rapport à l’étude des processus cellulaires normaux, beaucoup plus complexes .