Microbiologie BIOL 3253

Les virus: introduction et

caractères généraux

Les virus

Organismes acellulaires simples.

Parasites intracellulaires obligatoires.

Virologues

Scientifiques qui étudient les virus.

Virologie

Étude des virus.

Propriétés générales des virus

Virion

Particule virale complète.

Formé de 1 molécule d’ADN ou d’ARN

enfermée(s) dans une coque protéique.

Peut contenir d’autres couches additionnelles,

souvent complexes (glucides, lipides et

protéines).

Comparaison entre virus et organismes

cellulaires

Virus

Organisation simple et

acellulaire.

Contiennent soit de l’ADN

ou de l’ARN mais pas les

deux (il existe des

exceptions).

Ne peuvent se multiplier et

se diviser indépendamment

des cellules vivantes.

Ce sont tous des parasites

intracellulaires obligatoires.

Organismes cellulaires

Organisation complexe.

Contiennent de l’ADN et

de l’ARN.

Effectuent la division

cellulaire pour se

multiplier et se diviser.

Certains sont des

parasites intracellulaires

obligatoires.

La structure et la taille des virus

Ils possèdent habituellement une taille de 10 à 400 nm de diamètre.

Propriétés générales de structure

Nucléocapside Composée d’acides nucléiques (ADN ou ARN)

maintenus dans une coque protéique nommée capside.

Capside Coque protéique qui entoure le génome viral.

Protège le matériel génétique et favorise son transfert d’une cellule hôte à une autre.

Protomère Sous-unité protéique qui compose la capside.

Les types morphologiques

helicoïdales

enveloppes complexes

icosaédriques

Capsides hélicoïdales

Ressemblent à

des tubes

creux faits de

protéines.

Les ARN du virus

influenza sont inclus

dans des capsides en

hélices fines et

flexibles, repliées dans

une enveloppe.

Capsides icosaédriques

Polyèdre régulier avec 20

faces triangulaires

equilatérales et 12 sommets.

Figure 16.12

hexamères

pentamères

Capsomères Unités en forme d’anneau

composées de 5 ou 6 protomères. Pentamères (pentons) – 5 sous-unités.

Hexamères (hexons) – 6 sous-unités.

Capsides à symétrie complexe

Virus de la vaccine

Virus à symétrie binaire: Contiennent la symétrie en

icosaèdre (la tête) et la symétrie en hélice (la queue).

Coliphage T-pairs

Enveloppes et enzymes virales

Enveloppes virales Structure membranaire qui enveloppe certains virus.

Les lipides et les sucres qui peuvent être retrouvés dans l’enveloppe proviennent généralement des membranes de la cellule hôte.

projections (spicules) Projections protéiques de l’enveloppe – spécifiques à

certains virus.

Enzymes virales Observées chez certains virus.

Associées à la capside (à l’intérieur de celle-ci) ou à l’enveloppe.

Souvent impliquées dans la réplication des acides nucléiques (exemple: ARN polymérase ARN-dépendante chez des virus à ARN) .

Les génomes viraux

Les génomes viraux à ADN

Chez les virus à ADN, on retrouve des génomes

dont l’ADN est linéaire et d’autres circulaire.

Certains ADN viraux possèdent des nucléotides

contenant des bases inhabituelles (i.e. le 5-

hydroxyméthylcytosine remplace la cytosine).

Exemple du phage lambda:

ADN linéaire dans la capside

ADN circulaire dans l’hôte

Extrémités cohésives (bouts collants)

Les génomes viraux à ARN

Beaucoup de génomes à ARN sont des génomes segmentés (divisés en fragments séparés).

Un virion contient >1 ARN unique

Virus à ARN simple brin à chaîne positive (plus)

La séquence des bases de l’ARN est identique à celle de l’ARNm viral.

Les ARN positifs viraux ressemblent à des ARN messagers.

Comme les ARNm eucaryotes, ils possèdent souvent une coiffe à l’extrémité 5’ et certaines possèdent aussi une queue poly-A à leur extrémité 3’.

Les ARN positifs viraux peuvent diriger la synthèse protéique immédiatement après avoir pénétré dans la cellule.

Virus à ARN simple brin à chaîne négative (moins)

La séquence des bases de l’ARN est complémentaire à celle de l’ARNm viral.

La multiplication des virus

Principales étapes

utilisées lors de la

multiplication des virus

dans une cellule hôte:

La propagation des virus Requiert l’inoculation d’un hôte approprié.

Hôtes pour des virus d’animaux: Animaux

Oeufs embryonnés

Cultures sur des monocouches de cellules animales. Formation de plages de lyse (zones localisées de lyse cellulaire) ou effets

cytopathiques (anomalies cellulaires).

Hôtes pour des bactériophages: Cultures de bactéries jeunes (milieux liquides

ou solides). La lyse bactérienne conduit à la formation de plages.

Hôtes pour des virus végétaux: Plantes

Peuvent causer des lésions nécrotiques locales

ou des symptômes généraux d’infection.

Cultures de tissus végétaux.

Culture de cellules séparées ou protoplastes.

Plage de lyse

Lésions nécrotiques

Purification des virus

La purification repose sur différentes propriétés

virales.

Relativement aux protéines, les virions sont très

grands; ils sont souvent plus stables que les

composants cellulaires normaux et ils possèdent des

protéines de surface.

Il existe cinq méthodologies principales:

Centrifugation différentielle.

Centrifugation en gradient de densité.

Précipitation des virus.

Dénaturation des contaminants.

Digestion enzymatique des contaminants.

Centrifugation différentielle

Séparation basée sur la taille

Centrifugation en gradient

Séparation basée sur la taille

et la densité

Précipitation

On a souvent recours au sulfate d’ammonium

ou au polyéthylène glycol.

On utilise une concentration juste inférieure à

celle qui précipitera les virus. On enlève alors

les contaminants qui sont précipités puis on

ajoute plus de composé précipitant (sulfate

d’ammonium par exemple) et on recueille les

virus précipités par centrifugation.

Dénaturation des contaminants

Comme les virus sont généralement moins

facilement dénaturés que beaucoup de

constituants cellulaires, on peut également

dénaturer les contaminants à l’aide de

chaleur, changement de pH, ou utilisation de

solvants organiques.

Digestion enzymatique des contaminants

Des enzymes (protéases et nucléases)

peuvent être utilisées pour dégrader les

protéines et les acides nucléiques

cellulaires car les virus sont généralement

plus résistants à ces enzymes.

Titrage des virus

Utilisé pour déterminer le nombre de virus

présents dans un échantillon.

Deux approches sont utilisées:

Comptage direct des particules.

Indirectement par dénombrement des unités

infectieuses.

Comptage direct

Effectué à l’aide d’un microscope électronique.

Particules virales

Méthodes indirectes

Test d’hémagglutination Détermine la dilution de virus la plus élevée qui entraîne

une hémagglutination de globules rouges du sang.

Méthode rapide pour déterminer la quantité relative de certains virus tels que le virus de la grippe.

Méthode des plages Différentes dilutions de virus sont étalées sur des cellules

hôtes appropriées.

Dénombrement des plages de lyses.

Les résultats sont exprimés par nombre de virus infectieux ou d’unités formatrices de plages (UFP).

Dose infectieuse et dose létale. Détermine la dilution limite (plus petite

quantité de virus possible) à laquelle 50% des

cellules ou des organismes hôtes sont

endommagés ou

détruits.

Les résultats sont

exprimés sous

forme de dose

létale DL50 et de

dose infectieuse

DI50.

Dénombrement des unités infectieuses

Les principes de la taxinomie virale

Classification basée sur de nombreuses caractéristiques:

Les plus importantes sont habituellement reliées au génome.

Caractéristiques importantes:

Nature de l’hôte (animal, végétal, bactérien, etc.).

Type d’acides nucléiques (ADN, ARN, simple ou double brin, segmentation ou non, etc.).

Symétrie de la capside.

Présence de l’enveloppe.

Diamètre du virion.

Nombre de capsomères chez les virus icosaédriques.

Propriété immunologiques.

Nombre de gènes et carte génétique.

Site intracellulaire de multiplication.

Maladies engendrées et/ou carcatères cliniques particulier.

Etc.

Les principes de la taxinomie virale

Le Comité International sur la

Taxinomie des Virus (CITV) a

développé un système de

classification qui divise maintenant

les virus en:

3 Ordres (-virales)

73 Familles (-viridae)

9 Sous-familles (-virinae)

287 Genres (-virus)

2000 Espèces

Quelques groupes de virus communs

Système de classification alternatif: le

système Baltimore

De nombreux virologues préfèrent utiliser un système de classification alternatif établi par le lauréat d’un prix Nobel, David Baltimore.

Ce système repose principalement sur les caractéristiques du génome des virus et sur le procédé utilisé pour synthétiser l’ARNm viral.