La structure des virus est non cellulaire, car ils ne possèdent aucun organite. En un mot, il s'agit d'une étape transitoire entre la matière morte et la matière vivante. Les virus ont été découverts par le biologiste russe D.I. Ivanovsky en 1892 en étudiant la maladie mosaïque du tabac. La structure entière des virus est constituée d’ARN ou d’ADN enfermé dans une enveloppe protéique appelée capside. Un virion est une particule infectieuse formée.

Les virus de la grippe ou de l'herpès possèdent une enveloppe lipoprotéique supplémentaire, qui provient de la membrane cytoplasmique de la cellule hôte. Les virus sont divisés en virus contenant de l'ADN et contenant de l'ARN, car ils ne peuvent avoir qu'un seul type. Cependant, la grande majorité des virus contiennent de l'ARN. Leurs génomes sont simple brin et double brin. La structure interne des virus leur permet de se reproduire uniquement dans les cellules d’autres organismes, et rien d’autre. Ils ne présentent aucune activité extracellulaire. La taille des virus répandus varie de 20 à 300 nm de diamètre.

La structure des virus bactériophages

Les virus qui infectent les bactéries de l’intérieur sont appelés virus et sont capables de pénétrer et de détruire.

Le corps du bactériophage E. coli présente une tête, de laquelle émerge une tige creuse, enveloppée dans une gaine. Au bout de cette tige se trouve une plaque basale sur laquelle sont fixés 6 fils. À l’intérieur de la tête se trouve une molécule d’ADN. À l'aide de processus spéciaux, le virus bactériophage s'attache au corps de la bactérie E. coli. Grâce à une enzyme spéciale, le phage se dissout et pénètre. Ensuite, une molécule d'ADN est injectée à partir du canal du bâtonnet en raison des contractions de la tête, et littéralement après 15 minutes, le bactériophage modifie complètement le métabolisme de la cellule bactérienne comme il en a besoin. La bactérie cesse de synthétiser son ADN ; elle synthétise désormais l'acide nucléique du virus. Tout cela se termine par l'apparition d'environ 200 à 1 000 individus de phages et la cellule bactérienne est détruite. Tous les bactériophages sont divisés en virulents et modérés. Ces derniers ne se répliquent pas dans la cellule bactérienne, tandis que les virulents forment une génération d'individus dans une zone déjà infectée.

Maladies virales

La structure et l'activité des virus sont déterminées par le fait qu'ils ne peuvent exister que dans les cellules d'autres organismes. S'étant installé dans n'importe quelle cellule, le virus peut provoquer une maladie grave. Les plantes agricoles et les animaux en sont souvent attaqués. Ces maladies dégradent fortement la fertilité des cultures et provoquent de nombreuses morts d’animaux.

Il existe des virus qui peuvent provoquer diverses maladies chez l'homme. Tout le monde connaît des maladies telles que la variole, l'herpès, la grippe, la polio, les oreillons, la rougeole, la jaunisse et le SIDA. Tous sont dus à l’activité de virus. La structure du virus de la variole n'est presque pas différente de celle du virus de l'herpès, car ils appartiennent au même groupe - le virus de l'herpès, qui en comprend également d'autres. À notre époque, le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) se propage activement. Personne ne sait encore comment en venir à bout.

Structure et classification des virus

Les virus incluent au royaumeVira . Ce

de minuscules microbes (« agents filtrables »),

ne pas avoir de structure cellulaire, de système de synthèse de protéines,

Ce sont des structures génétiques autonomes et se distinguent par une méthode de reproduction (reproduction) particulière et déconnectée (disjonctive) : les acides nucléiques des virus et leurs protéines sont synthétisés séparément dans la cellule, puis ils sont assemblés en particules virales.

La particule virale formée est appelée virion.

La morphologie et la structure des virus sont étudiées Avecpar microscopie électronique, puisque leurs tailles sont petites et comparables à l’épaisseur de la coquille bactérienne.

La forme des virions peut variernoé (fig.):

en forme de bâtonnet (virus de la mosaïque du tabac),

en forme de balle (virus de la rage),

sphérique (virus de la poliomyélite, VIH),

filamenteux (filovirus),

sous forme de sperme (nombreux bactériophages).

La taille des virus est déterminée par :

Avec utiliser l'électronique microscopie,

par méthode d'ultrafiltration à travers des filtres dont le diamètre des pores est connu,

méthode ultracentrifugation.

Les plus petits virus sont les parvovirus (18 nm) et le poliovirus (environ 20 nm), le plus gros est le virus variolique (environ 350 nm).

Il existe des virus contenant de l'ADN et de l'ARNsy. D'habitude ils haploïde, c'est-à-dire qu'ils ont un ensemble de gènes. Exception sont des rétrovirus à génome diploïde. Le génome des virus contient de six à plusieurs centaines de gènes et est représenté par divers typesacides nucléiques:

double brin,

simple brin,

linéaire,

anneau,

fragmenté.

Il existe également des virus à ARN négatifs (moins l'ARN brin) gènemaman. L’ARN du brin négatif de ces virus ne remplit qu’une fonction héréditaire.

Il y a:

je viens de créer des virus (par exemple, virus de la polio, hépatite A) et

virus complexes (par exemple, rougeole, grippe, virus de l'herpès, coronavirus).

U virus simplement conçus(Fig.) l'acide nucléique est associé à une enveloppe protéique appelée capside(de lat. capsa- cas). La capside est constituée de sous-unités morphologiques répétitives - capsomères. L'acide nucléique et la capside interagissent les uns avec les autres et sont collectivement appelés nucléocapside.

U virus complexes(Fig.) la capside est entourée de lipoprotéines coquillesoh- supercapside, ou péplos. L'enveloppe virale est une structure dérivée des membranes de la cellule infectée par le virus. Sur la coque du virus se trouvent glycoprotéineautre"pointes" ou "pointes" (compteurs de cendres, ou supercapside protéines). Sous la coque de certains virus se trouve Protéine M.

Ainsi,je viens de créer des virus se composent d’acide nucléique et de capside.Virus complexes se composent d’acide nucléique, de capside et de coque lipoprotéique.

Les virions ont:

spirale,

icosaédrique(cubique) ou type complexe de symétrie de la capside (nucléocapside).

Type spirale la symétrie est due à la structure hélicoïdale de la nucléocapside (par exemple, dans les virus de la grippe, les coronavirus). Type icosaédrique la symétrie est due à la formation d'un corps isométriquement creux à partir d'une capside contenant de l'acide nucléique viral (par exemple, dans le virus de l'herpès).

La capside et la coquille (supercapside) protègent les virions des influences environnementales, déterminent l'interaction sélective (adsorption) avec certaines cellules, ainsi que les propriétés antigéniques et immunogènes des virions.

Les structures internes des virus sont appelées gris décevine. Chez les adénovirus, le noyau est constitué de protéines de type histone associées à l'ADN, en réovirus - à partir de protéines de la capside interne.

Les éléments suivants sont utilisés en virologie Ouisonorecatégories :

nom de famille se termine par viridés),

sous-famille (le nom se termine par virines),

genre (le nom se termine par virus).

Cependant, les noms de genres et surtout de sous-familles ne sont pas donnés pour tous les virus. Les espèces virales n’ont pas reçu de nom binomial, comme les bactéries.

La base de la classification des virus du poloépouses les catégories suivantes:

type de nucléinoacide voïque (ADN ou ARN), sa structurenombre de fils (un ou deux), notammenttaux de reproduction du génome viral(Tableau 2.3),

taille et morphologie des virions,nombre de capsomères et type de symétrienucléocapside, la présence d'une coquille (supercapside).

sensibilité à l'éther et au désoxycholate,

site de reproduction dans la cellule,

propriétés antigéniques, etc.

Les virus infectent les animaux vertébrés et invertébrés, ainsi que les bactéries et les plantes. Étant les principaux agents responsables des maladies infectieuses humaines, ils participent également aux processus de cancérogenèse et peuvent se transmettre de diverses manières, notamment par le placenta (virus de la rubéole, cytomégalovirus lia, etc.), affectant le fœtus humain. Ils peuventmener à complications post-infectieuses - développement d'une myocardite, d'une pancréatite, d'un déficit immunitaire, etc.

En plus des virus ordinaires (canoniques), on connaît des molécules infectieuses qui ne sont pas des virus et sont appelées prions. Prions- le terme proposé par S. Prusiner est une anagramme des mots anglais « infectious Protein Particule ». La forme cellulaire de la protéine prion normale (PgRS) est présente dans le corps des mammifères, y compris les humains, et remplit un certain nombre de fonctions régulatrices. Il est codé par le gène PrP, situé sur le bras court du chromosome 20 humain. Dans les maladies à prions sous forme d'encéphalopathie spongiforme transmissible (maladie de Creutzfeldt-Jakob, kuru, etc.), la protéine prion acquiert une forme infectieuse différente, désignée par PgR & (Sc - de tremblante - tremblante, une infection à prion des ovins et caprins). Cette protéine prion infectieuse a l'apparence de fibrilles et diffère de la protéine prion normale par sa structure tertiaire ou quaternaire.

D'autres agents inhabituels étroitement liés aux virus sont viroïdes- de petites molécules d'ARN circulaires et superenroulées qui ne contiennent pas

3.3. Physiologie des virus

Virus- des parasites intracellulaires obligatoires, capables uniquement de reproduction intracellulaire. Dans une cellule infectée par un virus, les virus peuvent rester dans différents états :

reproduction de nombreux nouveaux virions ;

la présence de l'acide nucléique du virus dans un état intégré au chromosome cellulaire (sous la forme d'un provirus) ;

existence dans le cytoplasme de la cellule sous forme d'acides nucléiques circulaires, rappelant les plasmides bactériens.

L'éventail des troubles provoqués par le virus est donc très large : depuis une infection productive prononcée aboutissant à la mort cellulaire, jusqu'à une interaction prolongée du virus avec la cellule sous la forme d'une infection latente ou d'une transformation maligne de la cellule.

Distinguer trois types d'interactions viralesavec cage: productif, avorté et intégrateur.

1. Type productif - se termine par la formation d'une nouvelle génération de virions et la mort (lyse) des cellules infectées (forme cytolytique). Certains virus quittent les cellules sans les détruire (forme non cytolytique).

Type avorté - ne se termine pas par la formation de nouveaux virions, puisque le processus infectieux dans la cellule est interrompu à l'une des étapes.

Type intégratif, ou virogénie - caractérisée par l'incorporation (intégration) d'ADN viral sous forme de provirus dans le chromosome cellulaire et leur coexistence (co-réplication).

Reproduction de virus (productive)

Type d'interaction productif sa avec la cellule, c'est-à-dire la reproduction virus (lat. concernant - répétition, production - production), se déroule en 6 étapes :

1)adsorption virions sur la cellule ;

2) pénétration virus dans une cellule ;

3) "bande" et libération du génome viral (déprotéinisation du virus) ;

4) la synthèsecomposants viraux;

5) formation les virions ;

6) rendement en virions de la cellule.

Ces étapes diffèrent selon les virus.

Adsorption de virus. La première étape de la reproduction virale est l’adsorption, c’est-à-dire la fixation du virion à la surface cellulaire. Cela se déroule en deux phases. La première phase est non spécifique, causée par l’attraction ionique entre le virus et la cellule, y compris d’autres mécanismes. Seconde phase adsorption - très spécifique Cheskaya, en raison de l'homologie et de la complémentarité des récepteurs des cellules sensibles et des ligands des protéines virales qui les « reconnaissent ». Protéines à la surface des virus qui reconnaissent des récepteurs cellulaires spécifiques et interagissent avec eux , sont appelés attacher telny protéines (principalement glycoprotéine ines) faisant partie de la membrane lipoprotéique.

Récepteurs spécifiques les cellules ont une nature différente, étant des protéines, des lipides, des composants glucidiques des protéines, des lipides, etc. Ainsi, les récepteurs du virus de la grippe sont l'acide sialique entrant dans la composition des glycoprotéines et des glycolipides (gangliosides) des cellules des voies respiratoires. Les virus de la rage sont adsorbés sur les récepteurs de l'acétylcholine du tissu nerveux, et les virus de l'immunodéficience humaine sont adsorbés sur les récepteurs CO4 des T-helpers, des monocytes et des cellules dendritiques. Une cellule contient de dix à cent mille récepteurs spécifiques, de sorte que des dizaines et des centaines de virions peuvent y être adsorbés.

La présence de récepteurs spécifiques est à la base de la sélectivité des virus pour endommager certaines cellules, tissus et organes. C'est ce qu'on appelle tropisme (Grec tropos - tourner, direction). Par exemple, les virus qui se reproduisent principalement dans les cellules hépatiques sont appelés hépatotropes, dans les cellules nerveuses - neurotropes, dans les cellules immunocompétentes - immunotropes, etc.

Pénétration des virus dans les cellules. Les virus pénètrent dans les cellules par endocytose dépendante du récepteur (viropexie) ou par fusion de l'enveloppe virale avec la membrane cellulaire, ou à la suite d'une combinaison de ces mécanismes.

1 . Endocytose dépendante des récepteurs se produit à la suite de la capture et de l'absorption du virion par la cellule : la membrane cellulaire avec le virion attaché est invaginée pour former une vacuole intracellulaire (endosome) contenant le virus. En raison de la pompe à « protons » dépendante de l'ATP, le contenu de l'endosome est acidifié, ce qui conduit à la fusion de l'enveloppe lipoprotéique du virus complexe avec la membrane de l'endosome et à la libération de la nucléocapside virale dans le cytosol cellulaire. Les endosomes se combinent avec les lysosomes, qui détruisent les composants viraux restants. Le processus de libération de virus non enveloppés (simplement organisés) depuis l’endosome vers le cytosol reste mal compris.

2. Fusion de la coquille du virion avec la membrane cellulaireblesser caractéristique uniquement de certains virus enveloppés (paramyxovirus, rétrovirus, herpèsvirus), qui contiennent protéines de fusion. Une interaction ponctuelle de la protéine de fusion virale avec les lipides de la membrane cellulaire se produit, à la suite de laquelle l'enveloppe lipoprotéique virale s'intègre à la membrane cellulaire et le composant interne du virus pénètre dans le cytosol.

UN) « Déshabillage » (déprotéinisation) des virus. En conséquence, son composant interne est libéré, ce qui peut provoquer un processus infectieux. Les premières étapes de « déshabillage » du virus commencent lors de sa pénétration dans la cellule par la fusion des membranes virales et cellulaires ou lorsque le virus sort de l'endosome dans le cytosol. Les étapes ultérieures de « déshabillage » du virus sont étroitement liées à leur transport intracellulaire vers les sites de déprotéinisation. Différents virus possèdent leurs propres zones de « déshabillage » spécialisées dans la cellule : pour les picornavirus, dans le cytoplasme avec la participation des lysosomes et de l'appareil de Golgi ; pour les virus de l'herpès - espace périnucléaire ou pores de la membrane nucléaire ; pour les adénovirus - d'abord les structures cytoplasmiques, puis le noyau cellulaire. Les produits finaux du « déshabillage » peuvent être un acide nucléique, une nucléoprotéine (nucléocapside) ou un noyau de virion. Ainsi, le produit final du stripping du picarnovirus est un acide nucléique lié de manière covalente à l’une des protéines internes. Et pour de nombreux virus enveloppés contenant de l'ARN, les produits finaux du « déshabillage » peuvent être des nucléocapsides ou des noyaux, qui non seulement n'interfèrent pas avec l'expression du génome viral, mais le protègent en outre des protéases cellulaires et régulent les processus de biosynthèse ultérieurs. .

B) Synthèse de composants viraux. Synthèse des protéines et des acides nucléiques du virus, qui est divisé dans le temps et dans l'espace. La synthèse se produit dans différentes parties de la cellule, c'est pourquoi cette méthode de reproduction du virus est appelée disJonction(de lat. disjoint - désuni).

AVEC)Synthèse de protéines virales . Dans une cellule infectée, le génome viral code pour la synthèse de deux groupes de protéines :

1. protéines non structurales, servir à la reproduction intracellulaire du virus à ses différentes étapes ;

2. protéines structurelles, qui font partie du virion (protéines génomiques associées au génome du virus, protéines de capside et de supercapside).

Àblanc non structurel came comprennent : 1) les enzymes de synthèse d'ARN ou d'ADN (ARN ou ADN polymérases), qui assurent la transcription et la réplication du génome viral ; 2) protéines régulatrices ; 3) les précurseurs de protéines virales, caractérisés par leur instabilité résultant d'une découpe rapide en protéines structurales ; 4) les enzymes qui modifient les protéines virales, par exemple les protéinases et les protéines kinases.

Synthèse des protéines dans la cellule s'effectue selon des procédés bien connus transcriptions (de lat. transcription - réécriture) en « réécrivant » l’information génétique de l’acide nucléique dans la séquence nucléotidique de l’ARN messager (ARNm) et émissions(de lat. traduction - transmission) - lecture de l'ARNm sur les ribosomes pour former des protéines. La transmission des informations héréditaires concernant la synthèse de l’ARNm varie selon les différents groupes de virus.

je . Les virus contenant de l'ADN mettent en œuvre l'information génétique de la même manière que comme le génome cellulaire, selon le schéma :

génomiqueADN viral-» transcriptionARNm-" diffuserprotéine virale.

De plus, les virus contenant de l'ADN utilisent pour ce processus la polymérase cellulaire (virus dont le génome est transcrit dans le noyau cellulaire - adénovirus, papovavirus, herpèsvirus) ou leur propre ARN polymérase (virus dont le génome est transcrit dans le cytoplasme, par exemple les poxvirus).

II . Virus à ARN plus-brin (par exemple, les picornavirus, les flavivirus, puis gavirus) ont un génome qui fonctionne Fonction ARNm ; elle est reconnue et traduite par les ribosomes. La synthèse des protéines dans ces virus se produit sans acte de transcription selon le schéma suivant :

génomique virus à ARN-> traduction des protéines virales .

III. Génome d'ARN moins simple brin virus (orthomyxovirus, paramyxovirus, rhabdovirus) et double brin (réovirus) sert de matrice à partir de laquelle l'ARNm est transcrit avec la participation de l'ARN polymérase associée à l'acide nucléique du virus. Leur synthèse protéique se déroule selon le schéma suivant :

génomique virus à ARN-» transcription et- ARN- diffuser protéine virale.

IV. Rétrovirus (virus de l'immunodéficience humaine, rétrovirus oncogènes) possèdent un mode unique de transmission de l'information génétique. Le génome des rétrovirus est constitué de deux molécules d’ARN identiques, c’est-à-dire qu’il est diploïde. Les rétrovirus contiennent une enzyme spéciale spécifique au virus - la transcriptase inverse, ou révertase, à l'aide de laquelle le processus de transcription inverse est effectué, c'est-à-dire qu'un ADN simple brin complémentaire (ADNc) est synthétisé sur la matrice d'ARN génomique. Le brin complémentaire de l'ADN est copié pour former un ADN complémentaire double brin, qui s'intègre dans le génome cellulaire et est transcrit en ARNm par l'ARN polymérase cellulaire dépendante de l'ADN. La synthèse des protéines de ces virus s'effectue selon le schéma suivant :

génomique virus à ARN-> complémentaire ADN-» transcription ARNm

-"diffuser protéine virale.

Réplication des génomes viraux, c'est-à-dire que la synthèse d'acides nucléiques viraux conduit à l'accumulation dans la cellule de copies des génomes viraux originaux, qui sont utilisées dans l'assemblage des virions. Le mode de réplication du génome dépend du type d'acide nucléique du virus, de la présence de polymérases spécifiques du virus ou cellulaires, ainsi que de la capacité des virus à induire la formation de polymérases dans la cellule.

Le mécanisme de réplication est différent pour les virus qui ont :

1) ADN double brin ;

2) ADN simple brin ;

3) plus ARN simple brin ;

4) moins l'ARN simple brin ;

5) ARN double brin ;

6) ARN à brin plus identiques (rétrovirus).

1. Virus LNA double brin . La réplication de l'ADN viral double brin se produit par le mécanisme semi-conservateur habituel : une fois les brins d'ADN déroulés, de nouveaux brins leur sont ajoutés de manière complémentaire. Chaque molécule d'ADN nouvellement synthétisée est constituée d'un parent et d'un brin nouvellement synthétisé. Ces virus comprennent un grand groupe de virus qui contiennent de l'ADN double brin sous forme linéaire (par exemple, les herpèsvirus, les adénovirus et les poxvirus) ou sous forme circulaire, comme les papillomavirus. Dans tous les virus, à l'exception des poxvirus, la transcription du génome viral a lieu dans le noyau.

Un mécanisme de réplication unique est caractéristique des hépadnavirus (virus de l'hépatite B). Le génome des hépadnavirus est représenté par un ADN circulaire double brin dont un brin est plus court (brin plus incomplet) que l'autre brin. Dans un premier temps, il est en cours d'achèvement (Fig. 3.7). L'ADN double brin complet est ensuite transcrit par l'ARN polymérase ADN-dépendante de la cellule pour produire de petites molécules d'ARNm et de l'ARN simple brin plus complet. Ce dernier est appelé ARN prégénomique ; c'est le modèle de réplication du génome viral. Les ARNm synthétisés sont impliqués dans le processus de traduction des protéines, y compris l'ADN polymérase virale dépendante de l'ARN (transcriptase inverse). Avec l'aide de cette enzyme, l'ARN prégénomique migrant dans le cytoplasme est transcrit de manière inverse en brin moins d'ADN, qui, à son tour, sert de modèle pour la synthèse du brin plus d'ADN. Ce processus se termine par la formation d’ADN double brin contenant un brin d’ADN plus incomplet.

Virus à ADN simple brin . Les seuls représentants des virus à ADN simple brin sont les parvovirus. Les parvovirus utilisent des ADN polymérases cellulaires pour créer un génome viral double brin, la forme dite réplicative de ce dernier. Dans ce cas, un brin négatif d'ADN est synthétisé de manière complémentaire sur l'ADN viral d'origine (brin plus), qui sert de matrice pour la synthèse de l'ADN brin plus du nouveau virion. En parallèle, l'ARNm est synthétisé et les peptides viraux sont traduits.

Plus les virus à ARN simple brin . Ces virus comprennent un grand groupe de virus - les picornavirus, les flavivirus, les togavirus (Fig. 3.8), dans lesquels l'ARN génomique du brin plus remplit la fonction d'ARNm. Par exemple, l'ARN du poliovirus, après être entré dans la cellule, se lie aux ribosomes, fonctionnant comme un ARNm, et sur sa base un gros polypeptide est synthétisé, qui est divisé en fragments : ARN polymérase ARN-dépendante, protéases virales et protéines de capside. La polymérase basée sur l'ARN génomique à brin positif synthétise l'ARN à brin négatif ; un double ARN temporaire est formé, appelé intermédiaire de réplication. Cet intermédiaire de réplication est constitué d’un brin positif complet d’ARN et de nombreux brins négatifs partiellement complétés. Une fois que tous les brins négatifs sont formés, ils sont utilisés comme modèles pour la synthèse de nouveaux brins plus d’ARN. Ce mécanisme est utilisé à la fois pour la propagation de l’ARN génomique du virus et pour la synthèse d’un grand nombre de protéines virales.

Moins les virus à ARN simple brin. Les virus à ARN simple brin (rhabdovirus, paramyxovirus, orthomyxovirus) contiennent une ARN polymérase ARN-dépendante. L’ARN génomique du brin négatif qui est entré dans la cellule est transformé par l’ARN polymérase virale dépendante de l’ARN en ARN du brin plus incomplet et complet. Les copies incomplètes agissent comme ARNm pour la synthèse des protéines virales. Les copies complètes constituent un modèle (étape intermédiaire) pour la synthèse des brins négatifs de l'ARN génomique de la progéniture.

Virus à ARN double brin. Le mécanisme de réplication de ces virus (réovirus et rotavirus) est similaire à la réplication des virus à ARN moins simple brin. La différence est que les brins positifs formés lors de la transcription fonctionnent non seulement comme ARNm, mais participent également à la réplication : ce sont des modèles pour la synthèse des brins négatifs d'ARN. Ces derniers, en combinaison avec l’ARN brin plus, forment des virions génomiques à ARN double brin. La réplication des acides nucléiques viraux de ces virus se produit dans le cytoplasme des cellules.

6 . Rétrovirus (virus à ARN diploïde à brin plus). La transcriptase inverse rétrovirale synthétise (sur une matrice de virus à ARN) un brin négatif d'ADN, à partir duquel le brin positif d'ADN est copié pour former un double brin d'ADN fermé en anneau (Fig. 3.10). Ensuite, le double brin d’ADN s’intègre au chromosome cellulaire, formant un provirus. De nombreux ARN de virion sont formés à la suite de la transcription de l'un des brins d'ADN intégrés avec la participation de l'ARN polymérase cellulaire dépendante de l'ADN.

Formation de virus. Les virions sont formés par auto-assemblage : les éléments constitutifs du virion sont transportés vers le site d'assemblage du virus - zones du noyau ou du cytoplasme de la cellule. La connexion des composants du virion est déterminée parléno la présence de liaisons hydrophobes, ioniques, hydrogène et de conformité stérique.

Il y a les suivantsprincipes généraux assemblées de virus :

La formation de virus est un processus en plusieurs étapes avec la formation de formes intermédiaires qui diffèrent des virions matures par la composition des polypeptides.

Assemblage de virus simples consiste en l'interaction des acides nucléiques viraux avec les protéines de capside et en la formation de nucléocapsides.

Dans les virus complexes Tout d'abord, des nucléocapsides se forment, qui interagissent avec des membranes cellulaires modifiées (la future enveloppe lipoprotéique du virus).

De plus, l'assemblage des virus se répliquant dans le noyau cellulaire se produit avec la participation de la membrane nucléaire, et l'assemblage des virus dont la réplication se produit dans le cytoplasme s'effectue avec la participation du réticulum endoplasmique ou de la membrane plasmique, où les glycoprotéines et autres protéines de l’enveloppe du virus sont intégrés.

Dans un certain nombre de complexes virus à ARN à brin négatif (orthomyxovirus, paramyxovirus), l'assemblage implique ce que l'on appelle la protéine matricielle (protéine M), qui se trouve sous la membrane cellulaire modifiée. Possédant des propriétés hydrophobes, il joue le rôle d'intermédiaire entre la nucléocapside et l'enveloppe lipoprotéique virale.

□ Virus complexes au cours du processus de formation, ils incluent certains composants de la cellule hôte, tels que des lipides et des glucides.

Sortie des virus de la cellule. Le cycle complet de reproduction virale s'achève en 5 à 6 heures (virus de la grippe, etc.) ou après plusieurs jours (hépatovirus, virus de la rougeole, etc.). Le processus de reproduction des virus se termine par leur sortie de la cellule, qui se produit de manière explosive ou par bourgeonnement ou exocytose.

Chemin de dynamitage : Un grand nombre de virions sont libérés simultanément par une cellule mourante. Des virus simples qui n'ont pas de coque lipoprotéique émergent de la cellule par le chemin explosif.

Bourgeonnant, exotique inhérent aux virus qui possèdent une enveloppe lipoprotéique, qui est un dérivé des membranes cellulaires. Premièrement, la nucléocapside ou le noyau du virion résultant est transporté vers les membranes cellulaires, dans lesquelles des protéines spécifiques du virus sont déjà intégrées. Ensuite, dans la zone de contact de la nucléocapside ou du noyau du virion avec la membrane cellulaire, la protrusion de ces zones commence. Le bourgeon formé est séparé de la cellule sous la forme d'un virus complexe. Dans ce cas, la cellule est capable de maintenir sa viabilité pendant longtemps et de produire une progéniture virale.

Le bourgeonnement des virus formés dans le cytoplasme peut se produire soit à travers la membrane plasmique (par exemple, les paramyxovirus, les togavirus), soit à travers les membranes du réticulum endoplasmique avec leur libération ultérieure à la surface cellulaire (par exemple, les bunyavirus).

Les virus qui se forment dans le noyau cellulaire (par exemple les virus de l'herpès) bourgeonnent dans l'espace périnucléaire à travers une membrane nucléaire modifiée, acquérant ainsi une enveloppe lipoprotéique. Ensuite, ils sont transportés dans le cadre de vésicules cytoplasmiques vers la surface cellulaire.

Virus- ce sont les plus petits organismes vivants dont les tailles varient de 20 à 300 nm ; en moyenne, elles sont cinquante fois plus petites que les bactéries. Ils ne sont pas visibles au microscope optique et traversent des filtres qui ne laissent pas passer les bactéries.

Origine des virus

Les chercheurs se demandent souvent si virus? Si l’on considère comme vivante toute structure possédant du matériel génétique (ADN ou ARN) et capable de s’auto-reproduire, alors la réponse doit être affirmative : oui, les virus sont vivants. Si la présence d’une structure cellulaire est considérée comme le signe de la présence d’êtres vivants, alors la réponse sera négative : les virus ne sont pas vivants. Il faut ajouter qu’en dehors de la cellule hôte, les virus sont incapables de s’auto-reproduire.

Pour une vue plus complète sur les virus il est nécessaire de connaître leur origine dans le processus d'évolution. Il existe une hypothèse, bien que non prouvée, selon laquelle les virus sont du matériel génétique qui s'est autrefois « échappé » des cellules procaryotes et eucaryotes et a conservé la capacité de se reproduire lors de son retour dans l'environnement cellulaire.

Virus en dehors de la cellule sont dans un état complètement inerte, mais ils disposent d'un ensemble d'instructions (code génétique) nécessaires pour rentrer dans la cellule et, en la subordonnant à leurs instructions, l'obligent à produire de nombreuses copies identiques à elle-même (le virus). Par conséquent, il est logique de supposer qu'au cours du processus d'évolution, les virus sont apparus plus tard que les cellules.

Structure des virus

Structure des virus très simple. Ils sont constitués des structures suivantes :
1) noyau - matériel génétique représenté soit par de l'ADN, soit par de l'ARN ; L'ADN ou l'ARN peuvent être simple brin ou double brin ;
2) capéide - une coque protéique protectrice entourant le noyau ;
3) nucléocapside - une structure complexe formée par le noyau et la capside ;
4) enveloppes - certains virus, comme le VIH et la grippe, possèdent une couche lipoprotéique supplémentaire provenant de la membrane plasmique de la cellule hôte ;
5) capsomères - sous-unités répétitives identiques à partir desquelles les capsides sont souvent construites.

La forme générale de la capside est caractérisée par un haut degré de symétrie, provoquant capacité des virusà la cristallisation. Cela permet de les étudier à la fois par cristallographie aux rayons X et par microscopie électronique. Une fois que les sous-unités virales sont formées dans la cellule hôte, elles peuvent immédiatement s’auto-assembler en une particule virale complète. Un diagramme simplifié de la structure du virus est présenté sur la figure.

Pour structurer capside du virus Certains types de symétrie sont caractéristiques, notamment polyédriques et hélicoïdales. Un polyèdre est un polyèdre. La forme polyédrique la plus courante chez les virus est l’icosaèdre, qui possède 20 faces triangulaires, 12 coins et 30 arêtes. Sur la figure A, nous voyons un icosaèdre régulier, et sur la figure B, nous voyons un virus de l'herpès, dans une particule dont 162 capsomères sont organisés en icosaèdre.

Une illustration claire de la symétrie spirale peut être vue sur la figure, virus à ARN mosaïque de tabac (TM). La capside de ce virus est formée de 2130 capsomères protéiques identiques.

VTM était le premier virus, isolé sous sa forme pure. Lorsqu'elles sont infectées par ce virus, des taches jaunes apparaissent sur les feuilles d'une plante malade - ce qu'on appelle la mosaïque des feuilles (Fig. 2.18, B). Les virus se propagent très rapidement, soit mécaniquement lorsque des plantes ou des parties de plantes malades entrent en contact avec des plantes saines, soit par voie aérienne par la fumée des cigarettes fabriquées à partir de feuilles infectées.

Virus les phages qui attaquent les bactéries forment un groupe appelé bactériophages ou simplement phages. Certains bactériophages ont une tête icosaédrique clairement définie et une queue à symétrie spirale). La figure montre schématiquement images de certains virus, illustrant leurs tailles relatives et leur structure générale.

Tous les virus sont divisés en deux groupes : simples et complexes. Les virus simples contiennent un acide nucléique et plusieurs polypeptides codés par celui-ci. Les virus complexes sont constitués d'acide nucléique, de lipides et de glucides, qui sont d'origine cellulaire, c'est-à-dire que dans la plupart des virus, ils ne sont pas codés par le génome viral. Dans des cas exceptionnels, des acides nucléiques ou des polypeptides cellulaires sont inclus dans le virion.

Les virus contiennent des acides nucléiques et des protéines. Les protéines et les acides nucléiques sont inextricablement liés. La synthèse des protéines n'est pas possible sans acides nucléiques, et la synthèse des acides n'est pas possible sans la participation active des protéines et des enzymes. On sait que les acides nucléiques et les protéines sont constitués de C, O, H, N, P, S. Le génome du virus est représenté par l'ADN ou l'ARN. Sur la base de la structure de leur génome, les particules virales matures sont divisées dans les groupes suivants :

1. Virus dont le génome est une molécule d’ARN simple brin avec une activité matrice ;

2. Virus dont le génome est constitué d’ARN simple brin qui n’a pas d’activité matrice ;

3. Virus avec un ARN fragmenté simple brin qui n'a pas d'activité de matrice ;

4. Virus dont le génome est constitué de plusieurs molécules d’ARN ayant une activité matrice ;

5. Virus à ARN fragmenté double brin ;

6. Virus à ADN simple brin linéaire ;

7. Virus à ADN circulaire double brin ;

8. Virus à ADN infectieux linéaire double brin ;

9. Virus à ADN linéaire non infectieux double brin.

En termes de composition nucléotidique, l'ADN des virus animaux invertébrés est plus diversifié que l'ADN des vertébrés. Les acides nucléiques des virions sont dans la plupart des cas d'origine virale plutôt que cellulaire. Le pouvoir infectieux des virus est associé à l'acide nucléique et non à la protéine qui en fait partie. Cela a été prouvé par les scientifiques allemands G. Schramm et A. Gierer (1956). Les acides nucléiques sont les gardiens de toutes les informations génétiques du virus. Leur composition chimique et leur structure ne sont pas fondamentalement différentes des acides nucléiques de créatures plus organisées (bactéries, protozoaires, animaux). La majeure partie des particules virales est constituée de protéines contenant les mêmes acides aminés que les protéines d’autres organismes. La protéine virale est représentée principalement par des polypeptides d'un à trois types. Les protéines présentes à la surface de la particule virale sont des antigènes responsables de la production d'anticorps chez les animaux infectés. La majeure partie des protéines sont des protéines synthétisées dans une cellule sensible selon les informations du génome du virus. Dans de rares cas, il est possible que les protéines d'une cellule infectée soient incluses dans les coques lipoprotéiques et le noyau de certains virus (virus de la myéloblastose aviaire, virus icosaédriques).

Les protéines virales sont divisées en protéines de capside, protéines centrales, protéines d'enveloppe et protéines enzymatiques. En plus des protéines, des lipides et des glucides se trouvent dans la membrane lipoprotéique. Les glucides sont principalement contenus dans les péplomères glycoprotéiques à la surface de la particule virale.

Les minéraux K, Na, Ca, Mg et Fe ont été trouvés dans les virus. Ils participent à la formation de liaisons protéiques avec l'acide nucléique.

Les protéines virales remplissent des fonctions de protection (protègent contre les influences environnementales défavorables) et de ciblage (ont des récepteurs pour une cellule sensible spécifique). De plus, les protéines virales facilitent leur pénétration dans une cellule sensible.

Les fonctions des acides nucléiques viraux sont les suivantes. Ils programment l'hérédité des virus, participent à la synthèse des protéines et sont responsables des propriétés infectieuses des particules virales.

La particule virale individuelle est appelée virion. L'enveloppe protéique du virion s'appelle la capside. Les capsides sont constituées de sous-unités protéiques de surface, elles-mêmes formées de molécules protéiques. Il existe les niveaux de complexité suivants de la structure de la capside. Le premier niveau est constitué de polypeptides individuels (unités chimiques), le deuxième est constitué de capsomères (unités morphologiques), constitués d'une ou plusieurs molécules protéiques, le troisième est constitué de péplomères (molécules qui forment des saillies sur la coque lipoprotéique du virion).

Les virus sont caractérisés par deux types de symétrie de structure de capside : cubique et hélicoïdale. Les virus ayant une symétrie de type cubique sont appelés isométriques. Tous les virus animaux connus contenant de l’ADN ont des capsides isométriques. Les données cristallographiques indiquent trois types de figures avec une symétrie de type cubique : le tétraèdre, l'octaèdre et l'icosaèdre. La symétrie icosaédrique est préférable pour les virus, car ce type de symétrie est le plus économique.

Les virus présentant une symétrie de type hélicoïdal dans la structure de la capside se caractérisent par le fait que leur capside est construite à partir de sous-unités protéiques identiques disposées en spirale (capsomères).

Les bactériophages (virus bactériens) sont structurellement une combinaison de deux types de symétrie : cubique et hélicoïdale. Leur tête est une structure cubique et le processus est en forme de spirale.

La nature de l'interaction entre l'acide nucléique et les capsomères diffère selon les virus présentant différents types de symétrie de la structure de la capside. Dans les virus à structure de capside hélicoïdale, les sous-unités protéiques interagissent étroitement avec l'acide nucléique. Dans les virus icosoédriques, l'interaction régulière la plus prononcée entre chaque sous-unité protéique et l'acide nucléique n'existe pas.

Vidéo : Virus de l’hépatite C dans le foie

Les virus se caractérisent par une forme et une taille uniformes ; ils ne sont pas non plus mobiles pour la croissance individuelle et, au cours de leur ontogenèse, ils ont la même taille.
Les formes morphologiques des virus sont plus petites que celles des bactéries.
Les principaux composants d'un virion (un virus situé à l'extérieur d'une cellule) sont l'enveloppe protéique - la capside - et la NK qu'elle contient - la nucléocapside. Les unités morphologiques de la capside - les capsomères - sont construites à partir d'une ou plusieurs protéines. Ces capsomères sont reliés par un type de symétrie et sont disposés dans un ordre unique :
- symétrie en spirale - forme des structures cylindriques ;
- symétrie cubique - forme des structures proches des sphéroïdes.
Les virions selon le type de formation de leur structure sont divisés en :
- des virions simples - construits selon un type de symétrie ;
- virions complexes - type mixte de symétrie (spirale et cubique).

Structure des virions simples

Il existe deux types de virions simples :
- spirale ;
- sphérique.
Virions en spirale. Il y a:
1. Virus en forme de bâtonnet dur ayant la forme d’un cylindre dur, inflexible et très cassant. Cela inclut les virus dont la longueur varie de 1 300 à 3 150 Ǻ, la longueur des virions étant de 180 à 250 Ǻ (virus de la mosaïque du tabac).
La structure du virus de la mosaïque du tabac (TMV). Au microscope électronique, le TMV a la forme de bâtonnets de 150 à 180 Å d'épaisseur et de 3 000 Å (300 nm) de long. On les trouve également avec une longueur plus courte, mais ils ne sont pas contagieux. Les capsomères du virion sont disposés selon une symétrie hélicoïdale.

L'unité chimique, structurelle et morphologique est une protéine d'un poids moléculaire de 17 400 D. De plus, pour trois tours d'hélice, il y a 49 unités morphologiques. À l’intérieur du cylindre creux se trouve de l’ARN simple brin ; la taille de l’ARN dépasse la taille du virion, mais l’ARN est emballé de manière compacte et est également situé le long d’une ligne hélicoïdale entre les capsomères. Il y a 49 nucléotides par tour d'hélice ; chaque molécule de protéine est associée à trois résidus nucléotidiques.
2. Les virus filamenteux se présentent sous la forme de fils élastiques qui se plient et se croisent facilement.
Les virions sphériques sont construits selon la symétrie cubique. Cette structure est basée sur la structure d'une structure à vingt côtés - un icosaèdre. L'icosaèdre le plus simple a 12 sommets et 20 faces, les plus complexes contiennent 20T faces, où T est le nombre de triagulation.
T=P×f2,
P - taille, classe d'icosaèdre, prend les valeurs 1, 3, 7, 13, 19, 21, 37,
f - n'importe quel entier,
f 2 - indique combien de triangles isocèles sont situés sur une face de l'icosaèdre.
Ainsi, les icosaèdres les plus simples de classe 1 avec f = 1 ont 20 faces, et avec f = 2 - 80 faces.
Les virus avec une symétrie de type cubique ont deux types de capsomères : les capsomères sont situés aux sommets, construits à partir de 5 sous-unités identiques (pentomères), et le long des faces latérales - à partir de 6 sous-unités (hexomères).
La taille du virus est déterminée par le nombre de capsomères, le plus petit virus sphérique de classe 1 possède 12 pentomères et aucun hescomère, et le plus gros virus contient 1 472 capsomères. L'ARN ou l'ADN est plié de manière très compacte, formant des invaginations dans les capsomères en spirale.

Structure des virus complexes

Les virus complexes comprennent les virus qui présentent un type complexe de symétrie ou des composants lipidiques ou glucidiques supplémentaires.
Les coquilles supplémentaires sont soit lipidiques, soit glucidiques, mais la structure de ces coquilles n'est pas codée en NA. Ces membranes sont d'origine cellulaire et il est difficile d'en déterminer le contenu ; ce sont souvent des fragments du CPM que le virus capte en sortant de la cellule.
Fonctions du shell :
protecteur (insensible à certains produits chimiques et substances toxiques);
ils font partie d'un mécanisme qui facilite la pénétration du virus dans la cellule, du fait que ces membranes fusionnent facilement avec le CPM.
les coquilles peuvent avoir des projections tubulaires qui ont une activité antigénique et servent de récepteurs pour la fixation du virus à la surface cellulaire.
Les virus dotés de coques supplémentaires sont polymorphes et ressemblent à une forme de balle ou de dé à coudre.

Les bactériophages sont un groupe de virus présentant un type de symétrie complexe.
En 1917, De Herrel découvre la lyse des cellules bactériennes à la surface d'une boîte de Pétri et appelle cet agent de nature inconnue un bactériophage - un mangeur de bactéries.
Il existe des virus aussi bien complexes que simples ; ils présentent 5 formes morphologiques :
- les phages filamenteux (symétrie de type hélicoïdal, contenant principalement de l'ADN) ;
- les phages avec une symétrie de type cubique (ils ont les rudiments d'un processus de queue, ils contiennent de l'ARN ou de l'ADN simple brin) ;
- les phages à processus court ;
- des phages qui présentent deux types de symétrie (une tête - une symétrie de type cubique et une gaine non contractile - une queue - construite selon une symétrie de type hélicoïdal) avec de l'ADN double brin ;
- le type de symétrie le plus complexe (avec une tête et une gaine contractante, contenant de l'ADN).
Modèle de phage T2.
Il s'agit d'un bactériophage contenant une tête et un appendice.
La tête est construite selon le type de symétrie cubique et contient une double chaîne à l'intérieur. Un ADN plusieurs fois plus grand que la taille du phage. L'ADN est replié de manière compacte et est largement déterminé par la fonction stabilisatrice des protéines putriscine et spermycine, associées aux métaux divalents ; leur fonction est de bloquer les forces répulsives et de neutraliser la charge négative de la particule.
Le processus a une structure complexe, constituée d'un collier adjacent à la tête, d'une gaine contractile construite selon une symétrie de type spirale, à l'intérieur de laquelle se trouve un cylindre creux, et à la fin du processus il y a un plaque basale hexagonale, à partir de laquelle s'étendent 6 fils. La plaque basale sert de facteur d'adsorption à la surface cellulaire et la tige creuse assure le transport de l'ADN du phage dans la cellule bactérienne.

Viroïdes. Les viroïdes sont une molécule d’ARN simple brin fermée de manière covalente dans un anneau et ne contient pas d’enveloppe protéique. Les viroïdes sont des objets infectieux. Certaines maladies des plantes ont une origine viroïde, mais pas les pathogènes humains et animaux. Les viroïdes ont une transmissibilité – la capacité d'être transmis d'un objet à l'autre, souvent d'une plante à l'autre, mécaniquement (par le vent, les insectes).

Culture de virus

1. L'utilisation d'animaux de laboratoire, mais en raison de la spécificité limitée pour la culture de virus, il est nécessaire de disposer de certains animaux de laboratoire, des tissus humains sont également nécessaires, ce qui est gênant et constitue une violation de la bioéthique.
2. Culture du virus sur des embryons de poulet, mais cela ne convient pas à tous les virus.
3. L'utilisation d'une culture de cellules ou de tissus d'animaux de laboratoire ou d'humains permissifs au virus - la capacité de reproduire des virus. Inconvénient : les cellules vieillissent pendant la culture.
4. Culture utilisant des cellules hybrides - un hybride d'une cellule normale permissive au virus avec une cellule cancéreuse. Les cellules cancéreuses présentent une mitose incontrôlée, prolongeant ainsi la vie des cellules permissives.

Influence des facteurs environnementaux
1. Chauffage. La plupart des virus sont stables à température ambiante, mais une diminution du pouvoir infectieux se produit à 50-60°C. Le taux de reproduction du virus de la grippe diminue à 38-39°C, et le virus de la mosaïque du tabac est stable à 65°C, mais meurt à 70°C. C.
2. Impact mécanique
- la plupart des virus résistent à la pression osmotique,
- les ultrasons détruisent les virus en forme de bâtonnet en quelques minutes et ont peu d'effet sur les virus sphériques,
- séchage - certains virus sont facilement transmissibles, tandis que d'autres sont inactivés à température ambiante lorsque l'humidité diminue.
3. Radiations : Les rayons UV et ionisants provoquent la mort et, à faibles doses, des mutations.
4. Facteurs chimiques :
- alcool, iode, peroxyde d'hydrogène,
- des antibiotiques, mais il n'en existe pas d'efficaces pour le traitement systémique. Il existe des antibiotiques prophylactiques et d’autres qui sont utilisés pour le traitement local.
L'agent contre les virus est le système interféron produit par le corps humain.

Stockage des virus dans les laboratoires
Les virus sont stockés à l’état lyophilisé dans un système cryoprotecteur, séchés à 60°C à partir de l’état congelé. Dans ce cas, la particule virale est placée dans des cryoprotecteurs qui protègent les virus des dommages causés par les particules de glace. Les virus peuvent également être stockés dans le sérum sanguin sous atmosphère de CO2 à -70°C ; la glycérine est utilisée comme stabilisant.

Principaux groupes de virus

Les virus, selon l'objet d'influence, sont divisés en : virus de bactéries, de plantes, d'insectes, d'animaux et d'humains.
Il existe une classification artificielle des virus, qui prévoit :
- type de NK (ADN ou ARN),
- structure simple ou double brin,
- présence ou absence d'une coque extérieure,
- si ARN simple brin, alors +ARN ou -ARN,
- présence de transcriptase inverse dans la structure.