Structure des virus et classification

Les génomes viraux contiennent l'ensemble des informations génétiques nécessaires à la réplication virale : des gènes codant les protéines virales, des gènes codant des facteurs de réplication, des régions non codantes. Les génomes viraux peuvent être constitué soit d'ADN soit d'ARN. Les génomes viraux peuvent être monocaténaires (simple brin) ou bicaténaires (double brin). Il existe donc des virus à ADN double brin (les Herpesviridae) et des virus à ADN simple brin (les Parvoviridae). Parmi les virus à ARN, on distingue les virus à génome linéaire et les virus à génome segmenté. Il existe donc des virus à ARN simple brin linéaire (les Picornaviridae) et des virus à ARN simple brin segmenté (les Orthomyxoviridae). Il existe aussi des virus à ARN double brin segmentés (les Réoviridae). En pathologie humaine, il n'existe pas pour le moment de virus à ARN double brin linéaire. Enfin, parmi les virus à ARN, il existe des virus à ARN avec une transcriptase inverse (les retroviridae).

Génome

Principales caractéristiques des génomes viraux de type ADN

• C'est dans cette famille virale qu'on trouve les plus gros virus : les Poxviridae sont les plus gros virus humains connus pour le moment. Dans cette famille, on trouve un virus aujourd'hui disparu, le virus de la variole.

• Les virus à ADN sont en général des virus dont le génome est très stable. Il n'y a pas de génotypes viraux et peu de résistances aux antiviraux.

Les Herpesviridae (ou v. herpétiques) sont de gros virus à ADN double brin.

Sur le schéma suivant le virus herpes simplex est présenté. Le schéma du génome viral montre qu'il est formé de 2 régions codantes (une longue et une courte) bornées de régions non codantes (TR et IR).

Principales caractéristiques des virus à ARN.

• En général le génome des virus à ARN est de plus petite taille que celui des virus à ADN variant de 10 à 20 kb

• Les virus à ARN ont un génome qui est très variable. Cette caractéristique s'appuie sur l'infidélité des ARN polymérases en général. En effet , ces enzymes n'ont pas d'activité "correctrice d'erreurs "(proofreading en anglais). A chaque cycle de réplication, des mutations sont introduite dans le génome viral. Certaines mutations sont délétères et le génome muté n'est pas fonctionnel (si un codon stop est introduit par exemple). D'autres mutations restent fonctionnelles et persistent donc dans le génome viral. Cette caractéristique a de nombreuses conséquences que nous verrons en détail avec chaque virus concerné (le virus de l'hépatite C ou celui de l'immunodéficience humaine par exemple).

Le virus de l'hépatite C appartient à la famille des Flaviviridae, c'est un virus à ARN simple brin linéaire. Sur le schéma suivant, on note que le génome viral est constitué d'une seule région codante, flanquée de 2 régions non-codantes à ses extrémités. L'infidélité de l'ARN polymérase virale est à l'origine des génotypes viraux. En effet, on distingue 6 génotypes de VHC numérotés de 1 à 6 et de nombreux sous-types (a, b, c). On a donc des VHC de type 1a, 1b, 2a, 2b... Ces génotypes sont définis par des critères d'homologies entre les séquences génomiques.

Après avoir détaillé les génomes viraux, nous allons présenter les capsides virales.

Constituants des virusInfo2

Ce sont des structures protéiques d'origine virale exclusivement qui protègent les génomes viraux. Elles ont une structure rigide. Leur conformation peut être géométrique : on parle de capside tubulaire ou polyédrique ou non géométrique et la capside est dite complexe. Pour les virus nus, ce sont elles qui portent les déterminants antigéniques qui sont reconnus par le système immunitaire.

Capside

Les deux images ici présentées sont des images de microscopie électronique permettant de visualiser les virus entiers.

• Sur l'image de gauche, on voit une virus nu à capside icosaédrique, un adénovirus de la famille des Adenoviridae.

• Sur l'image de droite, on voit un virus enveloppé à capside tubulaire, un virus grippal de la famille des Orthomyxoviridae

Ce sont des dérivés des membranes cellulaires. Elles ont donc toutes les caractéristiques des membranes cellulaires : elles sont souples et elles ont une structure de bicouche lipidique. Elles peuvent dériver soit des membranes cellulaires nucléaires comme c'est le cas des enveloppes des Herpesviridae ou des membranes plasmiques comme c'est le cas pour les Orthomyxoviridae. Dans les enveloppes virales, on trouve des protéines et des glycoprotéines virales qui s'insèrent dans la bicouche lipidique. Ce sont elles qui portent les principaux déterminants antigéniques reconnus par le système immunitaire. Sur l'image suivante obtenue en microscopie électronique, on voit un virus herpes simplex de la famille des Herpesviridae. On distingue bien l'enveloppe virale souple de la capside virale rigide à symétrie cubique.

Image d'un Herpesviridae en microscopie électronique.Info6

A quoi ça sert de connaître la structure d'une particule virale ?

Ca peut servir par exemple :

• à développer des outils diagnostiques : pour détecter une virus à ARN, on fera une RT-PCR

• à utiliser les détergents adaptés : les virus enveloppés ont la fragilité des membranes cellulaires. Ils sont donc sensibles aux bêta-propionolactones, à l'eau de javel...

• à mettre en place des outils de prévention : les virus nus sont des virus résistants dans l'environnement, ils seront donc facilement transmissibles par l'alimentation. C'est le cas des virus des gastro-entérites qui sont toujours des virus nus.