Leçon numéro 9. La structure de la cellule procaryote. Les virus

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Les procaryotes comprennent les archaébactéries, les bactéries et les algues bleu-vert. Les procaryotes sont des organismes unicellulaires dépourvus de noyau, d'organelles membranaires et de mitose structurellement formés.

La structure de la cellule bactérienne

Tailles - de 1 à 15 microns. Les formes principales sont: 1) les cocci (sphériques), 2) les bacilles (en forme de bâtonnets), 3) les vibrions (incurvés en forme de virgule), 4) les spirilles et les spirochètes (tordus en spirale).

Formes de bactéries:
1 - cocci; 2 - bacilles; 3 - vibrions; 4-7 - spirilli et spirochetes.

La structure de la cellule bactérienne:
1 - la membrane cytoplasmique; 2 - paroi cellulaire; 3 - capsule muqueuse; 4 - cytoplasme; ADN 5 chromosomique; 6 - ribosomes; 7 - mésosome; 8 - membranes photosynthétiques; 9 - inclusions; 10 - flagelles; 11 - bu.

La cellule bactérienne est limitée à la coquille. La couche interne de la membrane est représentée par la membrane cytoplasmique (1) au-dessus de laquelle se trouve la paroi cellulaire (2); au-dessus de la paroi cellulaire de nombreuses bactéries - capsule muqueuse (3). La structure et la fonction de la membrane cytoplasmique des cellules eucaryotes et procaryotes ne diffèrent pas. La membrane peut former des plis appelés mésosomes (7). Ils peuvent avoir une forme différente (en forme de sac, tubulaire, lamellaire, etc.).

Les enzymes sont situées à la surface des mésosomes. La paroi cellulaire est épaisse, dense, rigide, composée de muréine (le composant principal) et d’autres substances organiques. La Murein est un réseau régulier de chaînes polysaccharidiques parallèles cousues ensemble avec de courtes chaînes protéiques. En fonction des caractéristiques structurelles de la paroi cellulaire, les bactéries sont subdivisées en bactéries à Gram positif (Gram coloré) et à Gram négatif (non colorées). Chez les bactéries à Gram négatif, la paroi est plus mince, plus complexe et il y a une couche de lipides à l'extérieur de la couche de murein. L'espace intérieur est rempli de cytoplasme (4).

Le matériel génétique est représenté par des molécules d'ADN circulaires. Ces ADN peuvent être divisés en "chromosomal" et plasmide. ADN "chromosomique" (5) - l'un, fixé à la membrane, contient plusieurs milliers de gènes, contrairement à l'ADN chromosomique des eucaryotes, il n'est pas linéaire, pas associé à des protéines. La zone dans laquelle se trouve cet ADN s'appelle un nucléoïde. Les plasmides sont des éléments génétiques extrachromosomiques. Ce sont de petits ADN circulaires, non liés à des protéines, non liés à la membrane, contenant un petit nombre de gènes. Le nombre de plasmides peut être différent. Les plasmides les plus étudiés, porteurs d'informations sur la résistance aux médicaments (facteur R), sont impliqués dans le processus sexuel (facteur F). Un plasmide capable de se combiner avec un chromosome est appelé épisome.

Dans une cellule bactérienne, tous les organites membranaires caractéristiques d'une cellule eucaryote (mitochondries, plastides, EPS, appareil de Golgi, lysosomes) sont absents.

Dans le cytoplasme des bactéries se trouvent des ribosomes de type 70S (6) et des inclusions (9). En règle générale, les ribosomes sont assemblés en polysomes. Chaque ribosome est constitué d'une petite (30S) et d'une grande sous-unité (50S). Fonction des ribosomes: assemblage d'une chaîne polypeptidique. Les inclusions peuvent être représentées par des amas d'amidon, du glycogène, de la volutine, des gouttelettes lipidiques.

De nombreuses bactéries ont des flagelles (10) et ont bu (fimbriae) (11). Les flagelles ne se limitent pas à la membrane, ont une forme ondulée et se composent de sous-unités sphériques de la protéine flagelline. Ces sous-unités sont disposées en spirale et forment un cylindre creux de 10 à 20 nm de diamètre. Le flagelle des procaryotes ressemble à l'un des microtubules d'un flagelle eucaryote dans sa structure. Le nombre et l'emplacement des flagelles peuvent être différents. Pili - structures filamenteuses droites à la surface des bactéries. Ils sont plus minces et plus courts que les flagelles. Ce sont de courts cylindres creux fabriqués à partir de protéines de piline. Les scies sont utilisées pour attacher des bactéries au substrat et les unes aux autres. Au cours de la conjugaison, des pili F spéciaux sont formés, par lesquels le matériel génétique est transféré d'une cellule bactérienne à une autre.

La sporulation dans les bactéries est un moyen de faire l'expérience de conditions défavorables. Les spores sont généralement formées une à une dans la "cellule mère" et sont appelées endospores. Les spores sont très résistantes aux radiations, aux températures extrêmes, au dessèchement et à d’autres facteurs responsables de la mort des cellules végétatives.

Reproduction. Les bactéries se multiplient de manière asexuée - divisant la "cellule mère" en deux. Avant la division, la réplication de l'ADN a lieu.

Rarement, les bactéries ont un processus sexuel au cours duquel se produit la recombinaison du matériel génétique. Il convient de souligner que les bactéries ne forment jamais de gamètes, qu'il n'y a pas de fusion cellulaire ni de transfert d'ADN de la cellule donneuse à la cellule receveuse. Il y a trois manières de transférer de l'ADN: la conjugaison, la transformation et la transduction.

Conjugaison - transfert unidirectionnel du plasmide F de la cellule donneuse à la cellule receveuse en contact les uns avec les autres. Dans ce cas, les bactéries sont reliées les unes aux autres par des F-pilas (F-fimbriae) spéciaux, à travers lesquels les fragments d'ADN sont transférés. La conjugaison peut être divisée en les étapes suivantes: 1) déroulement du plasmide F, 2) pénétration d'une des chaînes du plasmide F dans la cellule receveuse par la scie F, 3) synthèse du brin complémentaire sur la matrice d'ADN simple brin +) et dans la cellule réceptrice (F -)).

La transformation est un transfert unidirectionnel de fragments d'ADN d'une cellule donneuse à une cellule receveuse qui ne sont pas en contact les uns avec les autres. Dans ce cas, la cellule donneuse ou "attribue" d'elle-même un petit fragment d'ADN, ou l'ADN pénètre dans l'environnement après la mort de cette cellule. Dans tous les cas, l'ADN est activement absorbé par la cellule réceptrice et est intégré à son propre «chromosome».

La transduction est le transfert d'un fragment d'ADN d'une cellule donneuse à une cellule receveuse à l'aide de bactériophages.

Les virus

Les virus ont été découverts en 1892. D.I. Ivanovsky dans l'étude de la maladie de la mosaïque du tabac (tache des feuilles). Les virus sont des formes de vie non cellulaires. Ils ne présentent des signes caractéristiques d'organismes vivants que lors de la parasitisation dans les cellules d'autres organismes. Les virus sont des parasites intracellulaires mais, contrairement à d’autres parasites, ils sont parasitaires au niveau génétique (ultraparasites). Il existe plusieurs points de vue sur l’origine des virus: 1) des virus sont apparus à la suite de la dégénérescence d’organismes cellulaires; 2) les virus peuvent être considérés comme un groupe de gènes de cellules «perdus», hors de contrôle («un fragment du génome»); 3) virus provenant d'organelles cellulaires, etc.

Les virus sont composés d’acide nucléique (ADN ou ARN) et de protéines qui forment la coque autour de cet acide nucléique, c’est-à-dire représentent un complexe de nucléoprotéines. Certains virus contiennent des lipides et des glucides. Les virus contiennent toujours un type d'acide nucléique: l'ADN ou l'ARN. De plus, chacun des acides nucléiques peut être à la fois simple brin et double brin, à la fois linéaire et circulaire.

La taille des virus est comprise entre 10 et 300 nm. Forme de virus: sphérique, en forme de tige, filiforme, cylindrique, etc.

Capsid - l'enveloppe du virus, formée de sous-unités de protéines posées d'une certaine manière. La capside protège l’acide nucléique du virus de diverses influences, assure le dépôt du virus à la surface de la cellule hôte. La supercapside est caractéristique des virus complexes (VIH, virus de la grippe, herpès). Se produit lorsque le virus quitte la cellule hôte et est une région modifiée de la membrane cytoplasmique nucléaire ou externe de la cellule hôte.

Si le virus est à l'intérieur d'une cellule hôte, il existe alors sous la forme d'un acide nucléique. Si le virus est situé à l'extérieur de la cellule hôte, il s'agit alors d'un complexe de nucléoprotéines, et cette forme libre d'existence s'appelle un virion. Les virus sont très spécifiques, c’est-à-dire ils peuvent utiliser un cercle de propriétaires strictement défini pour leur subsistance.

Les virus parasitant dans les cellules bactériennes sont appelés bactériophages. Le bactériophage comprend les processus de la tête, de la queue et de la queue, avec lesquels il se dépose sur la membrane bactérienne. La tête contient de l'ADN ou de l'ARN. Le phage dissout partiellement la paroi cellulaire et la membrane de la bactérie et, en raison de la réaction contractile de la queue, "injecte" son acide nucléique dans sa cellule.

Ce n'est qu'en parasitant dans la cellule hôte que le virus peut se reproduire, se reproduire.

Dans le cycle de reproduction du virus, les étapes suivantes peuvent être distinguées.

  1. Dépôt sur la surface de la cellule hôte.
  2. La pénétration du virus dans la cellule hôte (ils peuvent entrer dans la cellule hôte par: a) "injection", b) dissolution de la paroi cellulaire avec des enzymes virales, c) endocytose; une fois à l'intérieur de la cellule, le virus transfère son appareil de synthèse de protéines sous son propre contrôle).
  3. Incorporation d'ADN viral dans l'ADN de la cellule hôte (pour les virus contenant de l'ARN, la transcription inverse a lieu avant cela - synthèse de l'ADN sur une matrice d'ARN).
  4. Transcription de l'ARN viral.
  5. Synthèse de protéines virales.
  6. Synthèse d'acides nucléiques viraux.
  7. Auto-assemblage et sortie de la cellule des virus filles. Ensuite, la cellule meurt ou continue d'exister et produit de nouvelles générations de particules virales.

Les virus sont capables de parasiter les cellules de la plupart des organismes vivants existants, provoquant diverses maladies (grippe, rubéole, poliomyélite, SIDA, variole, rage, etc.). L'agent causal du SIDA - le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) - fait référence aux rétrovirus. Il a une forme sphérique, avec un diamètre de 100 à 150 nm. La membrane externe du virus consiste en une membrane formée à partir de la membrane cellulaire de la cellule hôte. Des formations de "champignons" de récepteurs sont incorporées dans la membrane. Sous la coque externe se trouve le noyau du virus, ayant la forme d’un cône tronqué et formé de protéines spéciales. À l'intérieur du noyau se trouvent deux molécules d'ARN viral. Chaque molécule d'ARN contient 9 gènes du VIH et une enzyme (transcriptase inverse) qui synthétise l'ADN viral sur une matrice d'ARN viral.

Le virus de l'immunodéficience humaine affecte principalement les CD4-lymphocytes (assistants), à la surface desquels se trouvent des récepteurs capables de se lier à la protéine de surface du VIH. En outre, le VIH pénètre dans les cellules du système nerveux central, la névroglie et les intestins. Le système immunitaire du corps humain perd ses propriétés protectrices et est incapable de résister aux agents responsables d'infections diverses. L'espérance de vie moyenne d'une personne infectée est de 7 à 10 ans.

La source d'infection est la seule personne qui est porteuse du virus de l'immunodéficience. Le sida est transmis sexuellement, de la mère au fœtus, par le sang et les tissus contenant le virus de l’immunodéficience.

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Les virus

La structure des virus

Les virus (du latin. Virus - poison), contrairement à tous les autres organismes, n’ont pas de structure cellulaire. Ils sont capables de vivre et de se multiplier exclusivement dans les cellules d’autres organismes et ne se manifestent pas au-delà de leurs limites d’activité vitale. Ainsi, les virus peuvent être considérés comme une forme de vie non cellulaire. Des virus ont été découverts par le scientifique russe DI Ivanovsky en 1892 alors qu’ils étudiaient les causes de la maladie de la mosaïque des feuilles de tabac. Par conséquent, le premier virus connu s'appelait le virus de la mosaïque du tabac.

Dans la cellule hôte, le virus est une molécule d'acide nucléique (ADN ou ARN). Sur cette base, les virus sont divisés en ADN et en ARN. A l'état libre, une particule virale complètement formée capable d'infecter les cellules hôtes se présente sous la forme d'un virion. Virion, en plus de l'acide nucléique, possède une enveloppe protéique protectrice (capside). Certains virus
comme l’herpès ou les virus de la grippe, il existe également une gaine supplémentaire de lipoprotéines (supercapside). La supercapside est formée à partir de la membrane cytoplasmique de la cellule hôte. La taille des virus varie de 20 à 500 nm. La plupart des virus ont une forme cristalline.

Pénétration du virus dans la cellule hôte

Comme on l'a déjà noté, les virus ne peuvent se reproduire qu'en pénétrant dans les cellules de bactéries, de plantes et d'animaux. Dans le même temps, ils utilisent les systèmes de biosynthèse et d’énergie de la cellule hôte. Une condition importante pour la pénétration d'une particule virale dans une cellule est la présence d'une protéine réceptrice spécifique à la surface de la cellule. Cette protéine réceptrice assure la fixation du virus sur la membrane cellulaire. À leur tour, les protéines spécifiques constituant l'enveloppe protéique du virus (capside) jouent également un rôle de récepteur. Ils reconnaissent des structures spécifiques à la surface de la cellule hôte. Si la reconnaissance réussit, la particule virale se lie aux récepteurs de la cellule cible par des liaisons chimiques. Par conséquent, certains virus sont dangereux pour certains organismes et totalement inoffensifs pour d'autres. Ce processus d’interaction des récepteurs d’un virus avec une cellule hôte est appelé absorption de virus.

Ensuite, l'enveloppe virale est fusionnée avec la membrane cellulaire et le matériel génétique du virus pénètre dans la cellule hôte. Une fois dans la cellule, le virus perd la coque de protéine. Le matériel génétique (génome) d'un virus, représenté par un ADN ou un ARN, contient plusieurs gènes simples à trois cents gènes de virus complexes. Les gènes du génome viral sont capables de coder des protéines ayant différentes fonctions, par exemple des protéines structurelles, des protéines enzymatiques. Le matériel génétique du virus est très actif et, après pénétration dans la cellule, s’intègre assez rapidement dans son génome.

Après cela, le virus entre dans la phase provirus (phase latente). La phase provirus est une condition dans laquelle la cellule hôte est infectée, le virus ne se multiplie pas et il n'y a aucun dommage visible dans la cellule. La phase latente dure de plusieurs heures (pour le virus de la grippe) à plusieurs années (pour le virus de l’immunodéficience humaine). Après la phase de latence, suit la phase des manifestations visibles de la maladie. Il est associé à l'activation du matériel génétique viral et au début de la multiplication du virus, ce qui conduit à la mort cellulaire.

Propagation du virus

Le virus synthétise ses propres protéines et acides nucléiques aux dépens des ressources cellulaires infectées. Les virus contenant de l'ADN sont parmi les premiers à synthétiser l'enzyme ARN polymérase, qui repose sur le brin d'ADN de l'ARN du virus. Cet ARN i pénètre dans les ribosomes de la cellule hôte, où se déroule la biosynthèse d'autres protéines de la particule virale.

À l'étape suivante, les protéines nouvellement synthétisées et l'acide nucléique du virus sont combinés dans le cytoplasme de la cellule hôte. En même temps, de nouvelles particules virales se forment - des virions. Ils déchirent la membrane cytoplasmique, pénètrent dans l'espace extracellulaire ou le sang et infectent d'autres cellules.

De nombreux virus contenant de l'ARN synthétisent une enzyme polymérase qui participe à la synthèse de nouvelles particules d'ARN viral. Cet ARN passe aux ribosomes et contrôle la synthèse des protéines de l'enveloppe virale, la capside. Comme on peut le constater, ces virus ne sont pas nécessaires à la reproduction et au transfert de l'information génétique de l'ADN.

Pénétrant dans les cellules des organismes vivants, les virus causent un certain nombre de maladies dangereuses chez les plantes, les animaux et les humains. Frappant les plantes agricoles, les virus réduisent considérablement leur rendement et altèrent sa qualité. Des exemples de maladies virales des plantes sont la maladie du tabac mosaïque, la jaunisse de la pomme de terre, qui se manifeste par le curling des feuilles et le nanisme végétal. La varicelle, la poliomyélite, la rage, l’hépatite virale, la grippe et le sida font partie des maladies virales dangereuses affectant les animaux et les humains.

De nombreux virus auxquels une personne est sensible n'infectent pas les animaux et inversement. Par exemple, certains animaux peuvent être porteurs de virus humains et ne tombent pas malades en même temps. Les oiseaux sont donc porteurs de diverses formes de virus grippal, auxquelles une personne est sensible.

Viroïdes Bactériophages Phages virulents et modérés

Viroïdes (du latin. Virus - poison, du grec. Eidos - forme, type) - agents infectieux, représentant une molécule d’ARN simple brin circulaire de faible poids moléculaire qui ne code pas ses propres protéines. La principale différence entre les viroïdes et les virus est leur absence de capside. Les viroïdes, comme les virus, peuvent causer des maladies chez les animaux et les plantes. Ce sont les plus petits agents pathogènes connus. Les molécules d'ARN viroïde simple brin sont beaucoup plus petites que les génomes viraux. Les ARN viroïdes consistent en une moyenne de 300 nucléotides. A titre de comparaison: le génome du plus petit des virus connus contient environ 2000 nucléotides. A ce jour, les viroïdes les plus étudiés (déformations des tubercules, nanisme, etc.).

Les bactériophages, ou phages, forment un groupe de virus qui infectent les cellules bactériennes. Une particule de phage (virion) comprend une tête et une queue (processus). L'intérieur de la tête du phage est constitué d'ADN ou d'ARN, qui est un brin étroitement tordu. L'acide nucléique est entouré d'une enveloppe protéique (capside) qui protège le génome du bactériophage en dehors de la cellule. La queue est un tube protéique, prolongement de l'enveloppe protéique de la tête du phage. Les protéines qui composent la coque de la queue ont des propriétés contractiles. Dans la partie inférieure de la queue se trouve la plaque basale avec des protubérances de différentes formes. De longs fils minces s'en séparent, conçus pour attacher le phage aux bactéries. Au contact, les enzymes localisées au bout de la queue dissolvent localement la paroi de la cellule bactérienne. En outre, la queue est réduite et à travers elle, l'acide nucléique contenu dans la tête du phage pénètre dans la cellule bactérienne. Dans le même temps, l'enveloppe protéique du phage reste à l'extérieur. Les bactériophages ont des propriétés antigéniques spécifiques, différentes de celles des antigènes de la cellule bactérienne infectée et des autres phages.

Les phages virulents sont des bactériophages qui, en raison de leur cycle de vie, forment de nouvelles particules de phage dans des cellules bactériennes infectées qui provoquent la mort des bactéries.

Les phages modérés sont des bactériophages qui, après avoir pénétré dans une cellule bactérienne, n'entraînent pas sa mort. En même temps, leur acide nucléique est incorporé dans le matériel génétique de la cellule hôte, formant une molécule unique avec elle. Cette forme de phage s'appelle un prophage. En outre, lors de la reproduction des bactéries, le prophage est répliqué avec son génome. Dans ce cas, la cellule bactérienne n'est pas détruite et le matériel héréditaire du virus est transmis d'une bactérie à une autre pendant un nombre illimité de générations.

Le sida (syndrome d'immunodéficience acquise) est l'une des maladies virales les plus dangereuses chez l'homme. Le virus affecte préférentiellement le système immunitaire. En conséquence, une personne devient sans défense face à des micro-organismes qui, dans des conditions normales, ne sont pas pathogènes pour elle. Cela entraîne le développement rapide de maladies infectieuses, de néoplasmes malins et de décès. Les principales voies d’infection par le virus de l’immunodéficience humaine (VIH) et la propagation de la maladie sont les rapports sexuels sédentaires et l’utilisation d’instruments médicaux non stériles par les toxicomanes.

Outre les organismes multicellulaires et unicellulaires présents dans la nature, il existe des formes de vie non cellulaires - les virus. Les virus sont constitués de matériel génétique (ADN ou ARN) entouré d'une protéine de protection, la capside. Les virus ne peuvent se multiplier que dans les cellules d'autres organismes. Les bactériophages sont un groupe de virus qui infectent les cellules bactériennes. Par type de cycle de vie, les bactériophages sont divisés en virulents et modérés. Les virus causent un certain nombre de maladies dangereuses chez les plantes, les animaux et les humains.

Cellules VIH: famille, structure, type de cellules

Les sommités de la médecine travaillent à créer un médicament contre le virus de l’immunodéficience humaine. Pour comprendre la nature de la maladie et les caractéristiques de sa propagation, les scientifiques doivent savoir à quoi ressemble la cellule du virus.

La structure du virus VIH

La structure du virus s'apparente à une sphère couverte d'épis. Sa taille dépasse largement les paramètres de l'agent pathogène de l'hépatite B et d'autres virus. Le diamètre de la sphère est de 100 à 150 nanomètres. C'est ce qu'on appelle une nucléocapside, ou virion.

La structure cellulaire du VIH se caractérise par une structure bicouche:

  • coquille, couverte "d'épines";
  • corps cellulaire contenant de l'acide nucléique.

Ensemble, ils forment le virion - une particule du virus. Chacune des "épines" recouvrant la coquille ressemble à un champignon avec une jambe fine et une casquette. À l'aide de ces «champignons», le virion interagit avec des cellules étrangères. Des glycoprotéines de surface (gp120) se trouvent à la surface des capsules. D'autres glycoprotéines transmembranaires (gp41) sont situées à l'intérieur des «jambes».

Au cœur de la cellule virale se trouve le génome - l'ARN, composé de 2 molécules. Chacun d'entre eux stocke 9 gènes portant des informations sur la structure du virus, les méthodes d'infection et la reproduction de cellules nuisibles.

Le génome est entouré d'une coque conique, constituée de protéines:

L'ARN génomique est lié à la coque par les protéines nucléocapside p7 et p9.

Il existe plusieurs formes de virus de l'immunodéficience humaine. Le plus commun d'entre eux est le VIH-1. Il est commun en Eurasie, en Amérique du Nord et du Sud. Une autre forme de VIH-2 a été identifiée dans la population du continent africain. Le VIH-3 et le VIH-4 sont rares.

Quelle famille est le virus VIH

Le VIH appartient à la famille des rétrovirus - leurs virions contiennent de l'ARN attaquant le corps des vertébrés. Une fois dans le corps, les virions provoquent la mort des cellules saines. Les rétrovirus infectent les animaux. Une seule espèce de cette famille est dangereuse pour l'homme: il s'agit du VIH.

Ce virus appartient au groupe des lentivirus. Traduit du latin "lentus" signifie "lent". D'après le nom, il est clair que les maladies causées par ces micro-organismes ont une longue trajectoire et une longue période d'incubation. Une fois que l'ADN du VIH a pénétré dans le corps humain, 5 à 10 ans peuvent s'écouler avant que les premiers signes de la maladie n'apparaissent.

Depuis le milieu des années 1980, la recherche sur le génome du VIH est apparue en génétique. Les scientifiques n'ont pas encore trouvé le moyen de détruire complètement les cellules du VIH, mais ont obtenu de grands succès dans le diagnostic et le traitement de la maladie. L'utilisation d'antirétroviraux nous permet d'étendre le stade latent de la maladie à 15 ans. L'espérance de vie des patients augmente constamment. Aujourd'hui, il a en moyenne 63 ans.

À quoi ressemble le VIH sous un microscope

Les images du VIH multiplié par l’agrandissement ont été prises pour la première fois en 1983. L’unité élémentaire du VIH au microscope ressemble à un modèle de planète mystérieuse recouverte de plantes exotiques. Grâce au développement des équipements photographiques et optiques, des photos détaillées d'une particule virale dangereuse ont été prises par la suite.

L’infographie peut reproduire son cycle de vie:

  1. Au moment de l'isolement du virion de la cellule, des sceaux convexes sont visibles sur la photo, ce qui fait éclater la cellule de l'intérieur.
  2. Au début, après la séparation, il reste un processus dans le virus, qui le connecte à la cellule. Il disparaît progressivement.
  3. Lorsque le stade d'isolement du virus de la cellule est terminé, il se présente sous la forme d'une balle. L'image macro est affichée comme un anneau noir.
  4. Un virion mature sur une photo ressemble à un rectangle, un triangle ou un cercle noir qui entoure un mince anneau. Le noyau sombre est la capside. Il a la forme d'un cône. La forme géométrique visible sur la photo dépend de l'angle sous lequel la photo a été prise. Ring - la coquille du virion.

Quelles cellules et combien cela affecte

Les récepteurs cellulaires auxquels la protéine virale se lie s'appellent CD4. Les unités élémentaires d’un organisme vivant possédant de tels récepteurs sont des cibles potentielles du VIH. Le récepteur de protéine CD4 fait partie de certains leucocytes, à savoir les lymphocytes T, les monocytes et les macrophages.

Les lymphocytes T (aides), qui protègent l'organisme, entrent d'abord en contact avec des virions agressifs et meurent. Chez une personne en bonne santé, le CD4 est détecté à raison de 5 à 12 unités par échantillon de sang. En cas d'infection par le VIH et le développement du taux d'infection tombe à 0 - 3,5 unités.

Après la pénétration du virus de l'immunodéficience dans l'environnement interne du corps, les cellules ne se modifient pas immédiatement. Il faut du temps pour que les virus dangereux se renforcent et s’adaptent à l’environnement. Cela prend au moins une semaine. En outre, la particule virale, à l’aide de «champignons» recouvrant sa surface (gp160), s’accroche aux récepteurs CD4 des cellules saines. Puis ils envahissent sous la membrane membranaire.

Sous la membrane des lymphocytes, les macrophages, les cellules nerveuses et les virus envahisseurs se cachent des effets des médicaments et du système anti-immunitaire. Ils perturbent les réponses immunitaires du corps, qui commencent à réagir à leurs propres cellules en tant qu’antigènes étrangers.

À l'intérieur des cellules touchées, le virus de l'immunodéficience se multiplie, suivi de la libération de nouveaux virions. La cellule hôte est détruite.

Lorsque les cellules sont infectées par le virus de l'immunodéficience, une réaction défensive est déclenchée. Progressivement, le système immunitaire forme des anticorps anti-virus. Leur nombre augmente et, au bout de 2 à 3 semaines, les anticorps seront détectés par un dosage immunoenzymatique. Si un nombre insignifiant de particules virales ont pénétré dans l'organisme, une quantité suffisante d'anticorps ne peut se former qu'au bout d'un an. Cela se produit dans 0,5% des cas.

Ainsi, les informations sur la structure et l'activité du virus de l'immunodéficience aident les scientifiques à développer des méthodes de diagnostic et des méthodes de traitement de l'infection par le VIH.

Pobiologie.rf

La structure et le cycle de vie des virus

Les virus sont une forme de vie non cellulaire. Ils sont incapables de se reproduire et de se métaboliser de manière indépendante. Les virus ont donc besoin d’une cellule hôte pour réaliser ces fonctions. Les virus ont été détectés par un scientifique russe, D.I., âgé de 28 ans. Ivanovsky en 1892 Encore étudiant à l’Université de Saint-Pétersbourg (1887), D.I. Ivanovsky a commencé à étudier les causes de la maladie du tabac, dans laquelle une mosaïque est apparue sur les feuilles de cette dernière.

La structure des virus. Comme nous l'avons dit, les virus n'ont pas de structure cellulaire. Chaque particule virale est très simple: elle consiste en un support d’information génétique et une coquille située au centre. Le matériel génétique est une courte molécule d'acide nucléique qui forme le noyau du virus. L'acide nucléique de différents virus peut être représenté par un ADN ou un ARN, et ces molécules peuvent avoir une structure inhabituelle: on trouve de l'ADN simple brin et de l'ARN double brin. La coquille s'appelle la capside. Il est formé de sous-unités - des capsomères, chacune consistant en une ou deux molécules protéiques. Le nombre de capsomères pour chaque virus est strictement constant (par exemple, dans la capside du virus de la polio, il y en a 60 - ni plus ni moins, et le virus de la mosaïque du tabac en compte 2130, et non 2129 et pas 2131). Parfois, un acide nucléique avec une capside s'appelle une nucléocapside. Si la particule virale, à l'exception de la capside, n'a plus de shell, on l'appelle un virus simple, s'il en existe un autre - un virus externe, le virus s'appelle complexe. La coque externe est également appelée supercapside. Génétiquement, elle n'appartient pas au virus mais provient de la membrane plasmique de la cellule hôte et se forme lorsque la particule virale collectée quitte la cellule infectée. Ainsi, une particule virale ne comprend que deux classes de biopolymères: les acides nucléiques et les protéines, alors que dans toute cellule, des polysaccharides et des lipides doivent également être présents.

Pour chaque virus, les capsomères de la capside sont classés dans un ordre strictement défini, ce qui crée un certain type de symétrie. Avec la symétrie spirale, la capside acquiert une forme tubulaire (virus de la mosaïque du tabac) ou sphérique (virus animaux contenant de l'ARN). Avec la symétrie cubique, la capside a la forme d’un icosaèdre (dvadtsatigrannika), les virus isométriques ont cette symétrie. Dans le cas d'une symétrie combinée, la capside a une forme cubique et l'acide nucléique situé à l'intérieur est disposé en spirale. La géométrie correcte de la capside permet même aux particules virales de former ensemble des structures cristallines.

Le cycle de vie des virus. Les virus ne peuvent pas se multiplier indépendamment et effectuer le métabolisme. Conformément à cela, ils ont deux formes de vie: le virion extracellulaire au repos et le virement intracellulaire à reproduction active - végétatif. Les virions démontrent une excellente vitalité. En particulier, ils résistent à des pressions allant jusqu'à 6 000 atmosphères et tolèrent de fortes doses de rayonnement, mais meurent à haute température, sous irradiation ultraviolette et exposés à des acides et des désinfectants. La relation entre le virus et la cellule passe systématiquement par plusieurs étapes (Fig. 1).

La première étape est l’adsorption de virions à la surface de la cellule cible, qui doit posséder des récepteurs de surface correspondants. C'est avec eux que la particule virale interagit spécifiquement, après quoi elle est fermement liée. Pour cette raison, les cellules ne sont pas sensibles à tous les virus. Ceci explique la stricte définition des voies de pénétration des virus. Par exemple, les récepteurs du virus de la grippe se trouvent dans les cellules de la membrane muqueuse des voies respiratoires supérieures, contrairement aux cellules de la peau. Par conséquent, il est impossible de contracter la grippe à travers la peau - pour cela, les particules de virus doivent être inhalées avec de l'air. Les virus bactériens (bactériophages) de la forme filamenteuse ou ne subissant pas de processus ne sont pas adsorbés sur la paroi cellulaire, mais sur les fimbriae. Premièrement, les virions sont adsorbés par interaction électrostatique ou sous l’effet des forces de van der Waals (en fait, les virus se déposent non seulement à la surface de la cellule, mais aussi à n’importe quelle surface en général). La première phase d'adsorption est réversible - la particule virale peut être séparée de la cellule cible (par exemple, par agitation), suivie d'une phase irréversible au cours de laquelle la séparation n'est plus possible.

La deuxième étape consiste en la pénétration du virion entier ou de son acide nucléique dans la cellule hôte. Les virus pénètrent plus facilement dans les cellules animales, car elles ne possèdent pas d’enveloppe et les virus y entrent par endocytose normale (s’ils veulent se concentrer sur la pénétration du virus, ils utilisent le nom scientifique de ce processus, viropexis, proposé par F. de Saint Groot en 1948). ) (Fig. 2). Si le virion a une membrane lipoprotéique externe, les membranes fusionnent au contact de la cellule hôte et le virion pénètre dans le cytoplasme (rappelons que la membrane de la lipoprotéine du virion est due aux composants de la membrane plasmique de la cellule hôte) (figure 3). Beaucoup plus difficile aux virus des plantes, des champignons et des bactéries, obligés de "percer" à travers une paroi cellulaire rigide. Pour cela, il existe des dispositifs spécifiques. En particulier, les bactériophages possèdent des enzymes de type lysozyme, grâce auxquelles ils dissolvent la paroi de la cellule bactérienne.

La troisième étape s'appelle la déprotéinisation. Au cours de sa libération du porteur de l'information génétique du virus - son acide nucléique. Dans de nombreux virus, par exemple les bactériophages (à l'exception des virus filamenteux), ce processus coïncide avec le stade précédent, car seul l'acide nucléique pénètre dans la cellule et l'enveloppe protéique reste en dehors de la cellule hôte. Si le virus pénètre dans la cellule entière, la coquille est éliminée par les protéases cellulaires. Rappelez-vous que le virion peut pénétrer dans la cellule à la suite d'une endocytose. Comme il se doit, cela forme un vacuole-phagosome, avec lequel les lysosomes primaires se confondent. Cependant, dans le cas du phage ou de la pinocytose habituel, les enzymes lysosomiques divisent la matière organique du phagosome en monomères, qui sont ensuite utilisés par la cellule pour ses propres besoins. Pour des raisons mal comprises, les virions entrés dans la cellule ne le font pas complètement. Seul le composant protéique de la particule virale est soumis à un clivage enzymatique, tandis que son acide nucléique reste intact. En conséquence, l’acide nucléique du virus est libéré et c’est par la suite ce qui convertit essentiellement l’activité de la cellule hôte, en soumettant son métabolisme à ses besoins et en l’obligeant à synthétiser certaines substances. Nous attirons l'attention sur le fait que le virus lui-même ne possède pas les mécanismes nécessaires à cet effet. Il utilise donc des enzymes cellulaires (par exemple, les protéases, les ARN polymérases, etc.) et des structures (par exemple, les ribosomes) pour synthétiser les molécules nécessaires. Les méthodes de mise en œuvre de l'information génétique par différents virus s'appellent la stratégie du génome viral.

Au cours de la quatrième étape, les composés nécessaires au virus sont synthétisés à partir d'acide nucléique viral. Tout d'abord, l'ARNm «précoce» est formé, ce qui servira de matrice pour les protéines virales «précoces». Dans les virus, les premières molécules sont celles apparues avant la réplication de l'acide nucléique viral. Ils dirigeront la synthèse ultérieure de l'acide nucléique du virus. Les molécules qui se forment après la réplication de l'acide nucléique sont appelées tardives. Cependant, il convient de noter que la direction de la synthèse des molécules virales dans la cellule dépend du type d'acide nucléique du virus. Dans les virus contenant de l'ADN, le schéma général de la biosynthèse n'a aucune caractéristique fondamentale et inclut les étapes habituelles: ADN -> ARN -> protéine. Pour cela, les petits virus pénètrent dans le noyau et utilisent pour la transcription des ARN polymérases cellulaires (ARN polymérase ordinaire, c'est-à-dire dépendant de l'ADN). Les gros virus (par exemple, le virus de la variole) effectuent leur synthèse non pas dans le noyau, mais dans le cytoplasme. Par conséquent, ils ne peuvent pas utiliser d’enzymes cellulaires et leur propre ARN polymérase (virion) en dirige la transcription.

Les virus contenant de l'ARN sont divisés en plusieurs groupes par ce trait. Le plus simplement, tout est rangé dans les représentants du premier groupe (picorna, toga et coronavirus). Leur transcription n’a pas lieu, car l’ARN simple brin du virion remplit lui-même la fonction de l’ARNm, c.-à-d. sert de matrice pour la synthèse de la protéine virion sur les ribosomes cellulaires. Le schéma de biosynthèse est donc le suivant: ARN -> protéine. Ces virus s'appellent plusnite (ou virus à génome positif).

Le deuxième groupe comprend les virus moins nitriles (ou les virus à génome négatif - grippe, rougeole, oreillons, etc.). Ils contiennent également de l'ARN simple brin, mais ils ne sont pas informatifs pour une diffusion en direct. Ils doivent donc d'abord être transcrits sur un ARN-ARN de virion qui lui est complémentaire, ce qui servira de matrice pour la synthèse ultérieure de protéines virales. Il convient de noter que la transcription est contrôlée par l'enzyme ARN polymérase dépendante de l'ARN. Cette enzyme est absente de la cellule (il est clair que la cellule n’en a tout simplement pas besoin, car elle ne synthétise jamais l’ARN en ARN) et est apportée par le virion lui-même. Dans ce cas, le schéma de biosynthèse sera le suivant: ARN -> ARN -> Protéine.

Dans le troisième groupe de rétrovirus (ils appartiennent à des oncovirus), la biosynthèse est la plus difficile. Dans leur matrice d'ARN simple brin d'origine, l'ADN est d'abord synthétisé - un cas unique dans la nature qui n'a pas d'analogue. Ce processus est contrôlé par une enzyme spéciale - l'ADN polymérase dépendante de l'ARN (également appelée transcriptase inverse ou transcriptase inverse). La molécule d’ADN résultante acquiert ensuite une forme de cycle et est appelée un provirus d’ADN. Ensuite, cette molécule est insérée dans le chromosome de la cellule hôte et, à l'aide de la même ARN polymérase, elle est transcrite à plusieurs reprises. Les copies obtenues remplissent les fonctions suivantes: d’une part, il s’agit d’ARNm, selon lequel les protéines de la capside virale sont synthétisées sur des ribosomes cellulaires, d’autre part, elles sont elles-mêmes l’ARN du virion. Ainsi, le schéma de biosynthèse de ces virus: ARN -> ADN -> ARN -> Protéine.

Le quatrième groupe est constitué de virus contenant l'ARN à deux brins. Leur transcription est également réalisée à l'aide de l'enzyme virale ARN polymérase dépendante de l'ARN.

Dans la cinquième étape, la synthèse des composants d'une particule virale (acide nucléique et protéines de capside) a lieu et tous les composants sont synthétisés plusieurs fois.

Au cours de la sixième étape, de nouveaux virions sont formés par auto-assemblage à partir de nombreuses copies d'acide nucléique et de protéines préalablement synthétisées. Pour cela, il est nécessaire que la concentration des composants du virion atteigne un niveau élevé (critique). Nous attirons l'attention sur le fait que les composants de la particule virale sont synthétisés séparément et dans différentes parties de la cellule. Dans les virus complexes, en plus de la capside, l'enveloppe externe des composants de la membrane plasmique de la cellule est également formée.

La dernière étape, la septième étape, consiste à libérer les particules de virus nouvellement assemblées à partir de la cellule hôte. Pour différents virus, ce processus se déroule de manière inégale. Dans certains virus, cela s'accompagne de la mort cellulaire due à la libération des enzymes lytiques du lysosome - lyse cellulaire. Dans d'autres cas, les virions quittent la cellule vivante par bourgeonnement (voir Fig. 1). Cependant, dans ce cas, la cellule mourra avec le temps, car la membrane plasmique est endommagée pendant le bourgeonnement.

Le temps écoulé depuis que le virus a pénétré dans la cellule jusqu'à la libération de nouveaux virions est appelé une période latente ou latente. Il peut varier considérablement: de plusieurs heures (cinq à six heures pour les virus de la variole et de la grippe) à plusieurs jours (virus de la rougeole, adénovirus, etc.).

Certains bactériophages ainsi que des virus virulents (à développement rapide) ont des phages légers. Après avoir pénétré dans la cellule bactérienne, leur acide nucléique s'intègre dans l'ADN de la cellule et devient un prophag. Le prophage n'a pas d'effet lytique sur la cellule hôte et lors de la division, il se réplique avec l'ADN cellulaire. Les bactéries contenant du prophage sont appelées lysogènes. Ils résistent au phage qu'ils contiennent, ainsi qu’aux autres phages proches de celui-ci. La connexion du prophage avec la bactérie est très forte, mais il peut être rompu sous l’influence de facteurs inducteurs (rayons ultraviolets et rayonnements ionisants, mutagènes chimiques). Il convient de noter que les bactéries lysogènes peuvent modifier leurs propriétés (par exemple, libérer de nouvelles toxines).

Source: G.L. Bilic, V.A. Kryzhanovski "Biologie pour entrer dans les universités"

/ La structure des virus

1) Les virus n'ont pas de structure cellulaire. Chaque particule virale comprend un support d’information génétique et une enveloppe située au centre, le matériel génétique étant une courte molécule d’acide nucléique qui forme le noyau du virus. L'acide nucléique de différents virus peut être représenté par un ADN ou un ARN, et ces molécules peuvent avoir une structure inhabituelle: on trouve un ADN simple brin et un ARN à deux brins.

2) La coquille s'appelle la capside.

. Capsid a plusieurs fonctions.

Protection du matériel génétique (ADN ou ARN) d'un virus contre les dommages mécaniques et chimiques.

Détermination du potentiel d'infection cellulaire.

Aux stades initiaux de l'infection cellulaire: fixation à la membrane cellulaire, rupture de la membrane et introduction du matériel génétique du virus dans la cellule.

Particules de virus de la mosaïque du tabac, virus causant les verrues et adénovirus

Il est formé de sous-unités - des capsomères, chacune consistant en une ou deux molécules protéiques. Le nombre de capsomères pour chaque virus est constant (il y en a 60 dans la capside du virus de la polio et dans le virus de la mosaïque du tabac, il est de 2130). Parfois, un acide nucléique avec une capside s'appelle une nucléocapside. Si une particule virale, à l’exception de la capside, n’a plus de shell, elle est appelée virus simple, s’il en existe un autre - un virus externe, le virus est appelé complexe.

3) L'enveloppe externe est également appelée supercapside. Génétiquement, elle n'appartient pas au virus, mais provient de la membrane plasmique de la cellule hôte et se forme lorsque la particule virale collectée quitte la cellule infectée. organisé en une double couche de lipides et de protéines virales spécifiques, formant le plus souvent des pointes, pénétrant dans la bicouche lipidique. De tels virus s'appellent "habillés". Assure des fonctions de protection dans le virion, la fonction de fixation à une cellule sensible et de pénétration dans son cytoplasme, détermine de nombreuses caractéristiques du virus (propriétés antigéniques, sensibilité à des facteurs dommageables, etc.) - virus de la grippe et de l'herpès

4) Pour chaque virus, les capsomères de capside sont classés dans un ordre strictement défini, ce qui entraîne l'apparition d'un certain type de symétrie. Avec la symétrie spirale, la capside acquiert une forme tubulaire (virus de la mosaïque du tabac) ou sphérique (virus animaux contenant de l'ARN). Avec la symétrie cubique, la capside a la forme d’un icosaèdre (dvadtsatigrannika), les virus isométriques ont cette symétrie. Dans le cas d'une symétrie combinée, la capside a une forme cubique et l'acide nucléique situé à l'intérieur est disposé en spirale. La géométrie correcte de la capside permet même aux particules virales de former ensemble des structures cristallines.

Virus, structure et reproduction des virus

Dans l’histoire séculaire de notre planète, des envahisseurs invisibles - virus (virus latin - poison) ont constamment perturbé le développement de la faune et de la flore dans son ensemble.
En raison de leur taille microscopique, les virus sont dépourvus d'une structure multicellulaire interne aussi complexe que celle des organismes vivants, car ils sont plusieurs fois plus petits que toute cellule vivante et même beaucoup plus petite que toute bactérie. Tous les organismes vivants connus, non seulement les personnes, les animaux, les reptiles et les poissons, mais également toutes sortes de plantes, sont infectés par des virus.
Ce n’est qu’au début du XXe siècle, après l’invention du microscope électronique, que les scientifiques ont pu voir de leurs propres yeux de minuscules agents pathogènes, sur lesquels de nombreuses théories avaient déjà été exprimées auparavant. Certains virus humains différaient par leur forme et leur taille. Selon le type de maladie, les symptômes de différentes maladies se manifestent de différentes manières: la peau, les organes internes ou les articulations s'enflamment.

Infection virale

Les virus ne peuvent pas se multiplier en dehors de la cellule, ils sont donc également appelés parasites obligatoires. Ils se multiplient dans les cellules des animaux, des plantes, des champignons. La taille des virus varie de 20 à 300 nanomètres, soit en moyenne 50 fois moins de bactéries. À l'aide d'un microscope optique, ces organismes ne peuvent pas être observés. Ils ont été vus seulement après l'invention du microscope numérique. Les virus sont si petits qu'ils traversent des filtres empêchant le passage des cellules bactériennes.

En 1852, Dmitry Iosifovich Ivanovsky (botaniste russe) réussit à obtenir un extrait infectieux de plants de tabac, infectés par une maladie de la mosaïque. Cette structure s'appelle le virus de la mosaïque du tabac.

Structure du virus

Le génome se trouve au centre même de la particule virale (l'information héréditaire représentée par la structure de l'ADN ou de l'ARN - position 1). La capside (position 2), qui est représentée par l'enveloppe protéique, entoure le génome. Une membrane lipoprotéique est située à la surface de la coque de la protéine de capside (position 3). Des capsomères se trouvent à l'intérieur de la coque (position 4). Chaque capsomère est constitué d'un ou deux fils de protéines. Le nombre de capsomères pour chaque virus est strictement constant. Chaque virus contient un certain nombre de capsomères, leur nombre est donc sensiblement différent pour différents types de virus. Certains virus n'ont pas de couche de protéine (capside) dans leur structure. Ces virus sont appelés simples. Inversement, les virus qui, dans leur structure, ont une autre membrane externe (lipoprotéine supplémentaire) sont appelés complexes. Dans les virus, il existe deux formes de vie. La forme de vie extracellulaire du virus est appelée varion (état de repos, attente). La forme de vie intracellulaire d'un virus qui se reproduit activement est appelée végétative.

Propriétés du virus

Les virus n'ont pas de structure cellulaire, ils sont classés comme les plus petits organismes vivants, se reproduisent à l'intérieur des cellules, ont une structure simple, la plupart causent des maladies différentes, chaque type de virus reconnaît et infecte seulement certains types de cellules, ne contient qu'un seul type d'acide nucléique (ADN ou ARN).

Comment les cellules du corps absorbent-elles les substances?

Contrairement aux autres organismes vivants, le virus a besoin de cellules vivantes pour se reproduire. En soi, il ne sait pas se multiplier. Par exemple, les cellules du corps humain sont constituées d'un noyau (l'ADN y est concentré - la carte génétique, le plan d'action d'une cellule pour soutenir son activité vitale). Le noyau cellulaire est entouré par le cytoplasme, dans lequel se trouvent les mitochondries (elles produisent de l'énergie pour les réactions chimiques, les lysosomes (les substances provenant de l'extérieur sont décomposées en elles), des polysomes et des ribosomes (elles produisent des protéines et des enzymes pour effectuer les réactions chimiques qui se produisent dans la cellule). le cytoplasme de la cellule, ou plutôt son espace, est traversé par un réseau de tubules à travers lesquels les substances nécessaires sont absorbées et les substances inutiles sont éliminées, et la cellule est entourée d'une membrane qui la protège et agit comme un filtre bidirectionnel. Les cellules ana vibrent constamment et, lorsqu'elles contiennent des protéines à la surface de la membrane, celles-ci sont pliées et enfermées dans la vésicule digestive, qui les attire dans la cellule, puis le centre du cerveau de la cellule (le noyau) reconnaît la substance de l'extérieur et transmet une série de commandes aux centres situés dans le cytoplasme. substance entrante vers des composés plus simples. Une partie des composés utiles est utilisée pour maintenir les fonctions vitales et exécuter les fonctions programmées, et les composés inutiles sont éliminés à l'extérieur de la cellule. Donc, le processus d'absorption, digestion, assimilation de substances dans la cellule et la sortie de l'extérieur inutile.

Propagation du virus

Comme indiqué ci-dessus, le virus a besoin de cellules vivantes pour se reproduire, car il ne sait pas comment se reproduire. Le processus de pénétration du virus dans la cellule comprend plusieurs étapes.

La première étape de la pénétration du virus dans la cellule consiste en son dépôt (adsorption par interaction électrique) à la surface de la cellule cible. La cellule cible, à son tour, doit posséder les récepteurs de surface correspondants. Sans la présence de récepteurs de surface appropriés, le virus ne peut pas s'attacher à la cellule. Par conséquent, un virus qui a rejoint la cellule à la suite d'une interaction électrique peut être éliminé en secouant. La deuxième étape de la pénétration du virus est dite irréversible. Avec les récepteurs appropriés, le virus s'attache à la cellule et les épis ou les filaments de protéines commencent à interagir avec les récepteurs cellulaires. Le récepteur de la cellule est une protéine ou une glycoprotéine, généralement spécifique de chaque virus.

Au cours de la troisième étape, le virus est absorbé (déplacé) dans la membrane cellulaire à l'aide de vésicules de la membrane intracellulaire.

Dans la quatrième étape, les enzymes cellulaires clivent les protéines virales et sont ainsi libérées de "l'emprisonnement" du génome du virus, qui contient des informations génétiques, représentées par la structure de l'ADN ou de l'ARN. Ensuite, l'hélice d'ARN se déploie rapidement et se précipite dans le noyau de la cellule. Dans le noyau de la cellule, le génome du virus modifie les informations génétiques de la cellule et réalise les siennes. À la suite de tels changements, le travail de la cellule est complètement désorganisé et à la place des protéines et des enzymes dont elle a besoin, la cellule commence à synthétiser des protéines et des enzymes virales (modifiées).

Le temps écoulé à partir du moment où le virus entre dans la cellule jusqu'à la publication de nouvelles variantes est appelé une période latente ou latente. Il peut varier de plusieurs heures (variole, grippe) à plusieurs jours (rougeole, adénovirus).

Structure cellulaire des virus. Caractéristiques de la structure des virus

Ils sont partout: dans l'air, l'eau, le sol et à la surface des objets. Ils sont si petits que tous leurs types ne peuvent pas être vus avec un microscope ordinaire. Ce sont des virus, des formations naturelles étonnantes qui ne sont pas complètement comprises et qui ont un taux de survie incroyable.

Rencontre: toxique et dangereux

Le virus justifie absolument son nom, si vous le traduisez du latin: poison. Auparavant, ce mot était utilisé indifféremment pour tous les agents pathogènes de la maladie. Mais à la fin du 19ème siècle, la situation a changé.

Il y a deux siècles, un scientifique russe, Ivanovsky, a découvert, lors d'expérimentations sur des feuilles de tabac atteintes d'une maladie spécifique, que si le contenu bactérien était séparé du jus pressé à l'aide d'un filtre, le biomatériau ainsi obtenu conservait toujours la capacité d'infecter des plantes saines. Ensuite, les scientifiques ont commencé à isoler par filtrage de nouveaux types d'agents agressifs, tels que le virus de la fièvre aphteuse ou la fièvre jaune. Peu à peu, le mot «filtré» a disparu et, à ce stade du développement de la science, les causes de la majorité des maladies dans le monde sont communément appelées virus.

Ni vivant ni mort

Cette question fait encore l'objet de controverse scientifique. Le fait est que, depuis que la structure des virus (tout d’abord, causant la mosaïque du tabac) a été étudiée, leurs comportements, puis d’importants détails sont apparus qui nous ont amenés à nous demander: est-il plus vraisemblablement vivant que mort, ou vice-versa?

  • structure moléculaire;
  • contenir le génome;
  • à l'intérieur de la cellule se comporter assez activement.
  • en dehors de la cavité cellulaire sont complètement inertes;
  • ils ne synthétisent pas de manière indépendante les protéines et ne peuvent donc pas partager le matériel génétique sans la présence de la cellule hôte.

Certains scientifiques sont convaincus que le virus est un organisme vivant qui existe selon différentes lois, différentes des lois habituelles. D'autres ont une opinion différente, les appelant parasites obligatoires. Par conséquent, le dilemme: un virus est un organisme ou une molécule activée dans certaines conditions n’a pas été résolu.

Caractéristiques structurelles

La structure des virus responsables de nombreuses maladies varie dans les détails mais présente de nombreuses similitudes. Tout d'abord, la forme extracellulaire du virus s'appelle le virion. Il comprend les éléments suivants:

  • un noyau contenant de 1 à 3 molécules d'acide nucléique;
  • capside - une enveloppe de protéines qui protège l’acide des effets;
  • shell, composé de composés de protéines et de lipides (pas toujours disponible).

L'acide nucléique est le code génétique d'un virus. Fait intéressant, les acides désoxyribonucléiques et ribonucléiques ne sont jamais contenus ensemble. Alors que les micro-organismes, dans la "vivacité" dont personne ne doute, par exemple, la chlamydia, sont composés des deux acides. En ce qui concerne l'information génétique, elle peut être limitée à 1 à 3 gènes et contient parfois jusqu'à 100 unités.

Les virions ont emprunté une enveloppe supplémentaire à l'organisme occupé, modifiant ainsi la structure de la cellule. Le virus, qui a une telle addition, s’intéresse à la membrane cytoplasmique ou nucléaire afin de former une couche protectrice secondaire à partir de ses fragments. De plus, une telle coquille n'est caractéristique que de spécimens relativement gros, tels que le virus de l'herpès ou de la grippe.

Les composants des virions remplissent non seulement les fonctions de protection et de stockage de l'information, mais sont également responsables de la reproduction virale et des mutations nécessaires.

Virus uniforme

Les caractéristiques de la structure des virus sont telles que leur forme dépend de la forme de la capside. Les virus les plus simples ont une structure caractérisée par la présence d'un type de molécules de protéines dans la composition de la capside. Ce sont les soi-disant virus nus, c'est-à-dire complètement dépourvus de coque.

Mais il existe des virions recouverts de capsomères - une association de plusieurs molécules qui forme une forme géométrique spécifique. La structure des virus, ainsi que leurs capsomères, joue un rôle important dans l'identification d'un agent agressif. La forme varie considérablement: la tête avec la queue, un rectangle (variole), une balle (grippe), un bâton (mosaïque du tabac), un fil (maladie de la pomme de terre), un polyèdre (polio), une balle en forme de (rage).

Nano-tailles

Les virus sont si petits que la plupart d’entre eux ne peuvent être examinés en détail qu’au microscope électronique. Quelles que soient la forme et la structure du virus, les bactéries se différencieront toujours par des tailles plus grandes (environ 50 fois). La taille des virions varie dans la plage allant de petite (20-30 nm) à grande (400 nm).

Les grands spécimens peuvent même être vus dans l'objectif d'un microscope conventionnel, le reste étant dû au fait qu'ils sont plus petits que la longueur de l'onde de lumière, ne sont observés qu'à l'aide de l'électronique. Il existe toutefois des exceptions: l'énorme virus de la vaccine est de taille identique à celui de petites bactéries telles que les rickettsies, qui présentent d'ailleurs des signes de parasites obligatoires. En conséquence, le virion ne se distingue pas des autres micro-organismes par des caractéristiques ou une taille parasitaires, mais par la structure du virus.

Occupation cellulaire

L'invasion virale de la cellule ne peut être comparée - dans la nature, ce mécanisme ne se trouve nulle part ailleurs. En dehors de la cellule, le virion est dans un état de sommeil et de cristallisation. Mais une fois qu’il entre dans la cavité désirée, comment les actions actives commencent.

  1. Adsorption En d'autres termes, il s'agit de l'attachement de virions (parfois des centaines) aux parois d'une cellule sélectionnée.
  2. Vyropexis. Le processus d'immersion directe dans la cellule, se produisant via le site de fixation du virus. Un point intéressant: la cellule n’empêche pas l’invasion, car une particule du virus, ou plutôt sa protéine, est identifiée par la cellule comme «la sienne».
  3. Reduplication L'invasion infectieuse commence lorsque les virus se multiplient dans la cellule. Ils synthétisent de nouvelles molécules semblables à eux-mêmes, formant de nombreuses capsides.
  4. Sortie Au moment de la surabondance, la structure cellulaire est perturbée, le virus ne se retient plus et ils se déclarent pour infecter de nouvelles cellules. Dans ce cas, un tel processus peut se produire de plusieurs manières.

De manière surprenante, des microorganismes des centaines de fois plus petites, de petites cellules, détruisent rapidement et efficacement son travail, affectant de manière destructive les processus métaboliques et détruisant souvent la victime.

Types d'intrusions de virus

Une telle classification dépend de la nature de la destruction cellulaire, ainsi que de la durée de séjour d'un agent agressif. À cet égard, il existe trois types d’infection:

  • destructif: ce type d’infection est appelé lytique, avec des virus qui s’échappent massivement de l’espace cellulaire et qui, détruisant tout sur leur passage, ont tendance à conquérir de nouvelles cellules;
  • persistante ou persistante: caractérisée par un écoulement progressif des masses virales à l'extérieur, sans perturber le travail de la cellule;
  • caché: le type latent est distingué en incorporant le génome viral dans des chromosomes cellulaires et plus tard, lors de la division, la cellule transmet le virus à ses structures filles.

La structure des virus est telle que leur reproduction est possible uniquement sur la base d’une structure cellulaire vivante et rien d’autre. Le mécanisme est simple: en raison de l'absence de certaines enzymes, les virions, envahissant une cellule, réorganisent son métabolisme pour produire des composants viraux. C'est pourquoi on les appelle obligatoires, c'est-à-dire parasites obligatoires.

Diversité infectieuse

En conclusion, il convient de noter la diversité frappante de ces substances microscopiques, ce qui explique la différence entre les symptômes observés. Il existe des virus avec la présence d'ADN - herpès, variole et contenant également de l'ARN - fièvre aphteuse, plusieurs bactériophages. Entre autres choses, ces virions contiennent des lipides.

Autres options: virus sans lipides, tels que les adénovirus et la grande majorité des bactériophages.

Il est encourageant de constater que, tôt ou tard, le monde instruit apprendra à subordonner ces formes de vie et à les convertir au profit de l’humanité.


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