Grande Encyclopédie du Pétrole et du Gaz

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Une particule virale entièrement formée est appelée virion. Une capside est constituée de chaînes polypeptidiques répétitives (capsomères) de 1 à 5 types de protéines. Pour les capsides de virions, 2 types de repliement symétrique de sous-unités protéiques sont caractéristiques: 1. Spirale (sous forme de bâtons, de fils: virus de plantes et de bactéries). 2. Cubique (sous la forme d'icosaèdre: virus animaux, virus humains, bactériophages). La valeur de la capside: 1. Protège le génome des dommages. 2. Permet l’adsorption de virions à la surface des parois cellulaires. 3. Favorise la pénétration du génome du virus dans la cellule. Fig. Une variété de formes et de tailles de virus: a - virus de plantes; b - virus animaux et humains; c - virus bactériens (bactériophages). A. B.V. 5.

Diapositive 5 de la présentation «Virus»

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3.3. Physiologie des virus

Les virus sont des parasites intracellulaires obligatoires ne pouvant que la reproduction intracellulaire. Dans une cellule infectée par un virus, il est possible que les virus restent dans différents états:

reproduction de nombreux nouveaux virions;

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

l'existence dans le cytoplasme d'une cellule sous la forme d'acides nucléiques circulaires ressemblant aux plasmides de bactéries.

Par conséquent, la gamme de troubles causés par le virus est très large: d'une infection productive grave, aboutissant à la mort cellulaire, à une interaction prolongée du virus avec la cellule sous la forme d'une infection latente ou d'une transformation maligne de la cellule.

Il existe trois types d'interactions virus-cellules: productif, abortif et intégratif.

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

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

Le type intégratif, ou virogénation, est caractérisé par l'incorporation (intégration) d'ADN viral sous la forme d'un provirus dans le chromosome de la cellule et leur coexistence ensemble (réplication articulaire).

Reproduction du virus (productive)

1) l'adsorption de virions sur la cellule;

2) pénétration du virus dans la cellule;

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

4) synthèse de composants viraux;

5) la formation de virions;

6) la libération de virions de la cellule.

Différents virus ont différentes étapes.

Adsorption de virus. La première étape de la reproduction virale est l’adsorption, c’est-à-dire la fixation du virion à la surface de la cellule. Il se déroule en deux phases. La première phase est non spécifique, en raison de l'attraction ionique entre le virus et la cellule, y compris d'autres mécanismes. La deuxième phase de l'adsorption est hautement spécifique, en raison de l'homologie, de la complémentarité des récepteurs des cellules sensibles et des virus qui "reconnaissent" leurs ligands protéiques. Les protéines à la surface des virus qui reconnaissent des récepteurs cellulaires spécifiques et interagissent avec eux sont appelées protéines d'attachement (principalement des glycoprotéines) au sein de la membrane des lipoprotéines.

Les récepteurs cellulaires spécifiques ont une nature différente: protéines, lipides, composants glucidiques de protéines, 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 rabiques sont adsorbés sur les récepteurs de l’acétylcholine du tissu nerveux et les virus de l’immunodéficience humaine sur les récepteurs CO 4 des lymphocytes T auxiliaires, 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 sous-tend la sélectivité de la défaite par les virus de certaines cellules, tissus et organes. C'est ce qu'on appelle le tropisme (grec: tropos - turn, direction). Par exemple, les virus qui se reproduisent principalement dans les cellules du foie sont appelés hépatotropes, cellules nerveuses, neurotropes, cellules immunocompétentes, immunotropes, etc.

Pénétration des virus dans la cellule. Les virus pénètrent dans la cellule par endocytose dépendante du récepteur (viropexis), par fusion de l’enveloppe du virus avec la membrane cellulaire ou par une combinaison de ces mécanismes.

1. L'endocytose dépendante du récepteur résulte de la capture et de l'absorption du virion par la cellule: la membrane cellulaire sur laquelle est fixé un virion est implantée 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 de lipoprotéine d’un virus organisé de manière complexe avec la membrane de l’endosome et à la libération de la nucléocapside virale dans le cytosol de la cellule. Les endosomes se combinent avec les lysosomes qui détruisent les composants viraux restants. Le processus de virus sans excrétion (simplement organisés) de l'endosome au cytosol reste mal compris.

2. La fusion du virion en rotation avec la membrane cellulaire n'est caractéristique que de certains virus à enveloppe (paramyxovirus, rétrovirus, virus de l'herpès), qui contiennent des protéines de fusion. Il se produit une interaction ponctuelle de la protéine de fusion virale avec les lipides de la membrane cellulaire, à la suite de laquelle la membrane de la lipoprotéine virale s’intègre à la membrane cellulaire et le composant interne du virus pénètre dans le cytosol.

A) "Stripping" (déprotéinisation) des virus. En conséquence, sa composante interne est libérée, ce qui peut provoquer un processus infectieux. Les premières étapes de la "suppression" du virus commencent lors du processus de pénétration dans la cellule par fusion des membranes virale et cellulaire ou lorsque le virus quitte l'endosome dans le cytosol. Les étapes ultérieures du "stripping" du virus sont étroitement liées à leur transport intracellulaire vers les sites de déprotéinisation. Pour différents virus, il existe des sites spécialisés de «déshabillage» dans la cellule: pour les picornavirus, dans le cytoplasme avec la participation de lysosomes, l'appareil de Golgi; pour les virus de l'herpès - l'espace nucléaire ou les pores de la membrane nucléaire; pour les adénovirus - d'abord la structure du cytoplasme, puis le noyau de la cellule. Les produits finaux de "stripping" peuvent être un acide nucléique, une nucléoprotéine (nucléocapside) ou un noyau de virion. Ainsi, le produit final du déshabillage du picardovirus est un acide nucléique associé de manière covalente à l'une des protéines internes. Et pour de nombreux virus contenant de l’ARN enveloppé, les produits finaux du «stripping» peuvent être une nucléocapside ou des noyaux, qui non seulement n’interfèrent pas avec l’expression du génome viral, mais qui le protègent des protéases cellulaires et régulent les processus de biosynthèse ultérieurs.

B) Synthèse de composants viraux. Synthèse de protéines et d’acides nucléiques du virus, séparés dans le temps et l’espace. La synthèse étant réalisée dans différentes parties de la cellule, cette méthode de reproduction des virus est appelée disjonctive (de Lat. Disjunctus - fragmented).

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

1. protéines non structurelles servant à la reproduction intracellulaire du virus à ses différents stades;

2. protéines structurelles faisant partie du virion (protéines génomiques, associées au génome viral, capsidique et supercapsidnyh).

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

La synthèse des protéines dans la cellule est réalisée conformément aux processus de transcription bien connus (de Lat. Transcriptio - réécriture) en "réécrivant" l'information génétique de l'acide nucléique dans la séquence nucléotidique de l'ARN messager (ARNm) et de la traduction (de Lat. Translatio - transfer) - lecture d'ARNm sur les ribosomes avec formation de protéines. La transmission d'informations héréditaires concernant la synthèse d'ARNm dans différents groupes de virus varie.

Je. Les virus contenant de l'ADN implémentent les informations génétiques de la même manière en tant que génome cellulaire, selon le schéma:

ADN génomique du virus - "transcription de l'ARNm -" traduction de la protéine virale.

De plus, les virus contenant de l'ADN utilisent une polymérase cellulaire (virus dont les génomes sont transcrits dans le noyau de la cellule - adénovirus, pa-pavirus, virus de l'herpès) ou leur propre ARN polymérase (virus dont les génomes sont transcrits dans le cytoplasme, par exemple les poxvirus).

II. Virus à ARN à brin plus (par exemple, les picornavirus, les flavivirus, les togavirus) ont un génome qui remplit la fonction d’ARNm; il est reconnu et traduit par les ribosomes. La synthèse des protéines dans ces virus est réalisée sans acte de transcription selon le schéma:

ARN génomique viral -> traduction de la protéine virale.

III. Le génome de moins ARN monocaténaire contenant les virus (orthomyxovirus, paramyxovirus, rhabdovirus) et double brin (réovirus) sert de matrice avec 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:

ARN génomique du virus - "transcription de l'ARNm - traduction de la protéine virale.

Iv. Retrovirus (virus de l’immunodéficience humaine, rétrovirus oncogènes) ont un moyen unique de transmettre des informations génétiques. Le génome des rétrovirus est constitué de deux molécules d’ARN identiques, c’est-à-dire diploïde. Dans le cadre des rétrovirus, il existe une enzyme spécifique au virus, la transcriptase inverse, ou transcriptase inverse, avec laquelle le processus de transcription inverse est mis en oeuvre, c'est-à-dire qu'un ADN simple brin (ADNc) complémentaire est synthétisé sur le modèle de l'ARN génomique. Le brin d'ADN complémentaire est copié pour former un ADN complémentaire double brin, qui s'intègre dans le génome cellulaire et est transcrit dans son ARNm dans sa composition en utilisant de l'ARN polymérase dépendant de l'ADN cellulaire. La synthèse de protéines pour ces virus est réalisée selon le schéma suivant:

ARN génomique viral -> ADN complémentaire - "transcription d'ARNm

-»Diffuser le virus de la protéine.

La réplication des génomes viraux, c'est-à-dire la synthèse des acides nucléiques viraux, conduit à l'accumulation dans la cellule de copies du génome viral d'origine utilisées dans l'assemblage des virions. La méthode 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 un ARN simple brin;

4) ARN simple brin négatif;

5) ARN double brin;

6) ARN plus brin identique (rétrovirus).

1 Virus LNK double brin. La réplication de l'ADN viral double brin se produit selon le mécanisme semi-conservateur habituel: après le tissage des brins d'ADN, les nouveaux brins sont complémentés de manière complémentaire. Chaque molécule d'ADN nouvellement synthétisée est composée d'un parent et d'un brin nouvellement synthétisé. Ces virus comprennent un groupe important de virus contenant de l'ADN double brin sous forme linéaire (par exemple, herpèsvirus, adénovirus et poxvirus) ou sous une 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 gépadnavirus (virus de l'hépatite B). Le génome de l'hépadnavirus est représenté par un ADN circulaire à double brin, dont l'un des brins est plus court (brin plus incomplet) de l'autre. Initialement terminé (Fig. 3.7). Ensuite, l'ADN double brin complet est transcrit en utilisant une ARN polymérase dépendante de l'ADN cellulaire pour former de petites molécules d'ARNm et un ARN plus simple brin. Ce dernier s'appelle l'ARN prégénoménique; c'est un modèle pour la réplication du génome viral. Les ARNm synthétisés sont impliqués dans le processus de traduction des protéines, y compris l'ADN polymérase dépendante de l'ARN viral (transcriptase inverse). Avec cette enzyme, l'ARN prégénomique migrant dans le cytoplasme est transcrit de manière inverse en brin négatif de l'ADN, qui, à son tour, sert de matrice pour la synthèse du brin plus de l'ADN. Ce processus se termine par la formation d'un ADN double brin contenant un brin plus incomplet d'ADN.

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

Virus à ARN simple brin. Ces virus comprennent un grand groupe de virus - picornavirus, flavivirus et togavirus (Figure 3.8), dans lesquels le brin génomique plus ARN remplit la fonction de l'ARNm. Par exemple, l'ARN du poliovirus, après avoir pénétré dans une cellule, se lie aux ribosomes, agissant en tant qu'ARNm, et un grand polypeptide est synthétisé sur sa base, qui se divise en fragments: ARN polymérase dépendante de l'ARN, protéases virales et protéines de capside. L'ARN polymérase à base de génome synthétise l'ARN du brin négatif; il se forme temporairement un double ARN, appelé lien de réplication intermédiaire. Cet élément de réplication intermédiaire consiste en un brin plus complet d'ARN et de nombreux brins moins partiellement terminés. Lorsque tous les brins moins 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 reproduction de l'ARN génomique du virus et pour la synthèse d'un grand nombre de protéines virales.

Virus à ARN simple brin négatif. Les virus à ARN simple brin moins (rhabdovirus, paramyxovirus, orthomyxovirus) contiennent de l'ARN polymérase dépendante de l'ARN. Un ARN génomique infusé en moins qui a pénétré dans la cellule est transformé par l'ARN polymérase dépendante de l'ARN viral en brins plus incomplets et complets d'ARN. Des copies incomplètes servent d'ARNm pour la synthèse de protéines virales. Les copies complètes sont la matrice (étape intermédiaire) pour la synthèse des brins moins d'ARN génomique de la progéniture.

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

6 Retrovirus (plus les virus à ARN diploïde brin). La transcriptase inverse des rétrovirus synthétise (sur la matrice du virus à ARN) un brin moins d'ADN à partir duquel le brin plus de l'ADN est copié pour former un double brin d'ADN fermé en un anneau (figure 3.10). Ensuite, un double brin d’ADN s’intègre au chromosome de la cellule, formant un provirus. De nombreux ARN de virions sont formés à la suite de la transcription d'un des brins d'ADN intégré avec la participation de l'ARN polymérase ADN cellulaire dépendante.

La formation de virus. Les virions sont formés par auto-assemblage: les composants du virion sont transportés vers les endroits où le virus est assemblé - parties nucléaires ou cytoplasmiques de la cellule. Les composants de connexion du virion sont dus à la présence de liaisons hydrogènes hydrophobes, ioniques et de compliance stérique.

Il y a les suivants principes généraux les virus:

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

L'assemblage de virus simplement arrangés consiste en une interaction d'acides nucléiques viraux avec des protéines de capside et en la formation de nucléocapsides.

Les virus compliqués forment en premier lieu des nucléocapsides qui interagissent avec les membranes cellulaires modifiées (la future enveloppe lipoprotéique du virus).

De plus, l'assemblage des virus qui se répliquent dans le noyau de la cellule a lieu avec la participation de la membrane du noyau, et l'assemblage des virus répliqués dans le cytoplasme est réalisé avec l'aide des membranes du réticulum endoplasmique ou de la membrane plasmique dans lesquelles les protéines d'enveloppe virale sont insérées.

Un certain nombre de virus complexes de virus à ARN à brin négatif (orthomyxovirus, paramyxovirus) impliquent l'assemblage de la protéine dite matrice (protéine M) située sous la membrane cellulaire modifiée. Possédant des propriétés hydrophobes, il agit comme un intermédiaire entre la nucléocapside et l’enveloppe de lipoprotéines virales.

□ Les virus compliqués dans le processus de formation incluent certains composants de la cellule hôte, tels que les lipides et les glucides.

La libération de virus de la cellule. Le cycle complet de reproduction du virus est achevé en 5-6 heures (virus de la grippe, etc.) ou en quelques jours (hépatovirus, virus de la rougeole, etc.). Le processus de reproduction des virus s'achève par leur sortie de la cellule, qui se produit par une exocytose explosive ou naissante.

Chemin d'explosion: un grand nombre de virions quittent la cellule en train de mourir en même temps. De manière explosive, des virus simplement arrangés qui n'ont pas d'enveloppe de lipoprotéine sortent de la cellule.

Le bourgeonnement, l’exociation est inhérent aux virus ayant une membrane de lipoprotéine, qui est dérivée de 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 saillie de ces zones commence. Le rein formé est séparé de la cellule sous la forme d'un virus complexe. Dans le même temps, la cellule est capable de maintenir sa viabilité et de produire une descendance virale pendant une longue période.

La formation de virus qui se forment dans le cytoplasme peut se faire soit par la membrane plasmique (par exemple, les paramyxovirus, les togavirus), soit par la membrane du réticulum endoplasmique, suivie de leur sortie à la surface de la cellule (par exemple, les bunyavirus).

Les virus qui se forment dans le noyau de la cellule (par exemple, les virus de l’herpès), se développant dans l’espace périnucléaire à travers la membrane nucléaire modifiée, acquérant ainsi une enveloppe de lipoprotéines. Ils sont ensuite transportés en tant que partie de vésicules cytoplasmiques à la surface de la cellule.

Caractéristiques des virus, leur morphologie et leur structure

Les virus n'ont pas de structure cellulaire. Chaque particule virale est constituée d’un support d’information génétique et d’une enveloppe 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 un ADN simple brin et un ARN à deux brins.

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 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. 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.


Fig. 1. Virus de l'immunodéficience humaine (groupe lat. Primate lentivirus)

Photographie artificiellement colorée prise au microscope électronique à balayage. Les virus VIH-1 (verts) se détachent d'un lymphocyte infecté. De nombreuses bosses rondes à la surface de la cellule sont les lieux de rassemblement et de bourgeonnement des virions.

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.

Composants de particules virales

Un composant essentiel d'une particule virale est l'un des deux acides nucléiques, des protéines et des cendres. Ces trois composants sont communs aux virus, tandis que les deux autres lipides et glucides ne sont pas inclus dans tous les virus. Les virus, composés uniquement d’éléments protéiques d’acide nucléique et de cendres, appartiennent le plus souvent au groupe des virus simples non différenciés, leurs propres enzymes ou structures quelconques - virus végétaux, certains virus animaux et insectes. En même temps, presque tous les bactériophages, qui appartiennent à la catégorie des virus minimaux par leur composition chimique, sont en fait des structures très complexes et très différenciées. Les virus qui, avec les protéines et les acides nucléiques, contiennent également des lipides et des glucides appartiennent généralement au groupe des virus complexes. La plupart des virus de ce groupe parasitent les animaux.

Virus de protéines. La protéine de tous les virus étudiés jusqu'à présent est construite à partir des acides aminés habituels appartenant à la série L naturelle. Le rapport des acides aminés dans les protéines virales est assez proche de celui des protéines animales, bactériennes et végétales. Les protéines virales ne contiennent généralement pas un grand nombre d'acides aminés essentiels (arginine, mucine). Sans tenir compte des acides aminés neutres, on peut dire que les acides dicarboxyliques acides prédominent dans la protéine virale. Cela est vrai pour les virus à teneur faible ou élevée en acides nucléiques.

ADN viral. Les molécules d'ADN viral peuvent être linéaires ou circulaires, à deux brins ou à un brin sur toute sa longueur, ou à un seul brin aux extrémités. De plus, il s'est avéré que la plupart des séquences de nucléotides dans le génome viral ne se retrouvent qu'une seule fois, mais il peut y avoir des régions répétitives ou redondantes aux extrémités. En plus des différences dans la forme de la molécule et dans la structure des sections d'extrémité de l'ADN viral, il existe également des différences dans la taille du génome.

ARN viral. L'étude de l'ARN viral a été l'une des contributions les plus importantes de la virologie à la biologie moléculaire. Le fait que, dans les virus de la plante, le système génétique réplicable consiste uniquement en ARN montre clairement que l’ARN est capable de stocker des informations génétiques. L'infectivité de l'ARN du virus de la mosaïque du tabac a été établie et il s'est avéré que la molécule entière était nécessaire à l'infection. La taille de l'ARN virion - les virus varient considérablement - de 7. 10 6 à 2. Cependant, la taille de l’ARN et, partant, la quantité d’informations qu’il contient diffèrent beaucoup moins.

Glucides. Le quatrième composant, parfois présent dans les préparations virales purifiées, est constitué de glucides (en quantités supérieures à la teneur en sucre de l'acide nucléique). Le glucose et la ventibiose sont présents dans certains phages. Outre ces hydrates de carbone, d'autres polysaccharides peuvent également être présents dans la composition de bactériophage. Les virus animaux sont le seul groupe de virus pour lesquels la présence d'hydrates de carbone est prouvée avec précision. Jusqu'à 17% des glucides sont présents dans la composition des corps élémentaires du virus de la grippe et de la peste aviaire classique.

Autres composants de virions. Le plus important de ces composants est une double couche de lipides, qui forme la majeure partie de la coque externe des virus qui en sont porteurs. On pense que les lipides de la coquille sont simplement empruntés à la membrane plasmique de la cellule hôte et ne peuvent donc pas être considérés à proprement parler comme un virus spécifique. Les préparations hautement purifiées de virions contiennent un certain nombre de composants de faible poids moléculaire. Des polyamines ont été détectées dans des bactériophages et des virus animaux et végétaux. Il est possible que leur fonction physiologique consiste à neutraliser la charge négative de l'acide nucléique. Par exemple, le virus de l’herpès contient suffisamment de spermine pour neutraliser la moitié de l’ADN viral, et la spermidine est présente dans l’enveloppe virale. La composition de certains virus végétaux (navets ridés, haricots châtaignes, mosaïque du tabac) comprend la bisamine.

Une particule virale est une forme statique inerte d'un virus. Lorsque les virions sont en dehors de la cellule, ils ne se multiplient pas et aucun processus métabolique n’y survient. Tous les événements dynamiques ne commencent que lorsque le virus entre dans la cellule. Même dans un hôte multicellulaire, des événements cruciaux dans l'infection virale se produisent au niveau cellulaire. La propagation du virus résulte de cycles répétés d'interaction du virus avec les cellules et de la dispersion des virions dans l'environnement extracellulaire.

Dans les cellules infectées par un virus, il se produit un réarrangement profond du matériel viral et souvent aussi des composants de la cellule hôte. Il existe un nouveau système - un complexe virus-cellules. Reproduction de virus - un processus en plusieurs étapes, qui peut être divisé en sept étapes:

1. Adsorption. C'est le processus de fixation des virus à la surface d'une cellule susceptible. Premièrement, les virions sont adsorbés par interaction électrostatique ou par les forces de van der Waals. Cette étape est réversible: le virus peut être séparé par des secousses ordinaires.

2. Injection. Associée à l’introduction (injection) dans la cellule d’un acide nucléique infectieux d’un virus (comme dans les phages) ou à la pénétration d’une particule de virus dans la cellule, le virus étant ensuite extrait de la membrane protéique et libéré par un acide nucléique infectieux.

3. Déprotéinisation. Au cours de sa libération du porteur de l'information génétique du virus - son acide nucléique. Dans les bactériophages, ce processus coïncide avec le stade précédent.

4. Réplication de molécules d'acide nucléique virales. La réplication est due aux nucléotides accumulés dans la cellule hôte.

5. Synthèse de protéines structurales et d'enzymes spécifiques du virus. Le processus de synthèse a lieu dans les ribosomes de la cellule hôte.

6. Assemblage (auto-organisation) de particules virales. Pour cela, il est nécessaire que la concentration des composants du virion atteigne un niveau élevé (critique). Les composants de la particule virale sont synthétisés séparément et dans différentes parties de la cellule: l’intégration des acides nucléiques avec une partie des protéines et la formation de nucléoprotéines ont lieu. Ces derniers sont couverts d'obus. La structure de ces membranes comprend souvent certains composants de la membrane cellulaire.

Lyse Dans les bactéries, la dégradation des cellules se produit sous l'influence des enzymes du phage et dans les cellules des organismes supérieurs - par excroissance de la membrane cellulaire et "poussant" les particules virales dans l'environnement.

Bactériophages - Virus bactériens

Bactériophages (de bactéries et de grecs. Mangeur de Phagos; littéralement - mangeurs de bactéries), phages, virus bactériens provoquant la destruction (lyse) de bactéries et autres micro-organismes. Les bactériophages se multiplient dans les cellules, les lysent et passent dans d’autres, en général, de jeunes cellules en croissance. Pour la première fois, le microbiologiste russe N. F. Gamaleya a observé la lyse continue de bactéries (bacille de l'anthrax) en 1898. En 1915, le scientifique anglais F. Tuort a décrit le même phénomène dans le staphylocoque purulent et, en 1917, le scientifique français F. D'Erell a appelé l'agent lytique passant à travers les filtres bactériens.

Structure et composition chimique. Les particules de nombreux bactériophages sont constituées d’une tête de forme ronde, hexagonale ou en bâtonnet, d’un diamètre de 45 à 140 nm et d’une épaisseur de 10 à 40 nm et d’une longueur de 100 à 200 nm. Les autres bactériophages n'ont pas de processus; certaines sont rondes, d’autres filiformes, d’une taille de 8x800 nm. Le contenu de la tête consiste principalement en acide désoxyribonucléique (ADN) (sa longueur est plusieurs fois supérieure à la taille de la tête et atteint 60–70 µm, ce fil est fortement tordu dans la tête) ou en acide ribonucléique (ARN) et une petite quantité (environ 3%) de protéines et d'autres substances. L'annexe ressemble à un tube creux entouré d'une gaine contenant des protéines contractiles musculaires. Un certain nombre de bactériophages couvrent le rétrécissement, exposant une partie de la tige. À la fin du processus, de nombreux bactériophages ont une plaque basale avec plusieurs protrusions styloïdes ou autres. De longs fils minces partent de la plaque, ce qui contribue à la fixation du phage aux bactéries. Les coquilles de la tête et de l'appendice sont constituées de protéines. La quantité totale de protéines dans la particule du phage est de 50 à 60%, les acides nucléiques de 40 à 50%. Chaque bactériophage a des propriétés antigéniques spécifiques différentes de la bactérie hôte et des autres antigènes du phage. Il existe des antigènes communs à un certain nombre de phages (en particulier ceux contenant de l'ARN).

Répandre. Des bactériophages ont été trouvés pour la plupart des bactéries, notamment pathogènes et saprophytes, ainsi que pour les actinomycètes (actinophages) et les algues bleu-vert. Les bactériophages se trouvent dans les intestins des humains et des animaux, dans les plantes, le sol, les plans d'eau, les eaux usées, le fumier, etc. Les bactériophages des microorganismes du sol affectent le déroulement des processus microbiologiques dans le sol.

Reproduction. Le bactériophage est attaché par son appendice à la cellule bactérienne et, sécrétant l'enzyme, dissout la paroi cellulaire; ensuite, le contenu de sa tête passe par le processus canadien, à l'intérieur de la cellule, où, sous l'influence de l'acide nucléique du phage, la synthèse des protéines bactériennes, de l'ADN et de l'ARN s'arrête et la synthèse de l'acide nucléique, puis des protéines du phage commence. Certaines de ces protéines sont des enzymes, une autre partie forme la membrane des particules de bactériophages matures. Des phages sphériques plus petits pénètrent dans les bactéries sans la participation d’un processus. Si une cellule bactérienne est infectée en même temps par des particules de bactériophage qui diffèrent par un certain nombre de propriétés, parmi la progéniture, en plus des particules telles que les cellules mères, il existe celles dans lesquelles ces propriétés se retrouvent dans une nouvelle combinaison, car une recombinaison est observée lors de la multiplication de bactériophages. brins d'acide nucléique, qui est le support de l'information héréditaire. Des particules de gros phages émergent des bactéries, les détruisant, et certaines petites et filamenteuses - des bactéries vivantes. Certains bactériophages sont très spécifiques et capables de lyser des cellules d'un seul type de microorganisme (monophages), d'autres sont des cellules de types différents (polyphages).

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.

Bactériophages Les particules virales matures sont appelées virions.

Propagation du virus

La structure des virus

Les particules virales matures sont appelées virions. En fait, ils représentent le génome, recouvert au-dessus de la coque de la protéine. Cette coquille est une capside. Il est constitué de molécules de protéines qui protègent le matériel génétique du virus des effets des nucléases, des enzymes qui détruisent les acides nucléiques.

Dans certains virus, une couche de supercapside est située sur la capside, également construite à partir de protéines. Le matériel génétique est l'acide nucléique. Dans certains virus, il s'agit de l'ADN (le soi-disant virus à ADN-ovules), dans d'autres, de l'ARN (virus à ARN-ovules).

Les virus à ARN sont également appelés rétrovirus, car la synthèse de protéines virales dans ce cas nécessite une transcription inverse, qui est réalisée par l'enzyme transcriptase inverse (revertase) et est une synthèse d'ADN basée sur l'ARN.

Lorsqu'un virus est introduit dans la cellule hôte, la molécule d'acide nucléique est libérée de la protéine. Par conséquent, seul le matériel génétique pur et non protégé pénètre dans la cellule. Si le virus est un ADN, la molécule d'ADN est insérée dans la molécule d'ADN de l'hôte et reproduite avec celui-ci. Il y a donc un nouvel ADN viral, indiscernable de l'original. Tous les processus intervenant dans la cellule ralentissent, la cellule commence à travailler sur la reproduction du virus. Étant donné que le virus est un parasite obligatoire, une cellule hôte est nécessaire à sa vie et ne meurt donc pas pendant la reproduction du virus. La mort cellulaire ne survient qu'après la libération de particules virales.

S'il s'agit d'un rétrovirus, son PHK pénètre dans la cellule hôte. Il contient des gènes qui fournissent une transcription inverse: une molécule d'ADN simple brin est construite sur la matrice d'ARN. À partir des nucléotides libres, une chaîne complémentaire est en cours d’achèvement, laquelle est intégrée dans le génome de la cellule hôte. À partir de l'ADN obtenu, les informations sont copiées dans la molécule d'i-ARN, sur la matrice de laquelle les protéines du rétrovirus sont ensuite synthétisées.

Ce sont des virus qui parasitent les bactéries. Ils jouent un rôle important en médecine et sont largement utilisés dans le traitement des maladies purulentes causées par les staphylocoques, etc. Les bactériophages ont une structure complexe. Le matériel génétique se trouve dans la tête du bactériophage, qui est recouvert d'une enveloppe protéique (capside) d'en haut. Au centre de la tête se trouve un atome de magnésium. Vient ensuite la tige creuse, qui passe dans les filets de la queue. Leur fonction est de reconnaître leurs espèces de bactéries, d'attacher le phage à la cellule. Après la fixation, l'ADN est comprimé dans la cellule bactérienne et les coques restent à l'extérieur.

Les virus

1. La petite encyclopédie médicale. - M.: Encyclopédie médicale. 1991—96 2. Premiers secours. - M.: La grande encyclopédie russe. 1994 3. Dictionnaire encyclopédique de termes médicaux. - M.: Encyclopédie soviétique. - 1982-1984

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