Les
fondements de la biologie cellulaire
Les
virus aux frontières du vivant
Historiquement, on connaît les
virus pour leurs effets avant de connaître leur nature et leur structure. Ce
sont des systèmes qui parasitent et détournent le métabolisme d’une cellule au
profit de leur seule reproduction. Il reste difficile de les classer dans le
monde vivant, car s’ils sont indéniablement formés de matériel de type
« biologique », ils ne se reproduisent pas seuls, ne consomment pas
d’énergie et n’entretiennent pas le renouvellement de leurs structures.
1. Un parasitisme
cellulaire détournant l’expression génétique des hôtes
L’exemple des bactériophages est
tout à fait révélateur de la nature des virus. Les bactériophages sont des
agents infectieux qui détruisent des colonies bactériennes sous forme de plages
de lyse dans des boîtes de culture. Ces agents infectieux se multiplient :
ils prolifèrent en détruisant les bactéries. On a d’abord pu les analyser
chimiquement (ADN et protéines) et montrer qu’ils détournent l’expression
génétique des cellules bactériennes au profit de leur prolifération. Ce
détournement se fait en injectant à la cellule une information génétique
parasite qui commande et contrôle sa propre réplication et la synthèse de
nouveaux virions. C’est ainsi que l’on a pu construire le cycle lytique d’un
virus bactériophage.
Un virus est en quelque sorte une
information génétique mobile équipée du matériel protéique facilitant
l’infection de cellules hôtes.
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Figure 1 : Exemples de structures
de virus
2. Une organisation
simplifiée à l’extrême
Au-delà de la seule analyse
chimique, la microscopie électronique à transmission a permis d’identifier la
structure des virus.
Capside protéique et matériel
génétique
Un virus présent donc un matériel
génétique, ADN ou ARN, double brin ou simple brin, entouré d’une
enveloppe : une capside protéique qui protège ce matériel, parfois
entourée d’une bicouche lipidique avec des glycoprotéines. Ces capsides sont
formées d’un petit nombre de protéines, souvent en une structure quasi-cristalline,
très régulière et répétitive. Capside et enveloppe lipidique permettent
l’introduction du matériel génétique viral dans le cytoplasme d’une cellule
hôte. Ce sont par exemple des protéines qui reconnaissent des récepteurs de la
cible ou bien qui perforent la membrane de la cible.
Auto-assemblage des capsides
L’assemblage de nouvelles
capsides se fait spontanément à partir de ses constituants. Ainsi, dès lors que
les protéines virales sont produites par le métabolisme de l’hôte,
l’auto-assemblage de ces protéines en capside peut s’opérer.
Figure 2 : Cycle lytique d’un
virus
3. Diversité des
virus
On classe les virus selon leur
structure, selon la nature de leur matériel génétique et selon les modalités de
réplication dans une cellule hôte.
Tableau 1 : Classification des
virus
