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.
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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
