La multiplication des virus animaux

Nécessité : que le virus se fixe sur la cellule hôte (adsorption) que le virus pénètre dans la cellule hôte que le virus détourne la machinerie métabolique à son profit, bloque toute expression de la cellule parasitée et qu’il y ait synthèse des divers constituants viraux qu‘il y ait assemblage des constituants que se produise la libération des virus formés

1- Adsorption des virus novembre 2009

1-1- Condition de l’adsprption Nécessité que le virus se trouve en présence d’une cellule permettant cette adhésion : cellule sensible Cellule sensible = cellule animale ayant des récepteurs spécifiques à certains constituants du virus.

1-2- Mécanisme de l’adsorption Interaction électrostatique entre : - des récepteurs de la cellule hôte (sans doute glycoprotéines de la membrane plasmique ) - et certaines molécules virales Molécules virales impliquées : - protéines de la capside ou des fibres si virus nu - glycoprotéines d’enveloppe si virus enveloppé (gp 120 du HIV, hémagglutinine du virus grippal

Schéma HIV novembre 2006

Hémagglutinine virale novembre 2009

Exemple d’adsorption du HIV sur les lymphocytes T CD4 Interaction électrostatique entre : - la molécule T CD4 du lymphocyte T - la GP 120 de l’enveloppe du virus.

2- Pénétration des virus novembre 2009

2-1- Les deux mécanismes de pénétration - Pour les virus nus : pénétration par endocytose - Pour les virus enveloppés : * pénétration par endocytose * ou pénétration par fusion

2-1-1- L’endocytose Schéma du mécanisme d’endocytose (1 à 6) Invagination de la membrane de la cellule animale Formation d’une vacuole d’endocytose avec la particule virale à l’intérieur Fusion de l’enveloppe du virus avec la membrane de la vésicule : libération de la nucléocapside dans le cytoplasme de la cellule infectée

Mécanisme de l’endocytose - Invagination de la membrane de la cellule animale - Formation autour de la particule virale d’une vacuole d’endocytose qui se retrouve dans le cytoplasme de la cellule animale avec la particule virale à l’intérieur - Libération de la nucléocapside dans le cytoplasme de la cellule infectée Si virus nu : libération de la nucléocapside à l’extérieur de la vésicule d’endocytose par lyse de la membrane Si virus enveloppé : libération de la nucléocapside par fusion de l’enveloppe virale (double couche phospholipidique) avec la membrane de la vésicule d’endocytose

Cycle de multiplication d’un virus grippal novembre 2006 Cellule procaryote

2-1-2- La fusion Schéma du mécanisme de fusion Fusion de la double couche phospholipidique de l’enveloppe du virus avec la double couche phospholipidique de la membrane plasmique de la cellule Libération de la nucléocapside dans le cytoplasme de la cellule infectée

Mécanisme de la fusion Fusion - de la double couche phospholipidique de l’enveloppe virale - avec la double couche phospholipidique de la membrane plasmique de la cellule animale. Conséquence : Nucléocapside virale à l’intérieur du cytoplasme de la cellule.

2-2- La décapsidation 2-2-1- Intérêt Libération de l’acide nucléique dans le cytoplasme de la cellule animale

2-2- La décapsidation 2-2-2- Caractéristiques - Peut avoir lieu dès la pénétration ou plus tardivement - Peut être totale ou partielle - Nécessite l’intervention d’enzymes de la cellule infectée. Si virus à multiplication cytoplasmique Si virus à multiplication nucléaire : décapsidation après migration dans le noyau

3- La phase d’éclipse novembre 2009

Les deux périodes - Phase précoce - Phase tardive Traduction de certains ARN m en protéines précoces enzymatiques ( ADN polymérases, ARN polymérases, inhibiteurs des synthèses cellulaires ) Réplication du génome viral Traduction des gènes tardifs en protéines de structure

3-1- Cas des virus à ADN 3-1-1- Phase précoce ARN polymérase cellulaire Ribonucléotides cellulaires Gènes précoces ARN messagers précoces Ribosomes, AA, facteurs d’élongation cellulaires Protéines précoces enzymatiques : ADN polymérases, inhibiteurs des synthèses cellulaires

3-1- Cas des virus à ADN 3-1-2- Phase tardive DNA polymérase virale nucléotides cellulaires 1 ADN viral n ADN viraux

3-1- Cas des virus à ADN 3-1-2- Phase tardive ARN polymérase Ribonucléotides cellulaires Gènes tardifs ARN messagers tardifs Ribosomes, AA, facteurs d’élongation cellulaires Protéines structurales

3-2- Cas des virus à ARN de polarité positive 3-2-1- Phase précoce ARN viral se comporte comme un ARN messager Ribosomes, AA, facteurs d’élongation cellulaires Gènes précoces de l’ARN Protéines enzymatiques (ARN polymérase ARN dépendante ….)

Synthèse de l’ARN polymérase ARN dépendante (enzyme virale) Traduction de la partie de l’ARN messager correspondant à l’ARN polymérase ARN polymérase décembre 2007 Virologie

3-2- Cas des virus à ARN de polarité positive 3-2-2- Phase tardive RNA polymérase virale (synthétisée pendant la phase précoce) 1 ARN viral (+) 1 ARN viral (-) RNA polymérase virale (synthétisée pendant la phase précoce) n ARN viral (+)

3-2- Cas des virus à ARN de polarité positive : bilan décembre 2007 Virologie

3-2- Cas des virus à ARN de polarité positive 3-2-2- Phase tardive Ribosomes, AA, facteurs d’élongation cellulaires Gènes tardifs des n ARN synthétisés Protéines structurales

3-3- Cas des virus à ARN de polarité négative 3-3-1- Phase précoce ARN viral ne peut pas servir directement d’ ARN messager Premier temps : transcription primaire RNA polymérase virale (transcriptase virale) associé à l’ARN viral dans la capside 1 ARN viral (+) = transcrit primaire 1 ARN viral (-)

ARN polymérase ARN dépendante = transcriptase virale novembre 2009

3-3- Cas des virus à ARN de polarité négative 3-3-1- Phase précoce Deuxième temps : traduction de certains gènes (gènes précoces) en protéines enzymatiques Ribosomes, AA, facteurs d’élongation cellulaires Gènes précoces de l’ARN transcrit Protéines enzymatiques (ARN polymérase : réplicase ….)

3-3- Cas des virus à ARN de polarité négative 3-3-2- Phase tardive RNA polymérase = réplicase 1 ARN viral transcrit (ARN +) n ARN viraux (-)

3-3- Cas des virus à ARN de polarité négative 3-3-2- Phase tardive Ribosomes, AA, facteurs d’élongation cellulaires Gènes tardifs de l’ARN transcrit synthétisé Protéines structurales

Grippe décembre 2007 Virologie

Cycle de multiplication d’un virus grippal novembre 2006 Cellule procaryote

3-4- Cas des rétrovirus 3-4-1- Synthèse d’un ADN à partir de l’ARN par action de la transcriptase réverse Transcriptase réverse ARN viral 1 ADN bicaténaire viral

3-4- Cas des rétrovirus 3-4-2- Devenir de l’ADN viral - Coupure de l’ADN nucléaire cellulaire (enzyme de restriction à activité endonucléasique) - Insertion de l’ADN viral en un site spécifique de l’ADN cellulaire grâce à une ligase uniquement si la cellule infectée entre en multiplication. Remarque : l’ADN viral non intégré peut persister quelques jours. ADN intégré = ADN proviral Virus= provirus

3-4- Cas des rétrovirus 3-4-2- Devenir de l’ADN viral - Coupure de l’ADN nucléaire cellulaire (enzyme de restriction à activité endonucléasique) - Insertion de l’ADN viral en un site spécifique de l’ADN cellulaire grâce à une ligase uniquement si la cellule infectée entre en multiplication. Remarque : l’ADN viral non intégré peut persister quelques jours. ADN intégré = ADN proviral Virus= provirus

3-4- Cas des rétrovirus 3-4-3- Devenir de l’ADN proviral Deux possibilités : Cas 1 : le DNA viral ne s'exprime pas : État latent (quiescent).  Cas 2 : expression du DNA viral sous l'action de facteurs inconnus (irradiation aux UV, traitements oestrogéniques, agents mutagènes…) - Transcription des gènes du DNA en RNA messagers puis traduction en protéines virales  - Réplication du RNA génome

Cycle de multiplication du HIV novembre 2006

4- La morphogénèse virale (maturation) et la libération novembre 2009

Après la réplication du génome viral et la synthèse des protéines structurales : - assemblage des protéines de structure avec une molécule d’acide nucléique = formation de particules virales (phase de maturation) - libération des virions hors de la cellule hôte, de manière à pouvoir se propager à d'autres cellules ou d'autres organismes.

4-1- Formation de la capside Autoassemblage avec une grande spécificité des protéines synthétisées.

4-2- Formation de la nucléocapside et libération des virus nus - Auto-assemblage associant le génome viral et les protéines de capside : formation de la nucléocapside. - Accumulation des virus matures dans le noyau ou le cytoplasme de la cellule infectée - Libération par lyse cellulaire. Remarque : la lyse survient suite à la désorganisation structurale et métabolique de la cellule infectée causée par la production massive des éléments viraux au détriment des protéines cellulaires.

4-3- Formation de la nucléocapside et libération des virus enveloppés Assemblage des nucléocapsides dans le noyau ou le cytoplasme . Libération des virus enveloppés par bourgeonnement. : - Synthèse dans le REG des glycoprotéines codées par ces virus - Insertion de ces glycoprotéines dans la membrane plasmique cellulaire. - Bourgeonnement de la membrane plasmique - Positionnement de la nucléocapside au niveau de ce bourgeon - Poursuite du bourgeonnement aboutissant à la libération de nucléocapsides entourées d'une enveloppe correspondant à la membrane plasmique de la cellule productrice, dans laquelle sont insérées les glycoprotéines virales. Remarque : A l'inverse de la libération par lyse cellulaire, la production de virus enveloppés par bourgeonnement ne s'accompagne pas forcément de la mort de la cellule productrice.

novembre 2006 Cellule procaryote

Cycle de multiplication d’un virus grippal

Cycle de multiplication du HIV