Critères de classification de base
La systématique moderne des formes non cellulaires s'appuie sur un ensemble strict de caractéristiques morphologiques et biochimiques. La répartition dans les groupes taxonomiques s'effectue sur la base de trois grands critères :
- Type et forme de l'acide nucléique. On détermine quel matériel génétique exact est porté par la particule virale (ADN ou ARN), tout en évaluant le nombre de brins de la molécule.
- Type de symétrie de la capside. On prend en compte l'organisation dans l'espace de la coque protéique qui protège le génome.
- Présence d'une enveloppe externe. On évalue la présence ou l'absence d'une couche superficielle supplémentaire : l'enveloppe lipoprotéique (ou supercapside).
Architecture et types de symétrie
Les sous-unités protéiques entourant le matériel génétique peuvent s'organiser de différentes manières dans l'espace pour former la capside. Le complexe formé par l'acide nucléique et les sous-unités protéiques constitue une structure unique appelée nucléocapside.
On distingue deux principaux types de symétrie spatiale :
- Symétrie hélicoïdale. Elle est particulièrement caractéristique de la grande majorité des virus infectant les plantes, et se rencontre également chez certains bactériophages. Le virus de la mosaïque du tabac (VTM) en est l'exemple classique. Un ARN spiralé se trouve à l'intérieur de sa structure, et la capside elle-même est formée exactement de 2 130 sous-unités protéiques strictement identiques.
- Symétrie cubique. Cette forme est typique de la grande majorité des agents viraux provoquant des maladies infectieuses chez l'humain et divers animaux. La forme de cette capside est un icosaèdre, c'est-à-dire un polyèdre régulier à vingt faces. Géométriquement, cette figure possède 12 sommets, 30 arêtes et 20 faces régulières. Le virus de la poliomyélite est un représentant caractéristique des agents pathogènes à symétrie cubique.
Systématique selon le matériel génétique
La distinction selon le type d'acide nucléique et le nombre de brins est fondamentale en virologie. Tous les agents viraux sont divisés en deux grands groupes : les virus à ADN et les virus à ARN.
Les virus à ADN se subdivisent en :
- À un seul brin d'acide nucléique : ce groupe comprend certains bactériophages.
- À deux brins d'acide nucléique : ce groupe comprend les adénovirus, l'agent de la variole et les virus de l'herpès.
Les virus à ARN sont classés de manière similaire :
- À un seul brin d'acide nucléique : ceux-ci incluent les entérovirus, le virus de la grippe, le virus de la rage et le virus de la mosaïque du tabac déjà mentionné.
- À deux brins d'acide nucléique : cette catégorie comprend les virus oncogènes et le VIH (virus de l'immunodéficience humaine).
Différences fondamentales avec les formes de vie cellulaires
Les virus occupent une position particulière en biologie car ils sont dépourvus de structure cellulaire. Leurs différences fondamentales avec les cellules complètes se résument en trois aspects clés :
- Parasitisme obligatoire. Les partcules virales ne possèdent pas de métabolisme propre et sont rigoureusement incapables de se reproduire en dehors d'une cellule hôte adéquate.
- Matériel génétique unique. Contrairement aux cellules, qui contiennent toujours les deux types d'acides nucléiques pour l'expression de l'information génétique, les virus n'en contiennent qu'un seul type exclusif : soit de l'ADN, soit de l'ARN.
- Mode de reproduction spécifique. Les virus ne se multiplient jamais par scissiparité (processus caractéristique des cellules bactériennes).
En bref : réponses aux questions sur le sujet
Selon la classification de Baltimore, en combien de classes les virus sont-ils divisés ?
Selon la classification de Baltimore, les virus sont divisés en sept classes. Cette classification repose sur le type d'acide nucléique et le mode de réplication (le mécanisme de synthèse de l'ARNm).
On distingue les classes suivantes :
- I — ADN bicaténaire (sans étape ARN)
- II — ADN monocaténaire
- III — ARN bicaténaire
- IV — ARN monocaténaire à polarité positive (+ARN)
- V — ARN monocaténaire à polarité négative (–ARN) ou ambisens
- VI — ARN monocaténaire à polarité positive (+ARN) avec étape ADN
- VII — ADN bicaténaire avec étape ARN
Qu'est-ce que le supercapside et de quoi est-il composé ?
Le supercapside (ou peplos) est une enveloppe lipoprotéique externe supplémentaire propre aux virus complexes. Il s'agit d'une double membrane lipoprotéique formée par bourgeonnement du virion à travers les membranes de la cellule hôte : plasmique (cytoplasmique), nucléaire ou celle du réticulum endoplasmique.
À la surface du supercapside se trouvent des péplomères, qui sont des « spicules » glycoprotéiques permettant l'interaction avec la cellule. Chez certains virus, une protéine de matrice (protéine M) est située entre la capside et le supercapside, reliant ce dernier à la nucléocapside.
Quel est le mécanisme de reproduction des virus à l'intérieur de la cellule hôte ?
Le processus de reproduction des virus se déroule en plusieurs étapes successives :
- Adsorption — fixation du virion à la surface de la cellule cible par interaction entre les protéines d'attachement du virus et des récepteurs cellulaires spécifiques.
- Pénétration et décapsidation — entrée du virus dans la cellule (par endocytose, fusion membranaire ou translocation) et déprotéinisation (libération du génome de ses enveloppes).
- Synthèse — reproduction des composants viraux (protéines et acides nucléiques).
- Assemblage — formation de nouveaux virions à partir des génomes répliqués et des protéines de capside.
- Libération — sortie des nouvelles particules virales hors de la cellule (par lyse cellulaire pour les virus nus, ou par bourgeonnement pour les virus enveloppés).
Pour mémoriser rapidement les trois principales différences entre un virus et une cellule, utilisez l'acronyme PGO : Parasitisme obligatoire, Génome d'un seul type, Organisation (reproduction) sans division.
Questions des cours et des examens
Qu'est-ce qu'une nucléocapside ?
Il s'agit de la structure unitaire de la partie virale, formée par l'association d'un acide nucléique (ADN ou ARN) et de sous-unités protéiques protectrices.
Quelle forme géométrique caractérise la symétrie cubique ?
Dans le cas de la symétrie cubique, la capside a la forme d'un icosaèdre, un polyèdre régulier à vingt faces, composé de 12 sommets, 30 arêtes et 20 faces.
Les virus peuvent-ils se multiplier par scissiparité ?
Non, les virus ne se multiplient jamais par division. La scissiparité est propre aux organismes cellulaires, tandis que les virus s'assemblent à partir de composants synthétisés au sein de la cellule hôte.
À étudier également sur le sujet
- Particularités structurales du virus de la mosaïque du tabac (VTM) et de la symétrie hélicoïdale
- La géométrie de l'icosaèdre dans la structure du virus de la poliomyélite
- Rôle de l'enveloppe lipoprotéique externe dans la classification
- Mécanismes du parasitisme intracellulaire obligatoire
- Caractérisation comparée des virus à ARN monocaténaire et bicaténaire
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