Introduction aux virus
Saviez-vous ...
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| Virus | |
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| reconstruction de l'ordinateur d'un rotavirus particules | |
| Classification scientifique | |
| Groupes | |
I: virus dsDNA |
Les virus sont parasites qui se reproduisent à l'intérieur du cellules des organismes qu'ils infectent. Quand un virus infecte une cellule, il reprogramme normales que de cellules biochimiques processus forçant ainsi la cellule à faire des milliers de copies identiques du virus infectant en utilisant la cellule de la protéine , d'ADN et des blocs de construction d'ARN. Ce procédé tue habituellement la cellule infectée.
Les virus sont regroupées en fonction du type d'organisme qu'ils infectent. Par conséquent virus sont soit animale, végétale ou bactériennes types. Ils sont si petits qu'il faudrait 30 000 à 750 000 d'entre eux, côte à côte, pour couvrir une centimètre. Les origines du virus ne est pas claire; certains peuvent avoir évolué à partir des plasmides ou transposons, qui sont des tronçons de l'ADN qui peuvent exister séparément chromosomes. D'autres virus peuvent avoir évolué à partir de bactéries .
Un virus se compose de deux parties: le matériel génétique, un un acide nucléique qui contient toutes les informations nécessaires pour la production de nouvelles particules virales, et une couche de protéine qui protège ce matériel génétique. Le manteau est appelé capside et peut être soit un simple conteneur, ou une structure beaucoup plus complexe, contenant enzymes. formes de capside varient du simple hélicoïdal et icosaédrique formes (polyédriques ou quasi-sphériques), à des structures plus complexes avec des queues ou un enveloppe.
Des plantes, des animaux et des cellules bactériennes contiennent toutes deux types d'acide nucléique. L'information génétique nécessaire pour faire de nouvelles protéines est toujours codée dans l'ADN : ce code est traduit en un type spécifique de ARN appelée ARN messager qui porte l'information pour les parties de la cellule qui font protéines. En revanche, chaque type de virus ne contient qu'un seul type d'acide nucléique, ADN ou ARN.
Dans les cellules, il ya des structures appelées organelles, chaque organite a une ou plusieurs fonctions importantes. Ces organites ainsi que des enzymes cellulaires sont nécessaires pour métabolisme et de la vie. Les virus ne ont pas organites et doivent utiliser ceux dans une cellule pour se reproduire. En dehors d'une cellule hôte, les virus sont complètement inactifs et sont considérés ni vivante ni morte. En effet, il est controversé si les virus sont en fait des organismes vivants. Certains considèrent les non-vivant, car ils ne répondent pas à tous les critères de la définition de la vie . Cependant, les virus ne ont des gènes et évoluent au fil du temps.
Les infections virales chez l'homme et les animaux causent généralement une réponse immunitaire et des maladies. Souvent, un virus est complètement éliminé par le système immunitaire . Les antibiotiques ne ont aucun effet sur les virus, mais médicaments antiviraux ont été développés pour traiter des infections potentiellement mortelles. Les vaccins qui produisent permanente immunité peut prévenir les infections virales.
Les virus réparties de nombreuses façons différentes. Les virus de plantes sont souvent réparties de plante à plante par les insectes agissant comme vecteurs. Infections virales spécifiques des animaux et les humains sont également propagées par les insectes piqueurs. Mais tous les virus ne se transmet pas de cette façon. Chaque espèces du virus repose sur une méthode spécifique. Certains, comme la grippe sont portés par l'air et sont répartis par la toux et les éternuements. D'autres, comme norovirus et rotavirus contaminer les aliments ou l'eau. VIH est l'un des virus qui sont transmis lors de rapports sexuels.
Origines de virus
L'origine du virus modernes ne est pas tout à fait clair, mais techniques moléculaires ont été les moyens les plus utiles de la façon dont ils se levèrent faisant l'hypothèse, et deux hypothèses principales existent actuellement.
Petits virus avec seulement quelques gènes peuvent être étendues en fuite d'acide nucléique provenant du génome d'un organisme vivant. Leur matériel génétique aurait pu être tirés d'éléments génétiques transmissibles tels que des plasmides ou transposons, qui sont sujettes à se déplacer dans, laissant, et en entrant génomes. De cette façon, les nouveaux virus apparaissent constamment et donc pas tous les virus ont des «ancêtres» virales.
Les virus avec des génomes plus grands, tels que poxvirus, ont peut-être été une fois de petites cellules qui parasitées cellules hôtes plus grands. Au fil du temps, les gènes ne sont pas requis par leur mode de vie parasitaire auraient été perdus dans un processus de rationalisation connu comme rétrograde évolution ou inverse évolution. Les bactéries Rickettsia et Chlamydia sont des cellules qui, comme les virus, ne peut reproduire à l'intérieur des cellules hôtes vit. Ils accréditent l'hypothèse rationalisation, que leur mode de vie parasite est susceptible d'avoir causé la perte de gènes qui leur ont permis de survivre à l'extérieur d'une cellule hôte.
Découverte du virus
Dans la fin du 19e siècle Charles Chamberland fait un filtre avec des trous suffisamment petits pour éliminer les bactéries . Dimitri Ivanovski utilisé ce filtre pour étudier virus de la mosaïque du tabac. Il a publié les résultats de ses expériences qui prouve que des extraits de feuilles broyées de plants de tabac infectés étaient encore infectieux après filtration. Dans le même temps, d'autres chercheurs ont démontré que, bien que ces agents étaient différentes de bactéries, ils pourraient causer la maladie, et que les virus étaient environ cent fois plus petite que les bactéries. Le virus de terme a été utilisé par le microbiologiste néerlandais Martinus Beijerinck qui a utilisé les mots «contagium vivum Fluidum» pour signifier «germe vivant soluble". Au début du 20e siècle, Frederick Twort découvert des virus qui infectent les bactéries. Félix d'Herelle décrit virus qui ont causé la mort de domaines sur mince des cultures de cellules sur agar. Compter ces zones mortes lui ont permis de compter les virus dans la suspension.
Avec l'invention de microscopie électronique est venu les premières images de virus. En 1935, Wendell Stanley a examiné le virus mosaïque du tabac et l'a trouvé à être principalement composé de protéines . Peu de temps plus tard, le virus a été séparé en protéines et parties d'acide nucléique. Un problème pour les premiers scientifiques était leur incapacité à développer des virus sans utiliser des animaux vivants. La percée est venue en 1931, lorsque Ernest William Goodpasture a augmenté la grippe et plusieurs autres virus dans des œufs de poulet fertiles. Toutefois, certains virus ne poussent pas dans les oeufs de poulet. Le problème a été résolu en 1949, lorsque John Franklin Enders, Thomas H. Weller et Frederick Robbins a grandi virus de la poliomyélite dans des cultures de cellules animales vivant.
Structure de virus
Une particule de virus, connu comme un virion constitué de acide nucléique entouré par une couche protectrice de protéines appelé capside. Les protéines virales forment la capside et ces protéines forment des unités reconnaissables appelées capsomères. La disposition des capsomères peut être soit icosaèdre (20 faces) ou en hélice. La plupart des virus à partir d'ADN sont faites icosaédrique et les virus à ARN sont soit des protéines hélicoïdales ou icosahedral.The qui se attachent à l'acide nucléique sont connus comme nucléoprotéines, et forment ensemble une nucléocapside . Certains virus sont entourés par une bulle de lipide appelé enveloppe. La plupart des virus à ADN ne ont pas d'enveloppe mais la plupart des virus à ARN sont enveloppés.
Taille
Les virus sont quelques-uns des plus petits agents infectieux et la majorité d'entre eux ne peut être vu par des microscopie électronique. La plupart des virus sont d'environ 100 nm de diamètre, mais leurs tailles vont de 20 à 300 nm. Ils sont si petits qu'il faudrait 30 000 à 750 000 d'entre eux, côte à côte, pour couvrir une centimètre.
les gènes de virus
Il existe deux types de matériel génétique: l'acide désoxyribonucléique (ADN) et l'acide ribonucléique (ARN). L'information biologique contenue dans un organisme est codé dans sa séquence d'ADN ou d'ARN. La plupart des organismes utilisent l'ADN, mais de nombreux virus (par exemple, rétrovirus) ont ARN comme matériel génétique. L'ADN et l'ARN du virus est constitué soit d'un seul brin ou une double hélice.
Virus, sont bien simple par rapport à des organismes à base de cellules très efficace à reproduire. Ils ne ont que quelques-uns gènes par rapport à l'homme qui ont 20.000-25.000. Par exemple, la grippe virus a seulement 8 gènes et a rotavirus 11. Ces gènes codent pour les protéines structurales qui constituent la particule de virus, ou des protéines non structurelles, que l'on retrouve uniquement dans les cellules infectées par le virus.
La plupart des virus produisent une protéine qui est un une enzyme appelée polymérase. Polymérase est utilisée pour fabriquer de nouvelles copies de l'ADN ou de l'ARN viral. Souvent, cette protéine est également une protéine de structure qui fait partie intégrante de la particule virale. Ces enzymes polymerases sont souvent beaucoup plus efficaces que leurs homologues produits par la cellule hôte.
Chez certaines espèces de virus de l'ADN ou de l'ARN ne est pas continu une molécule , mais est divisé en plusieurs brins séparés. Ceux-ci sont dites segmentées génomes. Le génome du virus de la grippe est composé de huit segments d'ARN distincts. Lorsque deux souches différentes de virus de la grippe infectent la même cellule, ces segments peuvent mélanger et produire de nouvelles souches du virus, cela se appelle réassortiment.
la synthèse de protéine du virus de
Les cellules permettent de nouvelles molécules de protéine de l'acide aminé blocs de construction basées sur les informations codées dans ARN. La synthèse des protéines consiste généralement en deux grandes étapes: transcription et traduction.
La transcription est le processus par lequel l'information génétique dans l'ADN est utilisée pour produire ARN messager qui migre à travers la cellule. Les molécules d'ARNm se lient à des complexes protéine-ARN appelés ribosomes où ils sont utilisés pour fabriquer des protéines. Cela se appelle la traduction. La séquence de protéines d'acides aminés est basée sur l'ARNm la séquence de bases.
Les particules virales sont fabriqués à partir de plusieurs protéines qu'ils ne peuvent pas produire par eux-mêmes, par conséquent, ils se appuient sur la cellule hôte pour les fabriquer. Virus le font de différentes manières, cependant, finalement tout d'entre eux produisent ARNm. Dans certains virus à ARN les fonctions de l'ARN du génome viral directement que ARNm sans autre modification. Pour cette raison, ces virus sont appelés virus à ARN de sens positif.
En d'autres virus à ARN, l'ARN génomique est une copie complémentaire de l'ARNm et se appuyer sur ces virus de la cellule ou leur enzyme pour rendre l'ARNm. Ils sont appelés les virus à ARN de sens négatif. Dans les virus de l'ADN effectuées le procédé de production de l'ARNm est semblable à une cellule. Les rétrovirus sont très différents, ils sont basés sur l'ARN, mais à l'intérieur de la cellule hôte une copie d'ADN de leur ARN est faite. Cet ADN est ensuite incorporé dans l'hôte de et copié en ARNm par des voies normales de la cellule.
cycle de vie du virus
Les virus ne peuvent se multiplier à l'intérieur d'une cellule vivante. Quand un virus infecte une cellule, il est sous la forme de nouveaux virus par cellule synthétisant des protéines nouvelles et l'acide nucléique viral, de manière à former de nouvelles particules virales complètes.
Il existe six étapes, qui se chevauchent de base dans le cycle de vie du virus dans les cellules vivantes:
L'attachement est une liaison du virus à des molécules spécifiques sur la surface de la cellule. Cette spécificité limite le virus à un type très limité de cellules. Par exemple, le virus de l'immunodéficience humaine ( VIH ) infecte uniquement humain Cellules T, car sa protéine de surface, gp120, ne peut réagir avec CD4 et d'autres molécules sur la surface de la cellule T. Ce mécanisme a évolué pour favoriser les virus qui infectent les cellules seulement qu'ils sont capables de se répliquer dans.
Pénétration: pièce jointe ci-dessous, les virus entrent dans la cellule hôte par endocytose ou par fusion avec la cellule.
Décapsidation se produit à l'intérieur de la cellule lorsque le virale capside est retiré et détruit par virale des enzymes ou des enzymes de l'hôte, de manière à exposer l'acide nucléique viral.
Réplication de particules virales est le stade où une cellule utilise l'ARN messager étrangère dans ses systèmes de synthèse de la protéine pour produire des protéines virales. Les ARN ou d'ADN de synthèse capacités de la cellule de produire le virus 'acides nucléiques par polymerase virale.
Assemblée a lieu dans la cellule lorsque les protéines virales nouvellement créées et de l'acide nucléique se combinent pour former de nouvelles particules virales.
Sortie se produit lorsque les nouveaux virus d'échapper à la cellule. La plupart des virus parviennent en provoquant les cellules à éclater, un processus appelé lyse. D'autres virus tels que le VIH sont libérés plus doucement par un processus appelé bourgeonnement.
Les virus et les maladies
Les maladies humaines provoquées par des virus du rhume , la grippe , la varicelle et les boutons de fièvre. Maladies graves telles que Ebola, le sida et la grippe sont causées par des virus. La capacité du virus de provoquer une maladie est appelée virulence et le mécanisme est appelé pathogenèse. Les virus causent des maladies différentes selon les types de cellules qu'ils infectent. Certains virus peuvent causer long de la vie ou infections chroniques où les virus continuent à reproduire dans le corps malgré les mécanismes de défense des hôtes. Cela est courant dans Virus de l'hépatite B et Infections par l'hépatite C de virus. Personnes chroniquement infectées par le virus de l'hépatite B sont connus comme les transporteurs qui servent de réservoirs de virus infectieux. Dans certaines populations, se il existe une forte proportion de porteurs, une maladie est dite endémique.
Il existe de nombreuses façons dont les virus se propagent d'un hôte à chaque espèce, mais de virus utilise seulement un ou deux. De nombreux virus qui infectent les plantes sont effectuées par des insectes appelés vecteurs. Vecteurs communs incluent les bactéries , champignons , nématodes , arthropodes et arachnides. Certains virus qui infectent les animaux et les humains sont également propagées par les insectes piqueurs, mais la transmission directe d'un animal à animal, de personne à personne ou un animal à personne est plus fréquente. Certaines infections de virus se propagent par des aliments contaminés et l'eau, ( Norovirus et Rotavirus), d'autres sont dans l'air, ( virus de la grippe ). Les virus tels que le VIH , L'hépatite B et L'hépatite C est souvent transmise par rapports sexuels non protégés ou contaminés aiguilles hypodermiques. Il est important de savoir comment chaque type de virus se propage dans le but de prévenir les infections et les épidémies.
Prévention et traitement
Vaccins
La vaccination est un moyen de prévenir les infections par des virus. Les vaccins ont été utilisés pour prévenir les infections virales bien avant la découverte des virus réels. Leur utilisation a entraîné une baisse spectaculaire de la morbidité (maladie) et la mortalité (décès) associée à des infections virales telles que la poliomyélite , la rougeole , les oreillons et la rubéole . variole infections ont été éradiquées. Actuellement, les vaccins sont disponibles pour prévenir plus de treize infections virales de l'homme et d'autres sont utilisés pour prévenir les infections virales des animaux. Les vaccins peuvent être constitués de virus vivants ou tués. Les vaccins vivants contiennent des formes de virus qui ne sont plus virulente affaiblis. Ceux-ci sont appelés vaccins atténués. Les vaccins vivants peuvent être dangereux lorsqu'il est administré à les personnes immunodéprimées dire les personnes dont l'immunité est faible, parce que dans ces personnes, le virus affaibli peut provoquer la maladie d'origine. Des techniques de biotechnologie et du génie génétique sont utilisés pour produire des vaccins sous-unitaires. Ces vaccins ne utilisent que la les protéines de capside du virus. Vaccin contre l'hépatite B est un exemple de ce type de vaccin. vaccins sous-unitaires sont sans danger pour les patients immunodéprimés, car ils ne peuvent pas provoquer la maladie.
Les médicaments antiviraux
Au cours des vingt dernières années, le développement de antiviraux a augmenté rapidement. Cela a été entraînée par l'épidémie de sida. Les médicaments antiviraux sont souvent analogues nucléosidiques, (blocs de construction d'ADN de faux), qui sont incorporés dans l'ADN viral lors de sa réplication. ADN, et donc le virus, la réplication est alors interrompue parce que ces analogues ne ont pas la des groupes hydroxyle qui, avec du phosphore atomes lien ensemble pour former le "squelette" fort de la molécule d'ADN. Ceci est appelé ADN terminaison de la chaîne. Des exemples d'analogues nucléosidiques sont aciclovir pour infections par le virus de l'herpès et lamivudine pour le VIH et Infections de virus de l'hépatite B. Aciclovir, est l'une des plus anciennes et les plus fréquemment prescrits des médicaments antiviraux. D'autres médicaments antiviraux ciblent différents stades du cycle de vie viral. VIH dépend d'une enzyme protéolytique appelée Protéase HIV-1 pour qu'il devienne pleinement infectieux. Il ya une classe de médicaments appelés inhibiteurs de la protéase qui ont été conçus pour inactiver l'enzyme.
L'hépatite C est causée par une virus à ARN. Dans 80% des personnes infectées, la maladie est chronique et sans traitement ils restent infectieuse pour le reste de leur vie. Cependant, il existe maintenant un traitement efficace de l'utilisation du médicament analogue de nucléoside combiné avec la ribavirine interféron Le traitement des maladies chroniques porteurs de la L'hépatite B virus en utilisant une stratégie similaire en utilisant lamivudine est en cours d'élaboration.
