Virus - Définition

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Introduction

Virus
 Rotavirus
Classification des virus
Type Virus
Groupes de rang inférieur
  • Groupe I
  • Groupe II
  • Groupe III
  • Groupe IV
  • Groupe V
  • Groupe VI
  • Groupe VII

Un virus est une entité biologique qui nécessite une cellule hôte, dont il utilise les constituants pour se multiplier. Les virus existent sous une forme extracellulaire ou intracellulaire. Sous la forme intracellulaire (à l'intérieur de la cellule hôte), les virus sont des éléments génétiques qui peuvent se répliquer de façon indépendante par rapport au chromosome, mais non indépendamment de la cellule hôte. Sous la forme extracellulaire, les virus sont des objets particulaires, infectieux, constitués au minimum d'un acide nucléique et de protéines. Le débat sur la nature des virus (vivants ou pas) repose sur des notions complexes et reste aujourd'hui ouvert.

La virologie est la science qui étudie les virus. Elle est étudiée par des virologues ou virologistes.

Le mot virus est issu du latin virus, i qui signifie « poison ». Se terminant par un s, il ne prend pas de marque particulière au pluriel en français.

Caractéristiques

Structure de base d'un virus.

Un virus se caractérise par son incapacité à se multiplier seul par division. Il a besoin pour cela d'utiliser une cellule hôte : un virus est un parasite intracellulaire obligatoire. Il est composé d'une ou plusieurs molécules d'acide nucléique (soit d'ADN, soit d'ARN, simple ou double brin) entourées d'une coque de protéines, appelée la capside, et, parfois, d'une enveloppe. Il ne possède en général aucune enzyme pouvant produire de l'énergie. Les virus sont, le plus souvent, de très petite taille (comparée à celle d'une bactérie, par exemple), en règle générale inférieure à 250 nanomètres ; toutefois, le mimivirus a une taille de 400 nm, ce qui le rend plus gros que les plus petites bactéries. Ce dernier a aussi la particularité de posséder à la fois de l'ADN et de l'ARN.

La forme libre du virus (ou particule virale) s'appelle le virion.

Tous les êtres vivants peuvent être infectés par des virus. Il existe des virus de bactéries (les bactériophages), des virus d'Archaea, des virus d'algues (Phycodnaviridae), des virus de plantes, des virus fongiques, des virus d'invertébrés, des virus de vertébrés, parmi lesquels on trouve de nombreux agents pathogènes, et même des virus de virus.

Origine et nature

Les maladies virales comme la rage, la fièvre jaune, la variole, affectent les humains depuis des siècles. Des hiéroglyphes mettent en évidence la poliomyélite dans l'Égypte antique, les écrits de l’Antiquité gréco-romaine et d’Extrême-Orient décrivent certaines maladies virales.

Origine

Il existe plusieurs hypothèses concernant l'origine et l'évolution des virus. Il est probable que tous les virus ne dérivent pas d'un ancêtre commun et les différents virus peuvent avoir des origines différentes.

  • Les virus et les cellules ont pu apparaître dans la soupe primordiale en même temps et évoluer parallèlement. Dans ce scénario, au début de l’apparition de la vie, les plus anciens systèmes génétiques d'auto-réplication (probablement de l'ARN) sont devenus plus complexes et se sont enveloppés dans un sac lipidique pour aboutir au progénote à l'origine des cellules. Une autre forme réplicative aurait pu garder sa simplicité pour former des particules virales.
  • Les virus pourraient dériver de cellules ayant subi une régression. D'après cette hypothèse, les ancêtres des virus auraient été des êtres vivants libres ou des micro-organismes devenus des prédateurs ou des parasites dépendants de leur hôte. Les relations de parasitisme entraînent la perte de nombreux gènes (notamment les gènes pour le métabolisme apportés par l'hôte). Cet organisme aurait co-évolué avec la cellule hôte et n'aurait conservé que sa capacité à répliquer son acide nucléique et le mécanisme de transfert de cellule à cellule. Cette hypothèse s'appuie notamment sur l'existence des rickettsies, petites bactéries ayant régressé à un tel point qu'elles ne peuvent survivre que dans une cellule hôte, et rappelant les virus.
  • Les virus peuvent avoir pour origine des morceaux d'acides nucléiques qui se sont « échappés » du génome cellulaire pour devenir indépendants. Ce phénomène pourrait avoir eu lieu lors d’erreurs au cours de la réplication du matériel génétique. Les virus pourraient aussi avoir pour origine des plasmides (molécules d’ADN circulaires) ou des transposons (séquences d'ADN capables de se déplacer et de se multiplier dans un génome).

Nature

Il y a débat sur la nature des virus.

Les virus possèdent des constituants en commun avec les cellules vivantes, comme un acide nucléique (ADN ou ARN) et des protéines. Cependant, selon la définition du biochimiste Wendell Stanley, les virus sont de « simples » associations de molécules biologiques. Ils sont le fruit d’une auto-organisation de molécules organiques et ne sont donc pas vivants. François Jacob insiste aussi sur cette caractéristique des virus : « placés en suspension dans un milieu de culture, ils ne peuvent ni métaboliser, ni produire ou utiliser de l’énergie, ni croître, ni se multiplier, toutes fonctions communes aux êtres vivants ». Les virus ne peuvent se multiplier qu’en utilisant l’équipement enzymatique d’une cellule vivante. De plus, les virus contiennent bien un acide nucléique, de l’ADN ou de l’ARN, mais pas les deux (sauf le mimivirus, évoqué plus haut), à la différence des cellules vivantes.

Néanmoins, au cours des dernières années, la description de nouveaux virus relance le débat sur le caractère vivant ou non vivant des virus. Le mimivirus, infectant une amibe, possède dans son génome 1 200 gènes, soit plus que certaines bactéries. De plus, certains de ces gènes participeraient à la synthèse protéique et à des mécanismes de réparation de l’ADN. Il existe chez le mimivirus une trentaine de gènes présents habituellement chez les organismes cellulaires mais absents chez les virus. Par ailleurs, le virus ATV d’archées présente lui aussi des caractéristiques étonnantes. Ce virus en forme de citron présente la particularité de se modifier en dehors du contexte cellulaire par un mécanisme actif. Il est capable de s’allonger à chaque extrémité à une température de 80 °C, température à laquelle vit son hôte Acidianus à proximité des sources hydrothermales.

Les virus ont aussi un rôle dans l’évolution. Patrick Forterre propose même l’hypothèse que les virus seraient les « inventeurs » de l’ADN. À l’origine de la vie, l’ARN dominait (hypothèse du monde à ARN) et assurait à la fois les fonctions de stockage et transmission de l’information génétique et de catalyse des réactions chimiques. L’ADN serait apparu ensuite et sélectionné en raison de sa plus grande stabilité. D’après Patrick Forterre, le premier organisme à ADN serait un virus. L'ADN conférerait au virus le pouvoir de résister à des enzymes dégradant les génomes à ARN, arme de défense probable des protocellules. On retrouve le même principe chez des virus actuels, qui altèrent leur ADN pour résister à des enzymes produites par des bactéries infectées.

Le débat entre le caractère vivant ou inerte des virus est encore aujourd’hui ouvert. Répondre à cette question en amène une autre : qu’est-ce que la vie ? D’après Ali Saïb, « la notion du vivant est une notion dynamique, évoluant en fonction de nos connaissances. En conséquence, la frontière entre la matière inerte et le vivant est tout aussi instable ».

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