Structure et classification des virus
La structure et la classification des virus constituent le domaine de la virologie qui décrit la manière dont les particules virales sont construites et comment l'énorme diversité des virus est organisée en une taxonomie cohérente. Les virus sont des parasites intracellulaires obligatoires dont les particules encapsulent un génome d'acide nucléique à l'intérieur d'une capside protéique. La manière dont cet ensemble est organisé — sa symétrie de capside, la présence ou l'absence d'une enveloppe lipidique, et la nature chimique du génome — fournit à la fois l'anatomie et les principaux critères selon lesquels les virus sont nommés et regroupés.
Definition
La structure et la classification des virus désignent l'étude de l'architecture moléculaire des particules virales ainsi que des cadres systématiques — principalement le schéma de réplication du génome de Baltimore et la taxonomie de l'ICTV — qui organisent les virus en fonction de leurs propriétés structurelles et génomiques.
Scope
Ce domaine familiarise le lecteur avec les éléments constitutifs de la particule virale (capside, enveloppe, génome, protéines d'attachement), avec les principes physiques qui régissent la construction de la capside, et avec les deux systèmes complémentaires utilisés pour organiser les virus : la classification de Baltimore basée sur le génome et la taxonomie hiérarchique maintenue par le Comité international de taxonomie des virus (ICTV). Il s'agit d'un aperçu de référence sur la manière dont la forme virale est étudiée et comment cette forme sous-tend la classification ; il ne constitue pas une directive clinique.
Sub-topics
Core questions
- Quels sont les composants d'une particule virale et comment sont-ils assemblés ?
- Pourquoi la plupart des capsides adoptent-elles une symétrie hélicoïdale ou icosaédrique ?
- Qu'est-ce qui distingue les virus enveloppés des virus non enveloppés ?
- Comment la nature chimique du génome organise-t-elle les virus en groupes de Baltimore ?
- Comment l'ICTV ordonne-t-il les virus en une hiérarchie taxonomique formelle ?
Key concepts
- Capside et capsomère
- Symétrie hélicoïdale et icosaédrique
- Enveloppe lipidique et glycoprotéines
- Nucléocapside et virion
- Polarité du génome (sens positif/négatif) et nature du brin
- Classe de Baltimore
- Rangs taxonomiques de l'ICTV (du règne à l'espèce)
Key theories
- Théorie de la quasi-équivalence (Caspar-Klug) de la construction de la capside
- Caspar et Klug ont proposé que l'économie génétique contraint les capsides à être construites à partir de nombreuses copies d'un petit nombre de sous-unités protéiques arrangées avec une liaison quasi-équivalente, prédisant ainsi les coques icosaédriques observées chez la plupart des virus sphériques.
- Classification de Baltimore basée sur le génome
- David Baltimore a proposé que tous les virus puissent être triés selon la voie de leur génome à l'ARN messager, produisant un petit ensemble de classes de réplication qui demeure un principe d'organisation unificateur indépendant de la taxonomie formelle.
Mechanisms
Une particule virale est fondamentalement un véhicule de livraison pour un génome. Le génome — ADN ou ARN, simple ou double brin, d'une polarité ou d'une autre — est enfermé dans une capside assemblée à partir de sous-unités protéiques répétées ; l'économie génétique pousse la plupart des capsides vers une symétrie hélicoïdale ou icosaédrique construite à partir de quelques espèces de protéines. De nombreux virus animaux acquièrent en outre une enveloppe lipidique dérivée de l'hôte, parsemée de glycoprotéines virales, lors du bourgeonnement. Ces mêmes caractéristiques structurelles et génomiques fournissent des critères de classification : le système de Baltimore regroupe les virus par la voie du génome à l'ARNm, tandis que la taxonomie de l'ICTV intègre le type de génome, la morphologie des particules et, de plus en plus, la séquence du génome dans une hiérarchie classée.
Clinical relevance
Les caractéristiques structurelles et taxonomiques résumées ici sous-tendent de nombreux aspects pratiques de la virologie, notamment la manière dont les virus sont identifiés en laboratoire, comment les cibles antivirales et vaccinales sont conçues, et comment les virus apparentés sont reconnus. En tant qu'aperçu de référence, ce domaine décrit les bases de la classification et de la structure des particules ; il ne fournit pas de recommandations diagnostiques ou thérapeutiques.
Evidence & guidelines
La pratique de la classification dans ce domaine est ancrée par l'ICTV, dont la taxonomie ratifiée et la base de données associée servent de cadre de référence faisant autorité pour la dénomination et le regroupement des virus.
History
La compréhension moderne de l'architecture virale a émergé des études par rayons X et par microscopie électronique de petits virus dans les années 1950 et 1960, lorsque Crick et Watson ont prédit la construction symétrique des capsides à partir de sous-unités et que Caspar et Klug ont formalisé la quasi-équivalence. En 1971, David Baltimore a introduit une classification basée sur le génome qui transcendait la morphologie des particules, et au cours des décennies suivantes, l'ICTV a développé une taxonomie formelle, informée par les séquences, qui continue de s'étendre.
Key figures
- Aaron Klug
- Donald Caspar
- David Baltimore
- Stephen Harrison
- Eugene Koonin
Related topics
Seminal works
- harrison-1983
- baltimore-1971
- lefkowitz-2017
Frequently asked questions
- Quelle est la différence entre la classification de Baltimore et la taxonomie de l'ICTV ?
- Le système de Baltimore classe les virus en un petit nombre de classes selon la voie de leur génome à l'ARNm, tandis que l'ICTV maintient une taxonomie formelle hiérarchisée (du règne à l'espèce) qui intègre le type de génome, la morphologie et la séquence ; les deux sont complémentaires plutôt que concurrents.
- Tous les virus possèdent-ils une enveloppe ?
- Non. De nombreux virus sont non enveloppés (nus), ne consistant qu'en un génome à l'intérieur d'une capside protéique, tandis que d'autres acquièrent une enveloppe lipidique dérivée de l'hôte avec des glycoprotéines virales intégrées ; la présence ou l'absence d'une enveloppe est une caractéristique structurelle utilisée dans la description et la classification.