Et virus er et smittsomt middel som krever en vert , ofte en celle , hvis bestanddeler og metabolisme utløser replikasjon . Navnet virus ble lånt fra XVI - tallet av Ambroise Pare in Latin virus, ī, n. ( " Gift , gift , skikkelig plantejuice " ). Vitenskapen om virus er virologi , og ekspertene er virologer eller virologer .
Virus blir i økende grad sett på som en del av akaryotene . De endrer form i løpet av syklusen, og går gjennom to trinn:
I intracellulær form (inne i vertscellen) er virus genetiske elementer som kan integreres i et kromosom av vertsgenomet (dette kalles et provirus eller en profage ) eller ikke (f.eks. Fabrikker til virioner ).
For mennesker, av de omtrent 5000 artene som er beskrevet, er bare 129 ansett som patogene i 2018.
Debatten om arten av virus ( levende eller ikke ) er basert på komplekse forestillinger og er åpen i dag. I følge mange definisjoner av levende ting (materiell enhet som utfører funksjonene til forhold, ernæring, reproduksjon), er virus ikke levende vesener. Men ved å utvide definisjonen om å leve til en enhet som senker nivået av entropi og reproduserer ved å gjøre feil, kan virus betraktes som levende.
Virussykdommer som rabies , gul feber og kopper har rammet mennesker i tusenvis av år. Av hieroglyfer avslører polio i det gamle Egypt ; skrifter fra den gresk - romerske antikken og fra Fjernøsten beskriver visse virussykdommer.
På slutten av XIX - tallet , representerer smittsomme stoffer som verken var bakterier eller sopp eller parasitter , og som ikke kunne oppdage det optiske mikroskopet, var fortsatt neppe tenkelig. Testin- legen Jean Hameau hadde en første presentasjon om virus i 1837 før Royal Society of Medicine of Bordeaux, Reflections on Viruses , deretter før National Academy of Medicine i 1843. Hans Memoir on Virus ble presentert i sesjon av Academy of Medicine på14. april 1850.
De forskere isolert seg selv slik at smittestoffer gjennom porselen filtre brukes til å samle bakterier. Mellom 1887 og 1892 viser den russiske botanikeren Dimitri Ivanovski ved å studere tobakkens mosaikk at saften av syke planter inneholdt et smittsomt middel som ikke ble beholdt av Chamberland-filtrene (designet av biologen med samme navn ). Ivanovsky tenkte på et gift eller veldig små bakterier. Det var den nederlandske kjemikeren Martinus Willem Beijerinck som utdypet dette arbeidet og i 1898 avviste både bakteriehypotesen og toksinhypotesen : å fortynne saften av infiserte planter, inokulerte han den i planter som utviklet sykdommen; etter å ha gjentatt manipulasjonen, var han i stand til å overføre sykdommen flere ganger, og viste dermed at saften til den sist infiserte planten var like virulent som den første, en effekt som et toksin etter så mange fortynninger ikke kunne ha gitt. Beijerinck kalte agenten Contagium vivum fluidum ("løselig levende bakterie").
På samme tid var det første viruset som ble identifisert av munn- og klovsyke , av Friedrich Löffler og Paul Frosch . Det første menneskelige patogene viruset som ble identifisert, er gult feber , mellom 1900 og 1902 . Louis Pasteur kalte dem "infrabakterier", andre kalte dem "filtrerende virus" eller "ultrafiltrerende virus".
Det var under første verdenskrig at britiske Frederick Twort og den fransk-kanadiske mikrobiologen Félix d'Hérelle demonstrerte fenomenet "overførbar lysis" som kan observeres ved lysis av bakterier dyrket i et fast medium. Dette fenomenet skyldes et virus av bakterier som Félix d'Hérelle kalte en bakteriofag . Virus av planter, dyr, mennesker og bakterier ble oppdaget og sine lister og aldri sluttet å vokse i løpet av XX th århundre.
Rundt 1925 ble et virus definert som et "middel som er ansvarlig for en smittsom, parasittisk sykdom med partikkelform og med en størrelse mellom 0,01 og 0,3 mikrometer ".
Fremkomsten av elektronmikroskopi på 1930-tallet gjorde det mulig å observere virus, men det var fortsatt ikke kjent på det tidspunktet hva de egentlig var. Den biokjemiker amerikanske Wendell Stanley krystallisert virus av tobakk mosaikk i form av protein krystall i 1935 . Året etter viste ytterligere studier at denne krystallet også inneholdt RNA . Senere studier viste at de, avhengig av virusene som ble undersøkt, var sammensatt enten av proteiner og RNA, eller av proteiner og DNA. Det var i 1957 at André Lwoff foreslo en klar og moderne definisjon av virus. I 1959 foreslo mikrobiologene Lwoff, Anderson og Jacob begrepet virion for å definere den smittsomme viruspartikkelen.
Fra 1960-tallet gjorde fremskritt innen cellekulturer , elektronmikroskopi og molekylærbiologi det mulig å utvikle seg i å forstå mekanismene for virusreplisering, ved å stille pålitelige diagnoser og i utviklingen av vaksiner .
Vi vet, fra slutten av XX th århundre , at verdenshavet er et stort reservoar av virus fra overflaten til de hydrotermale vents gjennom Arktis og sedimenter seilere.
I sjøvann, er konsentrasjonen av virale partikler er 10 6 til 10 8 partikler per ml. På overflaten og nær kysten er viruskonsentrasjonene som vanligvis oppstår i størrelsesorden 10 7 virus per milliliter (dvs. ti tusen virus per kubikk millimeter (en tusendels milliliter)); konsentrasjonen synker med dybde og avstand fra land. Høyere konsentrasjoner (10 8 10 9 / cm 3 ) finnes i marine sedimenter nær overflaten.
Disse virusene spiller en viktig rolle i havet i kontrollen av algeoppblomstringer , så vel som i biogeokjemiske sykluser , spesielt i den karboniske syklusen i havet (daglig drepes ca. 20% av organismer som utgjør den totale mikrobielle biomassen i havet av virus. sistnevnte angriper massivt fytoplankton og zooplankton , men også bakterier og cyanophyceae).
Takket være fremgang i flowcytometri og genetisk analyse ( spesielt metagenomikk ), har forskere i løpet av noen tiår oppfunnet nesten 200 000 typer viruspopulasjoner til sjøs (i 2019 var det nøyaktig 195 728, en figur tolv ganger høyere enn den i vurderingen. laget i 2016 ); 90% av virusene som ble identifisert til sjøs mellom 2016 og 2019, var tidligere ukjente for vitenskapen. Merk: vi snakker ikke her om arter, men av populasjoner , der det er mer genstrømning i en gruppe enn mellom virusgrupper (hvis de sekvenserte virusene deler minst 95% av deres DNA, blir de klassifisert i samme populasjon forskjellig fra de andre).
I 2007 ble det anslått at det kunne være rundt 10 30 virus i havet; strukket og plassert ende til ende, ville de danne en linje som strekker seg utover de 60 nærmeste galaksene . Og hvert sekund det ville være rundt 10 23 virusinfeksjoner i havet, spiller en viktig rolle i utviklingen og vedlikehold av marint biologisk mangfold. Viral overflod ser ut til å være relatert til overflod og produktivitet av prokaryoter , men dette forholdet varierer i henhold til marine miljøer, spesielt avhengig av temperatur.
Den virome er den virale komponent av en mikrobiomer . Dermed er det menneskelige viromet (in) settet med virussamfunn av mikrobiota i den menneskelige organismen . Nåværende forskning anslår at det i menneskekroppen er 100 ganger flere virus (10 15 ) enn humane celler (10 13 ). Hver sunne person bærer i gjennomsnitt mer enn 10 typer virus som er ansvarlige for kroniske og asymptomatiske systemiske virusinfeksjoner.
Et virus er preget av manglende evne til å reprodusere ved mitose , ved fisjon eller ved meiose . For å replikere nukleinsyren avhenger det av en vertscelle den må infisere for å avlede og bruke metabolismen: et virus er nødvendigvis en intracellulær parasitt . Den er sammensatt av ett eller flere nukleinsyremolekyler ( DNA eller RNA , enkelt- eller dobbeltstrenget ), muligens inkludert i et proteinskall kalt kapsid , eller til og med en lipidkappe (f.eks. Ebolavirus er et innhyllet virus). Noen ganger inneholder noen kapsider noen få enzymer (f.eks. HIV revers transkriptase), men ingen som kan produsere energi.
Historisk sett ble virus først ansett som organiske partikler som sies å være ufiltrerbare, deretter av liten størrelse (mindre enn en bakterie ), generelt mindre enn 250 nanometer , med en dobbel eller enkel nukleinsyre alltid av bare en type (DNA eller RNA) . De giruses første opprørt denne definisjonen på tidspunktet for oppdagelsen deres. Imidlertid tilhører sistnevnte virusriket, og deres virioner har både DNA- og RNA-molekyler, og setter spørsmålstegn ved dette historiske synet. Det var nødvendig å revurdere definisjonen av virus og etablering av klasser som " gigantiske virus " som mimivirus med sin størrelse på 400 nm eller " girus " eller NCLDV , eller til og med pandoravirus med en størrelse på opptil 1000 nm og deres " capsid ”som egentlig ikke er en. Oppdagelsen av virofager og satellittvirus endret også måten vi så virus på, og opphevet ideen om at cellulær virose var den irreduserbare formen for parasittisme.
I dag er forskere enige om å stille spørsmål ved det kapsidosentriske paradigmet , gitt funn av virusarter som viser at noen kan ha flere former, inkludert akapsider , men hver gang smittsomme uten hjelp fra et assistentvirus . Utover dette paradigmet ser det ut til at opprinnelsen til virus er mangfoldig. Dermed ville visse virus ha utviklet seg fra antatte cellulære forfedre som hadde forenklet seg selv. Samtidig har andre virus utviklet seg fra autonome genetiske replikoner som transposoner, plasmider og tilknyttede selskaper, og til slutt fikk de først sin egen smittsomhet og deretter en mulig kapsid.
Enten de er inkludert i biologien og studien av sykdommer, har virus vært diskutert siden deres første oppdagelse og de som fulgte.
Virus i live eller ikkeDebatten om virusets levende eller inerte natur er fortsatt åpen i dag. For å svare på dette spørsmålet må du først svare på et annet: hva er livet? Ifølge Ali Saïb er “forestillingen om levende ting en dynamisk forestilling, som utvikler seg i henhold til vår kunnskap. Som et resultat er grensen mellom inert materie og levende ting like ustabil ” . Eksistensen eller ikke av en metabolisme, det vil si et sammenhengende sett med kjemiske prosesser ( homeostase og ikke reproduksjon), utgjør en mulig diskriminerende, uansett praktisk, men som virker reduktiv.
I likhet med levende celler har virus nukleinsyre ( DNA eller RNA ) og proteiner . I følge definisjonen av biokjemikeren Wendell Stanley er virus imidlertid ikke levende vesener, men "enkle" assosiasjoner av biologiske molekyler, resultatet av en egenorganisering av organiske molekyler. François Jacob insisterer også på denne egenskapen til virus: “Plassert i suspensjon i et dyrkningsmedium, kan de ikke metabolisere eller produsere eller bruke energi, og heller ikke vokse eller formere alle funksjoner som er felles for levende vesener. Virus har ikke sitt eget enzymatiske maskineri, de kan bare formere seg ved å bruke det til en celle de smitter. I tillegg inneholder virus nukleinsyre, DNA eller RNA, men ikke begge samtidig, i motsetning til levende celler (unntatt mimivirus).
På den annen side forsvarer Gustavo Caetano-Anollés og Arshan Nasir (fra laboratoriet for evolusjonær bioinformatikk ved University of Illinois, USA) en helt annen oppgave. De hevder at, sammen med de tre store "grenene" av levende ting (klassisk gruppert sammen under navnet domener ), archaea , bakterier ( prokaryoter ) og eukaryoter , utgjør virus en fjerde. De ville være et resultat av celler før den siste universelle felles stamfar ( Last Universal Common Ancestor , akronym LUCA) av de tre andre områdene. For å fremme teorien deres er de to forskerne ikke basert på genetiske sekvenser, men på 3D- strukturene til proteinene de produserer.
Siden 1990 har de analysert 11 millioner proteiner produsert av 3.460 arter av virus og 1.620 arter av celler som tilhører de tre domenene; de hevder således å være i stand til å spore evolusjonshistorien til disse strukturene; proteiner med lignende strukturer ville komme fra samme hypotetiske forfedre.
Hvis denne hypotesen fremdeles er i mindretall, mener Patrick Forterre , biolog som spesialiserer seg på evolusjon, at den har fortjenesten å "favorisere retur av virus i evolusjonistenes krysshår, mens de stort sett ikke var til stede" .
Mellomliggende enheter MimivirusDe siste årene har mellomliggende enheter blitt oppdaget: mimiviruset , som infiserer en amøbe , har 1200 gener i sitt genom (mer enn noen bakterier ). Noen av disse genene antas å delta i proteinsyntese og DNA-reparasjonsmekanismer. Det er rundt tretti gener i mimiviruset, vanligvis tilstede i cellulære organismer, men fraværende i virus.
ATV-virusATV av archaeavirus presenterer også forbløffende egenskaper: dette viruset i form av sitron presenterer det spesielle ved å bli modifisert utenfor mobilkonteksten av en aktiv mekanisme. Den er i stand til å legge seg i hver ende ved en temperatur på 80 ° C , temperaturen der verten Acidianus lever i nærheten av hydrotermiske ventilasjoner . Ikke desto mindre forblir organer og sykliske utvekslinger, derfor metabolisme, fraværende.
Virus og evolusjonVirus spiller også en rolle i evolusjonen. Patrick Forterre fremmer til og med hypotesen om at virus er de første organismer med DNA. Ved livets opprinnelse dominerte RNA ( hypotesen om RNA-verdenen ) og ga funksjonene både lagring og overføring av genetisk informasjon og katalyse av kjemiske reaksjoner. Bare celler eksisterte hvis genom var kodet av RNA og hvis metabolisme ble sikret av RNA-enzymer som gradvis ble erstattet av protein-enzymer. Disse proteinene, som allerede var komplekse, ville ha "oppfunnet" DNA. DNA ble valgt på grunn av dets større stabilitet. Ifølge Patrick Forterre gir DNA viruset makten til å motstå enzymer som nedbryter RNA- genomer , et sannsynlig forsvarsvåpen for protoceller. Det samme prinsippet finnes i nåværende virus, som endrer DNA for å motstå enzymer produsert av infiserte bakterier.
Virus og mikroberVirus og mikroorganismer (eller mikrober) er derfor ikke begreper av samme art. De er imot i og med at mikrober er levende organismer , som er omstridt for virus. Men deres omfang er forskjellig, mikroorganismer ( bakterier , archaea , gjær , protister , etc. ) blir gruppert bare for deres mikroskopisk størrelse, uten at denne gruppering gjør forstand når det gjelder arter klassifisering , mens virus har mange felles fylogenetiske karakteristikker , selv om begrepet arter er fortsatt uklare for akaryoter .
Ethvert smittsomt middel som tilhører virusriket, består av minst en nukleinsyre . Formene ute av stand til å utføre den virale syklusen uten assistanse er kvalifisert som sub-viral partikler (f.eks virusoid , satellitt-DNA, etc.). De ekstracellulære formene som er i stand til å utføre virussyklusen uten hjelp kalles virale partikler , alt fra en forenklet form til det ekstreme og inneholder bare nukleinsyren - som, når den koder for minst ett protein, kalles virus og når den ikke koder ethvert protein kalles en viroid - eller en form som bærer en til flere nukleinsyrer i en proteinbeholder som kalles virion.
Det sies å være pakket fordi nukleinsyren , vanligvis stabilisert av basiske nukleoproteiner , er innesluttet i et beskyttende proteinskall kalt kapsid . Formen på kapsiden er grunnlaget for de forskjellige morfologiene til virus. Virionen har en variabel mikroskopisk form: Hvis den "vanlige" representasjonen gir den bildet av HIV , har de forskjellige artene former som spenner fra en kule til konformasjoner av insektoid utseende.
Størrelsen på virus er mellom 10 og 400 nanometer . De genomer virus inneholder bare noen få gener med 1200 gener. Et av de minste virusene som er kjent er delta-viruset , som i seg selv parasiterer hepatitt B-viruset . Den har bare ett gen . Et av de største virusene som er kjent er mimivirus , med en diameter på opptil 400 nanometer og et genom som har 1200 gener.
NukleinsyreNukleinsyre-filamentet kan være DNA eller RNA . Det representerer virusgenomet . Det kan være sirkulært eller lineært, dobbeltstrenget (dobbeltstrenget) eller enkeltstrenget (enkeltstrenget). Genomet i form av DNA er vanligvis dobbeltstrenget. Genomet i form av RNA er vanligvis enkeltstrenget og kan være positiv polaritet (i samme forstand som messenger RNA) eller negativ polaritet (komplementært til messenger RNA). Den sentrale gjengen av nukleinsyre kalles en nukleoid .
CapsidKapsiden er et skall som omgir og beskytter den virale nukleinsyren. Kapsiden består av en samling av proteinunderenheter kalt capsomers. Settet dannet av kapsiden og genomet kalles nukleokapsidet . Strukturen til kapsiden kan ha flere former. Det er generelt to hovedgrupper av virus: virus med kubisk symmetri (eller icosahedral kapsid ) og virus med spiralformet symmetri .
KonvoluttMange virus er omgitt av en konvolutt (eller peplos ) som stammer fra kryssingen av cellemembraner. Konstitusjonen er kompleks og presenterer en blanding av cellulære elementer og elementer av viral opprinnelse. Den inneholder proteiner , karbohydrater og fett . Virus med konvolutt er innhyllede virus . Virus som ikke har en konvolutt er nakne virus . Nakne virus er generelt mer resistente
Icosahedral virus | |
Den icosahedral capsid resulterer i et sfærisk utseende av viruset. Protomere er organisert i capsomers, ordnet på en vanlig og geometrisk måte. En capsomer består av fem eller seks protomerer, kalt pentoner i toppunktene og heksoner ved ansiktene og kantene. Blant de ikosahedriske virusene har parvovirusene et kapsid dannet av 12 kapsomerer, poliovirus 32 kapsomerer, papillomvirusene 72 kapsomerer, mens kapsiden til adenovirus består av 252 kapsomerer. |
|
Helical virus | |
Disse virusene er lange sylindere ( 300 til 400 nm ), hule, består av en type protomer som er viklet i en spiralformet ring som danner kapsomerer. De kan være stive eller fleksible. Det genetiske materialet er plassert inne i røret. Viruset av tobakksmosaikkvirus er et eksempel på meget studert spiralformet virus. | |
Innhyllede virus | |
I tillegg til kapsid er noen virus i stand til å omgi seg med en membranstruktur lånt fra vertscellen. Denne membranhylsteret er sammensatt av et lipiddobbeltlag som kan ha proteiner kodet av virusgenomet eller genomet til verten. Denne konvolutten gir virioner noen fordeler fremfor de som består av et kapsid alene, for eksempel beskyttelse mot enzymer eller kjemiske forbindelser. Innhyllede virus er derimot mer skjøre i det ytre miljøet, følsomme for vaskemidler og uttørking. De glykoproteiner , forming spicules, virker som reseptorer for spesifikk binding til vertsceller. Den influensavirus (familien Orthomyxoviridae ), den HIV (familien Retroviridae ) er eksempler på omhyllede virus. |
|
Komplekse virus | |
Disse virusene har et symmetrisk kapsid som verken er spiralformet eller virkelig ikosahedrisk. De bakteriofager så som T4 fag av Escherichia coli er komplekse virus med en tyveflatede hode bundet til en skruelinjeformet hale til hvilken det er festet hår og kaudale fibre. Den poxvirus (kopper, vaccinia) er også et eksempel på en kompleks virus. Det er en av de største dyrevirusene ( 250 til 350 nm lange og 200 til 250 nm brede). Noen virus kommer i bacillære former. Dette er tilfelle med rabiesvirus (familien Rhabdoviridae ) og Ebola-viruset . |
Det er to hovedmåter for replikering av virusgenomet:
Virus kan bare replikere seg i levende celler. Det er samspillet mellom virusgenomet og vertscellen som resulterer i produksjon av nye viruspartikler. Infeksjonen av en celle med et virus, deretter multiplikasjonen av viruset, kan oppsummeres i forskjellige stadier. Imidlertid, etter penetrering av viruset inn i cellen, kan disse trinnene variere avhengig av arten av det aktuelle viruset og spesielt avhengig av om det er et DNA-virus eller et RNA-virus , eller til og med en girus .
Noen virus induserer strukturer der replikativ aktivitet er konsentrert:
ViruskulturFor å bedre forstå biologien, multiplikasjonen og syklusen av virus, og muligens å forberede vaksiner , er det nødvendig å dyrke virusene. Disse kan bare formere seg i levende celler. Virus som infiserer eukaryote celler dyrkes på cellekulturer oppnådd fra dyre- eller plantevev. Cellene dyrkes i en glass- eller plastbeholder og smittes deretter av viruset som studeres. Dyrevirus kan også dyrkes på embryonerte egg og noen ganger hos dyr når in vitro-kultur ikke er mulig. Bakterielle virus kan også dyrkes ved å inokulere en sensitiv bakteriekultur. Plantevirus kan også dyrkes på monolag av plantevev, cellesuspensjoner eller på hele planter.
Virus kan deretter kvantifiseres på forskjellige måter. De kan telles direkte ved hjelp av elektronmikroskopi. Når det gjelder bakterievirus, brukes teknikken til virusplakk (eller plakk ) mye for å vurdere antall virus i en suspensjon. En fortynning av virussuspensjonen tilsettes til en bakteriesuspensjon, deretter fordeles det hele i petriskåler . Etter kultur er klare områder (plakk) på overflaten av agaren en konsekvens av ødeleggelsen av en bakterie og tilstøtende bakterier av en virion.
Virus kan renses ved hjelp av forskjellige biokjemiske metoder ( differensiell sentrifugering , utfelling, denaturering, enzymatisk fordøyelse).
Enhver levende ting kan smittes med et virus. Det er bakterievirus ( bakteriofager ), archaea-virus, alge-virus ( Phycodnaviridae ), plantevirus, soppvirus , dyrevirus , blant hvilke det er mange patogener, og til og med virusvirus.
Det er flere hypoteser om opprinnelse og utvikling av virus. Det er sannsynlig at ikke alle virus kommer fra en felles forfedre, og forskjellige virus kan ha forskjellig opprinnelse.
Studier i 2013 av forskjellige giruser pleier å favorisere hypotesen om en forenkling. Dette vil innebære at virus kan være en fylogenetisk gren, akkurat som de andre kongedømmene ( eukaryoter , bakterier , archaea ) av levende ting .
Det er mulig at virus er veldig gamle, kanskje eldre enn eldre bakterier.
På begynnelsen av 2000 - tallet , i amøber av slekten Acanthamoeba , oppdaget forskere et gigantisk virus ( Megaviridae ): Mimivirus . Så stor og kompleks som noen bakterier, har den endret virologers oppfatning av de øvre størrelsesgrensene (den totale lengden overstiger 0,7 mikron) og antall gener i viralverdenen (den har over 1000 gener).
Ti år senere publiserte franske forskere (2013) beskrivelsen av to enda større virus, og hvis genom er omtrent dobbelt så stort (i antall gener) som de tidligere gigantiske virusene oppdaget. Disse to gigantiske nye virusene er satt i en kategori som er opprettet for dem ( Pandoravirus ) fordi de ikke er relatert til kjente virus og til og med har noen uventede egenskaper:
Den første ( Pandoravirus salinus ) ble funnet i marine sedimenter innsamlet av Chile og andre ( Pandoravirus Dulcis ) i en pool av ferskvann nær Melbourne (Australia).
Selv om de presenterer de essensielle tegnene til et virus (ingen ribosom , ingen deling eller produksjon av energi), ser de ut til å være av en helt ny type. Deres genom er større enn størrelsen på visse små eukaryoter (kjerneceller) parasitter.
Den pandoravirus derfor direkte bruke den genetiske koden til verten. Imidlertid er disse organismer verken eukaryoter , eubakterier eller arkabakterier . Denne oppdagelsen setter spørsmålstegn ved dogmen som ble etablert av virologien på 1950-tallet om at det ikke er noen kontinuitet mellom virus og bakterier. Cellulivet kunne derfor ha kommet frem fra pre-cellulære livsformer mer varierte enn vi trodde.
På den annen side spiller virus en viktig rolle som en naturlig vektor i såkalte horisontale genoverføringer (i motsetning til såkalte vertikale overføringer fra foreldre til avkom) mellom forskjellige individer og til og med forskjellige arter, noe som tillater en økning i genetisk mangfold , og formidling av genetiske innovasjoner utover etterkommerne til individer som bærer en gitt genetisk mutasjon. Spesielt er transduksjon og endogenisering typisk genetiske evolusjoner som bare kan finne sted ved hjelp av virus.
I abiotika (premissene for levende ting) sier en av hypotesene at virus ville ha spilt nøkkelroller veldig tidlig i den evolusjonære historien om levende ting, sannsynligvis før divergensen mellom bakterier , archaea og eukaryoter , på tidspunktet for den siste vanlige forfedre. universell . De er fortsatt en av de største uutforskede reservoarene for genetisk mangfold på planeten.
Virus spiller også en viktig rolle i menneskekroppene. Ifølge forsker Clément Gilbert, “har kroppen til en sunn voksen mann mer enn tre billioner virus, de fleste av dem bakteriofager som infiserer bakterier i tarmkanalen og på slimhinnene. Virkningen av disse virusene er foreløpig ikke helt forstått, men vi kan allerede satse på at de spiller en viktig rolle i reguleringen av sammensetningen av bakteriesamfunn som lever i symbiose med mennesker ” . Han påpeker også at "mer enn 8% av det menneskelige genomet er avledet fra retrovirus " , noe som betyr at "vi er på en måte relatert til virus" .
Virus har forskjellige mekanismer som gir dem ulike strategiske muligheter for infeksjon, hvor forekomsten til slutt forårsaker sykdom. Virionen trenger inn i en mer eller mindre spesifikk vertscelle der den brytes opp og frigjør innholdet som, ved å bli aktivert, har forrang over normale mobilfunksjoner. På dette nivået kan de cytopatiske effektene av virus føre til ulike bivirkninger. Proteinsynteseevnen til den infiserte cellen kan kapres eller inhiberes, mens kromatinet er fragmentert av virale enzymer. Viruspartikler akkumuleres i cytoplasmaet før de samles i virioner. Den endocellulære virale overbelastningen forårsaker endelig vertscellens død ved lysis, og frigjør virionene som deretter vil spre seg.
Når viruset kommer inn i en ikke-tillatelig celle, kan den ikke formere seg. Dens genom kan imidlertid eksistere i form av et gratis episom eller integrert i mobilgenomet . Viruscelletransformasjon oppstår når virusgenomet interagerer med DNA i cellegenomet. Disse virusene kalles onkogene virus . Blant disse kan retrovirus , ved å integrere i det cellulære genomet, bli tumorigene og muligens føre til kreft .
Evnen til et virus til å forårsake sykdom er beskrevet i form av patogenisitet mens intensiteten uttrykkes i form av virulens . Klassifiseringen av hovedgruppene av virus, og deres korrespondanser i patologi, finnes i det medisinske leksikonet Vulgaris . Denne klassifiseringen er spesielt basert på typen nukleinsyremolekyler (RNA eller DNA) som virionen er laget av.
I 2018 var det 129 arter av virus involvert i menneskers sykdommer.
Den vanlig forkjølelse , influensa , vannkopper , meslinger , infeksiøs mononukleose er eksempler på forholdsvis vanlige humane patologier av viral opprinnelse. Vi kjenner til andre mer skadelige eksempler som AIDS , visse koronavirus ( SARS , coronavirus sykdom 2019 ), fugleinfluensa , kopper eller Ebola-virus sykdom , hemorragisk feber forårsaket av Ebola-viruset .
Noen eksempler på virus som er patogene for Homo sapiens :
Dangerousness of a virus: ifølge professor Arnaud Fontanet, epidemiolog , som leder epidemiologienheten for nye sykdommer ved Institut Pasteur i Paris , kjennetegner et farlig virus:
Siden virus bruker vertens mobilmaskiner for å reprodusere i selve cellen, er det vanskelig å eliminere dem uten å drepe vertscellen. Antivirale legemidler gjør det imidlertid mulig å forstyrre replikasjonen av viruset.
En annen tilnærming er vaksinasjon som hjelper motstå smitte.
Symptomer på infeksjon kan behandles med en rekke medisiner , men antibiotika , som ikke påvirker virus, kan ikke brukes. Antibiotika forstyrrer bestanddeler eller metabolismen av bakterier og behandler derfor bare sykdommer av bakteriell opprinnelse og ikke sykdommer med viral opprinnelse.
Ulike in vitro- desinfiseringsmetoder kan inaktivere virus ( 1% natriumhypokloritt , 70% etanol , 2% glutaraldehyd , formaldehyd , 2% hydrogenperoksid, pereddiksyre ).
Virus har vanligvis forenklet genetisk materiale, de er gode verktøy i studiet av molekylærbiologi og cellebiologi . De tillater manipulering av cellulære funksjoner, noe som gjør det mulig å utdype vår forståelse og å belyse visse molekylære mekanismer for genetikk, slik som DNA-replikasjon , transkripsjon , post-transkripsjonelle modifikasjoner av RNA , translation , proteintransport og immunologi .
Virus kan brukes ( viroterapi ) som en genvektor i målceller. Verktøy som for eksempel brukes til å få en celle til å tilegne seg muligheten til å produsere et protein av interesse eller å studere effekten av å introdusere det nye genet i genomet .
Noen virus brukes i genterapi for å behandle forskjellige genetiske sykdommer , for eksempel for å erstatte et defekt gen som forårsaker funksjonelle eller mekaniske lidelser.
Virus brukes også i kampen mot kreft. Noen virus kan programmeres på en eller annen måte for å spesifikt ødelegge kreftceller.
Virus er klassifisert i henhold til deres replikeringsstrategi, det vil si i henhold til arten av nukleinsyren i genomet ( DNA eller RNA ), strukturen til nukleinsyren (enkeltstrenget eller dobbeltstrenget) og formen til nukleinsyre syre (lineær, sirkulær, segmentert eller ikke): dette er Baltimore-klassifiseringen. Morfologiske data kan også tas i betraktning (tilstedeværelse eller fravær av konvolutt, symmetri av kapsiden). Ofte brukes serogruppering fremdeles for å avgrense definisjonen av forskjeller mellom nært beslektede virus.
Et skritt mot en fylogenetisk klassifisering ble tatt i oktober 2018 med anerkjennelse fra ICTV ( International Committee of Taxonomy of Virus ) av grupperingen av negativstrengede enkeltstrengede RNA-virus i en gren , to undergrener og seks klasser .
Det er to kategorier av prokaryote virus, avhengig av hvilken type vert de parasiterer. Den første kategorien inkluderer de som smitter bakterier og kalles bakteriofager . Den andre kategorien inkluderer de som smitter archaea . Det er fire hovedmorfologiske grupper av prokaryote virus.
Bakteriofager har en rolle i økosystemer. For eksempel deltar de i akvatiske økosystemer i kontrollen av bakteriell overflod og mangfold.
I prinsippet spesifikk for en art eller en gruppe genetisk relatert phyla, har virus en tendens til å infisere en hoved- eller eksklusiv celle- eller vevstype. Imidlertid er det mange virus, for eksempel rabies , som er mindre vertsspesifikke sammenlignet med andre virus som for eksempel sykdom , felint immunsviktvirus eller kopper. Virioner spres hovedsakelig ved direkte kontakt mellom individer, men kan også diffundere ut i luften i form av aerosoler (nysing), bæres av forskjellige utskillelser (oppkast, urin, avføring, tårer, etc.), eller til og med transporteres med d ' mulige parasittiske leddyr (mygg, flått, lopper osv.).
LeddyrsvirusDe arboviruses er virus som vektorer blodsugende leddyr.
De baculovirus er virus av insekter svært studert. De smitter hovedsakelig Lepidoptera . Insektlarven blir smittet av inntak av mat. Fra fordøyelseskanalen kan infeksjonen spre seg til andre vev. Bruk av patogene virvelløse vira ved bekjempelse av skadedyr fra avlinger og skog kan være et av måtene å begrense eller erstatte kjemiske insektmidler.
Baculovirus brukes også i molekylærbiologi for å uttrykke et fremmed gen (rekombinant protein) i insektcellekulturer.
I tillegg overføres noen plantevirus av virvelløse dyr, men formerer seg ikke i disse vektorene.
PlantevirusStrukturen til viruset fra planter eller plantevirus , er lik den for bakterie- og dyrevirus. Mange plantevirus kommer i form av tynne, lange helixer. Flertallet har et genom som består av RNA . Plantevirus kan spres av vind eller av vektorer som insekter og nematoder , noen ganger av frø og pollen . Virus kan også infisere planten gjennom et sår eller en transplantasjon .
Ulike typer symptomer kan vises på den infiserte planten. Virus kan forårsake flekker eller visning på blader og blomster. Svulster kan oppstå på stilkene eller bladene.
Den tobakkmosaikkvirus (TMV eller tobamovirus) er en godt studert eksempel på en plante virus.
SoppvirusSopp virus eller mycoviruses , er spesielle fordi de sprer seg under cellefusjon. Det er ingen ekstracellulære virioner. I gjær som Saccharomyces overføres virus under cytoplasmatisk blanding under cellefusjon. Filamentøse sopp som Penicillium eller knappsoppen Agaricus bisporus kan også smittes med virus, noe som kan forårsake problemer under produksjonen. Det ble forestilt seg å bruke disse virusene innenfor rammen av en biologisk kamp mot patogene sopp.
Sputnik ble oppdaget i 2008, og er et spesielt tilfelle som er i stand til å infisere et annet virus ( Mamavirus ) som tilhører den gigantiske virusklassen (genom på mer enn 300 000 bp og størrelse større enn 0,2 mikrometer ).
Også kjent som andre virophages Mavirus assosiert CroV (in) (et gigantisk virus som infiserer eukaryot vert Cafeteria roenbergensis , kroppens encellede ).