15. A UX CONFINS DU MONDE VIVANT : VIROÏ DES, PLASMIDES ET VIRUS.L AQ UESTION DES PRIONS 463
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
ne sont pas encore fabriqués. Les molécules d’ADN
viral sont répliquées à partir de celles initialement
injectées dans la Bactérie, grâce aux mécanismes
moléculaires habituels, jusqu’à ce qu’environ
200 copies soient accumulées. De façon parallèle,
des protéines virales sont fabriquées, parmi lesquelles on peut distinguer deux catégories : 1) les
protéines de structure qui permettront l’assemblage de la tête, de la queue et des fibres du virion
et, 2) plusieurs protéines spécifiques, que l’on ne
retrouve pas dans les virions, et qui ne font pas non
plus partie du cortège d’enzymes indispensables
au métabolisme du Virus, mais qui interviendront
dans la phase finale de libération des particules.
Leur mise en place au sein du cytoplasme commence dès la douzième minute du cycle, mais elles
ne sont pas libérées. On ne peut les mettre en évidence que par la microscopie électronique, ou bien
en testant le pouvoir infectieux d’extraits bactériens réalisés à ce moment du cycle. Le nombre
des virions intracellulaires croît parallèlement à la
quantité d’ADN ou de protéines virales. Leur morphogenèse est un processus complexe qui se
déroule selon un scénario strict, comme l’ont montré des études utilisant de nombreux mutants déficients pour l’infection. La combinaison des
approches génétique et biochimique, l’utilisation
de tests in vitro a permis de mettre en évidence
trois chaînes de montage parallèles : assemblage
de la tête, de la queue et des fibres caudales. La
réalisation de la tête et l’encapsidation de l’ADN
dans celle-ci sont des processus relativement tardifs qui mettent en jeu, non seulement des protéines de structure, mais aussi des enzymes de
clivage qui découpent les premières ; les têtes et les
queues se soudent ensuite spontanément.
• Libération des virions et lyse de la bactérie
Cette dernière phase du cycle commence 25 min
environ après l’infection, et se manifeste par la
présence de virions libres dans le surnageant de la
culture infectée. Lorsque la majorité des protéines
capsidales et de l’ADN s'est organisée pour donner 150 à 200 particules virales, la paroi bactérienne est rompue et les virions sont libérés en
quelques secondes. La raison de ce phénomène est
la présence, au sein du cytoplasme, d’une grande
quantité d’une enzyme, codée par le génome viral
et fabriquée dans la phase tardive, nommée lysozyme ou endolysine. Celle-ci attaque le peptidoglycane de la paroi, la fragilise et conduit à
l’éclatement de la cellule par choc osmotique
(d’autres enzymes interviennent pour dégrader la
membrane plasmique). Cette molécule est identique à celle qui, fixée à la plaque caudale du
phage, permet l’injection de l’axe tubulaire lors de
l’infection. La phase finale du cycle est la lyse de la
bactérie qui était déjà potentiellement morte
depuis longtemps, son ADN étant détruit ; on
parle de cycle lytique et de phage virulent.
Notions de cycle lysogène et de provirus
Si la production d’une descendance et la lyse
sont l’unique façon dont se conclut une infection par un Bactériophage T4, il faut savoir que
ce n’est pas la seule issue possible pour de nombreux autres phages, dont le plus connu est le
Bactériophage Lambda, qui est un peu plus
petit que le précédent. Ces Virus présentent une
biologie complexe dans laquelle deux types de
cycles coexistent. En effet, le cycle lytique classique est parfois remplacé par un événement à
la suite duquel le phage ne produit pas de descendance, mais entre dans un état tel qu’il ne se
manifeste plus (latence). On montre que le
génome viral est toujours présent dans la cellule, mais sous une forme inactive. Il existe en
fait à l’état intégré dans le chromosome de
l’hôte, en un point bien particulier ; on parle
alors de lysogénie et de cycle lysogène. Le
génome viral est alors répliqué en même temps
que le chromosome bactérien et il se perpétue
de génération en génération. Étant mis sous le
contrôle du génome de l’hôte, il n’exprime pas
les fonctions lytiques et ne conduit pas à la production de virions.
Cet état stable peut se maintenir très longtemps,
mais peut aussi être rompu brutalement sous
l’action de certains facteurs externes qui affaiblissent les cellules (les UV, par exemple), et
une phase lytique est alors engagée. On appelle
prophage (ou plus généralement provirus) la
forme intégrée du génome viral, et l'on parle de
phage tempéré pour désigner ce type de Virus.
Les mécanismes mis en jeu pour engager et
maintenir l’état lysogène, ou pour faire basculer
d’un cycle dans l’autre, sont d’une telle complexité qu’ils ne peuvent être décrits ici. Le phénomène d’intégration du génome viral,
initialement linéaire, implique tout d’abord
qu’il soit circularisé grâce à une ligase, puis
qu’il soit recombiné avec l’ADN bactérien grâce
à une enzyme particulière, nommée intégrase.
C OMMENTAIRE
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
ne sont pas encore fabriqués. Les molécules d’ADN
viral sont répliquées à partir de celles initialement
injectées dans la Bactérie, grâce aux mécanismes
moléculaires habituels, jusqu’à ce qu’environ
200 copies soient accumulées. De façon parallèle,
des protéines virales sont fabriquées, parmi lesquelles on peut distinguer deux catégories : 1) les
protéines de structure qui permettront l’assemblage de la tête, de la queue et des fibres du virion
et, 2) plusieurs protéines spécifiques, que l’on ne
retrouve pas dans les virions, et qui ne font pas non
plus partie du cortège d’enzymes indispensables
au métabolisme du Virus, mais qui interviendront
dans la phase finale de libération des particules.
Leur mise en place au sein du cytoplasme commence dès la douzième minute du cycle, mais elles
ne sont pas libérées. On ne peut les mettre en évidence que par la microscopie électronique, ou bien
en testant le pouvoir infectieux d’extraits bactériens réalisés à ce moment du cycle. Le nombre
des virions intracellulaires croît parallèlement à la
quantité d’ADN ou de protéines virales. Leur morphogenèse est un processus complexe qui se
déroule selon un scénario strict, comme l’ont montré des études utilisant de nombreux mutants déficients pour l’infection. La combinaison des
approches génétique et biochimique, l’utilisation
de tests in vitro a permis de mettre en évidence
trois chaînes de montage parallèles : assemblage
de la tête, de la queue et des fibres caudales. La
réalisation de la tête et l’encapsidation de l’ADN
dans celle-ci sont des processus relativement tardifs qui mettent en jeu, non seulement des protéines de structure, mais aussi des enzymes de
clivage qui découpent les premières ; les têtes et les
queues se soudent ensuite spontanément.
• Libération des virions et lyse de la bactérie
Cette dernière phase du cycle commence 25 min
environ après l’infection, et se manifeste par la
présence de virions libres dans le surnageant de la
culture infectée. Lorsque la majorité des protéines
capsidales et de l’ADN s'est organisée pour donner 150 à 200 particules virales, la paroi bactérienne est rompue et les virions sont libérés en
quelques secondes. La raison de ce phénomène est
la présence, au sein du cytoplasme, d’une grande
quantité d’une enzyme, codée par le génome viral
et fabriquée dans la phase tardive, nommée lysozyme ou endolysine. Celle-ci attaque le peptidoglycane de la paroi, la fragilise et conduit à
l’éclatement de la cellule par choc osmotique
(d’autres enzymes interviennent pour dégrader la
membrane plasmique). Cette molécule est identique à celle qui, fixée à la plaque caudale du
phage, permet l’injection de l’axe tubulaire lors de
l’infection. La phase finale du cycle est la lyse de la
bactérie qui était déjà potentiellement morte
depuis longtemps, son ADN étant détruit ; on
parle de cycle lytique et de phage virulent.
Notions de cycle lysogène et de provirus
Si la production d’une descendance et la lyse
sont l’unique façon dont se conclut une infection par un Bactériophage T4, il faut savoir que
ce n’est pas la seule issue possible pour de nombreux autres phages, dont le plus connu est le
Bactériophage Lambda, qui est un peu plus
petit que le précédent. Ces Virus présentent une
biologie complexe dans laquelle deux types de
cycles coexistent. En effet, le cycle lytique classique est parfois remplacé par un événement à
la suite duquel le phage ne produit pas de descendance, mais entre dans un état tel qu’il ne se
manifeste plus (latence). On montre que le
génome viral est toujours présent dans la cellule, mais sous une forme inactive. Il existe en
fait à l’état intégré dans le chromosome de
l’hôte, en un point bien particulier ; on parle
alors de lysogénie et de cycle lysogène. Le
génome viral est alors répliqué en même temps
que le chromosome bactérien et il se perpétue
de génération en génération. Étant mis sous le
contrôle du génome de l’hôte, il n’exprime pas
les fonctions lytiques et ne conduit pas à la production de virions.
Cet état stable peut se maintenir très longtemps,
mais peut aussi être rompu brutalement sous
l’action de certains facteurs externes qui affaiblissent les cellules (les UV, par exemple), et
une phase lytique est alors engagée. On appelle
prophage (ou plus généralement provirus) la
forme intégrée du génome viral, et l'on parle de
phage tempéré pour désigner ce type de Virus.
Les mécanismes mis en jeu pour engager et
maintenir l’état lysogène, ou pour faire basculer
d’un cycle dans l’autre, sont d’une telle complexité qu’ils ne peuvent être décrits ici. Le phénomène d’intégration du génome viral,
initialement linéaire, implique tout d’abord
qu’il soit circularisé grâce à une ligase, puis
qu’il soit recombiné avec l’ADN bactérien grâce
à une enzyme particulière, nommée intégrase.
C OMMENTAIRE