• Stratégies de multiplication virale :

La multiplication virale dépend étroitement de la nature du génome viral et de son organisation. Selon qu’il s’agit d’un virus à ARN ou à ADN, et selon la polarité ou la structure de cet acide nucléique, les mécanismes de réplication, de transcription et de traduction mobilisent des voies distinctes permettant la synthèse coordonnée des protéines virales et la formation de nouvelles particules infectieuses.

I. Virus à ARN monocaténaire

Les virus à ARN simple brin exploitent des stratégies de réplication largement déterminées par la polarité de leur génome. Celui-ci peut être directement traduit par la machinerie cellulaire (ARN de polarité positive), ou nécessiter une transcription préalable en ARNm (ARN de polarité négative). Les rétrovirus constituent un cas particulier, en introduisant une étape de rétrotranscription.

1. Virus à ARN de polarité positive (ARN +)

Les virus à ARN(+) possèdent un génome équivalent à un ARNm cellulaire quant à sa polarité et son orientation. Dès l’entrée dans la cellule, l’ARN viral (+) est immédiatement reconnu par les ribosomes et traduit sans étape préalable de transcription.

Le processus comprend généralement :

1. La traduction précoce du génome viral en une ou plusieurs polyprotéines, regroupant l’ensemble des protéines structurales et non structurales nécessaires au cycle viral.
2. Le clivage autoprotéolytique de ces polyprotéines par des protéases virales ou cellulaires, permettant la libération d’enzymes fonctionnelles, notamment l’ARN polymérase ARN-dépendante virale.
3. La réplication du génome, assurée par cette polymérase, via la formation d’un intermédiaire d’ARN complémentaire de polarité négative.
4. La synthèse d’un grand nombre de génomes ARN (+) destinés à être encapsidés dans les capsides nouvellement formées.

Exemples : Picornaviridae (dont HAV), Flaviviridae, Coronaviridae.

2. Virus à ARN de polarité négative (ARN -)

Le génome des virus à ARN(-) est de polarité inverse à celle de l’ARNm cellulaire et ne peut donc pas être directement traduit. Ces virus doivent impérativement apporter, dans la particule virale, une ARN polymérase ARN-dépendante capable de transcrire l’ARN(-) en ARNm.

Les étapes essentielles comprennent :

1. La transcription initiale de l’ARN génomique (-) en ARNm par l’enzyme virale, immédiatement après la décapsidation.
2. La traduction des ARNm en protéines virales, incluant de nouvelles polymérases et les protéines structurales.
3. La synthèse d’un ARN complémentaire (+) qui sert d’intermédiaire pour la production d’ARN génomiques (-) néoformés.
4. L’encapsidation de ces génomes dans des nucléocapsides nouvellement synthétisées lors de l’assemblage viral.

Exemples : Orthomyxoviridae (virus de la grippe), Paramyxoviridae (oreillons, rougeole), Rhabdoviridae (rage).

3. Rétrovirus (ARN+, mais non utilisé comme ARNm)

Les rétrovirus constituent un modèle unique, leur génome ARN(+) n’étant pas utilisé comme ARNm. Dès leur entrée dans la cellule, ils subissent une rétrotranscription grâce à une enzyme virale intrinsèque : la reverse transcriptase.

Les grandes étapes sont :

1. Rétrotranscription de l’ARN viral en un ADN simple brin, puis en ADN double brin.
2. Transport nucléaire de cet ADN et intégration dans le génome hôte par l’intégrase virale, formant le provirus.
3. Transcription du provirus par l’ARN polymérase II cellulaire, conduisant à la production d’ARNm viraux et d’ARN génomiques.
4. Assemblage et bourgeonnement à partir de la membrane plasmique.

Exemple : VIH (Lentivirus, Retroviridae).

Virus à ADN

Les virus à ADN affichent une diversité de stratégies de réplication, mais la plupart utilisent la machinerie nucléaire de la cellule hôte. On distingue classiquement les virus à ADN répliqués dans le noyau et ceux possédant une autonomie enzymatique leur permettant une réplication cytoplasmique.

1. Virus à ADN à réplication nucléaire

Ces virus, dont les Herpesviridae, les Papillomaviridae, les Papovaviridae et les Adenoviridae, suivent une organisation en deux phases transcriptionnelles majeures.

Phase précoce (early phase)

• Une fraction du génome viral est transcrite par l’ARN polymérase ADN-dépendante cellulaire.
• Les ARNm précoces codent pour des protéines régulatrices et des enzymes impliquées dans la synthèse de l’ADN viral, incluant souvent une ADN polymérase virale.
• Ces protéines permettent ensuite la réplication massive du génome viral.

Phase tardive (late phase)

• Les ADN viraux nouvellement synthétisés servent de matrices pour la transcription tardive.
• Les ARNm tardifs codent pour les protéines structurales, notamment celles de la capside.
• L’assemblage des virions se fait généralement dans le noyau, suivi d’un relargage par lyse ou bourgeonnement selon la famille virale.

2. Poxviridae : virus à ADN répliqués dans le cytoplasme

Les Poxvirus constituent une exception notable parmi les virus à ADN. Ils possèdent un matériel génétique complexe et codent pour l’ensemble des enzymes nécessaires à la transcription et à la réplication virales, ce qui leur permet d’assurer l’intégralité de leur cycle dans le cytoplasme.

Exemple : le virus de la vaccine (Vaccinia virus).

3. Parvoviridae

Les Parvovirus sont des virus à ADN simple brin (SSDNA), de très petite taille. Ils sont incapables de produire leurs propres facteurs de réplication et dépendent donc strictement de cellules en phase S, période durant laquelle les ADN polymérases cellulaires sont actives. Le premier événement est la conversion du génome en ADN double brin, indispensable à la transcription et à la réplication ultérieure.

Exemple : Parvovirus B19.

4. Virus de l’hépatite B (Hepadnaviridae)

Les Hepadnavirus présentent un génome constitué d’un ADN circulaire partiellement double brin. Leur cycle combine des caractéristiques des virus à ADN et des rétrovirus.

Les principales étapes sont :

1. Conversion du génome viral en ADN circulaire fermé (cccDNA) dans le noyau.
2. Transcription de celui-ci en divers ARNm, dont un ARN pré-génomique (pgRNA).
3. Rétrotranscription du pgRNA en ADN par la polymérase virale possédant une activité de reverse transcriptase.
4. Encapsidation de l’ADN néoformé et assemblage des virions.