Biologie pour les Majors II

Parce que la plupart des virus ont probablement évolué à partir d’ancêtres différents, les méthodes systématiques utilisées par les scientifiques pour classer les cellules procaryotes et eucaryotes ne sont pas très utiles. Si les virus représentent des « restes » d’organismes différents, même l’analyse génomique ou protéique n’est pas utile. Pourquoi?, Parce que les virus n’ont pas de séquence génomique commune qu’ils partagent tous. Par exemple, la séquence d’ARNr 16S si utile pour construire des phylogénies procaryotes n’est d’aucune utilité pour une créature sans ribosomes ! Les biologistes ont utilisé plusieurs systèmes de classification dans le passé. Les virus étaient initialement regroupés par morphologie partagée. Plus tard, les groupes de virus ont été classés par le type d’acide nucléique qu’ils contenaient, ADN ou ARN, et si leur acide nucléique était simple ou double brin. Cependant, ces méthodes de classification antérieures regroupaient les virus différemment, car elles étaient basées sur différents ensembles de caractères du virus. La méthode de classification la plus couramment utilisée aujourd’hui s’appelle le schéma de classification de Baltimore et est basée sur la façon dont l’ARN messager (ARNm) est généré dans chaque type particulier de virus.

Les systèmes de classification antérieurs

Les virus ne contiennent que quelques éléments permettant de les classer : le génome viral, le type de capside et la structure de l’enveloppe des virus enveloppés. Tous ces éléments ont été utilisés dans le passé pour la classification virale (tableau 1 et figure 1). Les génomes viraux peuvent varier en fonction du type de matériel génétique (ADN ou ARN) et de son organisation (simple ou double brin, linéaire ou circulaire, segmenté ou non segmenté). Chez certains virus, des protéines supplémentaires nécessaires à la réplication sont directement associées au génome ou contenues dans la capside virale.

Tableau 1. Classification des Virus par Structure Génomique et Noyau
Classifications de base	Exemples
ARN	Virus de la rage, rétrovirus
ADN	Herpèsvirus, virus de la variole
Virus de la rage simple brin	, rétrovirus
Double brin	Herpèsvirus, virus de la variole
Linear	Virus de la rage, rétrovirus, herpèsvirus, virus de la variole
Circulaire	Papillomavirus, nombreux bactériophages
Non segmenté: le génome est constitué d’un seul segment de matériel génétique	Virus Parainfluenza
Segmenté: le génome est divisé en plusieurs segments	Virus de la grippe

Les virus peuvent également être classés selon la conception de leurs capsides (tableau 2 et figure 2). Les capsides sont classés comme icosaédriques nus, icosaédriques enveloppés, hélicoïdaux enveloppés, hélicoïdaux nus et complexes. Le type de matériel génétique (ADN ou ARN) et sa structure (simple ou double brin, linéaire ou circulaire, segmentée ou non segmentée) sont utilisés pour classer les structures du noyau du virus (tableau 2).

Tableau 2. Classification des Virus par Structure de Capside
Classification des capsides	Exemples
Icosaédrique nu	Virus de l’hépatite A, poliovirus
Icosaédrique enveloppé	Virus d’Epstein-Barr, virus de l’herpès simplex, virus de la rubéole, virus de la fièvre jaune, VIH-1
Virus de la grippe, virus des oreillons, virus de la rougeole, virus de la rage, virus hélicoïdaux enveloppés
Virus de la mosaïque du tabac en hélice nue
Complexe avec de nombreuses protéines; certains présentent des combinaisons de structures de capside icosaédriques et hélicoïdales	Herpèsvirus, virus de la variole, virus de l’hépatite B, bactériophage T4

Classification de Baltimore

Le système de classification des virus le plus couramment utilisé a été développé par le biologiste lauréat du prix Nobel David Baltimore au début des années 1970.Outre les différences de morphologie et de génétique mentionnées ci-dessus, le système de classification de Baltimore regroupe les virus en fonction de la production de l’ARNm au cours du cycle réplicatif du virus.

Les virus du groupe I contiennent de l’ADN double brin (ADNc) comme génome. Leur ARNm est produit par transcription de la même manière qu’avec l’ADN cellulaire.

Les virus du groupe II ont comme génome de l’ADN simple brin (adNSS). Ils convertissent leurs génomes monocaténaires en un intermédiaire d’ADND avant que la transcription en ARNm puisse se produire.

Les virus du groupe III utilisent l’ARND comme génome. Les brins se séparent et l’un d’eux sert de matrice pour la génération d’ARNm à l’aide de l’ARN polymérase ARN-dépendante codée par le virus.

Les virus du groupe IV ont un ARNSS comme génome avec une polarité positive. La polarité positive signifie que l’ARN génomique peut servir directement d’ARNm. Les intermédiaires de l’ARND, appelés intermédiaires réplicatifs, sont fabriqués dans le processus de copie de l’ARN génomique. De multiples brins d’ARN pleine longueur de polarité négative (complémentaires à l’ARN génomique brin positif) sont formés à partir de ces intermédiaires, qui peuvent ensuite servir de modèles pour la production d’ARN à polarité positive, y compris à la fois des ARN génomiques pleine longueur et des ARNM viraux plus courts.

Les virus du groupe V contiennent des génomes d’arNSS avec une polarité négative, ce qui signifie que leur séquence est complémentaire de l’ARNm. Comme pour les virus du groupe IV, les intermédiaires de l’ARND sont utilisés pour faire des copies du génome et produire l’ARNm. Dans ce cas, le génome à brin négatif peut être converti directement en ARNm. De plus, des brins d’ARN positifs de pleine longueur sont conçus pour servir de modèles pour la production du génome à brin négatif.

Les virus du groupe VI ont des génomes d’arNSS diploïdes (deux copies) qui doivent être convertis, à l’aide de l’enzyme transcriptase inverse, en ADNc; l’ADNc est ensuite transporté vers le noyau de la cellule hôte et inséré dans le génome hôte. Ensuite, l’ARNm peut être produit par transcription de l’ADN viral qui a été intégré dans le génome de l’hôte.

Les virus du groupe VII ont des génomes d’adNDD partiels et font des intermédiaires d’arNSS qui agissent comme ARNm, mais sont également reconvertis en génomes d’adNDD par transcriptase inverse, nécessaire à la réplication du génome. Les caractéristiques de chaque groupe dans la classification de Baltimore sont résumées dans le tableau 3 avec des exemples de chaque groupe.

Tableau 3. Classification de Baltimore
Groupe	Caractéristiques	Mode de production d’ARNm	Exemple
I	ADN double brin	L’ARNm est transcrit directement à partir du modèle d’ADN	Herpès simplex (herpèsvirus)
II	ADN simple brin	L’ADN est converti en forme double brin avant que l’ARN ne soit transcrit	Parvovirus canin (parvovirus)
III	ARN double brin	L’ARNm est transcrit à partir de le génome de l’ARN	Gastro-entérite infantile (rotavirus)
IV	ARN simple brin (+)	Fonctions du génome comme ARNm	Rhume (pircornavirus)
V	ARN simple brin (−)	L’ARNm est transcrit à partir du génome de l’ARN	Rage (rhabdovirus)
VI	Virus à ARN simple brin avec transcriptase inverse	La transcriptase inverse produit de l’ADN à partir du génome de l’ARN; L’ADN est ensuite incorporé dans le génome de l’hôte; L’ARNm est transcrit à partir de l’ADN incorporé	Virus de l’immunodéficience humaine (VIH)
VII	Virus à ADN double brin avec transcriptase inverse	Le génome viral est de l’ADN double brin, mais l’ADN viral est répliqué par un intermédiaire d’ARN ; l’ARN peut servir directement d’ARNm ou de modèle pour fabriquer l’ARNm	Virus de l’hépatite B (hepadnavirus)