Virus. Virion. Morphologie des virus. Tailles des virus. Acides nucléiques des virus. Structure, propriétés, formes et types de virus Morphologie des bactéries et structure des virus

La morphologie et la structure des virus sont étudiées au microscope électronique, car leurs tailles sont petites et comparables à l'épaisseur de la coque bactérienne. La forme des virions peut être différente : en forme de bâtonnet (virus de la mosaïque du tabac), en forme de balle (virus de la rage), sphérique (virus de la poliomyélite, VIH), en forme de spermatozoïde (nombreux bactériophages).

La taille des virus est déterminée par microscopie électronique, ultrafiltration à travers des filtres dont le diamètre des pores est connu et ultracentrifugation. L'un des plus petits virus est le virus de la polio (environ 20 nm), le plus gros est la variole (environ 350 nm).

Il existe des virus simples (par exemple le virus de la polio) et des virus complexes (par exemple les virus de la grippe, les virus de la rougeole). Dans les virus simples, l'acide nucléique est associé à une enveloppe protéique appelée capside (du latin capsa - cas). La capside est constituée de sous-unités morphologiques répétitives - les capsomères. L'acide nucléique et la capside interagissent les uns avec les autres pour former une nucléocapside. Dans les virus complexes, la capside est entourée d'une coque lipoprotéique supplémentaire - une supercapside (un dérivé des structures membranaires de la cellule hôte), qui possède des « pointes ». Les virions sont caractérisés par une symétrie de capside de type spirale, cubique et complexe. Le type de symétrie hélicoïdal est dû à la structure hélicoïdale de la nucléocapside, le type de symétrie cubique est dû à la formation d'un corps isométriquement creux à partir de la capside contenant l'acide nucléique viral.

La capside et la supercapside protègent les virions des influences environnementales, déterminent l'interaction sélective (adsorption) avec les cellules et déterminent les propriétés antigéniques et immunogènes des virions. Les structures internes des virus sont appelées le noyau. En virologie, les catégories taxonomiques suivantes sont utilisées : famille (le nom se termine par viridae), sous-famille (le nom se termine par virinae), genre (le nom se termine par virus).

Cependant, les noms de genres et surtout de sous-familles ne sont pas formulés pour tous les virus. Le type de virus n'a pas reçu de nom binomial, comme les bactéries.

La classification des virus est basée sur les catégories suivantes :

§ le type d'acide nucléique (ADN ou ARN), sa structure, le nombre de brins (un ou deux),

§ caractéristiques de la reproduction du génome viral ;

§ taille et morphologie des virions, nombre de capsomères et type de symétrie ;

§ présence de supercapside ;

§ sensibilité à l'éther et au désoxycholate ;

§ lieu de reproduction dans la cellule ;

§ propriétés antigéniques, etc.

Les virus infectent les animaux vertébrés et invertébrés, ainsi que les plantes et les bactéries. Étant les principaux agents responsables des maladies infectieuses humaines, les virus sont également impliqués dans les processus de cancérogenèse et peuvent se transmettre de diverses manières, notamment par le placenta (virus de la rubéole, cytomégalovirus, etc.), affectant le fœtus humain. Ils peuvent entraîner des complications post-infectieuses - développement d'une myocardite, d'une pancréatite, d'un déficit immunitaire, etc.

En plus des virus ordinaires, on connaît également des virus dits non canoniques - les prions - des particules infectieuses protéiques qui sont des agents de nature protéique, se présentant sous la forme de fibrilles mesurant 10,20x100,200 nm. Les prions, apparemment, sont à la fois des inducteurs et des produits d'un gène autonome chez l'homme ou l'animal et provoquent chez eux une encéphalopathie dans des conditions d'infection virale lente (maladie de Creutzfeldt-Jakob, kuru, etc.). D’autres agents inhabituels étroitement liés aux virus sont les viroïdes, de petites molécules d’ARN circulaires et superenroulées qui ne contiennent pas de protéines et provoquent des maladies chez les plantes.

chapitre 3

PHYSIOLOGIE DES MICRO-ORGANISMES

La physiologie des micro-organismes étudie l'activité vitale des cellules microbiennes, les processus de leur nutrition, de leur respiration, de leur croissance, de leur reproduction et leurs modèles d'interaction avec l'environnement.

Le sujet d'étude de la microbiologie médicale est la physiologie des micro-organismes pathogènes et opportunistes pouvant provoquer des maladies humaines. Comprendre la physiologie de ces micro-organismes est important pour poser un diagnostic microbiologique, comprendre la pathogenèse, traiter et prévenir les maladies infectieuses, réguler les relations de l'homme avec l'environnement, etc.

Composition chimique des bactéries

La composition des micro-organismes comprend de l'eau, des protéines, des acides nucléiques, des glucides, des lipides et des minéraux.

L'eau est le principal composant d'une cellule bactérienne, représentant environ 80 % de sa masse. Il est à l'état libre ou lié aux éléments structurels de la cellule. Dans les spores, la quantité d'eau diminue à 18,20 %. L'eau est un solvant pour de nombreuses substances et joue également un rôle mécanique en fournissant la turgescence. Lors de la plasmolyse (perte d'eau par une cellule dans une solution hypertonique), le protoplasme se détache de la membrane cellulaire. L'élimination de l'eau de la cellule et son séchage arrêtent les processus métaboliques. La plupart des micro-organismes tolèrent bien le séchage. En cas de manque d’eau, les micro-organismes ne se multiplient pas. Le séchage sous vide à partir d’un état congelé (lyophilisation) arrête la reproduction et favorise la conservation à long terme des individus microbiens.

Les protéines (40,80 % du poids sec) déterminent les propriétés biologiques les plus importantes des bactéries et sont généralement constituées de combinaisons de 20 acides aminés. La bactérie contient de l'acide diaminopimélique (DAP), absent des cellules humaines et animales. Les bactéries contiennent plus de 2 000 protéines différentes, situées dans leurs composants structurels et impliquées dans les processus métaboliques. La plupart des protéines ont une activité enzymatique. Les protéines d'une cellule bactérienne déterminent l'antigénicité et l'immunogénicité, la virulence et les espèces de bactéries.

Les acides nucléiques des bactéries remplissent des fonctions similaires aux acides nucléiques des cellules eucaryotes : la molécule d'ADN sous forme de chromosome est responsable de l'hérédité, les acides ribonucléiques (information, ou matrice, transport et ribosomal) sont impliqués dans la biosynthèse des protéines.

Les bactéries peuvent être caractérisées (taxonomiquement) par leur teneur en somme de guanine et de cytosine (GC) en pourcentage molaire (M%) du nombre total de bases d'ADN. Une caractéristique plus précise des micro-organismes est l’hybridation de leur ADN. Base de la méthode d'hybridation

ADN – la capacité de l’ADN dénaturé (simple brin) à se renaturer, c’est-à-dire se combinent avec le brin complémentaire d’ADN pour former une molécule d’ADN double brin.

Les glucides bactériens sont représentés par des substances simples (mono- et disaccharides) et des composés complexes. Les polysaccharides sont souvent inclus dans les capsules. Certains polysaccharides intracellulaires (amidon, glycogène, etc.) constituent des nutriments de réserve.

Les lipides font principalement partie de la membrane cytoplasmique et de ses dérivés, ainsi que de la paroi cellulaire bactérienne, par exemple la membrane externe, où, en plus de la couche biomoléculaire de lipides, se trouve le LPS. Les lipides peuvent servir de nutriments de réserve dans le cytoplasme. Les lipides bactériens sont représentés par les phospholipides, les acides gras et les glycérides. Mycobacterium tuberculosis contient la plus grande quantité de lipides (jusqu'à 40 %).

Des minéraux bactériens se trouvent dans les cendres après la combustion des cellules. Le phosphore, le potassium, le sodium, le soufre, le fer, le calcium, le magnésium, ainsi que les microéléments (zinc, cuivre, cobalt, baryum, manganèse, etc.) sont détectés en grande quantité. Ils participent à la régulation de la pression osmotique, du pH de. l'environnement, le potentiel redox, activent les enzymes, font partie des enzymes, des vitamines et des composants structurels des cellules microbiennes.

Nutrition des bactéries

Les caractéristiques nutritionnelles d'une cellule bactérienne consistent en l'afflux de substrats nutritifs sur toute sa surface, ainsi qu'en la vitesse élevée des processus métaboliques et de l'adaptation aux conditions environnementales changeantes.

Types de puissance. La large distribution des bactéries est facilitée par une variété de types d'aliments. Les micro-organismes ont besoin de glucides, d'azote, de soufre, de phosphore, de potassium et d'autres éléments. Selon les sources de carbone pour la nutrition, les bactéries sont divisées en autotrophes (du grec autos - lui-même, trophe - nourriture), qui utilisent le dioxyde de carbone CO 2 et d'autres composés inorganiques pour construire leurs cellules, et en hétérotrophes (du grec hétéros - autre, trophe - nourriture) qui se nourrissent de composés organiques prêts à l'emploi. Les bactéries autotrophes sont des bactéries nitrifiantes présentes dans le sol ; bactéries soufrées vivant dans l'eau contenant du sulfure d'hydrogène; bactéries ferreuses vivant dans l’eau contenant du fer ferreux, etc.

Selon le substrat oxydable, appelé donneur d’électrons ou d’hydrogène, les micro-organismes sont divisés en deux groupes. Les micro-organismes qui utilisent des composés inorganiques comme donneurs d'hydrogène sont appelés lithotrophes (du grec lithos - pierre), et les micro-organismes qui utilisent des composés organiques comme donneurs d'hydrogène sont appelés organotrophes.

Compte tenu de la source d'énergie, on distingue les phototrophes parmi les bactéries, c'est-à-dire photosynthétiques (par exemple, les algues bleu-vert, qui utilisent l'énergie lumineuse) et chimiotrophes, qui nécessitent des sources d'énergie chimiques.

Facteurs de croissance. Pour se développer sur un milieu nutritif, les micro-organismes ont besoin de certains composants supplémentaires, appelés facteurs de croissance. Les facteurs de croissance sont des composés nécessaires aux micro-organismes qu'ils ne peuvent pas synthétiser eux-mêmes, ils doivent donc être ajoutés aux milieux nutritifs. Parmi les facteurs de croissance, on trouve : les acides aminés nécessaires à la construction des protéines ; les purines et les pyrimidines, nécessaires à la formation des acides nucléiques ; vitamines qui font partie de certaines enzymes. Pour indiquer la relation entre les micro-organismes et les facteurs de croissance, les termes « auxotrophes » et « prototrophes » sont utilisés. Les auxotrophes nécessitent un ou plusieurs facteurs de croissance ; les prototrophes peuvent eux-mêmes synthétiser les composés nécessaires à la croissance. Ils sont capables de synthétiser des composants à partir de sels de glucose et d'ammonium.

Mécanismes de nutrition. L'entrée de diverses substances dans la cellule bactérienne dépend de la taille et de la solubilité de leurs molécules dans les lipides ou dans l'eau, du pH du milieu, de la concentration des substances, de divers facteurs de perméabilité membranaire, etc. La paroi cellulaire laisse passer les petites molécules et les ions. pour passer à travers, retenant les macromolécules pesant plus de 600 D. Le principal régulateur de l'entrée des substances La cellule contient la membrane cytoplasmique. Classiquement, quatre mécanismes de pénétration des nutriments dans une cellule bactérienne peuvent être distingués : la diffusion simple, la diffusion facilitée, le transport actif et la translocation de groupe. Le mécanisme le plus simple pour l'entrée de substances dans la cellule est la simple diffusion, dans laquelle le mouvement des substances se produit en raison de la différence de leur concentration des deux côtés de la membrane cytoplasmique. Les substances traversent la partie lipidique de la membrane cytoplasmique (molécules organiques, médicaments) et moins souvent les canaux remplis d'eau de la membrane cytoplasmique. La diffusion passive se produit sans consommation d'énergie.

La diffusion facilitée se produit également en raison de la différence de concentration de substances des deux côtés de la membrane cytoplasmique. Cependant, ce processus est réalisé à l'aide de molécules porteuses localisées dans la membrane cytoplasmique et possédant une spécificité. Chaque transporteur transporte une substance correspondante à travers la membrane ou la transfère vers un autre composant de la membrane cytoplasmique : le transporteur lui-même.

Les protéines porteuses peuvent être des perméases dont le site de synthèse est la membrane cytoplasmique. La diffusion facilitée se produit sans consommation d'énergie ; les substances passent de concentrations plus élevées à des concentrations plus faibles.

Le transport actif s'effectue à l'aide de perméables et vise à transférer des substances d'une concentration inférieure vers une concentration plus élevée, c'est-à-dire comme à contre-courant, ce processus s'accompagne donc d'une dépense d'énergie métabolique (ATP), générée à la suite de réactions redox dans la cellule.

Le transfert (translocation) de groupes est similaire au transport actif, à la différence que la molécule transférée est modifiée pendant le processus de transfert, par exemple phosphorylée. La libération de substances par la cellule se fait par diffusion et avec la participation de systèmes de transport : les enzymes bactériennes. Les enzymes reconnaissent leurs métabolites correspondants (substrats), interagissent avec eux et accélèrent les réactions chimiques. Les enzymes sont des protéines qui participent aux processus d'anabolisme (synthèse) et de catabolisme (décomposition), c'est-à-dire métabolisme. De nombreuses enzymes sont interconnectées avec les structures de la cellule microbienne. Par exemple, la membrane cytoplasmique contient des enzymes redox impliquées dans la respiration et la division cellulaire ; enzymes qui assurent la nutrition cellulaire, etc. Les enzymes redox de la membrane cytoplasmique et ses dérivés fournissent de l'énergie pour les processus intensifs de biosynthèse de diverses structures, y compris la paroi cellulaire. Les enzymes associées à la division cellulaire et à l'autolyse se trouvent dans la paroi cellulaire. Les endoenzymes catalysent le métabolisme qui se déroule à l’intérieur de la cellule.

Les exoenzymes sont libérées par la cellule dans l'environnement, décomposant les macromolécules des substrats nutritifs en composés simples qui sont absorbés par la cellule comme sources d'énergie, de carbone, etc. Certaines exoenzymes (pénicillinase, etc.) inactivent les antibiotiques, remplissant une fonction protectrice.

Il existe des enzymes constitutives et inductibles. Les enzymes constitutives comprennent les enzymes synthétisées par la cellule en continu, quelle que soit la présence de substrats dans le milieu nutritif. Les enzymes inductibles (adaptatives) ne sont synthétisées par une cellule bactérienne que si le substrat de cette enzyme est présent dans le milieu. Par exemple, la β-galactosidase d'Escherichia coli n'est pratiquement pas produite sur un milieu contenant du glucose, mais sa synthèse augmente fortement lorsqu'elle est cultivée sur un milieu contenant du lactose ou une autre β-galactosidase.

Certaines enzymes (appelées enzymes d'agression) détruisent les tissus et les cellules, provoquant une large distribution de micro-organismes et de leurs toxines dans les tissus infectés. Ces enzymes comprennent la hyaluronidase, la collagénase, la désoxyribonucléase, la neuraminidase, la lécitovitellase, etc. Ainsi, la hyaluronidase streptococcique, en décomposant l'acide hyaluronique du tissu conjonctif, favorise la propagation des streptocoques et de leurs toxines.

Plus de 2000 enzymes sont connues. Elles sont regroupées en six classes : les oxydoréductases - enzymes redox (il s'agit notamment des déshydrogénases, des oxydases, etc.) ; les transférases qui transfèrent des radicaux et des atomes individuels d'un composé à un autre ; des hydrolases qui accélèrent les réactions d'hydrolyse, c'est-à-dire diviser les substances en substances plus simples avec l'ajout de molécules d'eau (estérases, phosphatases, glucosidases, etc.) ; les lyases qui clivent les groupes chimiques des substrats de manière non hydrolytique (carboxylases, etc.) ; les isomérases qui convertissent les composés organiques en leurs isomères (phosphohexoisomérase, etc.) ; les ligases, ou synthétases, accélérant la synthèse de composés complexes à partir de composés plus simples (asparagine synthétase, glutamine synthétase, etc.).

Les différences de composition enzymatique sont utilisées pour identifier les micro-organismes, car elles déterminent leurs diverses propriétés biochimiques : saccharolytique (dégradation des sucres), protéolytique (décomposition des protéines) et autres, identifiées par les produits finaux de dégradation (formation d'alcalis, d'acides, de sulfure d'hydrogène , ammoniac, etc.) .

Les enzymes de micro-organismes sont utilisées en génie génétique (enzymes de restriction, ligases, etc.) pour obtenir des composés biologiquement actifs, des acides acétique, lactique, citrique et autres, des produits à base d'acide lactique, dans la vinification et d'autres industries. Les enzymes sont utilisées comme bioadditifs dans les lessives (Oka, etc.) pour détruire les contaminants protéiques.

Respiration des bactéries

La respiration, ou oxydation biologique, est basée sur des réactions redox qui se produisent avec la formation d'ATP, un accumulateur universel d'énergie chimique. L'énergie est nécessaire au fonctionnement d'une cellule microbienne. Pendant la respiration, des processus d'oxydation et de réduction se produisent : oxydation - libération d'hydrogène ou d'électrons par des donneurs (molécules ou atomes) ; réduction – ajout d’hydrogène ou d’électrons à un accepteur. L'accepteur d'hydrogène ou d'électrons peut être l'oxygène moléculaire (cette respiration est dite aérobie) ou le nitrate, le sulfate, le fumarate (cette respiration est appelée anaérobie - nitrate, sulfate, fumarate). L'anaérobiose (du grec aeg - air + bios - vie) est une activité vitale qui se produit en l'absence d'oxygène libre. Si les composés organiques sont des donneurs et des accepteurs d’hydrogène, alors ce processus est appelé fermentation. Pendant la fermentation, la dégradation enzymatique des composés organiques, principalement des glucides, se produit dans des conditions anaérobies. Compte tenu du produit final de la dégradation des glucides, on distingue l'acide alcoolique, l'acide lactique, l'acide acétique et d'autres types de fermentation.

En ce qui concerne l'oxygène moléculaire, les bactéries peuvent être divisées en trois groupes principaux : obligatoires, c'est-à-dire obligatoires, aérobies, anaérobies obligatoires et anaérobies facultatifs.

Les aérobies obligatoires ne peuvent se développer qu’en présence d’oxygène. Les anaérobies obligatoires (clostridies du botulisme, gangrène gazeuse, tétanos, bactéroïdes, etc.) ne se développent que dans un milieu dépourvu d'oxygène, ce qui leur est toxique. En présence d'oxygène, les bactéries produisent des radicaux peroxydes d'oxygène, notamment le peroxyde d'hydrogène et l'anion superoxyde d'oxygène, qui sont toxiques pour les bactéries anrobiques obligatoires car ils ne forment pas les enzymes inactivantes appropriées. Les bactéries aérobies inactivent le peroxyde d'hydrogène et l'anion superoxyde avec des enzymes appropriées (catalase, peroxydase et superoxyde dismutase). Les anaérobies facultatifs peuvent se développer à la fois en présence et en absence d’oxygène car ils sont capables de passer de la respiration en présence d’oxygène moléculaire à la fermentation en son absence. Les anaérobies facultatifs sont capables d'effectuer une respiration anaérobie, appelée respiration nitrate : le nitrate, qui est un accepteur d'hydrogène, est réduit en azote moléculaire et en ammoniac. Parmi les anaérobies obligatoires, on distingue les bactéries aérotolérantes, qui persistent en présence d'oxygène moléculaire, mais le font. ne pas l'utiliser.

Pour cultiver des anaérobies dans les laboratoires bactériologiques, on utilise des anaérostats - des conteneurs spéciaux dans lesquels l'air est remplacé par un mélange de gaz ne contenant pas d'oxygène. L'air peut être éliminé des milieux de culture par ébullition, à l'aide d'adsorbants chimiques d'oxygène placés dans des anaérobies ou d'autres récipients contenant des cultures.

Croissance et reproduction des bactéries

L'activité vitale des bactéries est caractérisée par la croissance - la formation de composants structurels et fonctionnels de la cellule et une augmentation de la cellule bactérienne elle-même, ainsi que par la reproduction - l'auto-reproduction, conduisant à une augmentation du nombre de cellules bactériennes dans le population.

Les bactéries se reproduisent par fission binaire en deux, moins souvent par bourgeonnement.

Les actinomycètes, comme les champignons, peuvent se reproduire par spores. Les actinomycètes, étant des bactéries ramifiées, se reproduisent par fragmentation de cellules filamenteuses. Les bactéries à Gram positif se divisent par croissance de septa de division synthétisés dans la cellule, et les bactéries à Gram négatif par constriction, à la suite de la formation de figures en forme d'haltère, à partir desquelles deux cellules identiques sont formées.

La division cellulaire est précédée d'une réplication du chromosome bactérien selon un type semi-conservateur (le brin d'ADN double brin s'ouvre et chaque brin est complété par un brin complémentaire), conduisant au doublement des molécules d'ADN du noyau bactérien - le nucléoïde. La réplication de l'ADN chromosomique s'effectue à partir du point de départ ogi (de l'anglais, origin – commençant).

Le chromosome d'une cellule bactérienne est relié dans la région à la membrane cytoplasmique. La réplication de l'ADN est catalysée par les ADN polymérases. Premièrement, le double brin d’ADN se déroule (déspirales), entraînant la formation d’une fourche de réplication (brins ramifiés) ; L'une des chaînes, une fois complétée, lie les nucléotides de l'extrémité 5" à l'extrémité 3", l'autre est complétée segment par segment.

La réplication de l'ADN se déroule en trois étapes : l'initiation, l'élongation ou la croissance de la chaîne et la terminaison. Les deux chromosomes formés à la suite de la réplication divergent, ce qui est facilité par une augmentation de la taille de la cellule en croissance : les chromosomes attachés à la membrane cytoplasmique ou à ses dérivés (par exemple les mésosomes) s'éloignent les uns des autres à mesure que le volume cellulaire augmente . Leur séparation définitive se termine par la formation d'un septum de constriction ou de division. Les cellules dotées d'un septum de division divergent sous l'action d'enzymes autolytiques qui détruisent le noyau du septum de division. Dans ce cas, l'autolyse peut se dérouler de manière inégale : les cellules en division dans une zone restent reliées par une partie de la paroi cellulaire dans la zone du septum de division. Ces cellules sont situées à un angle les unes par rapport aux autres, ce qui est typique des corynebactéries diphtériques.

Reproduction de bactéries dans un milieu nutritif liquide. Les bactéries ensemencées dans un certain volume immuable du milieu nutritif, se multipliant, consomment des nutriments, ce qui entraîne ensuite l'épuisement du milieu nutritif et l'arrêt de la croissance bactérienne. La culture de bactéries dans un tel système est appelée culture par lots, et la culture est appelée culture par lots. Si les conditions de culture sont maintenues par l'apport continu de milieu nutritif frais et l'écoulement du même volume de liquide de culture, alors une telle culture est dite continue et la culture est dite continue.

Lorsque les bactéries sont cultivées sur un milieu nutritif liquide, on observe une croissance de la culture en fond, diffuse ou en surface (sous forme de film). La croissance d'une culture discontinue de bactéries cultivées dans un milieu nutritif liquide est divisée en plusieurs phases, ou périodes :

§ phase de latence;

§ phase de croissance logarithmique ;

§ phase de croissance stationnaire, ou concentration maximale

§ bactéries ;

§ phase de mort bactérienne.

Ces phases peuvent être représentées graphiquement sous la forme de segments d'une courbe de reproduction bactérienne, reflétant la dépendance du logarithme du nombre de cellules vivantes au moment de leur culture. La phase de latence (de l'anglais, lag - delay) est la période entre l'ensemencement des bactéries et le début de la reproduction. La durée de la phase de latence est en moyenne de 4,5 heures. Dans le même temps, les bactéries grossissent et se préparent à se diviser ; la quantité d'acides nucléiques, de protéines et d'autres composants augmente. La phase de croissance logarithmique (exponentielle) est une période de division bactérienne intense.

Sa durée est d'environ 5,6 heures. Dans des conditions de croissance optimales, les bactéries peuvent se diviser toutes les 20 à 40 minutes. Durant cette phase, les bactéries sont les plus vulnérables, ce qui s'explique par la grande sensibilité des composants métaboliques d'une cellule en croissance intensive aux inhibiteurs de la synthèse des protéines, aux acides nucléiques, etc. Vient ensuite la phase de croissance stationnaire, au cours de laquelle le nombre de cellules viables reste inchangé, atteignant le niveau maximum (concentration M) . Sa durée est exprimée en heures et varie en fonction du type de bactérie, de ses caractéristiques et de sa culture. Le processus de croissance bactérienne se termine par la phase de mort, caractérisée par la mort des bactéries dans des conditions d'épuisement des sources du milieu nutritif et l'accumulation de produits métaboliques bactériens dans celui-ci. Sa durée varie de 10 heures à plusieurs semaines. L'intensité de la croissance et de la reproduction bactérienne dépend de nombreux facteurs, notamment la composition optimale du milieu nutritif, le potentiel redox, le pH, la température, etc.

Reproduction de bactéries sur un milieu nutritif solide. Les bactéries se développant sur un milieu nutritif solide forment des colonies isolées de forme ronde avec des bords lisses ou irréguliers (formes S et R ; voir chapitre 5), de consistance et de couleur variables, selon le pigment de la bactérie.

Les pigments hydrosolubles se diffusent dans le milieu nutritif et le colorent, par exemple Pseudomonas aeruginosa rend le milieu bleu. Un autre groupe de pigments est insoluble dans l'eau, mais soluble dans les solvants organiques. Ainsi, les colonies du « bâton merveilleux » possèdent un pigment rouge sang soluble dans l'alcool. Et enfin, il existe des pigments qui ne sont insolubles ni dans l'eau ni dans les composés organiques.

Les pigments les plus courants parmi les micro-organismes sont les carotènes, les xanthophylles et les mélanines. Les mélanines sont des pigments insolubles noirs, bruns ou rouges synthétisés à partir de composés phénoliques. Les mélanines, ainsi que la catalase, la superoxyde mutase et la peroxydase, protègent les micro-organismes des effets des radicaux toxiques du peroxyde d'oxygène. De nombreux pigments ont des effets antimicrobiens, semblables à ceux des antibiotiques.

L'apparence, la forme, la couleur et d'autres caractéristiques des colonies sur un milieu nutritif solide peuvent être prises en compte lors de l'identification des bactéries, ainsi que lors de la sélection des colonies pour obtenir des cultures pures.

Dans des conditions industrielles, lors de l'obtention de biomasse de micro-organismes en vue de la préparation d'antibiotiques, de vaccins, de médicaments de diagnostic, d'eubiotiques, la culture de bactéries et de champignons est réalisée dans des fermenteurs dans le strict respect des paramètres optimaux pour la croissance et la reproduction des cultures (voir chapitre 6).

Les virus sont des micro-organismes qui composent le royaume Vira.

Caractéristiques:

2) ne disposent pas de leurs propres systèmes de synthèse de protéines et d'énergie ;

3) n'ont pas d'organisation cellulaire ;

4) avoir une méthode de reproduction disjonctive (séparée) (la synthèse des protéines et des acides nucléiques se produit à différents endroits et à différents moments) ;

6) les virus traversent les filtres bactériens.

Les virus peuvent exister sous deux formes : extracellulaire (virion) et intracellulaire (virus).

La forme des virions peut être :

1) rond ;

2) en forme de tige ;

3) sous forme de polygones réguliers ;

4) filiforme, etc.

Leurs tailles varient de 15 à 18 à 300 à 400 nm.

Au centre du virion se trouve un acide nucléique viral recouvert d'une coque protéique - une capside, qui a une structure strictement ordonnée. La coquille de la capside est constituée de capsomères. L'acide nucléique et la capside constituent la nucléocapside.

La nucléocapside des virions organisés de manière complexe est recouverte d'une enveloppe externe - une supercapside, qui peut inclure de nombreuses structures lipidiques, protéiques et glucidiques fonctionnellement différentes.

La structure des virus à ADN et à ARN n'est pas fondamentalement différente de celle des autres micro-organismes. Certains virus contiennent de l'uracile dans leur ADN.

L'ADN peut être :

1) double brin ;

2) chaîne unique ;

3) bague ;

4) double brin, mais avec une chaîne plus courte ;

5) double chaîne, mais avec une chaîne continue et l'autre fragmentée.

L'ARN peut être :

1) fil unique ;

2) double brin linéaire ;

3) linéaire fragmenté ;

4) bague ;

Les protéines virales sont divisées en :

1) génomique – nucléoprotéines. Assure la réplication des acides nucléiques viraux et des processus de reproduction virale. Il s'agit d'enzymes, grâce auxquelles le nombre de copies de la molécule mère augmente, ou de protéines, à l'aide desquelles des molécules sont synthétisées sur une matrice d'acide nucléique qui assurent la mise en œuvre de l'information génétique ;

2) les protéines de la capside sont des protéines simples capables de s’auto-assembler. Ils forment des structures géométriquement régulières, dans lesquelles on distingue plusieurs types de symétrie : spirale, cubique (ils forment des polygones réguliers, le nombre de faces est strictement constant) ou mixte ;

3) Les protéines de coquille de supercapside sont des protéines complexes ayant des fonctions diverses. Grâce à eux, l'interaction des virus avec une cellule sensible se produit. Effectuer des fonctions de protection et de réception.

Parmi les protéines de la coquille de la supercapside figurent :

a) des protéines d'ancrage (une extrémité d'entre elles est située en surface, et l'autre va en profondeur ; elles assurent le contact du virion avec la cellule) ;

b) enzymes (peuvent détruire les membranes) ;

c) les hémagglutinines (provoquent une hémagglutination) ;

d) des éléments de la cellule hôte.

2. Interaction des virus avec la cellule hôte

L'interaction a lieu dans un seul système biologique au niveau génétique.

Il existe quatre types d'interactions :

1) infection virale productive (interaction à la suite de laquelle la reproduction du virus se produit et la mort des cellules) ;

2) infection virale avortée (une interaction dans laquelle la reproduction du virus ne se produit pas et la cellule rétablit la fonction altérée) ;

3) infection virale latente (le virus se reproduit, mais la cellule conserve son activité fonctionnelle) ;

4) transformation induite par le virus (une interaction dans laquelle une cellule infectée par un virus acquiert de nouvelles propriétés qui ne lui étaient pas inhérentes auparavant).

Après adsorption, les virions pénètrent à l'intérieur par endocytose (viropexis) ou par fusion de membranes virales et cellulaires. Les vacuoles résultantes, contenant des virions entiers ou leurs composants internes, pénètrent dans les lysosomes, dans lesquels se produit la déprotéinisation, c'est-à-dire le « déshabillage » du virus, à la suite duquel les protéines virales sont détruites. Les acides nucléiques viraux libérés des protéines pénètrent par les canaux cellulaires dans le noyau cellulaire ou restent dans le cytoplasme.

Les acides nucléiques des virus mettent en œuvre le programme génétique pour la création d'une progéniture virale et déterminent les propriétés héréditaires des virus. À l'aide d'enzymes spéciales (polymérases), des copies sont réalisées à partir de l'acide nucléique parent (la réplication se produit) et des ARN messagers sont également synthétisés, qui se connectent aux ribosomes et effectuent la synthèse des protéines virales filles (traduction).

Une fois qu’un nombre suffisant de composants viraux se sont accumulés dans la cellule infectée, l’assemblage des virions descendants commence. Ce processus se produit généralement à proximité des membranes cellulaires, qui y participent parfois directement. Les virions nouvellement formés contiennent souvent des substances caractéristiques de la cellule dans laquelle le virus se multiplie. Dans de tels cas, la dernière étape de la formation des virions consiste à les envelopper dans une couche de membrane cellulaire.

La dernière étape de l’interaction entre les virus et les cellules est la sortie ou la libération des particules virales filles de la cellule. Les virus simples dépourvus de supercapside provoquent la destruction des cellules et pénètrent dans l’espace intercellulaire. D'autres virus dotés d'une enveloppe lipoprotéique quittent la cellule par bourgeonnement. Dans ce cas, la cellule reste viable longtemps. Dans certains cas, les virus s'accumulent dans le cytoplasme ou le noyau des cellules infectées, formant des amas cristallins - des corps d'inclusion.

Les virus sont des micro-organismes qui composent le royaume Vira.

Caractéristiques:

2) ne disposent pas de leurs propres systèmes de synthèse de protéines et d'énergie ;

3) n'ont pas d'organisation cellulaire ;

4) avoir une méthode de reproduction disjonctive (séparée) (la synthèse des protéines et des acides nucléiques se produit à différents endroits et à différents moments) ;

6) les virus traversent les filtres bactériens.

Les virus peuvent exister sous deux formes : extracellulaire (virion) et intracellulaire (virus).

La forme des virions peut être :

1) rond ;

2) en forme de tige ;

3) sous forme de polygones réguliers ;

4) filiforme, etc.

Leurs tailles varient de 15 à 18 à 300 à 400 nm.

Au centre du virion se trouve un acide nucléique viral recouvert d'une coque protéique - une capside, qui a une structure strictement ordonnée. La coquille de la capside est constituée de capsomères. L'acide nucléique et la capside constituent la nucléocapside.

La nucléocapside des virions organisés de manière complexe est recouverte d'une enveloppe externe - une supercapside, qui peut inclure de nombreuses structures lipidiques, protéiques et glucidiques fonctionnellement différentes.

La structure des virus à ADN et à ARN n'est pas fondamentalement différente de celle des autres micro-organismes. Certains virus contiennent de l'uracile dans leur ADN.

L'ADN peut être :

1) double brin ;

2) chaîne unique ;

3) bague ;

4) double brin, mais avec une chaîne plus courte ;

5) double chaîne, mais avec une chaîne continue et l'autre fragmentée.

L'ARN peut être :

1) fil unique ;

2) double brin linéaire ;

3) linéaire fragmenté ;

4) bague ;

Les protéines virales sont divisées en :

1) génomique – nucléoprotéines. Assure la réplication des acides nucléiques viraux et des processus de reproduction virale. Il s'agit d'enzymes, grâce auxquelles le nombre de copies de la molécule mère augmente, ou de protéines, à l'aide desquelles des molécules sont synthétisées sur une matrice d'acide nucléique qui assurent la mise en œuvre de l'information génétique ;

2) les protéines de la capside sont des protéines simples capables de s’auto-assembler. Ils forment des structures géométriquement régulières, dans lesquelles on distingue plusieurs types de symétrie : spirale, cubique (ils forment des polygones réguliers, le nombre de faces est strictement constant) ou mixte ;

3) Les protéines de coquille de supercapside sont des protéines complexes ayant des fonctions diverses. Grâce à eux, l'interaction des virus avec une cellule sensible se produit. Effectuer des fonctions de protection et de réception.

Parmi les protéines de la coquille de la supercapside figurent :

a) des protéines d'ancrage (une extrémité d'entre elles est située en surface, et l'autre va en profondeur ; elles assurent le contact du virion avec la cellule) ;

b) enzymes (peuvent détruire les membranes) ;

c) les hémagglutinines (provoquent une hémagglutination) ;

d) des éléments de la cellule hôte.

Les virus sont classés en ceux qui contiennent de l'ADN (virus de l'herpès simplex) et ceux qui contiennent de l'ARN (virus de l'immunodéficience humaine).

Selon la structure des capsomères. Isométrique (cubique), spirale, mixte.

Par la présence ou l'absence d'une membrane lipoprotéique supplémentaire

Derrière les cellules hôtes

La classification des virus la plus utilisée actuellement est proposée par le lauréat du prix Nobel David Baltimore. Elle repose sur le type d’acide nucléique que le virus utilise pour transférer le matériel héréditaire et sur la manière dont il est exprimé et répliqué. Il convient de noter qu'une telle classification ne reflète pas les relations phylogénétiques entre les types de virus, car les virus, selon l'opinion généralement acceptée, ont des mécanismes d'origine différents de ceux de tous les autres organismes.

Contrairement aux organismes cellulaires, dont l’information génétique est stockée sous forme d’ADN double brin, le génome viral peut être stocké sous forme d’acides nucléiques double et simple brin. De plus, cet acide peut être soit de l'ADN, soit de l'ARN, dont la forme matrice (ARNm) est utilisée dans les cellules comme produit intermédiaire dans la traduction de l'information génétique dans le processus de synthèse des protéines. Les génomes des virus à ARN peuvent être codés dans deux directions opposées : soit les gènes sont situés dans la direction allant de l'extrémité 5" de la molécule à l'extrémité 3" (sens positif, ou polarité +), similaire à la direction des gènes en m -L'ARN dans les cellules, ou les gènes Le génome viral est situé dans le sens opposé (sens négatif, ou polarité).

La taxonomie des virus est fondamentalement similaire à celle des organismes cellulaires. Les catégories taxonomiques utilisées dans la classification des virus sont les suivantes (les suffixes pour former les noms latins sont indiqués entre parenthèses) :

Rangée ( -virales)

Famille ( -viridés)

Sous-famille ( -virines)

Genre ( -virus)

Mais la nomenclature des virus présente également certaines caractéristiques qui la distinguent de la nomenclature des organismes cellulaires. Premièrement, les noms non seulement des espèces et des genres, mais aussi des séries et des familles sont écrits en italique, et deuxièmement, contrairement à la nomenclature linnéenne classique, les noms des virus ne sont pas binomiaux (c'est-à-dire formés du nom du genre et de l'épithète de l'espèce - voir plus de détails .. dans l'article « Classification scientifique »). Habituellement, les noms de virus sont formés sous la forme [Maladie]-virus.

Au total, environ 80 familles ont été décrites, comprenant environ 4 000 espèces de virus individuelles.

La répartition des familles en rangs a commencé récemment et se fait lentement ; Actuellement (2005), les caractères diagnostiques de seulement trois séries ont été identifiés et décrits, et la plupart des familles décrites ne sont pas classées.

1. Morphologie et structure des virus

Les virus sont des micro-organismes qui composent le royaume Vira.

Caractéristiques:

2) ne disposent pas de leurs propres systèmes de synthèse de protéines et d'énergie ;

3) n'ont pas d'organisation cellulaire ;

4) avoir une méthode de reproduction disjonctive (séparée) (la synthèse des protéines et des acides nucléiques se produit à différents endroits et à différents moments) ;

6) les virus traversent les filtres bactériens.

Les virus peuvent exister sous deux formes : extracellulaire (virion) et intracellulaire (virus).

La forme des virions peut être :

1) rond ;

2) en forme de tige ;

3) sous forme de polygones réguliers ;

4) filiforme, etc.

Leurs tailles varient de 15 à 18 à 300 à 400 nm.

Au centre du virion se trouve un acide nucléique viral recouvert d'une coque protéique - une capside, qui a une structure strictement ordonnée. La coquille de la capside est constituée de capsomères. L'acide nucléique et la capside constituent la nucléocapside.

La nucléocapside des virions organisés de manière complexe est recouverte d'une enveloppe externe - une supercapside, qui peut inclure de nombreuses structures lipidiques, protéiques et glucidiques fonctionnellement différentes.

La structure des virus à ADN et à ARN n'est pas fondamentalement différente de celle des autres micro-organismes. Certains virus contiennent de l'uracile dans leur ADN.

L'ADN peut être :

1) double brin ;

2) chaîne unique ;

3) bague ;

4) double brin, mais avec une chaîne plus courte ;

5) double chaîne, mais avec une chaîne continue et l'autre fragmentée.

L'ARN peut être :

1) fil unique ;

2) double brin linéaire ;

3) linéaire fragmenté ;

4) bague ;

Les protéines virales sont divisées en :

1) génomique – nucléoprotéines. Assure la réplication des acides nucléiques viraux et des processus de reproduction virale. Il s'agit d'enzymes, grâce auxquelles le nombre de copies de la molécule mère augmente, ou de protéines, à l'aide desquelles des molécules sont synthétisées sur une matrice d'acide nucléique qui assurent la mise en œuvre de l'information génétique ;

2) les protéines de la capside sont des protéines simples capables de s’auto-assembler. Ils forment des structures géométriquement régulières, dans lesquelles on distingue plusieurs types de symétrie : spirale, cubique (ils forment des polygones réguliers, le nombre de faces est strictement constant) ou mixte ;

3) Les protéines de coquille de supercapside sont des protéines complexes ayant des fonctions diverses. Grâce à eux, l'interaction des virus avec une cellule sensible se produit. Effectuer des fonctions de protection et de réception.

Parmi les protéines de la coquille de la supercapside figurent :

a) des protéines d'ancrage (une extrémité d'entre elles est située en surface, et l'autre va en profondeur ; elles assurent le contact du virion avec la cellule) ;

b) enzymes (peuvent détruire les membranes) ;

c) les hémagglutinines (provoquent une hémagglutination) ;

d) des éléments de la cellule hôte.

Les virus sont les plus petits de tous les micro-organismes. Ils sont mesurés en millimicrons et en angströms. Plusieurs méthodes sont utilisées pour déterminer ces tailles de particules. Ainsi, une suspension de virus passe à travers des filtres à collodion spéciaux dotés de très petits pores d'une certaine taille. La filtration s'effectue à travers plusieurs filtres de tailles de pores différentes. La différence entre les diamètres des pores du dernier filtre ayant laissé passer les particules virales et du filtre qui ne laissait plus passer les particules virales indique la taille moyenne des particules virales. Avec une centrifugation ultra-rapide (50 000 tours par minute ou plus), la taille des particules virales est déterminée par une formule spéciale en fonction du nombre de tours et du temps de sédimentation des particules. Dans le même temps, le virus est purifié des substances étrangères. Pour ce faire, sélectionnez les vitesses auxquelles les particules étrangères tombent, d'abord les plus grosses, puis les plus petites. À la vitesse la plus élevée, seules des particules virales sont obtenues.

L’homme n’a vu les virus qu’après 1940, lorsque le microscope électronique a été construit et amélioré. Avec un grossissement de dizaines et de centaines de milliers de fois, il a été possible d'étudier la forme, la taille et la structure des particules de certains virus.

Il a été constaté que la taille et la forme des individus (particules élémentaires) des différents types de virus sont très diverses. Il existe des virus de grande taille (par exemple le virus de l'ornithose, de la variole, du trachome, etc.), des virus de taille moyenne (grippe, peste, rage) et des petits (virus de la poliomyélite, de la rougeole, de la fièvre aphteuse, de l'encéphalite, des virus de la de nombreuses plantes). Le tableau montre la taille de certains virus, déterminée par différentes méthodes, en millimicrons (selon V. M. Zhdanov et Shen).

Les plus gros virus sont proches en taille des plus petites bactéries, et les plus petits virus sont proches des grosses molécules protéiques.

En apparence, certains virus sont de forme sphérique (virus de la grippe), d’autres sont de forme cuboïde (virus de la variole) et d’autres encore sont en forme de bâtonnet. Le virus de la mosaïque du tabac (TMV) a l'apparence d'un mince bâtonnet hexagonal d'une longueur de 300 mm et d'un diamètre de 15 mm.

Dans de nombreuses infections virales (variole, rage, trachome, etc.), des corps intracellulaires spéciaux - inclusions - sont observés dans le cytoplasme ou le noyau de la cellule hôte. Ils sont assez gros et peuvent être vus au microscope optique.

Dans la plupart des cas, les inclusions sont une accumulation de corps élémentaires, de particules virales, comme une colonie d'entre eux. Leur présence dans les cellules aide au diagnostic de certaines maladies.

L’une des propriétés particulières de nombreux virus végétaux est leur capacité à former des cristaux. D.I. Ivanovsky a été le premier à observer des inclusions dans les feuilles de tabac affectées par le TMV, aujourd'hui appelées cristaux d'Ivanovsky. Ils sont constitués de particules élémentaires du virus de la mosaïque du tabac. Les cristaux de virus peuvent être dissous, tout comme le sucre et le sel. Ce virus peut être isolé d’une solution à l’état amorphe et non cristallin. Le précipité peut être redissous puis reconverti en cristaux. Si vous dissolvez le virus cristallin mille fois, une goutte d'une telle solution provoquera une maladie de la mosaïque chez la plante. Jusqu’à présent, les cristaux du virus de la polio ont été obtenus à partir de virus humains et animaux. Chaque cristal est constitué de millions de particules virales.

La composition chimique des virus a été étudiée principalement chez l'agent causal de la mosaïque du tabac. Ce virus est une nucléoprotéine pure, c'est-à-dire qu'il est constitué de protéines et d'acide nucléique. La nucléoprotéine virale de la mosaïque du tabac a un poids moléculaire énorme (40 à 50 millions).

La particule virale a une structure complexe. L'acide nucléique est situé à l'intérieur de la particule virale, il est entouré d'une enveloppe protéique. Une particule virale contient généralement une molécule d'acide nucléique.

Les virus végétaux contiennent de l'acide ribonucléique, les phages contiennent de l'acide désoxyribonucléique. Les virus humains et animaux contiennent soit de l'ARN, soit de l'ADN. L'ARN se retrouve dans les virus de la grippe (1,6 %), la polio (24 %), la nécrose du tabac (18 %), la mosaïque du tabac (6 %), la fièvre aphteuse (40 %), le sarcome de Rous (10 %), etc. est contenu dans les virus de la vaccine (6%), le papillome (6,8%), l'herpès (3,8%), le polyome (12%), etc.

Aujourd’hui, la question de savoir comment les protéines et les acides nucléiques sont liés et comment ils s’assemblent fait l’objet d’études approfondies. Pour résoudre ce problème, la méthode de cristallographie aux rayons X est utilisée. S’il existe des sous-unités dans la particule virale, cette méthode peut alors déterminer leur nombre ainsi que leur position relative. Il s’est avéré que la plupart des virus se caractérisent par une disposition régulière et hautement ordonnée des éléments de la particule virale.

Dans le virus de la polio, l'acide nucléique est enroulé en boule ; l'enveloppe protéique est constituée de 60 sous-unités identiques, qui sont combinées en 12 groupes de 5 sous-unités chacun. La particule virale a une forme sphérique.

L'acide nucléique du virus de la mosaïque du tabac a la forme d'une spirale ou d'un ressort. L’enveloppe protéique du TMV est également constituée de sous-unités protéiques individuelles de forme et de taille identiques. Il existe au total 2 200 sous-unités disposées en 130 tours autour du noyau d’acide nucléique. Le poids moléculaire d'une telle sous-unité est de 18 000. Chaque sous-unité est une chaîne peptidique contenant 158 ​​acides aminés spécifiques, et la disposition séquentielle de ces acides aminés a déjà été déterminée. Actuellement, la séquence des 6 500 nucléotides qui forment l’acide nucléique fait l’objet d’études approfondies. Lorsque ce problème sera résolu, le plan qui détermine le type de virus produit dans une cellule infectée sera connu. D’autres petits virus végétaux ont une structure similaire à celle du TMV et des particules de polio.

Les virus plus gros, en plus de l’enveloppe d’acide nucléique et de protéine, possèdent également une enveloppe externe contenant des protéines, des lipoïdes et des glucides. Certains virus contiennent des enzymes. Ainsi, le virus de la grippe possède l'enzyme neuraminidase, le virus parainfluenza possède la sendai-lysine et le virus de la myéloblastose aviaire contient l'adénovine triphosphatase. Ces enzymes dissolvent la membrane cellulaire pour permettre au virus de pénétrer dans l’organisme de son futur hôte.

A l'état libre, dans l'environnement extérieur à une cellule vivante, les virus ne montrent aucune activité, ils conservent seulement leur viabilité, parfois pendant longtemps. Mais dès que les virus rencontrent des cellules qui y sont sensibles, ils deviennent actifs, y pénètrent et montrent tous les signes d'activité vitale.

Auparavant, la seule méthode d'étude de l'activité vitale des virus consistait à infecter des animaux de laboratoire sensibles : souris, lapins, singes, etc. Il est plus pratique et plus économique de cultiver des virus dans l'embryon en développement d'un œuf de poule. Le matériel contenant le virus est injecté à l'aide d'une seringue dans l'embryon au 8-12ème jour de son développement. Après quelques jours de séjour de l'embryon dans le thermostat, les changements pathologiques provoqués par le virus dans l'embryon sont étudiés. Ensuite, ils sont transférés sur un nouvel embryon d'un autre œuf. Récemment, la méthode de culture monocouche à partir de cellules de tissus animaux isolées est devenue la plus largement utilisée. Les tissus frais broyés sont traités avec l'enzyme trypsine, qui détruit les connexions intercellulaires. Les cellules libérées sont lavées de la trypsine, diluées avec une composition nutritive (n° 199, contenant les acides aminés et les sels nécessaires) et placées dans des tubes à essai ou des plats plats spéciaux. Dans le thermostat, les cellules se multiplient et forment une couche monocouche sur le verre. Ensuite, cette culture de cellules homogènes est infectée par un virus et les processus qui s'y déroulent sont étudiés au microscope ou par d'autres moyens. Ainsi, une méthode coûteuse et exigeante en main-d'œuvre, par exemple la culture du virus de la polio sur le foie de singes, a été remplacée par une méthode rapide de culture de tissus.

En 1955 et plus tard, des faits inhabituels ont été obtenus qui ont semé la confusion parmi les biologistes. Chimiquement, le virus de la mosaïque du tabac était divisé en ses composants : protéine et acide nucléique. Chacun d’eux séparément n’a pas provoqué de mosaïque dans les feuilles de tabac. Mais lorsqu'ils ont été à nouveau combinés dans un tube à essai (10 parties de protéine et 1 partie d'acide nucléique) et que des feuilles de tabac infectées avec ce mélange, ils ont obtenu une mosaïque typique sur les feuilles, comme à partir du TMV entier d'origine. La microscopie électronique a révélé des bâtonnets de virus typiques, constitués d'une enveloppe protéique dans laquelle un brin d'acide nucléique était enfermé. Ainsi, l'acide nucléique est entré en contact avec la partie protéique et y a pris sa position normale. La découverte de ce phénomène – la résurgence du virus – constitue la plus grande réussite de la microbiologie moderne, ouvrant de nouvelles voies en biologie et en médecine.

De plus, il s'est avéré qu'il suffisait de frotter doucement une feuille de tabac avec un seul acide nucléique isolé du TMV, et une nécrose typique est apparue sur la feuille (bien sûr, pas en grande quantité), dans laquelle il y avait un énorme quantité de particules virales entières typiques.

Les mêmes résultats ont été obtenus avec des virus humains : polio, grippe, etc.

Un virus hybride de la mosaïque du tabac a même été obtenu à partir de la protéine d'un type de virus et de l'ARN d'un autre type de virus, qui différait par certaines caractéristiques du premier type de virus. Lors de sa multiplication, ce virus hybride a produit une progéniture uniquement du virus dont l'hybride contenait l'ARN.

Tous ces faits indiquent que les acides nucléiques jouent un rôle de premier plan dans la reproduction des virus et dans leur pouvoir infectieux. Les acides nucléiques assurent la transmission des propriétés héréditaires. Les acides contiennent des informations héréditaires pour la synthèse de particules virales complètes à l'intérieur de la cellule.

L'enveloppe protéique du virus a une fonction protectrice, protégeant le fragile brin d'acide nucléique des influences extérieures. De plus, elle aide le virus à pénétrer dans la cellule et détermine la spécificité des virus ; Mais certains scientifiques ne considèrent pas qu'il soit possible de limiter ainsi l'importance des protéines. Des recherches supplémentaires sont nécessaires sur le rôle des protéines virales.

Le processus de reproduction des virus est fondamentalement différent du processus de reproduction des bactéries, protozoaires et autres organismes cellulaires.

Ce processus comporte quatre phases : fixation des particules virales à la cellule hôte, pénétration du virus dans la cellule, reproduction intracellulaire du virus et libération de nouvelles particules virales depuis la cellule.

La première phase – fixation ou adsorption du virus à la cellule – a été étudiée en relation avec les virus de la grippe et de la polio. La paroi cellulaire a une structure en mosaïque, à certains endroits il y a des molécules de mucoprotéines, à d'autres il y a des molécules de lipoprotéines. Le virus de la grippe est adsorbé sur les mucoprotéines et le virus de la polio est adsorbé sur les lipoprotéines. L'adsorption peut être observée à l'aide d'un microscope électronique. Au site d’adsorption du virus, une dépression se forme sur la paroi cellulaire dans laquelle la particule virale est aspirée. Les bords de la cavité se ferment et la particule virale se retrouve à l’intérieur de la cellule (viropexie). Simultanément à la viropexis, la coque protéique du virus est détruite. La pénétration du virus de la grippe dans la cellule est facilitée par une enzyme présente dans son enveloppe. Ainsi, l'acide nucléique pénètre dans la cellule, débarrassé des coques protéiques à l'aide des enzymes de la cellule elle-même.

Dans la troisième phase, l’acide nucléique viral qui est entré dans la cellule est inclus dans le métabolisme cellulaire et dirige l’appareil de synthèse cellulaire pour produire des protéines et de l’acide nucléique non pas à partir de la cellule, mais à partir de nouvelles particules virales. L'activité des enzymes impliquées dans la synthèse du virus est activée et les enzymes restantes sont inhibées. De plus, de nouvelles enzymes sont créées que la cellule ne possédait pas, mais qui sont nécessaires à la synthèse des particules virales. On peut supposer qu'à l'heure actuelle, un nouveau système unifié virus-cellules est en train de s'organiser, passé à la synthèse de matériel viral. Au début de cette phase, il n’est possible de distinguer aucun élément du virus dans la cellule.

Généralement, les acides nucléiques et les protéines virales ne sont pas synthétisés simultanément et à des endroits différents de la cellule. La synthèse des acides nucléiques commence en premier, suivie un peu plus tard par la synthèse des protéines. Après accumulation de ces composants du virus, ils sont combinés et assemblés en particules virales à part entière. Il se forme parfois des particules virales incomplètes, dépourvues d’acide nucléique et donc incapables de s’auto-produire (beignets).

La phase finale commence rapidement : la libération des particules virales de la cellule. À n'importe quel endroit de la cellule, environ 100 particules du virus sont immédiatement libérées. Les virus plus complexes ont également des enveloppes externes de nucléoprotéine virale, avec lesquelles ils sont enveloppés lors de leur passage à travers la cellule et en sortent, tandis que les enveloppes externes incluent l'hôte. protéines cellulaires.

Dans les virus humains et animaux, la libération d’une nouvelle progéniture se produit en plusieurs cycles. Ainsi, pour le virus de la grippe, chaque cycle dure 5 à 6 heures avec la libération de 100 particules virales ou plus d'une cellule, et au total 5 à 6 cycles sont observés en 30 heures. Après cela, la capacité de la cellule à produire le virus est épuisée et elle meurt. L'ensemble du processus de reproduction du virus parainfluenza Sen Dai, de l'adsorption à la sortie de la cellule, dure 5 à 6 heures.

Parfois, les particules virales ne quittent pas la cellule, mais s'y accumulent sous forme d'inclusions intracellulaires, très caractéristiques des différents types de virus. Les virus végétaux forment des inclusions qui ont une forme cristalline.

Une famille de microbes appelée « mycoplasmes » commence à attirer beaucoup d'attention, depuis que des agents responsables de diverses maladies chez l'homme et l'animal ont été récemment découverts dans ce groupe. En tant qu'infection latente, ils vivent souvent dans de nombreuses cultures de tissus - les mycoplasmes Hela et autres occupent une position intermédiaire entre les bactéries et les virus. Ils sont similaires aux virus en raison de leur capacité à être filtrés à travers des filtres bactériens ; les formes filtrables sont capables de s'auto-reproduire et de se multiplier intracellulairement. Les caractéristiques qui rapprochent les virus des bactéries comprennent la capacité de se développer sur des milieux nutritifs et d'y former des colonies, ainsi que leur relation avec les antibiotiques, les sulfamides et leur structure antigénique.