CYCLE LITHIQUE: PHASES ET EXEMPLE RÉEL - LA BIOLOGIE - 2024

Le cycle lytique est l'un des deux cycles de vie alternatifs d'un virus dans une cellule hôte, à travers lequel le virus qui pénètre dans la cellule prend en charge le mécanisme de réplication de la cellule. Une fois à l'intérieur, l'ADN et les protéines virales sont fabriqués puis lysent (cassent) la cellule. Ainsi, les nouveaux virus nouvellement produits peuvent quitter la cellule hôte désormais désintégrée et infecter d'autres cellules.

Cette méthode de réplication est opposée au cycle lysogène, au cours duquel le virus qui a infecté une cellule s'insère dans l'ADN de l'hôte et, agissant comme un segment inerte d'ADN, se réplique uniquement lorsque la cellule se divise.

Phage Lambda: cycle lytique et cycle lysogène

Le cycle lysogène ne cause aucun dommage à la cellule hôte, mais est un état latent, tandis que le cycle lytique entraîne la destruction de la cellule infectée.

Le cycle lytique est généralement considéré comme la principale méthode de réplication virale, car il est plus courant. De plus, le cycle lysogène peut conduire au cycle lytique lorsqu'il y a un événement d'induction, tel qu'une exposition à la lumière ultraviolette, qui amène cette étape latente à entrer dans le cycle lytique.

Grâce à une meilleure compréhension du cycle lytique, les scientifiques peuvent mieux comprendre comment le système immunitaire réagit pour repousser ces virus et comment de nouvelles technologies peuvent être développées pour surmonter les maladies virales.

Afin d'apprendre comment interrompre la réplication virale et ainsi lutter contre les maladies causées par les virus qui affectent les humains, les animaux et les cultures agricoles, de nombreuses études sont en cours.

Les scientifiques espèrent un jour être en mesure de comprendre comment arrêter les déclencheurs qui déclenchent le cycle lytique destructeur chez les virus préoccupants pour la santé.

Généralités du cycle lithique

La reproduction virale est mieux comprise en étudiant les virus qui infectent les bactéries, appelés bactériophages (ou phages). Le cycle lytique et le cycle lysogène sont les deux processus de reproduction fondamentaux qui ont été identifiés dans les virus.

Sur la base d'études avec des bactériophages, ces cycles ont été décrits. Le cycle lytique implique que le virus pénètre dans une cellule hôte et prend le contrôle des molécules de réplication de l'ADN de la cellule pour produire de l'ADN viral et des protéines virales. Ce sont les deux classes de molécules qui composent structurellement les phages.

Lorsque la cellule hôte contient de nombreuses particules virales nouvellement produites, ces particules favorisent la dégradation de la paroi cellulaire de l'intérieur.

Grâce aux mécanismes moléculaires du phage, certaines enzymes sont produites qui ont la capacité de rompre les liaisons qui maintiennent la paroi cellulaire, ce qui facilite la libération de nouveaux virus.

Par exemple, le bactériophage lambda, après avoir infecté une cellule hôte d'Escherichia coli, insère normalement ses informations génétiques dans le chromosome bactérien et reste à l'état dormant.

Cependant, dans certaines conditions de stress, le virus peut commencer à se multiplier et emprunter la voie lytique. Dans ce cas, plusieurs centaines de phages sont produits, moment auquel la cellule bactérienne est lysée et la descendance est libérée.

Phages d'un cycle lytique: exemple phage T4

Les virus qui se multiplient tout au long du cycle lytique sont appelés virus virulents car ils tuent la cellule. Le phage T4 est l'exemple réel le plus étudié pour expliquer le cycle lytique, qui se compose de cinq étapes.

Fixation / Adhésion à la cellule

Le phage T4 s'attache d'abord à une cellule hôte d'Escherichia coli. Cette liaison est réalisée par les fibres de la queue du virus qui possèdent des protéines à forte affinité pour la paroi cellulaire de l'hôte.

Les endroits où le virus se fixe sont appelés sites récepteurs, bien qu'il puisse également être attaché par de simples forces mécaniques.

Pénétration / Entrée du virus

Pour infecter une cellule, le virus doit d'abord pénétrer dans la cellule à travers la membrane plasmique et la paroi cellulaire (si présente). Il libère ensuite son matériel génétique (ARN ou ADN) dans la cellule.

Dans le cas du phage T4, après liaison à la cellule hôte, une enzyme est libérée qui affaiblit un site sur la paroi de la cellule hôte.

Le virus injecte ensuite son matériel génétique semblable à une aiguille hypodermique, en appuyant contre la cellule à travers le point faible de la paroi cellulaire.

Réplication / Synthèse de molécules virales

L'acide nucléique du virus utilise la machinerie de la cellule hôte pour produire de grandes quantités de composants viraux, à la fois le matériel génétique et les protéines virales qui composent les parties structurelles du virus.

Dans le cas des virus à ADN, l'ADN se transcrit en molécules d'ARN messager (ARNm) qui sont ensuite utilisées pour diriger les ribosomes de la cellule. L'un des premiers polypeptides viraux (protéines) à être produit remplit la fonction de détruire l'ADN de la cellule infectée.

Dans les rétrovirus (qui injectent un brin d'ARN), une enzyme unique appelée transcriptase inverse transcrit l'ARN viral en ADN, qui est ensuite retranscrit en ARNm.

Dans le cas du phage T4, l'ADN de la bactérie E. coli est inactivé puis l'ADN du génome viral prend le relais, et l'ADN viral fabrique l'ARN des nucléotides dans la cellule hôte à l'aide des enzymes de la cellule hôte.

Assemblage de particules virales

Une fois que de multiples copies des composants viraux (acides nucléiques et protéines) ont été produites, elles s'assemblent pour former des virus entiers.

Dans le cas du phage T4, les protéines codées par l'ADN du phage agissent comme des enzymes qui coopèrent à la formation du nouveau phage.

Tout le métabolisme de l'hôte est dirigé vers la production de molécules virales, résultant en une cellule remplie de nouveaux virus et incapable de reprendre le contrôle.

Lyse de la cellule infectée

Après l'assemblage des nouvelles particules virales, une enzyme est produite qui décompose la paroi de la cellule bactérienne de l'intérieur et permet l'entrée de fluides de l'environnement extracellulaire.

La cellule se remplit finalement de liquide et éclate (lyse), d'où son nom. Les nouveaux virus libérés sont capables d'infecter d'autres cellules et ainsi de relancer le processus.

Références

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