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L’arme secrète du VIH : pourquoi deux ARN sont-ils plus puissants qu’un seul ?
Depuis la découverte du virus VIH en 1983, le génome et les protéines du virus de l’immunodéficience humaine ont fait l’objet de recherches approfondies. À une époque, les gens croyaient à tort que le virus était une forme de virus de la leucémie humaine à cellules T (HTLV), connu pour affecter le système immunitaire humain et provoquer certaines leucémies. Cependant, des chercheurs de l'Institut Pasteur de Paris ont isolé chez des patients atteints du SIDA un rétrovirus jusqu'alors inconnu, doté d'une structure génétique différente, qui a ensuite été nommé VIH.
La particule du virus VIH est constituée d'une enveloppe virale et d'une matrice associée entourant un noyau interne, qui renferme lui-même deux copies du génome d'ARN simple brin et plusieurs enzymes.
Ces avancées technologiques ont permis aux scientifiques d’acquérir une compréhension plus approfondie de la structure du VIH. La séquence complète du génome du VIH-1 a été résolue avec une précision d'un seul nucléotide. Le génome du VIH code un petit nombre de protéines virales qui établissent des relations de coopération entre elles et entre le VIH et les protéines de l’hôte afin d’envahir les cellules hôtes et de détourner leur machinerie interne. La structure du VIH est significativement différente de celle des autres rétrovirus.
Structure du VIH
Les particules du virus du VIH mesurent environ 100 nanomètres de diamètre et leur partie la plus interne est constituée d'un noyau conique contenant deux génomes d'ARN simple brin à sens positif, les enzymes transcriptase inverse, intégrase et protéase, ainsi que d'autres protéines mineures et une protéine de base majeure. Le génome du VIH est long de 9 749 nucléotides et possède une structure de coiffe à l’extrémité 5’ et une queue poly(A) à l’extrémité 3’.La structure du noyau viral est constituée de deux ARN monocaténaires positifs non épissés, liés de manière non covalente et généralement identiques.
L’une des raisons pour lesquelles le VIH contient deux ARN au lieu d’un seul est que cela présente de nombreux avantages. Premièrement, ces deux ARN facilitent la recombinaison du VIH-1 lors de la transcription inverse, augmentant ainsi la diversité génétique. De plus, lorsque la transcriptase inverse rencontre une rupture dans l’ARN viral, la présence des deux ARN lui permet de basculer entre les modèles, complétant ainsi la transcription inverse sans perte d’informations génétiques.
Cependant, ce génome d’ARN dimérique peut également jouer un rôle structurel dans la réplication virale. Les composants d’ARN encapsulés dans le virus assurent non seulement la diversité, mais également la cohérence et l’intégrité du travail du virus.
Organisation du génome
Le VIH possède plusieurs gènes majeurs qui codent des protéines structurelles communes à tous les rétrovirus et certains gènes non structurels (« accessoires ») qui sont uniques au VIH. Le génome du VIH contient neuf gènes codant pour quinze protéines virales, qui sont synthétisées sous forme de polyprotéines.
Le génome du VIH produit neuf produits génétiques différents à partir d’un génome de moins de 10 kb grâce à un système d’épissage différentiel de l’ARN.
Après la synthèse, ces protéines pénètrent à l’intérieur de la particule virale. Parmi eux, le gène gag est responsable de la base physique de base, tandis que le gène pol fournit le mécanisme de base de la reproduction rétrovirale. La présence de ces gènes importants permet au VIH de pénétrer efficacement dans les cellules hôtes et de favoriser sa propre réplication.
Éléments de régulation du VIHLe système de régulation du VIH-1 est très complexe et comprend certains gènes régulateurs importants, tels que Tat et Rev. Tat est fortement interdépendant du processus de transcription inverse du VIH, et sa fonction principale est d'assurer la synthèse efficace de l'ARNm viral. Rev assure la synthèse des principales protéines du VIH et est essentiel à la réplication virale.
Ces protéines régulatrices affectent considérablement le cycle de vie du VIH en influençant la structure de l’ARN et en modifiant radicalement le processus de transcription inverse.
De même, les protéines régulatrices auxiliaires telles que Vpr, Vif et Nef jouent également un rôle clé dans la capacité du virus à se propager. La nature multifonctionnelle de ces protéines accessoires permet au VIH de s’adapter et de survivre dans différents environnements et fait partie de sa capacité à muter en permanence.
Structure secondaire de l'ARN
Plusieurs éléments structurels secondaires conservés ont été identifiés dans le génome de l'ARN du VIH qui jouent un rôle clé dans le processus de transcription inverse, notamment l'extrémité 5' et plusieurs structures secondaires telles que l'élément TAR et l'élément de réponse Rev du VIH (RRE). Ces structures ont un impact profond sur le cycle de vie du VIH.On pense que la structure secondaire de l’ARN du VIH joue un rôle important dans la régulation de la réplication du VIH, aidant le virus à traverser les différentes étapes de son cycle de vie plus efficacement.
Grâce aux progrès de la biologie structurelle, les scientifiques acquièrent une compréhension plus approfondie du VIH, et ces technologies avancées ont montré un grand potentiel dans le développement de vaccins et de méthodes de traitement.
Le mécanisme de réplication du VIH et la manière dont il s’adapte et mute resteront sans aucun doute un sujet brûlant pour les recherches futures. À mesure que la recherche s’approfondit, la question de savoir si nous pouvons trouver un vaccin ou un traitement efficace et durable reste une question qui suscite la réflexion.
