Sous la membrane lipidique (en gris) d&eacute;riv&eacute;e de la cellule h&ocirc;te, il existe une couche constitu&eacute;e de [popupdefinition id=237]prot&eacute;ines[/popupdefinition] de matrice (orange) cod&eacute;es par le [popupdefinition id=154]g&eacute;nome[/popupdefinition] viral.&copy; http://visualscience.ru/en/

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Couche matricielle du VIH

Le génome d’une espèce est l’ensemble de l’information génétique inhérente à cette espèce. Il est présent dans toutes les cellules de l’organisme et s’organisme selon un code porté par un acide nucléique (ADN ou ARN pour certains virus).Organisation du génome dans la celluleOrganisé en séquences de nucléotides, le génome est constitué de régions codantes : les gènes qui déterminent le plan pour la synthèse des protéines grâce à la transcription (correspondant à la copie d’un fragment d’ADN en ARNm) et à la traduction (fabrication des chaînes polypeptidiques à partir de l’ARNm dans le cytoplasme). Chaque nucléotide portant une base, on désigne la taille du génome en paire de base (ADN double brin). Quelles que soient les espèces, le nombre de paires de bases est colossal, de telle sorte que le support biochimique du génome à savoir l’ADN s’organise en structure condensée, enroulée autour de protéines. Cette configuration permet la proximité entre des gènes distants pouvant fonctionnellement permettre leur interaction d’autant que des régions non codantes existent, et sont impliquées dans des fonctions de régulation dans l’expression des gènes (introns) ou dans la division cellulaire (ADN satellite). Chez les eucaryotes, le génome est contenu dans le noyau des cellules. Il est réparti sur les 23 paires de chromosomes de l’espèce humaine (22 paires d’autosomes et une paire de chromosomes sexuels XX ou XY). Cependant, une infime partie (moins de 1%) se situe dans les mitochondries sous forme d’ADN circulaire. Il est à noter que cet ADNmt est transmis uniquement par la mère (puisque seul l’ovocyte fournit le cytoplasme au cours de la fécondation).L'ADN mitochondrial est organisé de manière circulaire © Knopfkind layout by XXXL 1986, Wikipedia Commons CC BY-SA 3.0Nécessité du maintien de l’intégrité du génomeLe mécanisme de la transmission de l’information génétique par lequel une séquence de 3 nucléotides code pour un acide aminé, assorti de la complexité des systèmes de régulation impliquent la nécessité de la conservation de l’ADN. Pourtant un grand nombre de facteurs qu’ils soient exogènes (rayons UV …) ou qu’ils proviennent du métabolisme de la cellule engendrent des lésions à la double hélice. De nombreux systèmes de réparation et de signalisation sont présents dans la cellule afin de préserver l’intégrité du génome.

Génome

Les protéines sont des molécules biologiques dont les activités peuvent être très variées.Rôles des protéinesLes protéines peuvent assurer des fonctions très diverses au sein de la cellule ou de l’organisme. Elles peuvent avoir :un rôle structural (comme l’actine ou la tubuline qui participent à l’architecture de la cellule, la kératine qui constitue les cheveux) ;un rôle enzymatique (comme l’ADN polymérase qui recopie l’ADN) ;un rôle hormonal (comme l’insuline qui régule la glycémie) ;un rôle moteur (comme la myosine qui transporte des molécules dans la cellule)…Fabrication des protéinesLes protéines sont codées par les gènes et synthétisées par le ribosome au cours du processus de traduction de l’ARN. Elles sont ainsi créées par l’incorporation successive d’acides aminés, maintenus entre eux grâce à la formation de liaisons peptidiques, selon l’ordre indiqué par la succession des codons sur l’ARN.Structure des protéinesSuivant l’ordre des acides aminés et leurs interactions entre eux, les protéines prennent des conformations particulières, qui sont essentielles pour leur fonctionnalité. Il existe des structures rencontrées très fréquemment :les hélices alpha, où les acides aminés forment une hélice grâce à des liaisons hydrogènes entre eux ;les feuillets beta, où les liaisons hydrogènes entre les acides aminés favorisent la formation de couches superposées.Des modifications chimiques post-traductionnelles peuvent aussi participer à leur fonction (des acétylations, des phosphorylations, des ponts disulfures...).Quels sont les aliments les plus riches en protéines ?Il est important de savoir quels sont les aliments possédant le plus de protéines car elles sont essentielles pour notre organisme. Leur rôle est également primordial dans la métabolisation et la circulation des éléments dans notre sang (fer, calcium, magnésium). Voici une liste non exhaustive d'aliments très riches en protéines :viande séchée (51 g pour 100 g) ;œufs (13 g pour 100 g) ;saumon fumé (23 g pour 100 g) ;fromage blanc allégé (10,6 g pour 100 g) ;farine de soja (45 g pour 100 g).

Protéine

4329_couche-matricielle-du-vih

Le virus du [popupdefinition id=256]Sida[/popupdefinition] est en fait une sph&egrave;re constitu&eacute;e d'une membrane lipidique, comme les membranes qui entourent les cellules. Mais la composition de la membrane lipidique du virus n'est pas identique &agrave; celle de la cellule h&ocirc;te d'o&ugrave; elle d&eacute;rive. Elle est plus fluide et mieux organis&eacute;e, et contient davantage de [popupdefinition id=687]cholest&eacute;rol[/popupdefinition]. En plus des [popupdefinition id=184]lipides[/popupdefinition], elle contient &eacute;galement un grand nombre de [popupdefinition id=237]prot&eacute;ines[/popupdefinition], virales et cellulaires.&copy; http://visualscience.ru/en/

La particule virale du VIH

Les lipides sont des corps gras, c'est-à-dire des molécules hydrophobes ou amphiphatiques (une partie hydrophobe et une partie hydrophile).Caractéristiques des lipidesLes lipides sont caractérisés par leur insolubilité dans l'eau et, au contraire, par leur solubilité dans les solvants organiques non polaires.Le côté amphiphatique des lipides les pousse à s'associer entre eux pour éviter le contact avec l'eau. Les parties hydrophiles (en blanc) restent en contact avec l'eau, alors que les parties hydrophobes (en jaune) restent associées. C'est ce phénomène qui conduit à la formation de liposomes, de micelles, ou de la bicouche lipidique (des membranes cellulaires). © Domaine publicDiversité des lipidesSelon le classement de l’Union internationale de chimie pure et appliquée (IUPAC), il existe huit variétés de lipides :
les acides gras (dont les oméga-3);
les acylglycérols (ou glycérides, dont les triglycérides) ;
les phosphoacylglycérols (ou phosphoglycérides) ;
les sphingolipides ;
les stérols (dont le cholestérol) ;
les prénols ;
les polykétides ;
les saccharolipides (ou glycolipides).
Rôle des lipidesLes cires et les huiles végétales sont constituées de lipides. Dans l'alimentation, ce sont les lipides qui apportent le plus de calories (9,3 kilocalories par gramme). Les lipides exercent une grande variété de fonctions biologiques, parmi lesquelles :
la production d'énergie par β-oxydation principalement ;
la transmission de messages hormonaux (œstrogène, testostérone...) ;
ils jouent un rôle essentiel dans la cellule en tant que constituants de la trame des bicouches lipidiques des membranes cellulaires.
Les corps gras, comme l'huile et le beurre, sont riches en lipides. © charlottelake, Adobe StockLa consommation d’aliments riches en lipidesLes lipides, appelés « graisses » dans le langage courant, sont source d’énergie pour l’organisme humain. Les lipides, et surtout les acides gras insaturés, sont essentiels au bon fonctionnement des membranes cérébrales et contribuent à bonne élasticité de la peau. Il est à noter toutefois que la consommation en excès d'acides gras saturés (AGS), que l’on trouve dans les aliments d’origine animale, est néfaste pour la santé.Sur son site, l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (Anses) précise : « Comme pour tout nutriment, des apports excessifs en lipides peuvent être néfastes pour la santé. La part recommandée des lipides dans l'apport énergétique est de 35 à 40 % […] La limite haute de cette fourchette est dépassée en France par environ 43 % des adultes et 34 % des enfants. »Le beurre, les huiles végétales, le saumon, les viennoiseries et les produits industriels sont des aliments riches en lipides.

Lipide

Le cholestérol est un lipide appartenant à la famille des stérols, spécifiquement retrouvé chez les animaux. 
Les rôles du cholestérol
Il entre dans la composition des membranes cellulaires et les stabilise.Dans l'organisme humain, le cholestérol est le précurseur des hormones stéroïdes (testostérone...) et des acides (sels) biliaires.Il est indispensable pour la synthèse de la vitamine D à la surface de la peau.
Le cholestérol est une molécule hydrophobe insoluble dans l'eau. Son transport dans le sang est alors assuré par des protéines, notamment :
les lipoprotéines à faible densité (LDL) qui transportent le cholestérol vers les cellules et sont responsables du dépôt de cholestérol dans les artères, c'est le mauvais cholestérol ;les lipoprotéines à haute densité (HDL) qui transportent le cholestérol vers le foie où il est dégradé, c'est le bon cholestérol.
Composition du cholestérol
Le cholestérol est composé d'un noyau stéroïde (quatre cycles carbonés A, B, C et D, de 6 atomes de carbones pour les trois premiers et de 5 atomes de carbone pour le cycle D). Il porte un groupe alcool (-OH) sur le troisième carbone, auquel un acide gras peut être estérifié (ester de cholestérol). 
Le cholestérol est une substance que l'on trouve dans les graisses animales, le jaune d'œuf et dans le corps humain.

Cholestérol

Le Sida (ou syndrome d’immunodéficience acquise) est une maladie virale provoquée le VIH.
Agent du Sida
L’agent du Sida est un Lentivirus, le VIH (VIH-1 et VIH-2) pour virus d’immunodéficience humaine. Il infecte les cellules du système immunitaire, les lymphocytes T4 qui possèdent le récepteur adéquat (la protéine CD4), mais peut également infecter d’autres types cellulaires.
Transmission du Sida
La transmission du virus fait intervenir certains fluides corporels, dans lesquels se trouvent des particules virales. La transmission est alors possible par voie sexuelle (par les sécrétions génitales), par voie sanguine (par transfusion ou par partage de seringues) ou materno-fœtale (par passage hématoplacentaire, au cours de l’accouchement ou pendant l’allaitement). 
Selon les estimations de l’OMS et de l’Onusida, 33,4 millions de personnes vivaient avec le VIH fin 2008.
Symptômes du Sida
Il existe trois phases d’infection par le virus du Sida.
La primo-infection, où le nombre de virions présents dans l’organisme augmente fortement juste après la contamination, puis diminue rapidement grâce à l’action du système immunitaire. Il existe ensuite une phase asymptomatique, où le patient ne présente aucun symptôme de la maladie. Les lymphocytes T sont toutefois progressivement détruits par le VIH. À ce stade, l’individu possède alors des anticorps dirigés contre le virus : il est dit séropositif.Lorsque le système immunitaire est trop affaibli (destruction des lymphocytes CD4 et macrophages), ce qui peut prendre 10 à 15 ans voire plus, les symptômes de la maladie apparaissent : c’est le Sida. Des maladies opportunistes se déclarent, notamment la tuberculose, mais aussi des pneumonies ou des herpès, ou des cancers (sarcome de Kaposi, lymphomes...).
Traitements du Sida
Il n’est pas encore possible de guérir du Sida, car le génome du virus s’intègre dans les cellules et reste donc à l’état latent, invisible pour le système immunitaire. Il est donc important de se protéger contre l’infection, par l’usage du préservatif par exemple.
Il existe néanmoins des traitements pour ralentir l’évolution de la maladie vers le stade Sida. Ils sont composés d’antiviraux, insuffisamment efficaces pris seuls, mais plutôt efficaces lorsqu’ils sont pris de façon groupée. Lorsqu’ils sont trois, on parle de trithérapie.
Pour tout savoir sur le Sida, consultez notre page dédiée.

Sida

4324_la-particule-virale-du-vih

Le virus du [popupdefinition id=256]Sida[/popupdefinition] poss&egrave;de &agrave; sa surface une vingtaine de trim&egrave;res gp120/gp41 qui serviront &agrave; l'attache du virus sur un r&eacute;cepteur cellulaire (CD4) des cellules cibles. Ces deux [popupdefinition id=237]prot&eacute;ines[/popupdefinition] sont cod&eacute;es par le m&ecirc;me [popupdefinition id=151]g&egrave;ne[/popupdefinition] (Env) et sont synth&eacute;tis&eacute;es sous forme d'un pr&eacute;curseur qui sera glycosyl&eacute; (ajout de [popupdefinition id=16105]sucres[/popupdefinition]) et cliv&eacute; par une [popupdefinition id=4434]prot&eacute;ase[/popupdefinition]. La fixation du trim&egrave;re au r&eacute;cepteur CD4 induit un changement de [popupdefinition id=6657]conformation[/popupdefinition] de la prot&eacute;ine gp120, qui va augmenter son affinit&eacute; pour des cor&eacute;cepteurs cellulaires (CCR5 ou CXCR4). &Agrave; nouveau, une modification conformationnelle se produit sur la prot&eacute;ine gp41, ce qui va permettre la [popupdefinition id=15305]fusion[/popupdefinition] des membranes du virus et de la cellule.&copy; http://visualscience.ru/en/

Le trimère gp120/gp41 du VIH

Le terme de « fusion » désigne un phénomène de changement d’état de la matière, plus exactement le passage de l’état solide à l’état liquide. La transition de phase inverse s’appelle la solidification.
Le point de fusion de l’eau, en d’autres termes la température à laquelle la glace se transforme en eau liquide à pression atmosphérique, marque le point 0 de l’échelle des degrés centigrades.
Modes de fusion en physique
La fusion d’un corps pur a lieu à température constante, autrement dit si la température ne varie pas pendant le changement d’état de la matière. Ainsi, la température de l'eau dans un verre qui contient des glaçons reste avoisinante du 0 °C tant qu’il subsiste un tout petit peu de glace.
Certains produits, comme le chocolat, passent par un état pâteux avant de devenir liquides. L’eau, quant à elle, en tant que corps pur, passe de l’état solide à l’état liquide sans intermédiaire.
Fusion et fusion nucléaire : quelle différence ?
Pour les physiciens, la fusion représente bien une transition de phase. Elle ne doit pas être confondue avec la fusion nucléaire, c'est-à-dire la combinaison de deux noyaux atomiques qui s’accompagne d’un important dégagement d’énergie.

Fusion

Une protéase (ou peptidase) est une enzyme qui coupe les liaisons peptidiques des protéines.
Structure d’une protéase
Les protéases sont variées et ont des rôles biologiques bien différents. Leurs structures sont donc elles aussi très variées. Toutefois, elles possèdent toutes, comme les enzymes en général, un site actif qui assure l’activité d’hydrolyse des liaisons peptidiques, et un site de reconnaissance du substrat pour n’agir que sur la protéine cible.
Fonction d’une protéase
Elle permet de séparer deux acides aminés en cassant les liaisons peptidiques entre un atome de carbone et un atome d'azote au sein des protéines. 
Les protéases possèdent une activité d’hydrolase, car elles utilisent une molécule d’eau pour effectuer cette cassure. Un atome d’oxygène et d’hydrogène de la molécule d’eau complète le groupement carboxyle d’un côté, et l’atome d’hydrogène restant est donné au groupement amine.
On distingue :
les exopeptidases, qui permettent la libération du premier ou du dernier acide aminé de la protéine ;et les endoprotéases, qui clivent des liaisons peptidiques au milieu des protéines.
Des protéases sont retrouvées dans les sucs digestifs (comme la trypsine ou la chymotrypsine) mais interviennent également dans des processus cellulaires pour assurer la maturation des protéines par exemple.

Protéase

La conformation d'un objet correspond à sa structure, à sa forme.
Un changement conformationnel consiste donc en une modification de la forme d'un objet.Champ lexical : conformationnel | changement conformationnel

Conformation

Le sucre est un produit alimentaire au goût doux, fabriqué à partir de la betterave sucrière ou de la canne à sucre. Du point de vue chimique, le sucre blanc de table est constitué de saccharose. Le sucre cristallisé est soluble dans l’eau.
Glucides, sucres simples, sucres complexes, saccharose, fructose…
De manière générale, le terme de sucre est souvent utilisé pour désigner les glucides ; par exemple, le glucose est qualifié de « sucre simple » et l’amidon de « sucre complexe ». Cependant, le goût sucré n’est spécifique que de certains glucides comme le saccharose et le fructose ; c’est pourquoi ces molécules servent d’additifs dans l’industrie agroalimentaire.
Le sucre permet d’apporter des glucides à l’organisme, qui représentent une source énergétique importante. La consommation excessive de sucre augmente le risque de diabète et d’obésité. Des études suggèrent également des liens avec le risque cardiovasculaire. Le sucre contribue aussi à la formation de caries. 
Variétés de sucre alimentaire 
Le sucre est souvent ajouté dans des boissons, pâtisseries, produits laitiers, pour réhausser leur goût.
Pour fabriquer le sucre blanc de table, il faut passer par une étape de raffinage, qui retire des sels minéraux et des vitamines, afin de donner un sucre blanc raffiné. Il existe différentes variétés de sucres pour la cuisine, comme : 
le sucre blanc, raffiné, contenant quasi 100 % de saccharose ;le sucre roux ou complet, qui a conservé des vitamines et des minéraux dans la mélasse ;le sucre blond, filtré, qui contient moins de mélasse que le sucre roux ;le sucre glace, un sucre cristallisé broyé très finement ;la vergeoise, blonde, issue de la betterave ;la cassonade, un sucre roux issu de la canne à sucre…

Sucre

Les gènes sont l’unité de base de l’hérédité. C’est eux que vos parents vous ont transmis et qui font que vous leur ressemblez un tant soit peu. Ils sont responsables de vos traits physiques, du fonctionnement de vos cellules et aussi de certaines maladies. Dans les cellules humaines les gènes sont situés sur des locus, un endroit bien précis d’un chromosome. Les chromosomes, eux, sont installés dans le cœur de nos cellules, le noyau.Si le noyau de la cellule est « la bibliothèque » qui renferme le patrimoine génétique d’un individu, le chromosome « un livre » et le gène « une page » d’un de ses livres.Le gène, l'origine de notre diversitéChez la plupart des êtres vivants, les gènes sont composés d’ADN. Il n’y a que chez les virus où l’information génétique peut être portée par de l’ARN. Le nombre de gènes est plus ou moins important selon la complexité de l’organisme. Par exemple, il n’y a que sept gènes dans le virus Ebola contre plus de 20.000 chez l’Homme. Un gène est dit « codant » lorsque sa traduction conduit à la formation d’une protéine.Lors de la traduction, l’ARN, transcrit à partir de l’ADN, est lu par le ribosome. Toutes les trois paires de bases, appelées aussi codon, il ajoute un acide aminé sur une chaîne qui formera une protéine fonctionnelle. Les acides aminés ne sont pas ajoutés au hasard, mais selon le code génétique universel. Chaque trio de paire de bases correspond à un acide aminé.L’enchaînement des bases de l’ADN détermine donc le rôle et la forme de la protéine obtenue, ainsi que toutes les choses qui nous caractérisent. 

Gène

4325_le-trimere-gp120/gp41-du-vih

Lorsqu'il &laquo; bourgeonne &raquo; (s'&eacute;chappe de la cellule), le virus emporte avec lui un morceau de la [popupdefinition id=780]membrane cellulaire[/popupdefinition], et par cons&eacute;quent des [popupdefinition id=237]prot&eacute;ines[/popupdefinition] cellulaires de surface. Ainsi, la prot&eacute;ine [popupdefinition id=118]HLA[/popupdefinition]-DR1 (du syst&egrave;me d'histocompatibilit&eacute;) est aussi pr&eacute;sente sur le virus, et am&eacute;liore l'infectivit&eacute; du [popupdefinition id=284]VIH[/popupdefinition].&copy; http://visualscience.ru/en/

HLA-DR1

Le VIH ou virus de l'immunodéficience humaine est l’agent responsable du Sida.Caractéristiques du VIHLe VIH est un virus de la famille des Retroviridae et du genre Lentivirus. Il existe deux types de VIH : le VIH-1 et le VIH-2 qui n'ont que des homologies de séquences partielles. Le VIH-2 est plus proche du SIV, le virus du Sida des singes que ne l'est le VIH-1. La majorité des personnes séropositives portent le type VIH-1.La particule virale de 150 nanomètres de diamètre contient deux copies de son génome à ARN, de 9.200 nucléotides de long, codant pour 19 protéines. La particule virale est elle-même entourée d’une membrane lipidique provenant de la cellule hôte. Des protéines virales sont insérées dans la membrane, à l’image de gp120 qui sert de protéine d’ancrage sur la cellule hôte.VIH et SidaLa transmission du virus du Sida se fait par contacts sexuels, transfusion sanguine, injections (seringues), dans le cas mère-enfant, à travers le placenta et lors de l'allaitement. Les particules virales présentes dans ces fluides corporels reconnaissent des récepteurs spécifiques (les protéines CD4) et des corécepteurs en surface des cellules à infecter (des lymphocytes, des macrophages, des cellules dendritiques ou microgliales).Le virus du Sida (en vert) peut infecter les cellules du système immunitaire grâce à leur récepteur CD4. © DRLe virus du Sida, comme tous les rétrovirus, possède une capacité à rétrotranscrire l’intégralité de son génome ARN simple-brin en ADN double-brin qui peut alors s’intégrer au génome de la cellule hôte.L’infection par le VIH mène à une diminution du niveau de lymphocytes T4 par le biais de trois mécanismes. Le virus tue la cellule infectée, il augmente le taux d’apoptose cellulaire et les lymphocytes CD8 reconnaissent et tuent les cellules infectées.Pour tout savoir sur le VIH et le Sida, consultez notre page dédiée.

Le complexe majeur d'histocompatibilité ou CMH est un groupe de molécules qui servent à la reconnaissance des marqueurs du soi. Les molécules du CMH sont des glycoprotéines présentes au niveau des membranes plasmiques des cellules. Il existe un polymorphisme important au niveau des gènes du CMH, si bien que, hormis chez les jumeaux homozygotes, il est quasiment impossible que deux personnes aient les mêmes marqueurs de CMH. Les molécules du CMH sont impliquées dans le phénomène de rejet de greffe.
Les molécules du CMH de type I et II présentent les antigènes aux lymphocytes T. Le récepteur des lymphocytes T (TCR) interagit à la fois avec le peptide présenté et des acides aminés de la molécule du CMH. Les lymphocytes doivent différencier les antigènes de l'organisme (soi) des antigènes étrangers (non-soi) et les éliminer.
Molécules de CMH de type I, II et III
Il existe plusieurs types de molécules du CMH :
Les molécules du CMH de type I présentes sur toutes les cellules nucléées et les plaquettes sanguines,les molécules de CMH de type II, présentes sur certaines cellules du système immunitaire : macrophages, monocytes, lymphocytes B, cellules présentatrices d’antigènes…Les molécules de CMH de type III sont des molécules variées dont certaines font partie du complément ou des cytokines.
Les molécules du CMH sont codées par des gènes du locus HLA (Human Leucocyte Antigen) :
HLA-A, HLA-B et HLA-C codent pour les molécules de type I,HLA-DP, HLA-DQ et HLA-DR codent pour les molécules de classe II,les gènes de classe III sont au niveau de loci situés entre ceux des gènes de classe I et de classe II.Champ lexical : complexe majeur d’histocompatibilité | hLA | human Leucocyte Antigen

La membrane plasmique est la membrane qui délimite une cellule. Elle sépare l’intérieur de la cellule (le cytoplasme) du milieu extérieur. Elle est majoritairement composée de lipides, particulièrement de phospholipides, entre lesquels des protéines peuvent s’insérer. Contrairement aux membranes des bactéries et des cellules végétales, celles des cellules animales contiennent des molécules de cholestérol, ce qui les rigidifie et augmente leur imperméabilité vis-à-vis des molécules hydrophiles.La bicouche lipidiqueLes phospholipides forment une double couche (bicouche) qui est relativement imperméable aux passages de la plupart des molécules hydrosolubles. Elle constitue donc une barrière très efficace, même si les molécules hydrophobes comme l’alcool peuvent facilement la traverser. La structure en double couche de la membrane plasmique est directement due aux propriétés amphiphiles des phospholipides qui possèdent une extrémité hydrophile, c’est-à-dire aimant l’eau, et une extrémité hydrophobe, qui au contraire craint l’eau.Des protéines essentiellesLes quantités et les types de protéines sont extrêmement variables d’une cellule à l’autre. Ces protéines sont associées à la membrane de manières variées et ont de nombreuses fonctions, dont voici une liste non exhaustive : transport de molécules à travers la membrane ; adhésion sur les surfaces ; réception de signaux de l’environnement ; signalisation dans la cellule ;connexion avec le cytosquelette ;

Membrane plasmique

4326_hla-dr1

Une autre [popupdefinition id=237]prot&eacute;ine[/popupdefinition] cellulaire est pr&eacute;sente dans la membrane du virus : ICAM-1 (aussi appel&eacute;e CD54). C'est une prot&eacute;ine d'adh&eacute;sion qui permet &eacute;galement d'accro&icirc;tre l'infectivit&eacute; du virus.&copy; http://visualscience.ru/en/

ICAM-1

4327_icam-1

La pr&eacute;sence de la [popupdefinition id=237]prot&eacute;ine[/popupdefinition] CD55 dans la membrane du virus permet de limiter les attaques par le syst&egrave;me du compl&eacute;ment (un [popupdefinition id=2722]syst&egrave;me immunitaire[/popupdefinition]). Une diff&eacute;rence de concentration de cette prot&eacute;ine en surface du virus pourrait expliquer les diff&eacute;rences de sensibilit&eacute; du virus au compl&eacute;ment.&copy; http://visualscience.ru/en/

CD55

Le système immunitaire correspond à l'ensemble des mécanismes de défenses de l'organisme. Il en existe deux types : innée et acquise. On appelle réponse immunitaire le déclenchement du système immunitaire face à une maladie.La réponse innée ou non spécifiqueLa réponse non spécifique, qui constitue l’immunité innée, agit en ne tenant pas compte du type de maladie qu’elle combat. Elle constitue la première ligne de défense face à une infection. Plusieurs types de mécanismes interviennent au cours de cette réponse :les barrières physiques telles que la peau et les muqueuses ;l’inflammation ;les cellules de l’immunité innée : ces cellules réalisent la phagocytose, c’est-à-dire qu’elles détruisent les corps étrangers de manière non spécifique. Les cellules de l’immunité innée comprennent entre autres les macrophages et les neutrophiles ;le complément : il s’agit d’un groupe de protéines qui joue un rôle dans l’immunité.Les globules blancs ou leucocytes sont les cellules de l'immunité. Certaines ont une action non spécifique (comme les macrophages), et d'autres une action spécifique, comme les lymphocytes. © Anne Weston, Wellcome Images, Flickr, cc by nc nd 2.0La réponse acquise ou spécifiqueCette réponse fait intervenir des cellules spécialisées appelées lymphocytes. Il en existe deux classes :les lymphocytes B : ils sont responsables de la production d’anticorps. Lorsqu’ils rencontrent un agent infectieux, ils produisent des anticorps spécifiques dirigés contre celui-ci. Ces anticorps sont des protéines capables de se fixer sur les protéines étrangères et de détruire le pathogène. On les appelle également immunoglobulines ;les lymphocytes T : ils peuvent détruire directement les particules étrangères. Ils sont produits dans le thymus.Il existe des lymphocytes T et B dits à mémoire. Ces derniers gardent le souvenir d'un agent pathogène. Si cet agent infecte une nouvelle fois l'organisme, la réponse engendrée sera beaucoup plus rapide. C'est sur cette propriété du système immunitaire que sont basés les vaccins.Champ lexical : immunité innée | immunité acquise | réponse immunitaire

Système immunitaire

4328_cd55

La [popupdefinition id=237]prot&eacute;ine[/popupdefinition] de matrice (MA) constitue la couche matricielle du virus, juste en dessous de la membrane. Elle est le produit du [popupdefinition id=151]g&egrave;ne[/popupdefinition] viral appel&eacute; Gag. Dans les [popupdefinition id=11385]virions[/popupdefinition] matures, MA forme des trim&egrave;res, qui poss&egrave;dent des modifications post-traductionnelles et qui sont ancr&eacute;s dans la membrane.&copy; http://visualscience.ru/en/

Protéine de matrice du VIH

Le virion est un virus, ou particule virale, éjecté avec ses congénères de la cellule infectée et dont la machinerie génétique a été détournée pour les fabriquer.

Virion

4330_proteine-de-matrice-du-vih

Sous la matrice (orange), un espace permet le stockage de certaines [popupdefinition id=237]prot&eacute;ines[/popupdefinition] avant d'arriver &agrave; la [popupdefinition id=3094]capside[/popupdefinition] qui contient le [popupdefinition id=154]g&eacute;nome[/popupdefinition] sous forme d'[popupdefinition id=97]ARN[/popupdefinition]. Dans cet espace, on retrouve entre autres les prot&eacute;ines P6 (orange p&acirc;le) et Vpr (orange fonc&eacute;).&copy; http://visualscience.ru/en/

Sous la matrice du VIH

Les ARN sont des molécules constituées par l'assemblage de ribonucléotides, et qui possèdent de très nombreuses fonctions dans la cellule. 
Structure de l’ARN
L'ARN est une molécule constituée d’un enchaînement de ribonucléotides (adénine, cytosine, guanine, uracile) reliés entre eux par des liaisons nucléotidiques. L’ordre est dicté par la séquence des désoxyribonucléotides portés par l’ADN. En effet, les ARN sont issus de la transcription de l’ADN par une enzyme (l’ARN polymérase) qui recopie en quelque sorte la séquence.
Les ribonucléotides sont différents des désoxynucléotides par la présence d’un groupement OH en 2’ du ribose, mais aussi par le fait que la thymine (T) est remplacée par l’uracile (U).
À l’inverse de l’ADN qui est la plupart du temps structuré en double hélice, l’ARN peut adopter des conformations très différentes, étroitement liées à sa fonction. Ainsi, certaines molécules d’ARN sont simple brin, en tige boucle (grâce à un appariement des bases complémentaires), en feuille de trèfle (l’ARN de transfert), etc.
Fonction des ARN
Il existe de nombreuses familles d'ARN (ARNr, ARNm, ARNt, ARNsi, ARNmi, snARN...), dont chacune possède une structure ou une fonction particulière :
les ARN messagers (ARNm) serviront de matrice pour la synthèse des protéines ;les ARN ribosomiques (ARNr) entrent dans la composition des ribosomes, avec les protéines ribosomiques ;les ARN de transfert (ARNt) portent des acides aminés et permettent leur incorporation dans les protéines ;les ARN interférents (ARNsi, ARNmi…) régulent l’expression des gènes en ciblant la dégradation des ARN messagers spécifiques ou en inhibant la traduction des protéines.
D’autres familles existent et de nouvelles classes (ARNsno, ARNnc,…) sont régulièrement découvertes.
Chez certains virus (le virus de la mosaïque du tabac, le VIH…), l’ARN constitue le génome (alors que chez la grande majorité des organismes, c’est l’ADN qui remplit cette fonction).

La capside est la couche de protéines qui recouvre l'acide nucléique d'un virus.

Capside

4331_sous-la-matrice-du-vih

La [popupdefinition id=237]prot&eacute;ine[/popupdefinition] P6 est une petite prot&eacute;ine cod&eacute;e par le [popupdefinition id=151]g&egrave;ne[/popupdefinition] Gag, retrouv&eacute;e entre la couche matricielle et la [popupdefinition id=3094]capside[/popupdefinition]. Elle est importante pour le bourgeonnement du virus et pour l'incorporation de la prot&eacute;ine virale Vpr dans la particule.&copy; http://visualscience.ru/en/

Protéine P6 du VIH

4332_proteine-p6-du-vih

La [popupdefinition id=237]prot&eacute;ine[/popupdefinition] Vpr poss&egrave;de plusieurs fonctions importantes pour le cycle du virus. Elle induit un arr&ecirc;t du cycle cellulaire, une induction de l'[popupdefinition id=96]apoptose[/popupdefinition], la transactivation, une am&eacute;lioration de la fid&eacute;lit&eacute; de la [popupdefinition id=271]transcription[/popupdefinition] inverse et de l'import nucl&eacute;aire du [popupdefinition id=154]g&eacute;nome[/popupdefinition] viral.&copy; http://visualscience.ru/en/

Protéine Vpr du VIH

La transcription est un mécanisme biologique permettant la synthèse d’une molécule d’ARN à partir d’une molécule d’ADN complémentaire. C’est la première étape du processus qui permet de passer de l’ADN à la protéine. La transcription est catalysée par une enzyme : l’ARN polymérase. 
Chez les eucaryotes, la transcription se déroule dans le noyau. Les eucaryotes possèdent trois ARN polymérases, l’ARN polymérase II étant celui qui est à l’origine des ARNm (ARN messagers).
Les étapes de la transcription de l’ADN en ARN 
Une unité de transcription se situe entre les sites d’initiation et de terminaison de la transcription. L’ARN polymérase commence la transcription au site d’initiation qui se trouve dans un promoteur. Par exemple, chez les eucaryotes, l’ARN polymérase II repère le promoteur grâce à la présence de la boîte TATA, une région riche en bases thymine (T) et adénine (A). Des facteurs de transcription peuvent aider les ARN polymérases à trouver les sites d’initiation de la transcription.
L’ARN polymérase écarte les deux brins de la molécule d’ADN et se déplace dans le sens 3’ vers 5’ de l’ADN ou de 5’ à 3’ sur l’ARN prémessager. Face au brin codant de l’ADN, elle associe des nucléotides qui s’apparient avec ceux de l’ADN : le nucléotide de base G face à C et vice versa, A face à T et U (uracile) face à A. En effet, l’ARN n’a pas de base T, mais U à la palce. Au cours de l’élongation, un ARN prémessager est synthétisé. L’ARN polymérase s’arrête au site de terminaison de la transcription. Ensuite, la maturation de l’ARN prémessager donnera l’ARNm qui sera traduit en protéine dans le cytoplasme.

Transcription

L’apoptose correspond à un suicide cellulaire, ou mort cellulaire programmée (selon un programme génétique établi).
Mécanisme de l’apoptose
L’apoptose se caractérise au niveau cellulaire par une compaction de la chromatine et par l’invagination des membranes plasmiques. Des corps apoptotiques, qui correspondent à des fragmentations de la cellule, apparaissent et peuvent être phagocytés.
Apoptose dans le développement de l’organisme
L’apoptose est une composante normale du développement d'un organisme multicellulaire, qui aboutit à la mort de cellules particulières, à certains endroits, à un moment précis. 
Ainsi, c’est l’apoptose qui tue les cellules entre les doigts au cours du développement embryonnaire, pour permettre de les dissocier. Le même phénomène fait disparaître l’appendice caudal.
L’apoptose est également impliquée dans l’élimination de cellules immunitaires incompétentes ou devenues inutiles.
Apoptose et protection de l’organisme
L'apoptose sert aussi à éliminer les cellules qui présentent des dommages irréparables de l’ADN (télomères abimés), pour éviter l’apparition de cancers.

Apoptose

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Sous les [popupdefinition id=237]prot&eacute;ines[/popupdefinition] situ&eacute;es sous la matrice, la [popupdefinition id=3094]capside[/popupdefinition] se cache (en orange). Elle est en forme de [popupdefinition id=4127]c&ocirc;ne[/popupdefinition], compos&eacute; de 250 hexam&egrave;res de 12 pentam&egrave;res de prot&eacute;ines de capside (CA), soit 110.600 au total. Elle contient le [popupdefinition id=154]g&eacute;nome[/popupdefinition] du virus sous forme d'[popupdefinition id=97]ARN[/popupdefinition]. Attach&eacute;e &agrave; la capside (boule grise), la cyclophiline est une prot&eacute;ine cellulaire qui permet d'aider le [popupdefinition id=11385]virion[/popupdefinition] &agrave; d&eacute;capsider l'ARN dans le [popupdefinition id=125]cytoplasme[/popupdefinition] de la cellule.&copy; http://visualscience.ru/en/

Capside du VIH

Le cytoplasme englobe le contenu d’une cellule eucaryote. Il se situe entre la membrane plasmique et le noyau où divers organites et d'autres composants cellulaires sont présents. Le cytoplasme représente le milieu vital où se déroulent les principales activités cellulaires, intégrant divers composants et processus métaboliques pour maintenir la fonctionnalité et la survie de la cellule eucaryote. Le cytoplasme est organisé de manière structurée, avec des régions distinctes telles que le cytosol et les organites. Cette organisation permet une régulation efficace des processus cellulaires et une ségrégation spatiale des fonctions.Fonction du cytoplasme dans la celluleLe cytoplasme remplit l'espace compris entre la membrane plasmique et le noyau cellulaire chez les cellules eucaryotes. Il enserre les organites cellulaires et offre un environnement propice aux réactions biochimiques. Le cytoplasme sert de site pour une multitude de processus cellulaires cruciaux. Il est le théâtre des réactions biochimiques de base, notamment la glycolyse et la synthèse des protéines. De plus, il abrite les organites cellulaires (ribosomes, réticulum endoplasmique, lysosomes, endosomes, appareil de Golgi, mitochondries, plastes divers, etc.), qui exécutent des fonctions spécialisées telles que la production d'énergie et la synthèse protéique. Sur ce schéma d'une cellule animale eucaryote typique, le cytosol correspond au milieu coloré en brun (11). Les autres chiffres indiquent nucléole (1), noyau (2), ribosome (3), vésicule (4), ergastoplasme (5), appareil de Golgi (6), cytosquelette (7), réticulum endoplasmique lisse (8), mitochondrie (9), vacuole (10), lysosome (12) et centriole (13). © MesserWoland et Szczepan 1990, Wikimedia Commons, cc by-sa 3.0Principaux composants du cytoplasmeLe cytoplasme est une solution semi-visqueuse constituée d'une variété de composants. Principalement aqueuse, sa composition renferme des protéines, des ions, des nutriments, des organites subcellulaires et des éléments structuraux tels que le cytosquelette. Ces éléments forment une infrastructure dynamique qui soutient les activités des cellules.Le cytosqueletteDans le cytoplasme, se trouve le cytosquelette. C’est un réseau dynamique de protéines fibreuses qui confère à la cellule sa forme, assure son soutien structural et facilite le mouvement intracellulaire et la division cellulaire. Composé de microfilaments d'actine, de microtubules et de filaments intermédiaires, le cytosquelette agit comme un système de transport et de communication interne, participant activement à la mobilité et à la régulation de la cellule.Le cytosolLe cytoplasme englobe tout le contenu cellulaire situé en dehors du noyau, tandis que le cytosol désigne spécifiquement la fraction liquide ou semi-liquide du cytoplasme, excluant les organites. En d'autres termes, le cytosol est le milieu où se déroulent de nombreuses réactions biochimiques, tandis que le cytoplasme englobe également les organites cellulaires. Il se compose à 85 % d’eau, dont seules 30 % des molécules sont considérées comme libres, mais aussi d’ions (Na+, Cl-, etc.), de gaz (O2 par exemple), de molécules (lipides, glucides, etc.) et de macromolécules (protéines, polysaccharides, etc.). Le cytosol peut occuper de 50 à 80 % du volume de la cellule. En dehors de l’eau, ce milieu est largement dominé par les protéines.L'appareil de GolgiL’appareil de Golgi est un complexe organique présent dans le cytoplasme des cellules eucaryotes. Il se compose de membranes empilées en forme de disque, appelées dictyosomes. L'appareil de Golgi modifie, trie et conditionne les protéines et les lipides provenant du réticulum endoplasmique, jouant ainsi un rôle crucial dans la sécrétion cellulaire et la formation de diverses structures cellulaires.

Cytoplasme

Le mot cône est utilisé dans de nombreux domaines : biologie, zoologie, botanique, mathématiques...
Biologie
Les cônes sont les éléments réceptifs de la rétine pour la couleur. Il en existe de trois types pour capter les rayonnements (ou stimuli) correspondants au rouge orangé, au vert et au bleu violet, les trois primaires du système additif RVB.
Zoologie
Un cône est un mollusque, un escargot marin le plus souvent du genre Conus.
Botanique
En botanique, le cône est l'organe reproducteur des gymnospermes (sapin, séquoia, pins...).
Géométrie
Un cône est un figure géométrique présentant la forme d'un cornet de glace.

Cône

4334_capside-du-vih

La [popupdefinition id=237]prot&eacute;ine[/popupdefinition] de [popupdefinition id=3094]capside[/popupdefinition] (CA) est aussi cod&eacute;e par le [popupdefinition id=151]g&egrave;ne[/popupdefinition] Gag. Son accumulation par millier permet de former une coque dans laquelle est enferm&eacute; le [popupdefinition id=154]g&eacute;nome[/popupdefinition] du virus.&copy; http://visualscience.ru/en/

Protéine de capside du VIH

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Le [popupdefinition id=154]g&eacute;nome[/popupdefinition] du virus (rouge) est contenu dans la [popupdefinition id=3094]capside[/popupdefinition], et est associ&eacute; &agrave; des [popupdefinition id=710]enzymes[/popupdefinition] (r&eacute;verse transcriptase, [popupdefinition id=14342]int&eacute;grase[/popupdefinition]). Elles permettent de copier l'[popupdefinition id=97]ARN[/popupdefinition] en [popupdefinition id=87]ADN[/popupdefinition] puis de l'ins&eacute;rer dans le g&eacute;nome de la cellule infect&eacute;e. On retrouve &eacute;galement l'enzyme lysyl-[popupdefinition id=657]ARNt[/popupdefinition] synth&eacute;tase et l'ARNt-[popupdefinition id=8592]lysine[/popupdefinition] qui servent d'amorce &agrave; la [popupdefinition id=271]transcription[/popupdefinition] inverse.Le g&eacute;nome du virus est en fait sous la forme de deux copies d'ARN simple brin de polarit&eacute; positive, chacune poss&eacute;dant 10.000 [popupdefinition id=213]nucl&eacute;otides[/popupdefinition] de long. L'ARN est li&eacute; aux [popupdefinition id=237]prot&eacute;ines[/popupdefinition] de nucl&eacute;ocapside (NC ou P7) qui recouvrent chacune 5 nucl&eacute;otides.&copy; http://visualscience.ru/en/

L’ARN viral du VIH

La lysine (Lys ou K) est un acide aminé qui entre dans la composition des protéines.
Structure de la lysine
Comme tout acide aminé, la lysine possède deux groupes fonctionnels, un groupe amine (NH2) et un groupe carboxyle (COOH). Sa chaîne latérale est longue puisqu’elle porte quatre CH2 et est terminée par une fonction amine (NH2). Il s’agit d’un acide aminé basique.
Fonction de la lysine
La lysine est un acide aminé essentiel qui peut être apporté par la nourriture (légumes, viandes, poisson, œufs, lait).
Au sein des protéines, la lysine peut intervenir dans la formation de liaisons hydrogènes, et peut subir des modifications post-traductionnelles (acétylation, ubiquitination, méthylation…).

Lysine

L’ADN signifie acide désoxyribonucléique, et constitue la molécule support de l'information génétique héréditaire.

Structure de l’ADN

L’ADN est une molécule très longue, composée d’une succession de nucléotides accrochés les uns aux autres par des liaisons phosphodiester. Il existe quatre nucléotides différents : l’adénosine, la cytidine, la guanosine et la thymidine, dont l’ordre d’enchaînement est très précis et correspond à l’information génétique.


 !function (e, t) { var c, a; (c = t.createElement("script")).src = "https://podcasts.voxeus.com/v3/embed/aa3bca76080a7b4982e4a9eb012ec29691802a83.js", c.async = 1, (a = t.getElementsByTagName("script")[0]).parentNode.insertBefore(c, a) }(0, document); 

L'ADN a été découvert en 1953 par la chercheuse Rosalind Franklin, injustement oubliée pendant des décennies. Retracez son histoire dans Chasseurs de Science. © Futura

L’ADN est formé de deux brins complémentaires enroulés en hélice (double hélice). S’il peut prendre plusieurs formes (type Z et type A), l’ADN prend le plus souvent la forme B, où la double hélice possède les caractéristiques suivantes :

10,5 paires de bases par tour ;un pas de l’hélice (hauteur entre deux tours) de 0,34 nanomètres.

Schéma représentant l'ADN dans les chromosomes. © DP

 

La structure originale de l'ADN en double hélice lui permet de se dupliquer en deux molécules identiques entre elles et identiques à la molécule mère lors du phénomène de réplication qui a lieu avant la division cellulaire. L’information génétique n’est ainsi jamais perdue, et peut se transmettre aux nouvelles générations via les cellules germinales.

L'ADN chez les eucaryotes

À une échelle un peu plus grande, chez les organismes eucaryotes, l'ADN forme des pelotes, les nucléosomes, où l’ADN est associé à des protéines, les histones. Le tout est bien enroulé et compacté sous la forme de chromosomes qui sont localisés dans le noyau des cellules.

On en trouve également dans certains organites comme la mitochondrie et le chloroplaste.

L'ADN chez les procaryotes

L'ADN des procaryotes (bactéries, archées) est similaire à celui des eucaryotes, mais il n'est pas associé à des histones et baigne dans le cytoplasme. Il est aussi le plus souvent sous forme de chromosomes circulaires.

Rôle de l’ADN dans l’hérédité

Cette molécule en forme de double hélice contient l'information génétique et s'avère essentielle pour le développement, le fonctionnement et la transmission des caractères héréditaires d'un organisme. L'ADN est organisé en gènes, qui sont des segments spécifiques de cette molécule, et chaque gène code pour une protéine ou une fonction biologique particulière.

Lors de la reproduction, les parents transmettent leur ADN à leur progéniture, assurant ainsi la transmission des caractéristiques génétiques d'une génération à l'autre. L'étude de l'ADN permet de mieux comprendre les mécanismes de l'hérédité, de diagnostiquer des maladies génétiques et d'ouvrir des perspectives passionnantes dans le domaine de la médecine génomique.

ADN : comment survient une maladie génétique ?

Une maladie génétique se manifeste lorsque des anomalies ou des mutations se produisent dans l'ADN d'un individu, altérant ainsi le fonctionnement normal de certaines protéines ou de processus biologiques. Ces mutations peuvent être héritées des parents ou survenir spontanément lors de la formation des cellules reproductrices ou au cours du développement de l'individu. Ces altérations génétiques peuvent affecter la structure ou la régulation des gènes, entraînant des problèmes de santé variés.

Les maladies génétiques peuvent être héritées de manière autosomique dominante (lorsqu'un seul allèle muté suffit à causer la maladie) ou récessive (où les deux allèles doivent être mutés). L'ADN joue donc un rôle central dans le développement des maladies génétiques en dictant la composition génétique de chaque individu et en influençant leur prédisposition aux maladies héréditaires

L'importance de l'ADN dans la génétique

L’ADN est le support de l’information génétique, c'est-à-dire qu’il porte des milliers de gènes sous la forme de succession de nucléotides. Le code génétique permet d’associer chaque triplet de bases à un acide aminé particulier. Chez l’Homme, on estime le nombre de gène codant pour des protéines à 40.000, mais il existe aussi des morceaux d’ADN codant pour des ARN, pour des séquences régulatrices de l’expression des gènes…

L'ADN est composé de gènes, ces segments spécifiques qui renferment les instructions nécessaires à la synthèse des protéines et à la régulation de divers processus biologiques. Comprendre l'ADN permet ainsi de décoder les mécanismes de l'hérédité, d'identifier les mutations responsables de maladies génétiques, et d'explorer les relations entre les génomes et les caractéristiques physiques ou phénotypiques des individus. Cette connaissance a des implications majeures en médecine, en biologie évolutive, et dans le développement de traitements personnalisés. Ainsi, l'ADN est le fondement même de la génétique moderne, ouvrant des portes importantes pour la recherche scientifique et l'amélioration de la santé humaine.

Un ARNt est une courte molécule d’ARN, de structure complexe, qui joue un rôle fondamental dans la synthèse des protéines. La molécule d’ARNt compte environ 80 nucléotides ; elle est repliée sur elle-même, formant une structure tridimensionnelle grâce à des liaisons hydrogène. Si on aplatit artificiellement cette molécule, elle apparaît en forme de croix avec trois boucles et quatre régions double brin (voir schéma ci-dessous). 
Structure d’un ARNt associé à un ARNm (en bas). © designua, Fotolia
Pendant l’étape de traduction, la cellule fabrique un polypeptide à partir des informations présentes sur un ARNm ou ARNmessager. Cet ARNm comprend une succession de codons, des triplets de nucléotides qui codent pour un acide aminé précis. L’ARNt est la molécule qui va associer à chaque codon un acide aminé parmi les 20 possibles. L’ARNt possède un anticodon, un triplet de bases complémentaires du codon présent sur l’ARNm. Par exemple, le codon UUU correspond à l’acide aminé phénylalanine. Il sera reconnu par un ARNt possédant l’anticodon AAA. Il existe donc une diversité de molécules d’ARNt.
Le rôle de l’ARNt dans la traduction
Lors de la traduction, quand elle arrive vers le ribosome, la molécule d’ARNt porte déjà l’acide aminé attaché à son extrémité 3'OH. Une fois dans le ribosome, cet acide aminé est alors transféré à la protéine en cours de synthèse. Une fois que l’acide aminé est incorporé à la chaîne polypeptidique en construction, l’ARNt est libéré. 
Dans le cytoplasme, il peut se recharger avec un nouvel acide aminé. C’est l’enzyme aminoacyl-ARNt synthétase qui catalyse la liaison de l’ARNt à son acide aminé, une réaction qui nécessite l’hydrolyse de l’ATP. À cause des différents ARNt possibles, il existe aussi une diversité d’enzymes aminoacyl-ARNt synthétases. Par exemple, une séryl-ARNt-synthétase fixe l’acide aminé sérine sur un ARNt.Champ lexical : acide ribonucléique de transfert | aRN de transfert

ARNt

Un nucléotide est l'unité de construction des acides nucléiques.Structure des nucléotidesLes nucléotides sont le résultat de la formation de trois partenaires associés par des liaisons covalentes :une base azotée ;un sucre, ou pentose ;un ou plusieurs groupements phosphate (mono, di ou triphosphate).Pour l'ADN, les nucléotides qui déterminent la séquence sont en réalité des désoxynucléotides. Le pentose qui les forme est un ribose, dont le groupement OH en position 2' est remplacé par un atome d'hydrogène (un désoxyribose). Les nucléotides de l'ADN sont au nombre de quatre, selon la nature de la base azotée :la désoxyadénosine (base adénine) ;la désoxythymidine (thymine) ;la désoxyguanosine (guanine) ;et la désoxycytidine (cytosine).Dans l'ARN, les nucléotides sont formés d'un ribose possédant le groupement OH en 2'. En fonction de la base azotée associée, le nucléotide varie :l'adénosine (adénine) ;l'uridine (uracile) ;la guanosine (guanine) ;la cytidine (cytosine).Fonction des nucléotidesL'enchaînement des nucléotides détermine la succession des bases dans l'acide nucléique, ce qui constitue le message génétique. Dans l'ADN, les bases sont impliquées dans les liaisons hydrogène responsables de la formation de la double hélice (deux liaisons entre l'adénine et la thymine, et trois entre la guanine et la cytosine). Dans l'ARN, le groupement OH situé sur le ribose peut être impliqué dans des réactions moléculaires biologiques (ribozyme).En plus de ce rôle de formation de molécules plus complexes, les nucléotides sont aussi porteurs d'énergie. Ainsi, l'ATP, ou adénosine triphosphate, est la molécule énergétique par excellence, notamment générée par des voies métaboliques (glycolyse). L'ATP peut ensuite être utilisée (hydrolysée en ADP ou adénosine diphosphate, perte d'un phosphate) par des enzymes pour réaliser des réactions dans la cellule.

Nucléotide

Une enzyme est une protéine catalysant une réaction biochimique.Structure des enzymesLes enzymes sont le plus souvent des protéines, et sont donc constituées de chaînes d'acides aminés. Parfois, les activités enzymatiques sont portées par des ARN, et sont dans ce cas appelées des ribozymes.La partie importante de l'enzyme est constituée du site actif. C'est dans ce site, qui prend souvent la forme d'une cavité, que se fixe le substrat qui pourra alors être soumis à l'action de l'enzyme afin de le transformer en produit.Chaque enzyme protéique possède une structure adaptée à sa fonction, et peut être sous forme monomérique, alors que certaines au contraire sont actives sous formes dimériques, voire plus. Elles peuvent alors s'associer à plusieurs chaînes protéiques codées par le même gène (homodimère) ou codées par des gènes différents (hétérodimère).Fonctions des enzymesLes enzymes ont pour mission d'accélérer (catalyser) des millions de fois les réactions chimiques dans les organismes vivants. Il existe un grand nombre d'enzymes spécifiques qui jouent un rôle important dans les processus physiologiques (digestion, conduction nerveuse, synthèse d'hormones, etc.).On peut toutefois classer les enzymes en six catégories suivant la réaction biochimique qu'elles réalisent :les oxydoréductases, qui catalysent des réactions d'oxydoréduction (comme la peroxydase) ;les transférases, qui transfèrent un groupement fonctionnel d'une molécule à l'autre (comme les méthyltransférases qui transfèrent un groupement méthyle) ;les hydrolases, qui hydrolysent des liaisons chimiques (comme les nucléases qui coupent l'ADN ou l'ARN) ;les lyases, qui rompent des liaisons mais en produisent de nouvelles simultanément (comme l'adénylate cyclase qui produit l'AMP cyclique à partir d'ATP) ;les isomérases, qui réarrangent les groupements fonctionnels d'une molécule pour former des isomères (comme les topoisomérases qui enroulent l'ADN) ;les ligases ou synthétases, qui permettent la jonction de deux molécules (comme les ADN ligases).Seuls les substrats et les produits varient d'une enzyme à l'autre.

Enzyme

L'intégrase est une enzyme produite par les rétrovirus qui, comme son nom l'indique, permet l'intégration de leur matériel génétique converti en ADN à l'intérieur du génome de la cellule hôte. Cette protéine est donc essentielle au cycle de réplication des rétrovirus : une fois à l'intérieur du génome hôte, les gènes viraux sont transcrits puis traduits en protéines virales qui s'assemblent pour former de nouvelles particules infectieuses.

L'intégrase est énormément étudiée, car elle constitue une cible thérapeutique intéressante pour lutter contre les infections rétrovirales humaines, comme celle par le VIH.

Le rôle de l'intégrase dans le cycle de vie des rétrovirus

L'intégrase joue un rôle crucial dans le cycle de vie des rétrovirus, notamment en facilitant l'intégration de l'ADN viral dans le génome de la cellule hôte. Ce processus est essentiel pour que le virus puisse utiliser la machinerie cellulaire pour reproduire ses propres composants. Si cette intégration ne se produit pas, le cycle viral ne peut pas se poursuivre, empêchant ainsi la production de nouveaux virus.

Comment fonctionne l'intégrase?

Le mécanisme par lequel l'intégrase facilite cette intégration est complexe. Après que le rétrovirus pénètre dans une cellule hôte, son ARN est converti en ADN double-brin par une autre enzyme virale appelée transcriptase inverse. Une fois ce ADN double-brin formé, l'intégrase entre en jeu. Elle coupe les extrémités de cet ADN viral et facilite son insertion dans le génome de la cellule hôte. Cette étape est cruciale car elle permet la transcription des gènes viraux par la machinerie cellulaire.

Inhibiteurs de l'intégrase dans le traitement des infections par le VIH

En raison du rôle clé de l'intégrase dans la réplication des rétrovirus, cette enzyme est une cible majeure pour les médicaments antirétroviraux. Les inhibiteurs de l'intégrase sont une classe de médicaments qui empêchent l'intégrase de fonctionner correctement, bloquant ainsi l'intégration de l'ADN viral dans le génome humain. Ces médicaments sont particulièrement importants dans le traitement des infections par le VIH.

Exemples notables d'inhibiteurs de l'intégrase


 Raltégravir : Premier inhibiteur de l'intégrase approuvé pour le traitement du VIH.
 Elvitégravir : Utilisé en combinaison avec d'autres antirétroviraux pour améliorer l'efficacité du traitement.
 Dolutégravir : Connu pour son efficacité élevée et son profil de résistance favorable.


Implications futures de la recherche sur l'intégrase

La recherche continue sur l'intégrase ne se limite pas au développement de nouveaux inhibiteurs. Les scientifiques étudient également la possibilité de manipuler cette enzyme pour d'autres applications thérapeutiques telles que la thérapie génique. Les avancées dans la compréhension du mécanisme d'action de l'intégrase pourraient ouvrir la porte à des stratégies innovantes pour lutter contre d'autres virus rétroviraux et pour traiter des maladies génétiques.

De plus, la découverte de différents types d'intégrase fonctionnant dans différentes espèces de rétrovirus offre une fenêtre sur l'évolution des mécanismes viraux et leur adaptation aux systèmes immunitaires de leurs hôtes. Cela pourrait potentiellement mener à une meilleure compréhension des mécanismes de défense antivirale chez les humains et d'autres organismes.

L'intégrase représente non seulement un maillon essentiel dans la réplication des rétrovirus, mais également un point de convergence crucial pour les avancées thérapeutiques futures, offrant des perspectives prometteuses pour le traitement des maladies rétrovirales et au-delà.

Intégrase

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SIDA

VIH : les dessous du virus du Sida

Médecine

Virus

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Un virus est une particule microscopique infectieuse qui ne peut se répliquer qu’en pénétrant dans une cellule et en utilisant sa machinerie cellulaire. Les virus qui infectent les bactéries sont les bactériophages. Il existe des virus qui infectent des animaux et d’autres qui infectent les végétaux. S’ils provoquent des maladies, les virus peuvent être considérés comme des germes pathogènes.
La découverte des virus trouve son origine au XIXe siècle, avec les travaux d’A. Mayer sur la mosaïque du tabac. Le scientifique allemand a découvert que cette maladie qui touchait les feuilles de tabac pouvait se propager d’une plante à l’autre. Mais il n’a pas pu trouver de bactérie responsable de cette maladie. Plus tard, le microbiologiste Beijerinck comprit que la particule infectieuse devait être bien plus petite qu’une bactérie. Le virus de la mosaïque du tabac (VMT) n’a été identifié qu’en 1935 par Wendell Stanley.
Structure générale des virus
Les virus ne sont pas des cellules mais des particules infectieuses dont les gènes sont enfermés dans une coque protéique :
le génome viral peut être un ADN ou un ARN. Chez les animaux, certains virus à ARN sont des rétrovirus : ils ont besoin d’une transcriptase inverse pour fabriquer un ADN à partir de l’ARN ;la coque protéique qui enveloppe le génome est la capside. Elle peut avoir différentes formes : bâtonnet comme le virus de la mosaïque du tabac, polyèdre (par exemple un icosaèdre avec 20 triangles comme les adénovirus)… Certains virus, comme celui de la grippe, possèdent une enveloppe membraneuse, qui provient de la membrane de la cellule hôte.

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