C'est quoi un virus ?

Publié par Echoscience Loire, le 19 mars 2020   720

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Source - Exploratorium



Une activité traduite de celle proposée par l’Exploratorium - https://www.exploratorium.edu/...

Résolvez le problème qui a pris aux virus des millions d’années à résoudre en intégrant efficacement les acides nucléiques et les protéines dans un petit emballage.


 Pour chaque modèle, vous aurez besoin de :

Source - l'Exploratorium


  • feuilles en papier cartonné (type Canson)

  • 60 à 90 centimètres de fil de laine

  • 6 gros bouts de coton

  • Scotch

  • Ciseaux
  • Modèles triangulaires

  • facultatif : un petit sac en plastique hermétique


Vous trouverez à la fin de l’article un petit glossaire reprenant les termes scientifique de cette activité. 

Assemblage

Imprimez ou copiez les modèles triangulaires sur la feuille cartonnée. Les deux bandes de 20 triangles chacune tiennent sur une feuille A4. Une seule bande est nécessaire pour chaque assemblage.

Instructions

Découpez chaque triangle équilatéral. Expérimentez avec les différentes façon de scotcher les 20 triangles ensemble afin qu’ils entourent totalement la laine et les bouts de cotons.

Que se passe-t-il ?

Les virus sont composés de génomes d’acide nucléique et de protéines internes qui sont elles mêmes entourées d’une couche protectrice de protéines appelée capside.

Au lieu de fabriquer la capside d’une protéine géante, les virus utilisent généralement de nombreuses copies d’une même protéine qui se combinent pour former cette carapace externe. De cette façon, le virus peut être économe en utilisant un gène de manière répétitive pour fabriquer plusieurs petites protéines plutôt que d’allouer une grande partie de son génome à la fabrication d’une grande couche protéique.

Lors de la fabrication de votre barrière de papier, vous avez peut-être réussi à trouver une forme qui utilise plusieurs triangles pour enfermer le fil et les bouts de coton qui représentent respectivement l’acide nucléique et les protéines internes d’un virus. La majorité des virus sont composés de sous unités protéiques triangulaires qui s’associent pour former un icosaèdre, une forme à 20 côtés. Cette forme aide le virus à minimiser son rapport surface/volume, lui permettant ainsi de transporter le plus de matériel génétique et de protéines internes, à l'intérieur d’une carapace de protéine donnée.

Une des manières de catégoriser un virus consiste à repérer s’ils sont entourés ou non d’une membrane, appelée “enveloppe virale”. Un grand nombre des virus infectant les humains ont une enveloppe, notamment le VIH, le virus responsable du Sida. Vous pouvez placer votre capside dans un sac plastique qui représente ces virus enveloppés.

Les coronavirus, comme celui responsable du COVID-19, ont également des enveloppes. A la différence du VIH, ils ont des intérieurs hélicoïdaux (en forme de spirale), une forme commune parmi les virus.

Pour aller plus loin

Les icosaèdres ont trois axes de symétrie rotationnelle ; un axe double (180°), triple (120°) et quintuple (72°). Avec l’axe de symétrie double, la forme sera la même que si elle est pivotée sur son axe à 180°. Pouvez-vous trouver les trois axes de symétrie ?

Ce modèle peut aussi être utilisé pour illustrer le concept de thérapie génique. La thérapie génique cherche à traiter les maladies causées par des protéines défectueuses ou déficientes en introduisant un matériau génétique comme médicament. Au lieu de produire et d’injecter un version fonctionnelle de la protéine, les thérapies géniques modifient les virus afin que leurs génomes contiennent une copie du gène qui encode la forme correcte de la protéine malade. Les gènes viraux sont retirés du génome de sorte que lorsque le virus, maintenant vecteur viral, entre dans la cellule cible, il produit des copies correctes de la protéine thérapeutique au lieu de créer des nouveaux virions (des particules virales complètes).

La thérapie génique a été utilisée lors d’essais cliniques pour traiter un large panel de maladies, notamment le VIH, l’hémophilie, le cancer et la maladie des “enfants bulles” (déficit immunitaire combiné sévère).

En tant qu’enseignant, si vous fabriquez ces modèles en classe, nous recommandons un modèle pour un ou deux élèves.

Glossaire : 

  • Acides nucléiques : structure composant l’ADN ou l’ARN (acide ribonucléique) portant l’information génétique.

  • Capside : couche de protéines qui entoure l’information génétique du virus afin de le protéger

  • Gènes : Unité d'information génétique. Les gènes sont constitués d'ADN (acide désoxyribonucléique) et sont responsables de l’hérédité ainsi que des caractéristiques propres à chaque espèce. L’espèce humaine en compte environ 30 000.  

  • Génome : Ensemble de l'information génétique présente dans toutes les cellules d'un être vivant. Le génome contient notamment l'ensemble des gènes d'un individu.

  • Hélicoïdal : en forme de spirale

  • Icosaèdre : forme à 20 côtés

  • Protéines : molécules biologiques ayant diverses activités dans le corps.