Un virus n'a ni bouche, ni muscle, ni cellule. Posé sur une table, il ne fait rien du tout. Mais qu'un virus appelé phage T4 rencontre une bactérie : une demi-heure plus tard, à 37 °C, elle éclate en libérant 100 à 150 virus neufs.5 Simple objet chimique, ou être vivant ?
On peut ranger certains virus en cristaux, comme du sel, et ils restent infectieux. Un être vivant ferait-il ça ? Garde la question : on y revient à la fin.
Après cette fiche, tu sais
citer les critères qui définissent le vivant, et leurs limites ;
décrire un virus (génome, capside, enveloppe) et donner l'ordre de grandeur de sa taille ;
raconter le cycle d'un virus dans une cellule, et dire ce qu'il emprunte à cette cellule ;
distinguer virus et bactérie, et expliquer pourquoi un antibiotique ne soigne pas la grippe ;
argumenter, pour ou contre « vivant », selon la définition choisie.
Il n'existe pas de définition unique du vivant. Les biologistes s'appuient sur un faisceau de critères : être fait de cellules, avoir un métabolisme (transformer matière et énergie), grandir, se reproduire, garder un milieu intérieur stable, réagir à son milieu, et transmettre une information héréditaire qui évolue.
La définition de travail de la NASAPour chercher la vie sur d'autres planètes, la NASA retient une seule phrase : la vie est « un système chimique qui s'entretient lui-même et qui est capable d'évolution darwinienne ».2
Le problème : aucun critère, pris seul, ne permet de trancher. Fais défiler et soumets six candidats au test.
Le test du vivant1 / 6
Une bactérie coche toutes les cases.
Retiens l'idée : le feu imite trois critères, la mule en rate un. Une liste de critères aide à réfléchir, mais ne tranche pas toute seule. C'est exactement ce qui rend le virus si embarrassant.
Exercice 1
Vivant ou pas ?
Une flamme consomme du dioxygène, grandit et se propage. Pourquoi n'est-elle pas vivante ?
Une mule est presque toujours stérile. Est-elle vivante ?
Un virus de la grippe posé sur une poignée de porte : quel critère remplit-il quand même ?
Notion 2 · Anatomie
Des gènes dans une boîte
Une particule virale, ou virion, se résume à trois pièces au maximum :
Un génome : de l'ADN ou de l'ARN, jamais les deux. Il porte les plans de fabrication du virus.
Une capside : une coque de protéines qui protège le génome, souvent faite de nombreuses copies d'une même protéine.
Une enveloppe, chez certains virus seulement : une membrane de lipides emportée de la cellule infectée, hérissée de protéines virales qui s'accrochent aux cellules.5
Pas de noyau, pas de cytoplasme, pas de mitochondrie, pas de ribosome. Les tailles, elles, se comptent en nanomètres : 1 nm vaut un millionième de millimètre. Fais défiler : cinq virus, dessinés à la même échelle.1
À la même échelleTous
Cinq virus à la même échelle.
Prenons le virus de la grippe et démontons-le. Son génome est découpé en huit segments d'ARN, chacun enrobé de nucléoprotéine, qui joue ici le rôle de capside.1
Le virus de la grippeEntier
Le virus entier.
Pourquoi il a fallu le microscope électroniqueLe microscope optique ne distingue pas deux points plus proches qu'environ 0,25 µm, soit 250 nm, quel que soit le grossissement.6 La plupart des virus sont plus petits : on les a soupçonnés dès 1892 sans pouvoir les voir. Le microscope électronique, inventé en 1931, a permis d'en photographier : le virus de la mosaïque du tabac l'est en 1939.5
Notion 3 · Le cycle
Un virus dans une cellule, étape par étape
Seul, un virus ne peut rien. Il doit entrer dans une cellule hôte et la détourner. Suis un virus de la grippe dans une cellule qui tapisse tes voies respiratoires.1
1. Attachement. Une protéine du virus, l'hémagglutinine, s'accroche à un récepteur précis de la membrane. Seules les cellules qui portent ce récepteur sont visées.
2. Entrée. La cellule avale le virus dans une vésicule : c'est l'endocytose, qu'elle utilise d'ordinaire pour faire entrer des molécules.
3. Le génome est libéré. L'enveloppe du virus fusionne avec la vésicule. Les huit segments d'ARN s'échappent et gagnent le noyau.
4. Copie et fabrication. Dans le noyau, l'ARN viral est copié. Ce sont les ribosomes de la cellule, avec son énergie, qui fabriquent les protéines du virus.
5. Assemblage. Les nouveaux segments d'ARN et les protéines virales se rassemblent sous la membrane, où les spicules sont déjà plantés.
6. Bourgeonnement. Chaque virus neuf sort en emportant un morceau de membrane : sa future enveloppe. La neuraminidase le détache des récepteurs qui le retiennent.
7. Bilan. La cellule a tout fourni : matières premières, énergie, ribosomes. Le virus n'a apporté que ses plans, et les virus neufs vont infecter les cellules voisines.
Tu as remarqué ? À aucun moment le virus ne fabrique lui-même une protéine ou de l'énergie. Il apporte des plans, la cellule fait tout le travail.
Exercice 2
Remets le cycle dans l'ordre
Touche les six étapes dans l'ordre.
Le virus s'accroche à un récepteur de la membrane.
La cellule l'avale dans une vésicule.
Le génome viral est libéré et gagne le noyau.
Le génome est copié ; les ribosomes de la cellule fabriquent les protéines virales.
Génomes et protéines s'assemblent sous la membrane.
Les virus neufs bourgeonnent et quittent la cellule.
Chez les virus de bactéries, les bactériophages, tout va encore plus vite. Le phage T4 s'accroche à la bactérie E. coli par ses fibres et lui injecte son ADN ; la bactérie fabrique et assemble alors les pièces de nouveaux phages, puis éclate.1 Fais défiler : une heure et demie dans un tube à 37 °C.
Un phage, des bactéries0 min
0 min. Le phage injecte son ADN dans la bactérie.
Modèle simplifié : 100 virus par bactérie (en réalité 100 à 150), toutes les 30 minutes, avec des bactéries en nombre illimité.
Certains virus se cachent
Tous les virus ne détruisent pas leur cellule tout de suite. Le génome de certains phages s'insère dans le chromosome de la bactérie et se fait recopier à chaque division : c'est le cycle lysogène. Les rétrovirus, comme le VIH, recopient leur ARN en ADN, puis l'intègrent dans un chromosome de la cellule : c'est le provirus.1, 5
Quand cela arrive dans une cellule reproductrice, le provirus se transmet aux descendants. Selon les estimations, de 3 à 8 % de notre génome vient d'anciens rétrovirus, et certains de leurs gènes, les syncytines, servent même à former une couche du placenta.5
Exercice 3
Calcule
Une bactérie E. coli mesure environ 2 µm de long. Combien de virus de la grippe de 100 nm faut-il aligner pour couvrir cette longueur ?
Pour qu'un virus de 100 nm paraisse aussi grand qu'un point de 1 mm, de combien faut-il le grossir ?
Un phage libère 100 virus neufs par bactérie, toutes les 30 minutes. Si chaque virus neuf infecte aussitôt une nouvelle bactérie, combien de virus sont libérés au bout de 1 h 30, en partant d'un seul ?
Notion 4 · Virus et bactéries
Deux mondes très différents
On les range souvent ensemble sous le mot « microbes ». Pourtant une bactérie est une cellule complète, alors qu'un virus n'en est pas une.
Virus
Bactérie
Cellule
non
oui, une seule
Taille
surtout 20 à 300 nm ; géants jusqu'à 750 nm
environ 2 µm pour E. coli
Génome
ADN ou ARN
ADN, et des ARN pour s'en servir
Ribosomes, métabolisme
non
oui
Multiplication
assemblé par une cellule hôte
se divise en deux, jusqu'à toutes les 20 minutes
Antibiotiques
aucun effet
efficaces, sauf résistance
Tailles : ViralZone et Wikipédia1, 5 ; ribosomes : Harris et Hill.4
Les antibiotiques ne soignent ni la grippe ni le rhumeSelon la Confédération, les antibiotiques « tuent les bactéries ou les empêchent de se développer » et « sont inefficaces contre les virus (p. ex. refroidissement, grippe) ». D'où sa consigne : les prendre « quand il faut, comme il faut », car la résistance croissante des bactéries aux antibiotiques est « une menace mondiale ».3
Petit jeu
À chaque virus sa cellule
Fais glisser chaque virus vers les cellules qu'il infecte, ou touche l'étiquette puis la case.
Voies respiratoiresnez, gorge, bronches
Lymphocytes T4globules blancs
Cellules du foiehépatocytes
Bactériespar exemple E. coli
Plantestabac, tomate…
Notion 5 · Le débat
Alors, vivant ou pas ?
La question est aussi vieille que les virus eux-mêmes. Chaque découverte a fait pencher la balance d'un côté ou de l'autre.
1892
Dmitri Ivanovski montre que la sève d'un tabac malade reste infectieuse après un filtre qui retient les bactéries.
1898
Martinus Beijerinck montre que cet agent se multiplie dans les cellules de la plante, et l'appelle « virus ».
1935
Wendell Stanley cristallise le virus de la mosaïque du tabac : les cristaux restent infectieux. Prix Nobel de chimie en 1946.
2003
Une équipe de Marseille identifie le mimivirus, un virus géant d'abord pris pour une bactérie.
2008
Découverte d'un virophage : un virus qui se multiplie dans l'« usine à virus » d'un virus géant et le gêne.
Pour y voir clair, range quelques objets de la biologie du plus simple au plus complet, puis essaie de tracer la frontière du vivant. Fais défiler.
La frontière du vivant1 / 5
ouinonseul : se multiplie hors d'une cellule
Un prion n'est qu'une protéine.
« Non vivant » : la définition par la cellule
Les virus n'ont pas de ribosome : ils ne peuvent pas fabriquer leurs propres protéines, ni produire leur énergie. Ils ne remplissent pas non plus la définition de la NASA, puisqu'ils ne s'entretiennent pas eux-mêmes.4 Et l'un d'eux a été cristallisé, comme un composé chimique.
« Vivant » : la définition par l'évolution
Les virus portent des gènes, mutent et sont triés par la sélection naturelle. Les virus géants ont des gènes qu'on croyait réservés aux cellules, et des bactéries comme Chlamydia, elles aussi incapables de vivre hors d'une cellule, sont pourtant classées parmi les vivants.4, 5
La virocelluleLe microbiologiste Patrick Forterre propose de changer de regard : la vraie forme vivante du virus serait la cellule infectée, la « virocellule », dont le rôle n'est plus de produire deux cellules mais de produire des virions. La particule virale, elle, ressemblerait à une graine ou à une spore.4
« Compter les virions pour dénombrer les virus revient à peu près à compter des œufs de poisson pour dénombrer les poissons. »
Patrick Forterre, The ISME Journal, 2013 (traduit de l'anglais).4
Réponse à ma question du début : oui, Wendell Stanley a cristallisé un virus en 1935, et ses cristaux restaient infectieux. Aucune bactérie ne se range en cristaux comme ça. Mais un cristal de sel, lui, ne mute pas et n'évolue pas : le virus reste coincé entre les deux.
Exercice 4
Pour ou contre « vivant » ?
Range chaque argument dans le camp qu'il soutient.
Plaide pour « vivant »
Plaide pour « non vivant »
ConclusionLa réponse dépend de la définition choisie, et le débat reste ouvert chez les scientifiques. Une chose est sûre : les virus sont des entités biologiques qui évoluent avec le vivant depuis très longtemps, au point d'avoir laissé des traces dans notre propre génome.4
Pour éviter les erreurs
Quatre confusions classiques
« Un virus, c'est une toute petite bactérie »Une bactérie est une cellule, avec ses ribosomes et son métabolisme ; un virus n'a ni l'un ni l'autre. Et la taille diffère : un virus de la grippe est environ vingt fois plus court qu'E. coli.
« Un antibiotique soigne la grippe »Les antibiotiques agissent sur les bactéries et n'ont aucun effet sur les virus, comme ceux du rhume ou de la grippe.3
« Un virus grandit, puis se divise »Il ne grandit jamais : la cellule fabrique ses pièces séparément, puis elles s'assemblent. Le virus quitte la cellule à sa taille définitive.
« Tous les virus nous rendent malades »Beaucoup n'infectent que des bactéries ou des plantes : le virus de la mosaïque du tabac n'infecte aucun animal. Et des gènes d'anciens rétrovirus, intégrés à notre génome, servent à former le placenta.5
À retenir
Les virus en huit lignes
Critères du vivant : cellules, métabolisme, croissance, reproduction, milieu intérieur stable, réaction au milieu, hérédité et évolution. Aucun ne suffit seul.
Un virus = un génome (ADN ou ARN) dans une capside de protéines, parfois entourée d'une enveloppe de lipides prise à la cellule.
Taille : surtout 20 à 300 nm, invisibles au microscope optique (limite d'environ 250 nm). Les virus géants atteignent 750 nm.
Cycle : attachement à un récepteur, entrée, libération du génome, copie et fabrication par la cellule, assemblage, sortie.
Le virus n'a ni ribosome ni métabolisme : la cellule fournit énergie, matières premières et machinerie.
Chaque virus ne reconnaît que les cellules qui portent son récepteur : grippe et voies respiratoires, VIH et lymphocytes T4.
Les antibiotiques agissent sur les bactéries, jamais sur les virus.
Vivant ? Non selon la définition par la cellule ; oui selon la définition par l'évolution. Le débat reste ouvert.
Quiz
Douze questions pour vérifier
Avant de répondre, demande-toi si la question parle de la particule virale seule, ou du virus à l'œuvre dans une cellule. Ça change souvent tout.
Douze questions tirées au hasard parmi vingt-deux, avec l'explication après chaque réponse. Ton score reste sur ton appareil.
NASA Astrobiology, About Life Detection (définition de travail de la vie). astrobiology.nasa.gov
Confédération suisse, Stratégie Antibiorésistance (StAR) : page d'accueil et Les antibiotiques : quand il faut, comme il faut. star.admin.ch · population
Heather M. B. Harris et Colin Hill, A Place for Viruses on the Tree of Life, Frontiers in Microbiology, vol. 11, 2021 ; Patrick Forterre, The virocell concept and environmental microbiology, The ISME Journal, 2013. frontiersin.org · ncbi.nlm.nih.gov