📋 Plan du Cours
- Virions et acide nucléique
- Structure de la capside
- Symétries virales
- Enveloppe virale
- Cycle de multiplication
- Bactériophages
- Diagnostic RT-PCR
- Virus SARS-CoV-2
- Viruses aquatiques
- Maladies virales en aquaculture
📖 1. Virions et acide nucléique
🔑 Notions clés & Définitions
- Virions : particules infectieuses constituées d’acide nucléique et de protéines, capables d’infecter une cellule hôte. Selon Lwoff (1953), le virion ne possède qu’un seul type d’acide nucléique (ADN ou ARN), est incapable de se diviser, et manifeste un parasitisme absolu en utilisant les structures et l’énergie de la cellule hôte pour sa multiplication.
- Acide nucléique : ADN ou ARN, seul type présent dans un virion, contenant l’information génétique nécessaire à l’infection. Il peut être simple ou double brin, souvent associé à des protéines nucléoprotéines.
- Capside : coque protéique très rigide qui protège l’acide nucléique viral. Elle est constituée d’unités de base appelées capsomères, qui peuvent être hexons ou pentons. La structure de la capside détermine la symétrie du virus.
- Symétries virales : organisation géométrique de la capside, comprenant deux principaux types :
- Cubique (icosaèdre) : capsomères assemblés en 20 faces, caractéristique des virus à symétrie cubique.
- Hélicoïdale : capside formant un ruban spiralé enroulé en cylindre creux, caractéristique des virus à symétrie hélicoïdale.
- Enveloppe virale : membrane lipidique facultative entourant certains virus, composée d’une bicouche de phospholipides et de glycoprotéines. Elle confère une forme variable aux virus enveloppés.
- Projections de surface (spicules) : protéines présentes à la surface des virus enveloppés, formant des spikes, essentielles pour la fixation et l’entrée dans la cellule hôte.
📝 Points essentiels
- Les virus sont des parasites absolus, ne pouvant se développer qu’au sein des cellules hôtes, en utilisant leur énergie et structures.
- La taille des virions varie de 10 à 400 nm.
- L’acide nucléique viral est unique dans chaque virion, pouvant être ADN ou ARN, simple ou double brin, associé à des nucléoprotéines formant le nucléocapside.
- La capside, coque protéique rigide, est composée de capsomères et détermine la symétrie du virus (cubique ou hélicoïdale).
- Certains virus possèdent une enveloppe lipidique, qui est souple et variable en forme, avec des protéines de surface (spicules) qui jouent un rôle dans l’attachement au récepteur cellulaire.
- La classification des virus repose sur la structure de la capside, la symétrie, et la présence ou non d’une enveloppe.
💡 À retenir
Les virions sont des particules infectieuses composées d’un acide nucléique protégé par une capside, dont la structure (cubique ou hélicoïdale) et la présence d’une enveloppe déterminent leur classification et leur mode d’interaction avec la cellule hôte.
📖 2. Structure de la capside
🔑 Notions clés & Définitions
- Structure de la capside : coque protéique très rigide qui protège l’acide nucléique viral, constituée d’unités de base appelées capsomères (soit hexons, soit pentons). (source)
- Symétries virales : organisation géométrique de la capside. Deux types principaux :
- Cubique : capsomères assemblés en icosaèdre (20 faces). La capside contient l’acide nucléique enroulé sur lui-même.
- Hélicoïdale : la capside forme un ruban continu en spirale, cylindrique creux contenant l’acide nucléique. (source)
- L’enveloppe : membrane lipidique entourant certains virus, composée d’une bicouche de phospholipides et de glycoprotéines. Elle n’est présente que chez certains virus, donnant une forme variable à ces virus enveloppés.
- Projections de surface (spicules) : protéines de surface formant des spikes, présentes sur certains virus enveloppés, essentielles pour la fixation et l’entrée dans la cellule hôte. (source)
📝 Points essentiels
- La capside est constituée d’unités de base, les capsomères, qui déterminent la symétrie du virus.
- La symétrie cubique (icosaèdre) est caractéristique des virus à capsomères assemblés en 20 faces. La symétrie hélicoïdale forme un cylindre creux avec un enroulement spiralé.
- L’enveloppe lipidique est facultative : elle distingue les virus nus (sans enveloppe) des virus enveloppés. La majorité des virus à symétrie hélicoïdale sont enveloppés, tandis que certains virus à symétrie cubique le sont aussi.
- Les spikes (spicules) sont des protéines de surface qui jouent un rôle clé dans la reconnaissance et l’attachement au récepteur cellulaire.
💡 À retenir
La structure de la capside, qu’elle soit cubique ou hélicoïdale, ainsi que la présence ou non d’une enveloppe, sont des éléments fondamentaux pour la classification et la compréhension du mode d’entrée et de protection du virus.
📖 3. Symétries virales
🔑 Notions clés & Définitions
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Symétries virales : organisation géométrique de la capside, déterminant la forme du virus. Selon le contenu source, on distingue principalement deux types :
- Symétrie cubique : La capside est assemblée en icosaèdre (20 faces), avec des capsomères formant une coque rigide. La structure est caractéristique des virus à symétrie cubique.
- Symétrie hélicoïdale : La capside forme un ruban enroulé en spirale, constituant un cylindre creux où se trouve l’acide nucléique. La coque est flexible et forme un filament spiralé.
-
Structure de la capside : coque protéique très rigide qui protège l’acide nucléique viral. Elle est constituée d’unités de base appelées capsomères, qui peuvent être soit hexons, soit pentons. La structure de la capside définit la symétrie du virus.
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Enveloppe virale : membrane lipidique facultative entourant certains virus. Elle est constituée d’une bicouche de phospholipides et de glycoprotéines. La présence ou l’absence de cette enveloppe influence la forme et la classification du virus.
- Virus nus : ne possèdent pas d’enveloppe.
- Virus enveloppés : possèdent une enveloppe lipidique souple, souvent associée à des protéines de surface.
📝 Points essentiels
- La symétrie de la capside (cubique ou hélicoïdale) est un critère fondamental pour la classification des virus.
- La coque de la capside est formée d’unités appelées capsomères, dont la disposition détermine la symétrie.
- La structure de la capside est rigide, protégeant l’acide nucléique, et sa forme influence la forme globale du virus.
- Certains virus possèdent une enveloppe lipidique, qui est une membrane facultative, souvent souple, et leur forme peut varier en conséquence.
- La majorité des virus à symétrie hélicoïdale sont enveloppés (ex : virus de la grippe), tandis que certains virus à symétrie cubique peuvent aussi être enveloppés (ex : virus de l’herpès).
💡 À retenir
La symétrie de la capside, qu’elle soit cubique ou hélicoïdale, est un élément clé qui détermine la forme du virus et sa classification, avec la présence ou l’absence d’enveloppe lipidique modulant la souplesse et la forme du virion.
📖 4. Enveloppe virale
🔑 Notions clés & Définitions
Enveloppe virale : membrane lipidique entourant certains virus, contenant des glycoprotéines. Elle est facultative, présente uniquement chez certains virus, et dérive de la membrane de la cellule hôte lors du processus de budding (voir section 1). Elle confère une certaine souplesse à la forme du virus enveloppé.
Projections de surface (spicules) : protéines de surface des virus enveloppés, constituées de glycoprotéines. Elles sont fixées à l’enveloppe et jouent un rôle crucial dans la fixation et l’entrée du virus dans la cellule hôte (voir section 1).
Symétries virales : organisation géométrique de la structure virale, influençant la forme du virus. La symétrie peut être cubique (ex : icosaèdre) ou hélicoïdale, et elle détermine la disposition de la capside et de l’enveloppe (voir section 1).
📝 Points essentiels
- L’enveloppe est constituée principalement d’une bicouche de phospholipides et de glycoprotéines, ce qui lui confère une structure souple et variable en forme.
- La majorité des virus à symétrie hélicoïdale sont enveloppés, comme le virus de la grippe, tandis que certains virus à symétrie cubique peuvent aussi être enveloppés, comme le virus de l’herpès.
- Les projections de surface (spicules) sont essentielles pour la reconnaissance du récepteur cellulaire et l’entrée du virus.
- La présence ou l’absence d’enveloppe influence la stabilité du virus dans l’environnement et sa sensibilité aux agents détergents ou aux conditions extérieures.
💡 À retenir
L’enveloppe virale, composée de lipides et de glycoprotéines, est une structure flexible qui influence la forme, la capacité d’infection et la sensibilité du virus. Les projections de surface (spicules) jouent un rôle clé dans l’attachement et l’entrée dans la cellule hôte.
📖 5. Cycle de multiplication
🔑 Notions clés & Définitions
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Cycle de multiplication : processus par lequel un virus infecte une cellule hôte, se réplique, et libère de nouveaux virions. Selon Lwoff (1953), il implique l'utilisation des structures et de l'énergie de la cellule hôte pour produire des particules virales infectieuses.
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Cycle lytique : cycle de multiplication où la cellule hôte est lyssée et détruite. Il comprend plusieurs étapes : fixation, pénétration, réplication, encapsidation, lyse cellulaire et libération des virions.
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Cycle lysogénique : cycle où le génome viral s'intègre dans celui de la cellule hôte, formant un « provirus ». Le virus peut rester latent, sans lyse immédiate, et se réactiver plus tard pour entrer dans un cycle lytique.
📝 Points essentiels
- La multiplication virale ne peut se faire qu’au sein des cellules hôtes, qui peuvent être eucaryotes ou procaryotes (bactéries).
- Le cycle lytique entraîne la destruction de la cellule hôte par lyse, libérant ainsi de nouveaux virions.
- Le cycle lysogénique permet au génome viral de s’intégrer dans le génome de la cellule, pouvant rester dormant pendant plusieurs générations. La réactivation du cycle lytique peut survenir lorsque les défenses de l’organisme hôte sont faibles.
- La structure du virus, notamment la capside, la symétrie (cubique ou hélicoïdale), et la présence ou non d’une enveloppe, influence la voie de multiplication.
- La réplication du virus implique la synthèse de l’acide nucléique viral, la production de capsides, puis l’assemblage des virions.
- La distinction entre cycle lytique et lysogénique repose sur la capacité du virus à lyser la cellule ou à s’y maintenir en latence.
💡 À retenir
Le cycle de multiplication viral peut suivre deux voies principales : lytique, menant à la destruction de la cellule hôte, ou lysogénique, où le génome viral s’intègre dans celui de la cellule, permettant une latence pouvant se réactiver ultérieurement.
📖 6. Bactériophages
🔑 Notions clés & Définitions
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Bactériophages : virus infectant spécifiquement les bactéries. Leur reconnaissance est spécifique à une espèce ou sous-espèce bactérienne, ne pouvant pas infecter d’autres types de cellules, y compris celles de l’Homme. Leur rôle écologique est essentiel dans la régulation des populations bactériennes et l’évolution génétique microbienne (voir section 3).
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Structure des bactériophages : composée d’une tête prismatique protéique entourant l’acide nucléique (ADN ou ARN) pelotonné, et d’une queue protéique comprenant un cylindre creux, une gaine hélicoïdale contractile, une plaque terminale ou basale, et des fibres caudales ou filaments (spicules ou crochets). La tête protège l’acide nucléique, la queue sert à l’injection dans la bactérie (voir section 1).
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Cycle de multiplication :
- Lytique : le phage se fixe à la bactérie, injecte son acide nucléique, utilise le matériel bactérien pour synthétiser ses composants, puis lyse la cellule pour libérer de nouveaux phages.
- Lysogénique : l’acide nucléique du phage s’intègre dans le chromosome bactérien, formant un provirus. La bactérie peut alors se multiplier normalement, avec une expression possible des gènes du phage, qui peut redevenir lytique en conditions défavorables (voir section 2).
📝 Points essentiels
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Les bactériophages possèdent une structure composée d’une tête protéique contenant l’acide nucléique, et d’une queue avec fibres caudales et plaque terminale. La tête est constituée d’unités appelées capsomères, organisées selon une symétrie cubique (icosaèdre) ou hélicoïdale, selon le type de phage.
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La multiplication du phage peut suivre deux voies :
- Cycle lytique, entraînant la lyse de la bactérie et la libération de nouveaux virions.
- Cycle lysogénique, où le génome viral s’intègre dans celui de la bactérie, pouvant rester latent avant de redevenir lytique.
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La reconnaissance spécifique du bactériophage à sa bactérie hôte repose sur la fixation à la plaque terminale et aux fibres caudales, permettant l’injection de l’acide nucléique.
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La présence de bactériophages dans l’eau est un indicateur de contamination bactérienne, notamment par la détection de phages d’E. coli, témoignant d’une contamination fécale.
💡 À retenir
Les bactériophages sont des virus spécifiques des bactéries, structurés d’une tête protéique et d’une queue, qui se multiplient selon un cycle lytique ou lysogénique, jouant un rôle clé dans la régulation microbienne et la biologie environnementale.
📖 7. Diagnostic RT-PCR
🔑 Notions clés & Définitions
Diagnostic RT-PCR : méthode de détection du génome viral par amplification enzymatique.
AUTEUR : La RT-PCR repose sur la transcription inverse de l'ARN viral en ADN, puis amplification par PCR.
Principe : La transcription inverse transforme l'ARN viral en ADN complémentaire (ADNc). Ensuite, l'ADNc est amplifié par PCR à l'aide d'amorces spécifiques.
Cibles : régions spécifiques du génome viral comme RdRp, S, N, E.
📝 Points essentiels
- La RT-PCR est un diagnostic direct qui cible le génome viral.
- La procédure commence par un prélèvement naso-pharyngé, suivi de l'extraction de l'ARN viral.
- La transcription inverse est nécessaire car le virus possède un génome ARN.
- L'amplification par PCR se déroule en trois étapes : dénaturation, hybridation avec des amorces spécifiques, et élongation.
- Chaque cycle double la quantité d'ADN, permettant une amplification exponentielle.
- La détection cible plusieurs régions du génome, notamment RdRp, gène E, gène N, gène S, et ORF1.
- La HAS recommande au minimum deux cibles pour garantir la fiabilité du test.
- La sensibilité et la spécificité sont très bonnes, permettant la détection dès le premier jour des symptômes et chez les asymptomatiques.
- Limites : un test positif indique la présence du génome, mais pas la contagiosité ; risque de faux négatifs dû à un mauvais prélèvement, un site inadapté ou un délai inapproprié.
💡 À retenir
La RT-PCR est la méthode de référence pour la détection du génome viral, combinant transcription inverse et amplification spécifique, avec une haute sensibilité et fiabilité.
📖 8. Virus SARS-CoV-2
🔑 Notions clés & Définitions
- Virus SARS-CoV-2 : coronavirus à ARN simple brin, enveloppé, de forme sphérique, appartenant à la famille des Coronaviridae, sous-famille des Coronavirinae, genre Betacoronavirus, clade B. (voir section 1)
- Organisation du génome : le génome du SARS-CoV-2 est constitué d’un ARN simple brin, de polarité positive, d’environ 30 kb, comprenant deux grandes régions ORF1a et ORF1b, qui codent le complexe de réplication-transcription, et une région terminale codant pour les protéines S, E, M, N. (voir section 1)
- Régions ORF1a/b : régions du génome codant le complexe de réplication-transcription, notamment la gène RdRp (ARN polymérase ARN-dépendante). (voir section 1)
- Gènes S, E, M, N : régions codant respectivement pour les protéines de surface Spike (S), Enveloppe (E), Membrane (M), et Nucléocapside (N). (voir section 1)
- Protéines de surface S (Spike) : protéines formant une couronne, essentielles pour la fixation au récepteur cellulaire et l’entrée du virus dans la cellule, cible majeure des anticorps neutralisants. (voir section 1)
- Nucléocapside N : protéine associée à l’ARN viral, formant la nucléocapside. (voir section 1)
- Enveloppe lipidique : membrane bicouche de phospholipides entourant le virus, contenant des glycoprotéines, souple, conférant une forme variable au virus enveloppé. (voir section 1)
📝 Points essentiels
- Le SARS-CoV-2 est un virus enveloppé sphérique, de diamètre entre 80 et 200 nm, avec une enveloppe lipidique et des protéines de surface S formant une couronne. (voir section 1)
- Son génome est un ARN simple brin, de polarité positive, d’environ 30 kb, comprenant deux régions ORF1a/b et une région terminale codant pour S, E, M, N. (voir section 1)
- La protéine S est cruciale pour la fixation et l’entrée dans la cellule, constituant une cible majeure pour les anticorps neutralisants. (voir section 1)
- La structure du virus inclut une capside protéique, formée d’unités capsomères (hexons ou pentons), avec une symétrie pouvant être cubique (icosaèdre) ou hélicoïdale, et une enveloppe lipidique facultative. (voir section 1)
- La détection du génome viral repose principalement sur la RT-PCR, qui amplifie l’ADNc issu de l’ARN viral après extraction et transcription inverse. (voir section 1)
- La RT-PCR cible plusieurs régions du génome, notamment RdRp, S, N, E, avec au moins deux cibles pour garantir la fiabilité. (voir section 1)
💡 À retenir
Le SARS-CoV-2 est un virus enveloppé à ARN simple brin, dont la protéine S joue un rôle clé dans l’infection, et dont la détection repose principalement sur la RT-PCR ciblant plusieurs régions du génome.
📖 9. Viruses aquatiques
🔑 Notions clés & Définitions
Viruses aquatiques : virus présents dans l’eau, dont la majorité sont des bactériophages, qui jouent un rôle dans les processus écologiques aquatiques (source : contenu source).
Effets écologiques : influence des virus sur les écosystèmes aquatiques, notamment par la régulation des populations microbiennes, la destruction d’algues productrices de toxines, et la contribution à la dynamique des flux de matière (source : contenu source).
Impact sur la biodiversité microbienne : rôle des virus dans le maintien de la coexistence d’espèces microbiennes en régulant leurs populations, évitant la domination d’une seule espèce, et favorisant la diversité (source : contenu source).
📝 Points essentiels
- Les virus aquatiques constituent le groupe le plus abondant dans les écosystèmes aquatiques, avec une concentration naturelle dépassant 1 à 10 millions par millilitre d’eau.
- La majorité de ces virus sont des bactériophages, qui infectent spécifiquement les bactéries.
- Leur action entraîne la mortalité des microorganismes autotrophes et hétérotrophes, libérant des débris riches en azote, phosphore, carbone, enrichissant ainsi le milieu.
- Ils détruisent certaines algues et cyanobactéries productrices de toxines, contribuant à la régulation des populations.
- En régulant la croissance bactérienne et algale, ils participent au maintien de la biodiversité microbienne, permettant la coexistence d’espèces dominantes et dominées.
- La présence de bactériophages dans l’eau indique la présence de leur espèce bactérienne cible, servant de témoin de contamination bactérienne (ex : phages d’E. coli).
- Les virus influencent la saisonnalité des épidémies bactériennes, comme dans le cas de Vibrio cholerae, où l’augmentation des bactériophages réduit la population bactérienne lors d’épidémies.
- En aquaculture, les virus peuvent causer des maladies virales, telles que l’anémie infectieuse du saumon, avec des modes de transmission principalement liés à l’eau, aux poissons infectés ou aux vecteurs mécaniques.
- Les virus aquatiques participent aussi à la dynamique des flux de matière, notamment par la lyse cellulaire, enrichissant le milieu en nutriments essentiels.
💡 À retenir
Les virus aquatiques, principalement des bactériophages, jouent un rôle clé dans la régulation des populations microbiennes, la destruction d’algues toxiques, et le maintien de la biodiversité microbienne, tout en étant des indicateurs de contamination bactérienne dans l’eau.
📖 10. Maladies virales en aquaculture
🔑 Notions clés & Définitions
- Maladies virales en aquaculture : Pathologies causées par des virus dans les élevages aquatiques, pouvant entraîner des pertes économiques importantes et menacer la durabilité des élevages.
- Transmission : Mode de propagation des virus dans les élevages aquatiques, principalement par l’eau, contact direct ou vecteurs mécaniques (ex : filets, humains).
- Prévention : Ensemble des mesures visant à réduire le risque d’introduction et de propagation des virus, incluant la bio-sécurité, la vaccination, et la surveillance virologique.
📝 Points essentiels
- Les virus en aquaculture se transmettent principalement par l’eau, les poissons infectés, ou par vecteurs mécaniques.
- La prévention repose sur la biosécurité (nettoyage, quarantaine, contrôle des introductions), le suivi sanitaire régulier, et parfois la vaccination.
- La gestion environnementale (qualité de l’eau, densité d’élevage) permet également de diminuer la vulnérabilité des poissons aux infections.
- La surveillance virologique, notamment par détection du génome viral (ex : RT-PCR), est essentielle pour contrôler et diagnostiquer les maladies virales.
- La maladie de l’Anémie Infectieuse du saumon est un exemple de pathologie virale en aquaculture, caractérisée par des symptômes spécifiques et une prévention basée sur la biosécurité et la vaccination.
💡 À retenir
Les maladies virales en aquaculture sont transmises principalement par l’eau, et leur prévention repose sur des mesures de biosécurité, la vaccination, et une surveillance régulière pour limiter leur impact économique et écologique.
📊 Tableaux de Synthèse
| Critère | Virus nu | Virus enveloppé | Auteur / Référence |
|---|
| Structure de la capside | Rigide, formée de capsomères (hexons/pentons) | Même structure, mais enveloppe lipidique en plus | Source |
| Symétrie | Cubique (icosaèdre) ou hélicoïdale | Cubique ou hélicoïdale, selon la structure de la capside | Source |
| Enveloppe | Absente (nu) | Présente (facultative) | Source |
| Projections de surface (spicules) | Rarement présentes | Présentes, essentielles pour fixation et entrée | Source |
| Protection de l’acide nucléique | Par la capside | Par la capside + enveloppe | Source |
⚠️ Pièges & Confusions Fréquentes
- Confondre la présence de l’enveloppe avec la structure de la capside (souvent, virus enveloppés ont aussi une capside cubique ou hélicoïdale).
- Croire que tous les virus ont une symétrie cubique ou hélicoïdale ; certains peuvent présenter des structures atypiques.
- Confondre la fonction des spikes : ils ne sont pas seulement décoratifs, mais essentiels pour l’attachement et l’entrée.
- Omettre que l’enveloppe lipidique confère une souplesse et une forme variable au virus.
- Confondre la taille du virion (10 à 400 nm) avec la complexité de sa structure.
- Penser que la symétrie est uniquement déterminée par la capside, alors que l’enveloppe peut aussi influencer la forme globale.
- Négliger que certains virus à symétrie hélicoïdale sont souvent enveloppés, contrairement à la croyance que cette symétrie concerne uniquement les virus nus.
✅ Checklist Examen
- Connaître la définition de Virion selon Lwoff (1953) : particule infectieuse, parasitisme absolu, acide nucléique unique.
- Savoir que l’acide nucléique viral peut être ADN ou ARN, simple ou double brin.
- Identifier la composition de la capside : capsomères, hexons, pentons, et leur rôle dans la symétrie.
- Différencier la symétrie cubique (icosaèdre) et hélicoïdale, avec leurs caractéristiques structurales.
- Comprendre la différence entre virus nu et virus enveloppé, notamment la présence d’une membrane lipidique.
- Connaître le rôle des spikes (spicules) dans la fixation et l’entrée du virus.
- Savoir que la structure de la capside détermine la classification virale.
- Maîtriser la composition et la fonction de l’enveloppe virale : bicouche lipidique, glycoprotéines.
- Identifier les types de symétries virales et leur influence sur la forme du virus.
- Connaître la structure de la capside : capsomères, organisation géométrique, rôle dans la protection de l’acide nucléique.
- Comprendre que l’enveloppe confère une forme variable et une souplesse au virus.
- Savoir que la majorité des virus à symétrie hélicoïdale sont enveloppés, tandis que certains virus à symétrie cubique peuvent aussi l’être.