La capside protéique fournit le deuxième critère majeur pour la classification des virus. La capside entoure le virus et est composée d’un nombre fini de sous-unités protéiques appelées capsomères, qui s’associent généralement à l’acide nucléique du virion ou se trouvent à proximité de celui-ci.
Il existe deux grandes classes de virus basées sur la capside protéique: (1) ceux dans lesquels une molécule d’acide nucléique linéaire unique (ou segmentée) à deux extrémités libres est essentiellement complètement étendue ou quelque peu enroulée (une hélice) et (2) ceux dans lesquels l’acide nucléique, qui peut être un cercle fermé de manière covalente ou non, est enroulé étroitement en une configuration condensée, comme une boule de fil. Ces deux classes de virus supposent dans le premier cas une structure en forme de tige longue et étendue et dans le second cas un polygone symétrique.
De loin l’exemple le mieux étudié d’un virus en forme de bâtonnet hélicoïdal est le virus de la mosaïque du tabac, qui a été cristallisé par Wendell Stanley en 1935. Le virus de la mosaïque du tabac contient un génome d’ARN monocaténaire enfermé par 2 130 molécules d’une seule protéine; il y a 161/3 molécules de protéines pour chaque tour de l’hélice d’ARN dans le rapport de trois nucléotides pour chaque molécule de protéine.
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Dans les bonnes conditions environnementales, les molécules d’ARN viral et de protéines en suspension liquide s’assembleront en un virus parfaitement formé et entièrement infectieux. La longueur de la capside du virus hélicoïdal est déterminée par la longueur de la molécule d’acide nucléique, qui est le cadre de l’assemblage de la protéine de capside. Les différents virus hélicoïdaux ont des longueurs et des largeurs différentes, en fonction de la taille de l’acide nucléique ainsi que de la masse et de la forme de la molécule protéique. Certains de ces virus hélicoïdaux forment des tiges rigides, tandis que d’autres forment des tiges flexibles, en fonction des propriétés des protéines assemblées.
La taille des virus polygonaux varie considérablement, de 20 à 150 nm de diamètre, essentiellement proportionnelle à la taille de la molécule d’acide nucléique enroulée à l’intérieur du virion. La plupart, sinon la totalité, des virus polygonaux sont icosaédriques; comme un dôme géodésique, ils sont formés de triangles équilatéraux, en l’occurrence 20. Chaque triangle est composé de sous-unités protéiques (capsomères), souvent sous la forme d’hexons (multiples de six) qui sont les éléments constitutifs de la capside. Il y a 12 sommets (les jonctions apicales de ces 20 triangles), chacun comprenant un penton (cinq sous-unités). Ces virions icosaédriques ont trois axes de symétrie de rotation quintuple, triple et double. Le nombre de capsomères est une base pour la classification taxonomique de ces familles de virus. Certains virus icosaédriques, généralement ceux qui sont plus complexes, contiennent des protéines internes adhérant à l’acide nucléique qui ne sont pas accessibles à la surface des virions.
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