Cellule procaryote Flashcards
Les 2 grands types de cellules
- cellule procaryote
- cellule eucaryote: animale, végétale
Les 2 grands types de cellules: composition élémentaire
- membrane plasmique
~ délimite physiquement la cellule
~ forme la frontière entre le cytoplasme interne et le milieu extracellulaire - cytoplasme
~ solution dans laquelle baignent diverses macromolécules, particules et organelles. Lieu des réactions chimiques de la cellule - ADN
~contient tout l’information nécessaire au fonctionnement de la cellule
~ transmis d’une génération à l’autre - ribosome
- ATP
~ source d’énergie. Provient de la conversion métabolique de l’énergie contenue dans les nutriments
Cellule procaryote: origine
- apparition de la vie sur Terre: il y a 3.8 milliards d’années
- une seule cellule (procaryote): Luca
- tous les organismes vivants dériveraient de cette cellule. «Preuve: le code génétique est presque universel.»
Cellule procaryote: caractéristiques
- petites cellules, appartiennent au monde des bactéries
- paroi bactérienne (peptidoglycane)
- peu d’organelles
- génome réduit (3000 gènes environs)
- dominent la biosphère en nombre et par leur activité métabolique
- elle colonisent les endroits les plus hostiles
- passent inaperçues sauf dams les cas où elles causent des maladies
- grande majorité est inoffensive
- bactéries décomposent les organismes morts et recyclent ainsi les éléments chimiques vitaux
- les eucaryotes ont besoin des procaryotes pour vivre, mais le contraire n’est pas vrai
Cellule procaryote: classification
- Eubacteries (ou vraies bactéries):
~ les bactéries contemporaines les plus communes
~ les cyanobactéries - archéobactéries (ou les anciennes bactéries):
~ diffèrent autant des eubactéries que les eucaryotes
~ descendants modernes d’une ancienne forme de procaryotes
~ vivent dans des endroits hostiles
Cellule procaryote: morphologie
3 formes:
- cocci: sphère
- bacilles: bâtonnets
- spirilles et spirochètes: spirales
La forme d’une bactérie lui est donnée par sa paroi
Cellule procaryote: membrane plasmique
- structure interne:
~ membrane plasmique — l’intérieur (structures cytoplasmiques) - structure externe:
~ membranes plasmique — l’extérieur (la paroi et la capsule)
Membrane plasmique
Mosaïque fluide formée d’une bicouche de phosphoglycérolipides dans laquelle se trouvent des protéines intersèques et périphériques
Membrane plasmique: composition
- lipides ( phosphoglycerolipides, glycolipides)
- protéines
- glucides (coutres chaînes de monosaccharides/ oligosaccharides)
- un hopanoïde: 5 cycles
Membrane plasmique: différence entre les procaryotes et les eucaryotes
- pas de cholestérol dans la membrane plasmique des procaryotes ( exception: mycoplasmes contiennent du cholestérol dérobé aux membranes plasmiques des eucaryotes
- il y a plus de protéines membranaires dans la membrane plasmique des procaryotes que ches les eucaryotes
Membrane plasmique: composition cas particulier des archéobactéries
- habitent des milieux très hostiles comme Les Sources thermales acides:
~ température au-dessus de 60 degrés Celsius
~ pH= 2 ( très acide) - composition chimique singulière de la membrane plasmique pour ne pas rompre sous l’effet de la température élevée du milieu:
~ 1: les chaînes carbonées des lipides sont ramifiées et non simples
~ 2: les chaînes hydrocarbonées des lipides sont liées au glycérol par des liaisons éthers au lieu des liens esters (chez les eubactéries et les eucaryotes). On y retrouve d’éthers du glycérol ou tétraéthers du diglycérol
Stucture interne: membranes internes spécialisées
- se trouvent chez certains groupes de bactéries
- des replis/ invaginations de la membrane plasmique vers le cytoplasme
- accomplissent des fonctions métaboliques spécialisées et production d’ATP
Structure interne: magnétosomes
- chez certaines bactéries
- bactéries avec magnétosomes détectant le champ magnétique terrestre
- contiennnent un complexe d’oxyde de fer
Structure interne: le nucléoïde
- région de forme irrégulière à l’intérieur du cytoplasme, où le chromosome se situe
- 1 seul chromosome formé d’une molécule d’ADN bicaténaire et circulaire
Structure interne: les plasmides
- anneaux d’ADN beaucoup plus petits que le chromosome: ajout d’information
- ne contiennent que quelques gènes (une 20aines tout au plus)
- une bactérie peut posséder un seul ou plusieurs plasmides
- séquence répliquent indépendamment du chromosome bactérien
- peuvent être transférés dans une autre cellule au cours de la conjugaison bactérienne
- certaines peuvent s’intégrer au chromosome bactérien
Rôles des plasmides
- ajout d’information qui permet la survie de la bactérie dans un environnement inadéquat:
~ résister aux antibiotiques
~ métaboliser des nutriments inhabituels
~ produire des toxines
~ faire face à des situations imprévues, etc
~ par le mécanisme du transfert de gènes, une bactérie peut faire pénétrer un fragment d’ADN à travers sa membrane et l’incorporer a son chromosome ou à un plasmide. Cela permet une évolution adaptative rapide
Structure interne: les ribosomes
- 10 000 ribosomes ou plus de 70s
- sites de synthèse des protéines
- plus petit que son homologue eucaryote. Les deux diffèrent en ce qui concerne leur contenu en protéines et en ARNt.
Les ribosomes: qu’est-ce qu’un antibiotique?
- un agent chimique capable de tuer ou d’inhiber la croissance de micro-organismes
- l’antibiotique doit tirer partie dès différences structurales et métaboliques entre les cellules procaryotes et les cellules eucaryotes
Effets des antibiotique sur la synthèse des protéines
Streptomycine, tétracycline et érythromycine: des antibiotiques qui se fixent sur les sous unités du ribosome et bloquent la synthèse protéique
Structure externe: la paroi
- Entoure la bactérie en dessus de la membrane plasmique
- solide, ferme, mais flexible
- poreuse, permet le trafic des molécules à travers la membrane plasmique
- la paroi est située à l’extérieur de la membrane plasmique. Elle est constituée de glucides et d’acides aminés
Structure externe: fonctions de la paroi
- maintient la forme de la cellule:
La forme des bactéries (cocci, bâtonnet, spirille) dépend de la forme de la paroi - protection contre l’hypotinicité du milieu:
Les bactéries vivent dans un milieu dilué (hypotonique). Sans leur paroi les bactéries éclateraient uite à l’entrée d’eau osmotique
La paroi: procaryote
Parois contiennent des peptidoglycane
Peptidoglycane
Un réseau de polymère de monosaccharides modifiés qui sont reliés transversalement par de courts polypeptides
La paroi: exception les archéobactéries
Les parois cellulaires des archéobactéries contiennent divers polysaccharides et protéines, mais sont dépourvues de peptidoglycane
Selon l’une des caractéristiques de leur paroi cellulaire, les bactéries se classent en 2 catégories
- bactéries à Gram positif (gram +)
- bactéries à Gram négatif (gram -)
La paroi: coloration de Gram technique
1- fixation à la chaleur d’un étalement bactérien sur une lame
2- première coloration avec le violet cristal
3- mordant (solution diluée d’iode)
4- décoloration (rinçage avec éthanol ou acétone)
5- deuxième coloration avec safranine
Bactérie à Gram positif (gram +)
Paroi simple qui contient une quantité importante de peptidoglycane
Bactérie à Gram négatif (gram -)
- peptidoglycane: très petite quantité
- membrane externe (bicouche lipidique):
~ feuillet interne: phosphoglycérolipides
~ feuillet externe: des protéines et des lipopolysaccharides - lipoprotéines:
~ attachées par des liaisons covalences au peptidoglycane et enfouies dans la membrane externe
~ les lipoprotéines relient solidement la membrane externe au peptidoglycane
Coloration de Gram
Les espèces à Gram négatif sont habituellement plus dangereuses que les espèces à Gram positives:
- les lipopolysaccharides sont souvent toxiques
- la membrane externe protège des défenses de leur hôte
- les bactéries à Gram - opposent souvent obus de résistance aux antibiotiques que les espèces à Gram +, car leur membrane externe entrave la pénétration de ces médicaments
- membrane externe empêche les antibiotiques de frapper leur cible (paroi ou dans le cytoplasme)
Effet de la coloration de Gram
- les bactéries gram + se colorent en violet car elles retiennent le colorant violet:
~ le colorant passe à travers la paroi et se lie aux structures cellulaires
~ la couche épaisse de peptidoglycane constitue une barrière imperméable à l’alcool (agent décolorant). Le colorant est donc retenu à l’intérieur de la cellule
~ le 2e colorant n’a aucun effet
~ les bactéries gram - se colorent en rose (Safranine):
~ la membrane externe est dissoute par l’agent décolorant
~ la couche trop mince de peptidoglycane laisse passer le décolorant, ce qui élimine le violet cristal. Le colorant violet n’est donc pas retenu à l’intérieur de la cellule
*le cytoplasme incolore peut être coloré par le 2e colorant rose
