Chapitre 1: L'origine de la vie: Les procaryotes et eucaryotes

Question 1

Combien d’années à la terre ?

Answer 1

4,6 milliards d’années

Question 2

Qui sont les premiers vivants ?

Answer 2

Les premiers vivants ont été les procaryotes, dont les traces les plus anciennes datent d’environ 2,5 milliards d’années.

Question 3

Quand est apparu LUCA ?

Answer 3

On estime cependant que le LUCA (last universal common ancester), c’est-à-dire la cellule originaire, est apparu il y a environ 3,5 milliards d’années.

Question 4

Combien de temps a-t-il fallu pour que la première vie apparaisse ?

Answer 4

Il aura donc fallu près d’un milliard d’années avant qu’une forme de vie n’apparaisse.

Question 5

Quand sont apparus les eurcaryotes ?

Answer 5

Les eucaryotes, dont fait partie l’Etre humains, sont apparu encore plus tard, il y a environ 1,6 milliards d’années.

Question 6

Combien d’années d’écarts y a-t-il entre les procaryotes et les eucaryotes ?

Answer 6

Il a donc fallu environ 2 milliards d’année entre les procaryotes et les eucaryotes.

Question 7

Quand est apparu le règne animal ?

Answer 7

Il y a seulement 700 millions d’années.

Question 8

Quand sont apparus les mammifères ?

Answer 8

Les mammifères sont apparus il y a 250 à 220 millions d’années.

Question 9

Quand sont apparus les primates ?

Answer 9

Les primates dont l’Homme fait partie sont apparus il y a 60 millions d’années.

Question 10

Quelles sont les deux caractéristiques principales des procaryotes ?

Answer 10

Pas d’organites

Les procaryotes ne possèdent qu’un seul chromosome d’ADN circulaire, avec des plasmides.

Question 11

Définition d’organites

Answer 11

Les organites sont des compartiments membranaires qui compartimentent l’intérieur de la cellule.

Question 12

Jusqu’à quand remonte les traces les plus anciennes de procaryotes ?

Answer 12

Les traces les plus anciennes de procaryotes remontent à 2,5 milliards d’années.

Question 13

Qui est à l’origine du règne des vivants que nous connaissons aujourd’hui?

Answer 13

Le LUCA, dont on estime l’apparition il y a 3,5 milliards d’années, serait l’origine même des règnes du vivant que nous connaissons actuellement.

Question 14

Qui sont les premiers domaines du monde vivant?

Answer 14

Les bactéries sont des procaryotes.
Elles sont le premier domaine du monde vivant.

On appelle se règne le « domaine des bactéries ».

Question 15

Quelle est le deuxième domaine du monde vivant?

Answer 15

Le deuxième domaine du monde vivant est le « domaine des archées», ou «domaine des archébactéries».

Question 16

De qui les archébactéries sont plus proches ?

Answer 16

Les archébactéries sont donc plus récentes que les bactéries, malgré leur nom « archée » qui donne une impression d’ancienneté.

Elles seraient plus proches dans le temps des eucaryotes que des bactéries

Question 17

Pourquoi les archées ont souvent été considérées comme des organismes archaïques ?

Answer 17

Les archées ont souvent été considérées comme organismes archaïques puisqu’on les retrouvait dans des conditions de vie extrêmophiles : dans le fond des océans où les pressions sont énormes, dans des sources chaudes, …

Elles sont pourtant plus proches des eucaryotes.

Question 18

Quel est le troisième domaine du monde vivant ?

Answer 18

Les eucaryotes sont le troisième domaine du monde vivant.

Question 19

Qui est plus volumineux entre le procaryote et l’eucaryote ?

Answer 19

L’eucaryote

Question 20

Les cellules mammifères avoisinent combien de microns ?

Answer 20

Les 50 microns

Question 21

Quelles sont les contraintes que l’augmentation de taille apporte à la cellule eucaryote ?

Answer 21

Les cellules eucaryotes vont devoir développer toute une série de mécanismes pour rendre les échanges avec le milieu beaucoup plus efficaces.

Puisque le volume est plus élevé, les besoins vont être plus élevés en termes de nutriments par exemple.

Question 22

Quelle est la première étape de l’hypothèse endosymbiotique ?

Answer 22

La première étape serait une invagination à partir de la membrane plasmique d’un procaryote.

On va donc avoir une cellule procaryote ancestrale avec une membrane.

Question 23

A quoi donne lieu une invagination à partir de la membrane plasmique d’un procaryote ?

Answer 23

Cette invagination aurait donné lieu à la formation d’une cellule eucaryote primitive avec une membrane nucléaire et un premier réseau de membrane : le réticulum endoplasmique.

Question 24

Quelles bactéries comportent des réseaux de membrane intracellulaires, de compartiments de membrane intracellulaires?

Answer 24

Les procaryotes ne comportent pas de réseaux de membrane intracellulaires, de compartiments de membrane intracellulaires, sauf pour certains procaryotes comme les cyanobactéries qui sont des bactéries photosynthétiques.

Question 25

Quelle est la deuxième étape de l’hypothèse endosymbiotique ?

Answer 25

L’endosymbiose

Question 26

Que signifie l’endosymbiose ?

Answer 26

Cela veut dire que la cellule ancestrale va, par des phénomènes d’endocytose ou de phagocytose, intégrer une bactérie ancestrale.

Question 27

Que se passe-t-il dans la première étape de l’endosymbiose ?

Answer 27

On pense que durant la première étape de l’endosymbiose qu’on appelle l’endosymbiose primaire, la cellule ancestrale va phagocyter une bactérie aérobie.

Question 28

Que devient la bactérie aérobie de l’endosymbiose primaire ?

Answer 28

La bactérie aérobie serait alors devenue une mitochondrie, bactérie capable de faire la respiration.

Cette cellule eucaryote primitive va acquérir de cette manière les premières mitochondries.

Question 29

Que permet l’apparition de chloroplaste lors de l’endosymbiose primaire ?

Answer 29

L’apparition des chloroplastes ensuite va donner lieu à la formation de cellules végétales.

Question 30

Chloroplaste

Answer 30

On pense que les chloroplastes étaient à la base des cellules capable de faire de la photosynthèse et qu’elles auraient, de la même manière que les cellules aérobies, été endocytées par des cellules eucaryotes ancestrale pour donner lieu à la formation de chloroplaste.

Question 31

Exemple de protistes unicellulaires sans mitochondries

Answer 31

pelomyxa palustris
la giardia

Question 32

pelomyxa palustris

Answer 32

protiste amiboïde qu’on retrouve dans certains sédiments dans les eaux douces.

Question 33

Giardia

Answer 33

Agent causal de diarrhée, protiste également dépourvu de mitochondries.

Dans le cas de la giardia, on pense que l’absence de mitochondries ferait une perte secondaire au cours de l’évolution.

Question 34

Pourquoi on pense que l’absence de mitochondries chez giardia serait une perte secondaire au cours de l’évolution ?

Answer 34

En effet, on retrouve des gènes mitochondriaux dans son ADN et un compartiment ressemblant à une mitochondrie dégénérée qui aurait disparu au cours de l’évolution.

Question 35

Pourquoi on pense qu’il y a une deuxième endosymbioses ?

Answer 35

En effet, on pense que les algues rouges (représentée sur la deuxième illustration) auraient été endocytées par d’autres cellules eucaryotes pour donner naissance à des algues brunes, dans lesquelles les chloroplastes se retrouvent avec 4 membranes.

Question 36

Cette deuxième endocytose est à l’origine de quoi?

Answer 36

Cette deuxième endocytose serait donc à l’origine du monde végétal actuel.

Question 37

Quelles sont les deux hypothèses sur la cellule phagocytante ?

Answer 37

Il y a peu, on avait encore deux hypothèses concernant la cellule phagocytante de base qui va donner naissance aux eucaryotes : elle aurait pu être une archée, ou une bactérie.

Question 38

Pourquoi aujourd’hui on pense que la cellule phagocytante était l’archée ?

Answer 38

En effet, l’hôte procaryote ayant servi d’hôte endosymbiotique pour qu’arrive au cours de l’évolution les eucaryotes aurait été une archée bactérie.

Question 39

Qu’a fait l’archébactérie qui serait la cellule phagocytante ?

Answer 39

Cette archébactérie aurait d’abord formé ce premier réseau d’endomembranes par invagination de la membrane plasmique, s’en seraient suivies les deux endosymbioses.

Question 40

Endosymbiose I

Answer 40

L’endosymbiose 1 aurait abouti à la formation de mitochondries à partir de bactéries à Gram négatif de type α protéobactérie

Question 41

Endosymbiose 2

Answer 41

L’endosymbiose 2 aurait mené à la formation de chloroplastes pour arriver aux cellules végétales qui sont des bactéries à l’origine photosynthétiques, potentiellement des cyanobactéries.

Question 42

Que s’est-il passé avec les mitochondries au cours de l’évolution?

Answer 42

Les mitochondries comportent du matériel génétique, mais on remarque qu’au cours du temps, il y a eu un échange de gènes entre les mitochondries et le noyau de la cellule, ce qui veut dire que la cellule hôte a, petit à petit, pris le contrôle des mitochondries.

Une série de gènes mitochondriaux sont passés dans le génome de la cellule hôte.

Question 43

Caractéristique des mitochondries des mammifères ?

Answer 43

On a environ 1500 protéines mitochondriales différentes, dont seulement 13 encodées par l’ADN mitochondrial, tout le reste étant passé dans le génome de la cellule hôte.

Question 44

Origine de la mitochondrie

Answer 44

Une ancienne bactérie Gram négative.

Question 45

Quels arguments prouvent que la mitochondrie serait anciennement une bactérie Gram négative.

Answer 45

− Les mitochondries possèdent deux membranes, tout comme les bactéries à Gram négatif.

− L’ADN mitochondrial a une forme d’ADN circulaire en double brins comme l’ADN des procaryotes.

− Les mitochondries contiennent des ribosomes, permettant la traduction de l’ARNm en protéines. Ces ribosomes sont différents des ribosomes du cytoplasmes, et sont plus proches des ribosomes de type bactérien.

− La membrane externe des mitochondries (MOM) comporte un grand nombre de protéines qu’on retrouve de façon très similaire chez les bactéries.

Question 46

Dans quel ordre sont apparus les 3 domaines du vivants ?

Answer 46

Dans l’ordre chronologique : les bactéries, les archées, et les eucaryotes.

Question 47

Quels sont les deux types de bactéries ?

Answer 47

Les procaryotes regroupent les bactéries et les archébactéries.

Question 48

Quel type d’eucaryotes sont les protistes

Answer 48

Eucaryotes unicellulaires

Question 49

Qu’est-ce qui est apparu à partir des protistes ?

Answer 49

A partir de ces protistes seraient apparus les plantes, les champignons, et le règne animal.

Question 50

Que retrouvons-nous dans le domaine des eucaryotes ?

Answer 50

Dans le domaine des eucaryotes, nous avons le règne des protistes, le règne des plantes, le règne des champignons, et le règne des animaux.

Question 51

Quelles sont les différences majeures entre les bactéries procaryotes et les eucaryotes ?

Answer 51

− L’unicellularité/la pluricellularité
− La taille des cellules
− Les chromosomes
− La division cellulaire
− Le cloisonnement interne
− Les flagelles
− La diversité métabolique