cours 8 (final) Flashcards
Quels sont les 5 composants fondamentales de la cellule?
- membrane plasmique: bicouche lipidique qui délimite la ¢
- cytoplasme: milieu liquide dans lequel se déroulent les réactions chimiques
- ADN: matériel héréditaire et système d’exploitation de la ¢
- ribosomes: où sont traduits les ARNm en protéines
- ATP: apporte l’énergie nécessaire aux réactions métaboliques
Quels sont les deux types de cellules et leurs différences
2 grands types de ¢
* procaryote: sans noyau
* eucaryote: avec noyau
+ autres différences:
* structurales (organites ou non)
* stratégies pour accomplir les mêmes fonctions physiologiques et reproductives
similitudes biochimiques et fonctionnelles
* molécules fondamentales du vivant
* code génétique
* voies métaboliques
les 2 types dérivent d’une ¢ unique, LUCA, il y a ~3,8 m.a.
* ¢ eucaryote apparaît ~1,5 m.a. après ¢ procaryote
(pas après LUCA, il y a eu des ¢ procaryotes avant LUCA
À quels règnes chaque type de cellules appartiennent?
les ¢ procaryotes appartiennent
au règne des Monères
(du grec monos = unique, unicellulaire)
les ¢ eucaryotes appartuennent
aux règnes des
* Protistes (unicellulaires)
* Mycètes (uni- et pluricellulaires)
* Plantes (pluricellulaires)
* Animaux (pluricellulaires)
Quels sont les deux types de cellules procaryotes?
- bactéries = ou eubactéries = vraies bactéries
* dont les bactéries contemporaines les + communes
* Ex: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Streptococcus, Salmonella,
Lactobacillus, cyanobactéries - archées (autrefois appelées archébactéries)
* descendants modernes d’une ancienne forme de ¢ procaryote
* diffèrent autant des bactéries que des eucaryotes Þ groupe à part
* découvertes dans des milieux hosAles semblables à la Terre
primiAve mais existent ailleurs, ex. dans l’estomac
quels sont les role des bactéries
- dominent la biosphère par leur nombre et leur acLvité
métabolique - mais passent inaperçues … (elles sont tellement peAtes!)
- … sauf si elles causent des maladies (humains, animaux, plantes)
- majoritairement inoffensives
- décomposent les organismes morts Þ recyclent les
éléments chimiques vitaux - les eucaryotes ont besoin des procaryotes, pas l’inverse
(les procaryotes sont apparus bien avant avant les eucaryotes) - ont colonisé les endroits les + hosLles de la biosphère
quels sont les caractéristiques des cellules procaryotes?
- sans noyau
- de peLte taille: < 1 à 10 μm
- une paroi externe s’ajoute à la membrane plasmique (sauf chez les bactéries mycoplasmes)
- génome réduit: 1 molécule d’ADN = 1 « chromosome »
- «chromosome» par analogie aux ¢ eucaryotes, mais sans histones,
sauf chez les archées qui possèdent des protéines comparables - pas d’organites (ou organelles)
quel est la morphologie de la cellule procaryote
3 formes
* sphérique: les coques
* en bâtonnet: les bacilles
* en spirale: les spirilles
de quoi est formé la membrane des bactéries
- bicouche de phosphoglycérolipides
- sans cholestérol (sauf les mycoplasmes)
- avec des protéines intrinsèques
- dont les enzymes pour la synthèse d’ATP:
FoF1ATPases (cours du 1 dec)
(dans la membrane d’organites chez les ¢ eucaryotes)
- dont les enzymes pour la synthèse d’ATP:
Explique une cellule qui fait exception pour leur membrane plasmique
bactéries mycoplasmes: sans paroi externe pour les protéger
* ont du cholestérol dans leur membrane
- ne le synthé8sent pas
- le dérobent aux ¢ animales infectées
* causent des infecAons pulmonaires et des infecAons
génitales, transmises sexuellement
En quoi la membrane des hopanoides est différente
certaines bactéries vivant en milieux difficiles (≠ des archées)
ont des hopanoïdes dans leur membrane plasmique
* semblables au cholestérol (stéroïde), mais 5 cycles au lieu de 4
* les hopanoïdes augmenteraient en certaines conditions
* sont absents chez les archées, qui vivent pourtant en milieu
extrême
En quoi la membrane plasmique des archées est différente
archées: adaptaLon à des milieux extrêmes
* leurs phosphoglycérolipides ont des chaînes de C ramifiées,
plutôt que simples
* diéthers (R-O-R) du glycérol (glycerol-O-chaine c) au lieu de diesters (R-COO-R)
de glycérol (glycerol-COO-chaine c)
* tétraéthers du glycérol (diapo 17), où les lipides forment une chaîne
conAnue d’une face à l’autre
Quels sont les différences entre la liaison ester des lipides eubactériens et les lipides archéebactérien
lipides eubactériens:
liaison ester
R-COO-R
glycérol-COO-chaîne C
lipides archéebactérien
liaison éther
R-O-R
glycérol-O-chaîne C
explique une particularité de certaines bactéries: une membrane dans le cytoplasme
membranes dans le cytoplasme chez certaines bactéries
* invaginaAons de la membrane plasmique
* peuvent s’être détachées de la membrane plasmique ou y rester reliées
* ont les enzymes FoF1ATPases qui produisent de l’ATP
Qu’est-ce que le nucléoïde et sa fonction dans le cytoplasme de la cellule
- région où se situe l’unique « chromosome »
- 1 molécule d’ADN bicaténaire fermée en boucle
- attachée à la membrane plasmique par des nucléotides spécifiques
- pas d’histones (protéines qui compactent, protègent l’ADN) sauf chez les archées: protec8on en milieu extrême
- enzymes nécessaires à la
- réplica8on
- transcrip8on
- répara8on
Qu’est-ce que le plasmide et sa fonction dans le cytoplasme de la cellule
- pas chez toutes les espèces de bactéries
- certaines espèces d’archées possèdent un ou des plasmides
- anneau(x) d’ADN + peLt(s) que le chromosome
- quelques gènes (~20)* Þ ajout d’informaAon Þ favorise la survie
des bactéries dans un environnement inadéquat- métabolisme de nutriments inhabituels
- produc8on de toxines
- résistance aux an8bio8ques (prochain cours)
- le plasmide se réplique indépendamment de l’ADN chromosomique
- transférable à autre bactérie, parfois d’une autre espèce
- peut s’intégrer au chromosome de la ¢-hôte
Qu’est-ce qu’un phage?
un type de virus qui infecte une bactérie
Qu’est-ce que l’inclusion et sa fonction dans le cytoplasme de la cellule
- réserves de matière organique ou inorganique
- accumulées dans certaines conditions
Ex: si un élément nutritif est en excès dans le milieu Þ mis en réserve dans la bactérie pour être utilisé + tard - entourées d’une membrane ou non
- si entourées d’une membrane monocouche de phosphoglycérolipides (plutôt que la bicouche habituelle) ou protéine amphipathique
- inclusions autres que des réserves: magnétosomes
- chez certaines espèces de bactéries seulement
- entourés d’une membrane typique qui est une invagina8on de la membrane plasmique
Quels sont les types d’inclusions organiques?
granules de glycogène (chaîne d’α-glucose)
* peAts granules dispersés dans le cytoplasme
* entourés ou non d’une membrane monocouche
* source de C et d’énergie
granules lipidiques de polyhydroxybutyrate (PHB)
* hydrophobes
* membrane monocouche
* source de C et d’énergie
Quels sont les inclusions inorganiques
granules de polyphosphate
* hydrophobes
* non entourés de membrane
* réserve de P
granules de soufre
* entourés d’une membrane monocouche
* chez les bactéries photosynthéAques
(ou cyanobactéries)
Qu’est-ce que l’inclusion magnétonome?
- inclusions permanentes, pas une réserve
- le nombre varie selon les espèces qui en possèdent
- membrane bicouche typique reliée à la membr. plasmique
- conLennent du fer (Fe)
- détectent le champ magnéAque terrestre Þ
ces bactéries s’orientent par rapport au champ magnéAque
comment a été découvert les inclusions magnétosome
- découvertes en 1975 (1963 en fait) dans l’eau (sédiments) ou dans la boue
- habitent à des laLtudes où les lignes du champ magnéLque sont à angle p/r à la surface de la Terre
- Gram – (prochain cours)
- micro-aérophiles (aiment peu l’O2)
- flagellées (diapos 57-60)
- leurs magnétosomes leur permettent de s’enfoncer dans les sédiments
Quels sont les aventages des bactéries magnétotactiques?
grace a leurs inclusions magnétosome, ils peuvent migrer, es bactéries ont
inventé la boussole!
explique la structure des parois pour les bactéries
- la paroi est externe à la membrane plasmique
- présente chez les bactéries, sauf chez les mycoplasmes (diapo 14)
- présente chez les archées, mais un peu différente (diapo 46)
- 1 ou 2 éléments, selon le type de bactérie (Gram + ou -)
- peptoglycanes seuls (seulement la parois externe peptoglycane)
- peptoglycane + membrane externe
explique la composition de la paroi peptidoglycane
composé de deux portions:
1. portion glycane: glucydes
2. portion peptidique: peptides
explique la composition de la portion glycane de la paroi peptidoglycane
portion glycane: glucides
* polymère de glucides modifiés =
répétition de 2 monosaccharides aminés (N), en alternance et en même nombre
* acide N-acétylmuramique = NAM
* N-acétylglucosamine = NAG
* reliés entre eux par liaisons glycosidiques (condensation puis liaison covalente)
* les glucides forment un nombre de couches variable, selon l’épaisseur du peptidoglycane (diapos 36-38)
les glucides NAM et NAG sont des hexoses (6C) sous
forme cyclique, suivant une liaison hémiacétale
explique la composition de la portion peptidique de la paroi peptidoglycane
- portion peptidique: peptides
- 4 a.a. Þ tétrapeptides (tétra = 4)
- à la suite d’une condensation, les 4 résidus
d’a.a. sont reliés entre eux par liaisons
peptidiques, covalentes - chaque tétrapeptide est lié de façon
covalente à un NAM (jamais à NAG) - la composition exacte en a.a. varie
selon les espèces bactériennes - il y a des a.a. de type D (non usuel) en
+ du type L commun (isomères) - les tétrapeptides sont reliés entre eux
❗3 ou 5 a.a. chez certaines espèces
de bactéries, donc pas tétrapep9des)
explique la représentatyion simplifié de la paroi peptidoglycane
- représentaLon simplifiée
porAon glycane: ….-NAM-NAG-NAM-NAG-NAM-….. (NAM et NAG sont reliés entre eux par des liaisons glycosidiques (covalentes), suivant une condensaDon)
porAon pepAdique: tétrapepAdes
* chaque tétrapeptide est attaché à un NAM (NAM et tétrapeptide sont liés par liaison covalente, suivant une condensation)
* les tétrapeptides sont reliés entre eux par des ponts interpeptidiques pentaglycines, ponts 5-Gly
Quel est le lien entre la paroi peptidoglycane et la membrane externe?
nombre ± grand de couches de glucides-tétrapeptides, selon l’épaisseur du peptoglycane,
soit s’il y a ou non une membrane externe (membrane externe n’est pas la meme chose que membrane plasmique)
tout autour de la bactérie, plusieurs couches de glucides-tétrapeptides, reliés entre eux, forment une immense molécule de peptidoglycane d’épaisseur ± importante (de 2 à 40 nm), selon les espèces de bactéries
Quels sont les autres composants de la membrane peptidoglycane?
Lipoprotéines relient le peptidoglycane avec le feuillet externe de la membrane plasmique
si la paroi est sans membrane externe, le pepLdoglycane
épais est traversé par des polysaccharides
* acide lipotéichoïque
- traverse l’épaisseur du pep8doglycane
-ancré dans par8e hydrophile de la membr plasmique
* acide téichoïque
- pas ancré dans la membrane plasmique
- molécule moins longue
l’acide lipotéichoïque et
l’acide téichoïque sont composés
* d’un squelele de glycérolphosphates ou
de ribitolphosphates sur lequel sont fixés
* des sucres
* des a.a.
De quoi est composé la membrane externe des cellules qui en ont une?
bicouche lipidique: les 2 feuillets diffèrent
* interne typique: phosphoglycérolipides
* externe atypique: lipopolysaccharides (LPS)
protéines
* lipoprotéines relient la membrane
externe (son feuillet int.) au pepAdoglycane
* intrinsèques
* porines (diapos 39, 44, 49-50)
- les pores facilitent le passage de petites molécules
explique la fonction de protection de la paroi
solide, ferme et flexible, poreuse (bon pour le transport)
* protection contre l’hypotonicité du milieu
- les bactéries vivent dans un milieu dilué
- sans la paroi, l’eau entrerait dans la ¢ (par osmose) = la ¢ éclaterait
* mais pas contre l’hypertonicité du milieu
- l’eau sort de la ¢ = la ¢ s’affaisse
- les viandes salées et les confitures sucrées se conservent longtemps car le sel et le sucre (qui créent un milieu hypertonique) tuent les bactéries
* aide au maintien de la forme
- coque, bâtonnet, spirille (mais ne confère pas la forme)
* protection contre certains antibiotiques
quel est la paroi des archées
- pseudopeptidoglycane
- diffère chimiquement du peptidoglycane
- N-acétylglucosamine, NAG
- acide N-acétylosaminuronique (au lieu de l’acide N-acétylmuramique, NAM), auquel est relié le tétrapeptide
- propriétés semblables et fonctions semblables au peptidoglycane des bactéries
- pas de membrane externe
- elle ne résisterait pas aux environnements extrêmes
qu’est-ce que l’espace periplasmique
strictement parlant:
* espace entre la membrane plasmique et la paroi
usage courant:
* espace entre la mb plasmique et la mb externe
-> le pepAdoglycane est dans cet espace
or, plusieurs bactéries sont sans membrane externe!
à retenir: les protéines présentes
* protéines de liaison ou navettes
* exoenzymes
* chimiorécepteurs
Quels sont les différences entre les deux types de protéines se retouvant dans l’espace périplasmique
navettes = protéines de liaison
* transportent des substances externes vers le cytoplasme
* les livrent à des transporteurs de la membrane plasmique
exoenzymes
* dégradent les macromolécules du milieu externe en fragments qui peuvent traverser la membr. cellulaire et servir à la bactérie (car pas d’endocytose)
* dégradent les toxines pour la bactérie
Qu’est-ce que la structure périphérique de la cellule
à l’extérieur de la paroi
* pas chez toutes les bactéries
Quelles sont les fonctions de la structure périphérique de la cellule?
protection
* adhérence
* locomotion
Quels sont les différences sortes de structure périphérique de la cellule?
- glycocalyx
- fimbriae et pili
- flagelle
explique la structure périphérique glycocalyx
- couche de polysaccharides autour de la paroi bactérienne
- pas présente chez toutes les espèces de bactéries
- peut dépendre des condiAons externes (ex. nutriments)
Quels sont les deux types de structure périphérique glycocalyx
type mucoïde
- diffuse, pas de limite nette
- s’enlève facilement
- fonction d’adhérence
- fonc8ons de protec8on contre la déshydrata8on et la perte de nutriments
type capsule
- bien structurée, limite + nette
- s’enlève difficilement, colle à la paroi
- fonc8on d’adhérence
- fonc8ons de protec8on contre la déshydrata8on, la phagocytose par ¢ immunitaires des eucaryotes infectés, les bactériophages et détergents et réservoir d’éléments nutri8fs
explique la fonction d’adhérence des glycocalyx
adhérence Þ effet de groupe
* à un substrat
* à d’autres bactéries Þ colonies
- les streptocoques (Gram +) dans la gorge forment une chaîne linéaire = résistent mieux au lavage par la salive
- les staphylocoques (Gram +) forment des
grappes = résistent moins à la déglutition
la bactérie pathogène Streptococcus mutans adhère au tissu hôte, les dents (type capsule)
Þ plaque dentaire
* synthéAse un polymère du glucose à
parAr du saccharose pour adhérer
fermement à l’émail des dents
* la plaque empêche que les bactéries
soient lessivées par la salive
Qu’est-ce que la structure périphérique: fimbriae?
- appendices courts (quelques μm) (compara8vement au flagelle)
- ~droits et minces
- tout autour de la bactérie
- pas chez les bactéries à paroi sans membrane externe
(mais pas chez toutes les bactéries ayant une membrane externe) - permettent aux bactéries d’adhérer les unes aux autres
ou à un substrat (spécifique)
de quoi est composé la fimbriae?
- sucres
- phosphates
- protéines piline
ancrées dans la mb plasmique
Þ traversent le pepAdoglycane
(non représenté sur le schéma, mais
présent) et la membrane externe
explique à quoi sert la structure périphérique: flagelle
- ~ la moitié des espèces bactériennes, avec ou sans membrane externe dans leur paroi, se déplacent activement grâce à un ou des flagelles
- le nombre de flagelles varie selon l’espèce de bactérie
- monotriche: 1 flagelle polaire
- lophotriche: touffe de flagelles à 1 pôle ou aux 2 pôles
- péritriche: autour de la bactérie
explique la composition de la structure périphérique: flagelle
cylindre semi-rigide qui se régénère en cas de bris
* paroi du cylindre faite des molécules de protéine flagelline
* synthéAsées sur des ribosomes dans le cytoplasme sous le flagelle
* transportées dans la lumière jusqu’à l’extrémité du flagelle
* s’assemblent à l’extrémité
explique la fonction principale de la flagelle
fonc8onnement du moteur à hydrogène H+
Quekls sont les 3 groupes d’archées
1) méthanogènes
2) halophiles extrêmes
3) thermoacidophiles
qu’est-ce que les archées méthanogènes
productrices de méthane CH4
* coques ou bâtonnets
* chimioautotrophes (prochain cours)
* anaérobies strictes (prochain cours)
- marais et marécages
- tube digestif des termites et des ruminants
- environnements extrêmes (glaciers, déserts)
qu’est-ce que les archées halophiles extrêmes
- dans des milieux très salés: 15 à 20% (mer normale = 3%)
- Great Salt Lake (Utah), Mer Morte (Israël)
- cytoplasme riche en sel KCl (chlorure de potassium)
Þ évite la perte d’eau par osmose - autres adaptaAons cellulaires
qu’est-ce que les archées thermoacidophiles
- dans des endroits très chauds (60-80°) et très acides (pH = 2)
(sources thermales, cheminées sous-marines, endroits très pollués) - aérobies ou microaérophiles (prochain cours)
- certaines anaérobies strictes
Qui et en quel année les bactéries ont été découverts?
- observées en premier par Anton van Leeuwenhoek en 1676
- les archées ne seront menLonnées que par comparaison
aux bactéries, pour souligner leurs parLcularités en lien
avec leurs habitats parLculiers - découvertes plus tardivement (néanmoins avant le XXe siècle)
- les archées méthanogènes (diapo 61) ont été découvertes en premier
- considérées comme étant des bactéries jusqu’en 1977
- elles demeurent moins bien connues
Comment fonctionnent les flagelles?
- agaché à la membrane plasmique par un crochet fixé à un
essieu entouré de rondelles enchâssées dans la membrane - essieu = rotor = moteur Þ fait tourner le flagelle
- peut tourner dans les 2 sens et changer la direc8on de déplacement
- rondelles = stator Þ stabilise flagelle sur sa base
- si la bactérie a une mb externe
Þ 2e jeu de rondelles
