Cytologie
Les cellules procaryotes
Plan du document:
I. Introduction
II. Les cellules procaryotes (bactéries)
1. Définition de la bactérie
2. Structure morphologique de la bactérie
1. Capsule (absente chez certaines bactéries)
2. Les flagelles
3. Pilis
1. Les pilis communs
2. Les pilis sexuels
4. La paroi bactérienne
1. La coloration de gram
2. Structure
3. Structure biomoléculaire
5. La membrane cytoplasmique
6. L’appareil nucléaire
7. Cytoplasme
8. Pigments
9. Les plasmides
10. Nutrition bactérienne
1. Bacteries phosphosynthétiques
2. Les bactéries chimiosynthetiques
3. Métabolisme
I Introduction
Les microbes ne sont ni des animaux ni des végétaux, ils appartiennent à un troisième règne crée par HAECKEL: celui des protistes.
Le monde des protistes est divise en deux, il y a a les protistes supérieures ou eucaryotes (qui sont les cellules animales ou végétales), et les protistes inférieurs ou procaryotes représentes par les bactéries et les cyanophycées.
Procaryotes Eucaryotes
Mode de vie Autotrophe, aérobie, anaérobie, unicellulaire Autotrophe, aérobie, hétérotrophe, uni ou pluricellulaire
Membrane plasmique Bicouche phospholipidique doublée ou non par une paroi externe Bicouche lipidique simple
Système membranaire intra cytoplasmique Aucun Mitochondrie, réticulum, A golgi , lysosomes …
Mobilité Flageline Microtubules et tubulines, actines et myosines
Division Scissiparité Mitose
Génome
Acide nucléaire ADN ADN
Morphologie Zone nucléaire Noyau structure
Structure d’ADN Circulaire Linéaire et segmenté
Structure du gène Linéaire Morcellé
Nucléole absent présent
Nombre de chromosomes Un Plusieurs
II Les cellules procaryotes (bactéries)
II.A. Définition de la bactérie
Les bactéries (bacteria=bâton) sont des organisme unicellulaire (d’un diamètre de 1 à 10µm) complets indépendants, et capable de se reproduire de manière autonome.
II.B. Structure morphologique de la bactérie
II.B.a. Capsule (absente chez certaines bactéries)
Il s’agit d’une enveloppe de 0.2A° à 1 micron de diamètre faite essentiellement de polysaccharide.
Cependant chez certaine bactéries telles que les streptocoques, elle est faite d’acide hyaluronique plus rarement, la capsule est de nature polypeptidique (bacillus anthracis).
Sa biosynthèse est codée par l’ADN chromosomique et favorisée par le milieu extracellulaire.
Elle joue un rôle de protection et intervient dans la virulence du germe ainsi que dans le transport de l’antigénique.
II.B.b. Les flagelles
On ne les observe qu’après coloration spéciale.
Ce sont des filaments très fins, de 20 à 30 millimicrons de diamètre sur 5 à 10 microns de largeur.
Ils sont constitue d’un protéine appellée flageline, qui présente une structure périodique analogue à la myosine du muscle.
La flageline de PM20KDa fibreuse est constituée de monomères (sous unités) disposés de façon hélicoïdale en 6 à 8 rangées autour d’un axe cylindrique creux.
Les flagelles sont l’organe locomoteur de la bactéries, ils sont également le support d’une antigénique (antigène H)
II.B.c. Pilis
Les pilis sont des filaments rigides retrouvés à la surface de la bactérie, il existe deux variétés, les pilis communs et les pilis sexuels.
1 Les pilis communs
Ce sont de courts filaments de 0.3 à 1 micron de longueur et de 7 micron de diamètre, ils sont constitues d’une proteine: la piline.
La fonction de ces pilis est l’absorption bacterienne.
2 Les pilis sexuels
Ce sont de long filaments de 20 micron de longueurs et de 8 à 9 micron de diamètre, moins nombreux, ils interviennent dans le phénomène de conjugaison en réalisant l’accolement des bactéries entre elles.
II.B.d. La paroi bactérienne
1 La coloration de gram
Il s’agit d’une coloration par le violet de gentiane, suivi d une décoloration à l’alcool puis d’une recoloration à la fischine.
Cette coloration permet de distinguer deux type de bactéries:
• Celle qui gardent la coloration par le violet de gentiane et apparaissent bleue ou violettes au microscope, elles sont dites à gram positif.
• Celle qui perdent la coloration par le violet de gentiane et qui apparaissent roses au microscope elles sont dites à gram négatif.
2 Structure
La paroi des bactéries à gram positif est généralement épaisse mesurant de 200 à 500 A, celle des acteries à gram négatif est plus mince mesurant 100 à 150A.
3 Structure biomoléculaire
La paroi bactérienne est formée d’un réseau macromoléculaire structural essentiel: le peptidoglycane appellé mureine.
Ce dernier est forme de disaccharide qui se répète pour former des chaînes reliées entre elles par des polypeptides.
Cet assemblage en treillis enveloppe toute la cellule et la protege.le disaccharide est composée de monosaccharide appellée :
• NAG (N-Acetylglycosamine)
• MAM (M-acetylmuramique (de murus , mur apparente au glucose)
II.B.e. La membrane cytoplasmique
C’est une enveloppe délimitant le cytoplasme, elle est constituée de 60 à 70% de proteine et 30 à 40% de lipide.
Elle se présente en microscopie électronique comme un triple feuillet : deux feuillet denses limitant un feuillet clair.
Cette membrane présente le plus souvent des invaginations appelle mésosomes.
Rôle de la membrane plasmique:
• Régler les échanges entre le milieu extra et intracellulaire
• Régler le gradient de concentration osmotique pour permettre à la bactérie de conserver ses ions essentiels
• Régler le métabolisme grâce à une perméabilité sélective.
Certaines molécules diffusent passivement à l’intérieur de la bactérie d’autres nécessitent un transport actif utilisant des enzymes appellées perméases.
• Rôle d excrétion: les bactéries synthétisent des exo-enzymes et exotoxines qui augmentent le pouvoir pathogène des bactéries
• Rôle de respiration : la membrane est le siège des enzymes respiratoires, apparaissent comme l’équivalent fonctionnel des mitochondries des cellules eucaryotes.
• Sert de point d’ancrage pour les flagelles, elle reste la cible des antibiotiques.
II.B.f. L’appareil nucléaire
Il n’existe pas un noyau délimité par une membrane nucléaire, mais un chromosome bactérien qui représente le centre de l’information génétique de la bactérie, sur le plan structural il est constitué par un enchevêtrement d’ADN bicatenaire, à disposition circulaire, pelotonne sur lui-même.
Il n’y a pas de nucléole et lors de la division cellulaire il n’y a pas de chromosomes individualise ni d’élément de l’appareil mitotique (fuseau chromatique, centrosomes) la division du matériel génétique se fait par simple réplication de l’ADN avec séparation des molécules filles.
II.B.g. Cytoplasme
Le cytoplasme est aqueux contient des acides nucléiques (ARN), des protéine des ribosomes des vacuoles contenant des substances organiques, des sels minéraux (fer, soufre, MG, inclusion de silice, carbonate du calcium)
Cependant ce cytoplasme est dépourvu d’organites.
II.B.h. Pigments
Certaines bactéries contiennent des grains de pigments rouges, bruns, violets.
II.B.i. Les plasmides
Sont des fragments d’ADN extra chromosomiques, circulaires pouvant s’autorepliquer independamment du chromosome, ce sont des replicons.
Les plasmides sont transférables d’une bactéries à une autre par le phénomène de conjugaison mais également par transduction.
II.B.j. Nutrition bactérienne
Il y a deux types de bactéries:
• Les bactéries photosynthétiques
• Les bactéries chimiosynthétiques
1 Bacteries phosphosynthétiques
Ces bacteries sont capables d’utiliser l’énergie lumineuse pour réaliser des photosynthèses grâce aux pigments chlorophylliens qui se trouvent dans leur cytoplasme.
2 Les bactéries chimiosynthetiques
Ces bactéries puisent leur énergie à partir de composes organique grace à la réaction d oxydo-reduction.
3 Métabolisme
Les bactéries, grâce à leur équipement enzymatique très complet, toutes les réaction chimiques sont catalysées par des enzymes spécifiques.
Elles intéressent à la fois des glucides, des protides, et les lipides
