Microbio Chapter 3 PDF - Bac 3 VT 2019-2020

LIKIN Salomé Bac 3 VT 2019-2020 1. Diversité et caractéristiques communes : - Les eucaryotes sont de formes diverses. Ils sont généralement plus grand que les bactéries et les archées. Ils ont un noyau et des organelles. On distingue 2 grandes classes dans ces eucaryotes : 1. Les Fungi (= eumycèt...

LIKIN Salomé Bac 3 VT 2019-2020 1. Diversité et caractéristiques communes : - Les eucaryotes sont de formes diverses. Ils sont généralement plus grand que les bactéries et les archées. Ils ont un noyau et des organelles. On distingue 2 grandes classes dans ces eucaryotes : 1. Les Fungi (= eumycète) 2. Les protistes (=protozoaires, algues et moisissures). 2. Le noyau : - C’est la plus grande organelle de la cellule. Il est déjà bien plus grand qu’une bactérie : 5-7µm. Il est entouré de l’enveloppe nucléaire = double membrane. On y retrouve de la chromatine qui est de l’ADN + des histones (= protéines permettant la compaction et la décompaction de cet ADN). L’ADN à l’intérieur du noyau est organisé. On a des chromosomes qui ne sont pas mélangés. On sait d’ailleurs retracer la structure spatiale du génome. - 28 On a un nucléole = région de la synthèse de l’ARN ribosomique. La lamina nucléaire est le réseau de filaments intermédiaires se trouvant sur la surface interne de l’enveloppe nucléaire. On retrouve des ports nucléaires qui permettent de faire rentrer et sortir les ARN et les virus dans le noyau. LIKIN Salomé Bac 3 VT 2019-2020 3. Le cytosquelette : = réseau de tube (tubulie) interconnecté avec un réseau d’actine. Constitué de : - Filaments d’actine ou microfilaments qui ont un Ø de 4 à 7 nm. - Filaments intermédiaires fait de kératine, vimentine et lamine dont le Ø est de 10 - nm Microtubules, α et β tubuline de Ø de 25 nm → Ils sont des voies sur lesquelles circulent les organelles et les vésicules. Ces microtubules sont présents dans cils, les flagelles et les pseudopodes. 4. Réticulum endoplasmique et Golgi : Ces organelles n’existent pas chez les bactéries et les archées. - RER = il est recouvert de ribosomes et sert à la synthèse des protéines. REL = il sert à la production et au transport des lipides L’appareil de golgi = sert à sécréter les protéines par exocytose. 5. Enveloppe cellulaire : i. La membrane plasmique : en B -comme - ii. 29 Bicouche phospholipidique avec un lien ester (et pas éther comme chez les archées) On retrouve, dans cette bicouche du cholestérol et des sphingolipides pour la rigidifier. Transports : Diffusion passive. Diffusion facilitée. Transport actif primaire et secondaire Endocytose : processus détourné par les virus pour rentrer à l’intérieur d’une cellule. LIKIN Salomé iii. Bac 3 VT 2019-2020 Paroi : Souvent les eucaryotes n’ont pas de paroi. Mais certain en ont une : - - Les protistes photosynthétiques ont une paroi faite de celluleuse Certain ont une paroi faite de silice Les champignons ont une paroi constituée principalement de chitine. 6. L’endocytose : L’endocytose sont des mécanismes mit en place par les cellules eucaryote pour faire rentrer l’une ou l’autre chose à l’intérieur de leur cytoplasme. • 30 Pinocytose : il y a protubérance du cytoplasme – ce sont des petits filaments d’actines qui vont se polymériser pour aller absorber des solutés. LIKIN Salomé • • Bac 3 VT 2019-2020 Endocytose dépendant des clathrines ou des cavéolines : ce sont typiquement les méthodes d’endocytose détournée par les virus pour entrer dans une cellule eucaryote. Phagocytose : quand la particule à ingérer est plus grand, il y a des projections du cytoplasme pour aller « manger » la particule. Tout cela fini dans un phagosome qui va ensuite fusionner pour donner un lysosome qui est un peu « l’estomac de notre cellule ». Il a un PH acide où il y a tout un tas d’enzyme qui vont s’attaquer à la bactérie qui doit être digérée. On parle d’autophagosomes quand certaines organelles doivent être recyclé ou quand l’eucaryote n’a pas assez d’énergie, il va se « manger lui-même » pour réduire son contenu en organites. 7. Cils et flagelles : Les eucaryotes ont aussi des cils et des flagelles mais avec une échelle et une structure différente. Chez les eucaryotes, les flagelles sont entourés par la membrane cytoplasmique (contrairement aux bactéries et aux archées, ils font partie intégrante du cytoplasme). Et ils sont animés par des tubes de microtubules qui coulisses les uns par rapport aux autres. Le flagelle ne tourne pas, il bat parce qu’à l’intérieur de ce tube, les tubes coulissent les uns par rapport aux autres grâce à de l’ATP et grâce aux bras de dynéine. 8. Ribosomes : 31 LIKIN Salomé Bac 3 VT 2019-2020 - Le ribosome est 80 S (mesure de la sédimentation du ribosome), il est plus lourd et composé différemment. Cela fait que notre ribosome n’est pas sensible aux antibiotiques. - La séquence 18 S est souvent utilisé pour faire de la phylogénétique. 9. Mitochondries, hydrogénosomes et chloroplastes : = centre énergétiques et site de production de l’ATP. i. Hydrogénosome : - Cette organelle se trouve à l’intérieur de certain eucaryote et font une fermentation. Cette fermentation va produire comme déchet du CO2 et surtout du H2 (d’où le nom de l’organelle). Le bilan de cette fermentation est la production d’ATP. ➔ Le CO2 et l’H2 peut être consommé par les archées méthanogènes symbiotiques - Délimité par 2 membranes - Ne contient pas de chaîne de transport d’électrons ii. - - - 32 Mitochondrie : Leur forme est une sorte de cylindre de la taille d’une bactérie (de l’ordre du micromètre). Elles ont, comme les didermes, 2 membranes : une membrane externe et une membrane interne. Le nombre de mitochondrie dans une cellule varie très fort (de 1 à des milliers) et dépends du besoin en énergie de la cellule. Les mitochondries, comme les bactéries, sont capables de fission binaire même si la cellule « hôte » ne se réplique pas. Leur membrane externe contient des porines (comme la membrane externe des didermes) et la membrane interne forme des crêtes permettant d’augmenter la surface de contact. Cela est important parce que, plus la surface est grande et plus il y a des protéines, des cytochromes et d’autres enzymes LIKIN Salomé Bac 3 VT 2019-2020 qui permettent le transport des électrons (vu que c’est dans cette membrane interne que l’on trouve la chaîne de transport des électrons responsable de la mise en place du gradient de proton). - Dans la matrice mitochondriale, on retrouve de l’ADN circulaire (donc, on a une petite partie de notre génome qui se retrouve sous forme d’ADN circulaire dans nos mitochondrie). - On retrouve aussi des ribosomes dans la matrice. Ceux-ci sont différents des ribosomes que l’on a dans notre cytoplasme : les ribosomes mitochondriaux sont proches des ribosomes bactériens, ce qui les rends sensibles à certains antibiotiques. - Il y a aussi des enzymes du cycle de Krebs et du catabolisme des acides gras. Une mitochondrie ressemble donc énormément à une bactérie. Donc on a comparé le génome mitochondrial avec le génome bactérien. On s’est rendu compte qu’en effet, les bactéries ont un génome très proche des génomes de mitochondries eucaryotes. Le génome d’une alphaprotéobactérie appelé Rickettsia possède le génome le plus prochecommun au génome mitochondrial eucaryote. Cette bactérie est une bactérie intra-cellulaire obligatoire. Donc le génome de cette bactérie, au cours du temps, à pu se simplifier de pas mal de gènes qui sont utiles à une bactérie quand elle vit seule. Cependant, comme cette bactérie ne vit plus seule, elle n’a plus besoin de beaucoup de gène (par exemple, elle n’a plus besoin du gène pour la biosynthèse des acides aminés). Elle va en fait les emprunter à son eucaryote « hôte ». → Cela renforce la théorie de l’endosymbiose disant que nos mitochondries sont, à l’origine, des bactéries. iii. - - - 33 Chloroplaste : Le chloroplaste est un organelle photosynthétique vert parce que la chlorophylle est capable de convertir les photons en énergie chimique. Le job de cette organelle est de fixer du CO2 → Transformer du CO2 en carbone organique en rejetant comme déchet de l’Oxygène. Cet organite a la même taille qu’une bactérie et est aussi entourée d’une double membrane et capable d’une fission binaire. LIKIN Salomé - Bac 3 VT 2019-2020 On retrouve dans le chloroplaste des thylakoïdes = petits sacs qui sont le siège des réaction dépendantes de la lumière. Dans le cytoplasme/matrice il y a aussi un ADN circulaire, des ribosomes, des granules d’amidons, des gouttelettes de lipides et des thylakoïdes. Ces chloroplastes ressemblent curieusement aux cyanobactéries qui sont des bactéries capables de photosynthèses. iv. L’endosymbiose : L’idée est que l’eucaryote descend d’un eucaryote primitif dans lequel une bactérie intracellulaire a pu évoluer en une mitochondrie et dans lequel une cyanobactérie a pu évoluer en chloroplaste. Cela est basé sur les similitudes entre la mitochondrie et les bactéries. - 34 Les mitochondries et chloroplastes sont toutes les 2 capables de division autonome. Elles ont toute les 2 de l’ADN circulaire – comme le chromosome d’une bactérie. Elles ont toute les 2 des ribosomes 70 S – comme les ribosomes des bactéries. Elles ont une double membrane et des porines. Même le premier acide aminé est différent de l’acides aminé généralement utilisé par les protéines cytoplasmiques eucaryote (N-formylméthonine). LIKIN Salomé Bac 3 VT 2019-2020 Les eucaryotes seraient donc formés par endosymbiose de petits procaryotes. Les ancêtres des mitochondries seraient des protéobactéries aérobies capables de faire cette respiration et d’utiliser comme accepteur final d’électron l’oxygène. Cela confère à notre futur eucaryote un avantage sélectif- cela lui apporte de l’énergie et à contrario, la bactérie (mitochondrie) va trouver un beau milieu pour croître. C’est la même chose pour les cyanobactéries qui confère à cet organisme la capacité d’utiliser comme source d’énergie de la lumière. Comment cela s’est passé ? On ne sait pas mais on peu supposer qu’il y avait, à l’origine, un procaryote qui aurait évolué en invaginant sa membrane plasmique pour définir un noyau. Et puis, une protéobactérie aérobie serait rentrée dans cet eucaryote comme un pathogène, sauf qu’au lieu d’être détruit, l’hôte l’aurait utilisé et aurait mit une relation symbiotique entre cette bactérie extracellulaire et l’hôte. ➔ Cela est l’ancêtre de tous les animaux, de tous les champignons et de tous les hétérotrophes. De cela on rajoute les cyanobactéries pour créer l’ancêtre de toutes les plantes. Il est intéressant de savoir que nos mitochondries et nos chloroplastes ont comme ancêtre des bactéries parce qu’on utilise beaucoup d’antibiotique pour nous soigner, pour soigner les animaux et en culture. Ces antibiotiques ont quand même un effet sur les eucaryotes parce qu’une grande famille d’antibiotique cible le fonctionnement du ribosome 70S (et donc la traduction) qui se trouve dans nos mitochondries et dans les chloroplastes. 35