UAMOB Année universitaires 2020/2021 Page 5 Les procaryotes
I. DEFINITION
Les procaryotes sont des microorganismes généralement unicellulaires, sauf pour une majorité de Cyanobactéries (microorganismes pluricellulaires). Ils sont subdivisés en deux domaines, les eubactéries (Eubacteria) et les archaebactéries (archaea). Les deux domaines ont la particularité de se reproduire par scissiparité (absence de mitose e et de méiose).
Figure 1 : Les étapes de la scissiparité
• Les Archées ou Les archéobactéries (du grec archaio, « ancien ») sont des microorganismes unicellulaires à structure procaryote. C’est à dires qu’ils sont constitués d’une cellule unique qui ne comprend ni noyau ni organites.
Du point de vue de leur génétique les Archées se rapprochent des eucaryotes car on assiste à la présence d’histone dans leur matériel génétique. Par ailleurs, les Archées sot dépourvus d’acides gras contrairement aux bactéries et aux eucaryotes.
– Les Bactéries méthanogènes : anaérobies strictes et produisant du méthane. On les trouve en particulier dans les eaux stagnantes et dans le tractus intestinal de nombreux Animaux.
Elles sont la principale source de méthane atmosphérique.
– Les Halobactéries : qui sont des halophiles extrêmes, exigeant des concentrations salines très élevées (jusqu’à 30 % de NaCl), sont rencontrées dans les lacs salés ou les saumures alimentaires.
– Les Thermophiles extrêmes : aérobies ou anaérobies, qui vivent dans des milieux très acides (jusqu’à pH=1), à des températures dépassant 100 °C. On les trouve dans les sources chaudes sulfureuses volcaniques.
• Les eubactéries ou « vraie-bactérie ») sont les plus proches des bactéries actuelles. Ils sont presque tous unicellulaires. Certaines espèces forment des colonies.
II. Structure et ultrastructure
1. Structure Au microscope Photonique
Les cellules procaryotes sont beaucoup plus petites que les cellules eucaryotes (10 - 100 nm).
Elles adoptent principalement trois formes: sphérique(cocci), en forme de bâtonnet (bacilli) ou hélicoïdale (spiralée) (figure1).
Figure2 : Les différentes formes des procaryotes.
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UAMOB Année universitaires 2020/2021 Page 6 2. Ultrastructure Au Microscope électronique à Transmission (MET)
Ils présentent des éléments essentiels des éléments facultatifs figure( 2) et sont caractérisés par l'absence de l'enveloppe nucléaire, du système ndomembranaire (réticulum end plasmique, appareil de Golgi ...), du cytosquelette et de mitochondries.
2.1. Eléments essentiels
Les éléments essentiels son t des éléments communs toutesà les cellules procaryotes: la paroi bactérienne, la membrane plasmique, l'appareil nucléaire(Nucléoïde) et le cytoplasme riche en ribosomes et polyribosomes.
2.1.1. Paroi bactérienne
C'est une structure externe, r igide et résistante qui détermine l forme et assure la protection.
La technique de coloration de Gram, basée sur la composition chimique de la paroi a permis de mettre en évidence l'existence de 2 types de bactéries:
- Les bactéries Gram positive (+), retiennent le colorant et apparaissent colorées en violet ayant une paroi épaisse constituée essentiellement de peptidoglycane PG (20 à 80nm) et de peu de lipides (acide lipoteichoïque lié aux PG et aux lipides de la membrane plasmique).
- Les bactéries Gram négative (-), sont beaucoup plus perméables au colorant et apparaissent colorées en rose ont une paroi constituée d'une fine couche de PG (1 à 3nm) associés à une lipoprotéine abondante. Cette lipoprotéine est aussi liée à une membrane supplémentaire externe, riche en lipopolysaccharide (LPS). L'espace entre les 2 membranes, dans lequel baignent les PG est un gel aqueux appelé périplasme.
UAMOB Année universitaires 2020/2021 Page 7 Figure 3 : Structure de la paroi et des membranes des Bactéries à Gram négatif et positif.
2.1.2. Membrane plasmique
Au MET la membrane plasmique des procaryotes est trilamellaire, asymétrique, d'épaisseur de7,5nm et présente une architecture moléculaire en mosaïque fluide. Toutefois sa composition chimique est différente, elle renferme 70% de protéines, 30% de lipides (sans cholestérol).
La membrane plasmique assure plusieurs fonctions dont certaines lui sont spécifiques (respiration et biosynthèses) et d'autres communes à celles des cellules eucaryotes (échanges avec le milieu externe, sans déformation de la membrane).
2.1.3. Cytoplasme
C'est un gel aqueux dépourvu de cytosquelette, il contient des ribosomes et polyribosomes.
C'est le lieu de toutes les activités métaboliques mais aussi le lieu de la transcriptionet de la traduction.
2.1.4. Nucléoïdeou Appareil nucléaire
Appelé aussi chromosome, il est diffus dans le cytoplasme et il est formé d'une seule molécule d'ADN bicaténaire (double brin), circulaire, superenroulée. Le Nucléoïde complètement déroulé a une longueur environd' 1,4mm, alors que la cellule procaryote a une taille qui varie selon les espèces de 0,lµm à l0µm.
2.2. Eléments facultatifs
Les éléments facultatifs sont des éléments propres à certaines espèces de procaryotes et absents chez d'autres : le plasmide, la capsule, le flagelle, le pilus, le chromatophore et la vacuole à gaz.
2.2.1. Plasmide
C'est une très petite molécule d'ADN extranucléaire, double brin, circulaire, localisée dans le cytoplasme. Son nombre est variable selon les espèces (1 à plusieurs). Les plasmides portent des gènes utiles mais non essentiels à la croissance normale et à la division des cellules procaryotes. Ils se dupliquent indépendamment du Nucléoïde ; certains d'entre
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UAMOB Année universitaires 2020/2021 Page 8 eux ont la capacité de se transférer d'une bactérie à l'autre, ils sont alors appelés plasmides de de résistance (R) s'ils portent des gènes de résistance aux antibiotiques.
2.2.2. Capsule
C'est la structure la plus externe. Elles assurent la protection et/ou l’adhésion des procaryotes à des surfaces.
2.2.3. Flagelle
Appareil qui s'étend à l'extérieur de 1a membrane plasmique et de la paroi, de structure rigide, cylindrique et de longueur variable pouvant aller jusqu'à 20µm. Il est constitué d’une protéine spécifique : la flagelline. Il permet le déplacement rapide des bactéries mobiles.
2.2.5. Les chromatophores
Ce sont des thylakoïdes diffus ans le cytoplasme, riches en pigments spécifiques. Ils sont présents uniquement chez les eubactéries photosyntétiques.
2.2.6. Vacuoles à gaz
Ce sont de petites vacuoles ne contenant que de l'air, elles sont présentes dans le cytoplasme des bactéries photosynthétiques vivant en milieu aquatique. Elles permettent à ces dernières de se déplacer verticalement et de flotter
UAMOB Année universitaires 2020/2021 Page 9 Figure 4 : Organisation de la cellule procaryote.
Tableau : Comparaison entre les cellules procaryotes et eucaryotes
Caractéristiques cellule Procaryote cellule Eucaryote
Taille typique 1-10 µm 10-100 µm
Type de noyau nucléoïde (pas de véritable noyau)
vrai noyau avec double membrane
Division de la cellule division simple
mitose (réplication de la cellule)
méiose (menant à la formation de gamètes) Organisation génétique
Membrane nucléaire non oui
Nombre de chromosomes généralement 1 > 1
Chromosome circulaire oui non
Histones non oui
Nucléole non oui
Structures cellulaires et organites
Réticulum endoplasmique non oui
Appareil de Golgi non oui
Lysosomes non oui
Mitochondries non oui
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Chloroplastes non oui chez les plantes
Microtubules non oui
Paroi cellulaire avec
peptidoglycane oui non
Taille des ribosomes 70 S 80 S, sauf mitochondries et chloroplastes
Localisation des ribosomes dispersés dans le cytoplasme
dispersés dans le cytoplasme ou liés au
réticulum endoplasmique Attributs fonctionnels
Phagocytose non oui, parfois
Pinocytose non oui, parfois
Mouvement de la cellule flagelles faites de flagelline flagelle et cils faits de tubuline
