Fiche de révision : Cellule procaryote : structure et fonctions

📋 Plan du Cours

1. Membrane cytoplasmique et homéostasie
2. Organisation interne procaryote
3. Paroi et peptidoglycane
4. Osmose et fonctions de la paroi
5. Polymères extracellulaires et capsule
6. Mobilité et appendices cellulaires
7. Biofilms et endospores

📖 1. Membrane cytoplasmique et homéostasie

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane cytoplasmique : Membrane semi-perméable indispensable qui délimite la cellule et maintient la stabilité des paramètres physico-chimiques du milieu intracellulaire, c’est-à-dire l’homéostasie.

★ À maîtriser

📌 La membrane cytoplasmique est perméable par diffusion libre aux petites molécules telles que H2O, CO2, N2 et O2, mais elle est imperméable aux polymères, dont le passage nécessite des protéines transporteurs.

• La membrane cytoplasmique assure la production d’énergie par les chaînes respiratoire et photosynthétique, des biosynthèses, l’assemblage et la sécrétion des protéines, la ségrégation du matériel génétique et la détection de la composition chimique de l’environnement.

Compléments

📌 Chez les Archaea, les lipides membranaires contiennent des isoprènes ramifiés reliés par des liaisons éther, et non des acides gras reliés par des liaisons ester.

💡 Astuce mémo

Barrière sélective → homéostasie du cytoplasme

📖 2. Organisation interne procaryote

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléoïde : Zone condensée contenant l’ADN des cellules procaryotes, dont le chromosome porte l’information génétique.

★ À maîtriser

• Le cytoplasme procaryote contient notamment:
  • beaucoup d’eau
  • de l’ADN organisé en nucléoïde
  • de l’ARN
  • des protéines
  • de nombreux ions
  • des ribosomes libres
  • éventuellement des inclusions

Compléments

• La forte compaction de l’ADN du nucléoïde rend sa coloration difficile et explique qu’il apparaisse plus clair en microscopie électronique en transmission.

💡 Astuce mémo

Nucléoïde sans membrane, contrairement à un noyau

📖 3. Paroi et peptidoglycane

🔑 Notions clés & Définitions

• Peptidoglycane : L’élément central de la paroi procaryote et un polymère constitué de deux osamines et d’un tétrapeptide d’acides aminés.

★ À maîtriser

• Les deux osamines du peptidoglycane sont la N-acétylglucosamine (NAG) et l’acide N-acétylmuramique (NAM).

Compléments

📌 Chez les Archaea, la paroi ne contient pas de peptidoglycane mais peut contenir une pseudomuréine formée de N-acétylglucosamine (NAG) et d’acide N-acécyltalозaminuronique (NAT).

• Les mycoplasmes sont dépourvus de paroi, tandis que les mycobactéries possèdent une paroi particulière mise en évidence par le caractère BAAR.

📖 4. Osmose et fonctions de la paroi

★ À maîtriser

• La paroi procaryote:

  • participe au maintien de la forme cellulaire
  • protège contre la lyse osmotique
  • peut contribuer au pouvoir pathogène
  • protège contre certaines substances toxiques

• 🔄 Le maintien de la turgescence repose sur la séquence suivante: l’eau exerce une pression sur la membrane cytoplasmique, la membrane se plaque contre la paroi, la pression de turgescence limite le gonflement de la cellule

Compléments

• Le lipopolysaccharide (LPS) est immunogène, et son injection diminue la survie des souris avec un effet dépendant de la dose et du temps.

💡 Astuce mémo

Entrée d’eau → turgescence → prévention de la lyse

📖 5. Polymères extracellulaires et capsule

🔑 Notions clés & Définitions

• Exopolymères de surface : Substances sécrétées par de nombreux procaryotes et accumulées à l’extérieur de la paroi cellulaire, principalement constituées de polysaccharides mais pouvant aussi contenir des protéines ou des acides nucléiques.

📝 Points essentiels

• Les exopolymères de surface participent notamment à:
  • l’adhésion
  • le pouvoir pathogène
  • la mobilité
  • la protection
  • la formation des biofilms

📖 6. Mobilité et appendices cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Flagelle : Filament fin, creux et beaucoup plus long que la cellule, qui permet notamment la nage en milieu liquide grâce à un moteur situé dans le corps basal.
• Chimiotactisme : Le chimiotactisme est la capacité à mobiliser des structures de mouvement pour atteindre certains nutriments ou s’éloigner de substances toxiques, grâce à des récepteurs membranaires.

★ À maîtriser

• Le flagelle comprend: un filament composé uniquement de flagelline, un crochet incurvé, un corps basal ancré dans la paroi et la membrane par des disques ou des anneaux

Compléments

• Les organisations des flagelles sont:
  • monotriche
  • amphitriche
  • lophotriche
  • péritriche

📌 Les fimbriae, ou pili communs, sont des tubes creux constitués de piline, présents en nombre variable de 10 à 1000 par cellule, et assurent l’adhésion aux surfaces vivantes ou inertes.

• Les pili sexuels sont présents à raison de 1 à 10 par cellule, rapprochent deux cellules pour le transfert d’ADN par conjugaison et servent de site de fixation à certains bactériophages.

💡 Astuce mémo

Filament → crochet → corps basal

📖 7. Biofilms et endospores

🔑 Notions clés & Définitions

• Biofilm : Communauté de microorganismes adhérant à une surface ou entre eux et enfermée dans une matrice extracellulaire adhésive et protectrice.
• Quorum sensing : Le quorum sensing est un système de communication bactérienne qui coordonne l’expression des gènes selon la densité cellulaire grâce à la production, à la libération et à la détection de molécules signal.

• Endospore : L’endospore est une forme de résistance aux stress environnementaux tels que la chaleur, les UV, la dessiccation et les désinfectants chimiques.

📝 Points essentiels

• Le biofilm protège notamment contre:
  • la dessiccation
  • certains antimicrobiens
  • les défenses de l’hôte

💡 Astuce mémo

Adhésion et matrice → protection collective

📊 Tableaux de synthèse

Appendices procaryotes