Fiche de révision : Diversité des procaryotes

📋 Plan du Cours

1. Microorganismes et diversité des milieux
2. Origines de la microbiologie
3. Définitions de la vie et de la cellule
4. Virus et cycle de réplication
5. Organisation et observation cellulaires
6. Composition chimique des cellules
7. Lipides et membranes
8. Glucides et polysaccharides

📖 1. Microorganismes et diversité des milieux

🔑 Notions clés & Définitions

• Microorganisme : Organisme vivant invisible à l’œil nu, d’une taille inférieure à 0,2 mm.

★ À maîtriser

📌 Certains eucaryotes sont des microorganismes, tandis que tous les procaryotes sont des microorganismes.

Compléments

• Les cellules procaryotes constituent une part minoritaire de la biomasse terrestre.

• Les microorganismes se trouvent notamment dans : les océans, les rivières, les sources, les sols, les organismes supérieurs, le rumen, les intestins, la bouche, la plaque dentaire, la peau et la colonne d’eau

📖 2. Origines de la microbiologie

🔑 Notions clés & Définitions

• Génération spontanée : Apparition d’un être vivant à partir de matière non vivante ou en décomposition.

★ À maîtriser

• En 1668, Francesco Redi démontre que les asticots proviennent des mouches et non de la viande.

• La biogénèse est confirmée par Pasteur en 1861.

Compléments

• Lucrèce (98-55 av. J.-C.) a suggéré que des organismes vivants invisibles pouvaient être à l’origine de maladies.

• En 1676, Antonie Van Leeuwenhoek communique par écrit à la Royal Society de Londres ses premières observations microscopiques d’animalcules.

📖 3. Définitions de la vie et de la cellule

🔑 Notions clés & Définitions

• Procaryote : Organisme unicellulaire dépourvu de noyau.
• Eucaryote : Organisme unicellulaire ou pluricellulaire contenant un noyau et des organites intracellulaires.

• Cellule : La cellule est une entité isolée des autres cellules par une membrane et contenant des structures internes et des composés chimiques ; elle échange du matériel avec son environnement et constitue l’unité fondatrice de la vie.

★ À maîtriser

• Les bactéries appartiennent au domaine Eubacteria et les archées au domaine Archaea ; les deux groupes sont des procaryotes.

Compléments

• Xavier Bichat définit la vie comme « l’ensemble des fonctions qui résistent à la mort ».

• Jacques Monod caractérise la vie par « le hasard et la nécessité » et la décrit comme une propriété d’objets dotés d’un projet, construits de l’intérieur et capables de reproduction.

📖 4. Virus et cycle de réplication

🔑 Notions clés & Définitions

• Virus : Un virus est un élément génétique mobile incapable de se multiplier seul par division et qui doit utiliser une cellule hôte comme parasite intracellulaire obligatoire.
• Virion : Un virion est une particule extracellulaire contenant un acide nucléique entouré d’une capside protéique et métaboliquement inerte.

★ À maîtriser

📌 Le génome d’un virus est constitué d’ADN ou d’ARN, mais jamais des deux simultanément dans le même virion.

• 🔄 La réplication virale suit six étapes :
  1. Adsorption du virion sur la cellule hôte
  2. Injection du virion ou de son acide nucléique dans la cellule hôte
  3. Détournement de la machinerie de biosynthèse de l’hôte pour produire les enzymes virales
  4. Réplication de l’acide nucléique viral
  5. Synthèse et assemblage des protéines de capside, avec empaquetage de l’acide nucléique
  6. Libération des virions matures hors de la cellule hôte

Compléments

• Un virus bactérien est appelé phage ou bactériophage.

• La classification des virus prend notamment en compte : l’hôte, la nature et la structure de l’acide nucléique, la symétrie de la capside, la présence d’une enveloppe, le diamètre du virion, les propriétés immunologiques, le site de multiplication, la maladie, les caractères cliniques et le mode de transmission

• La capside d’un virion est toujours composée de molécules protéiques appelées capsomères.

• Les quatre grands types morphologiques viraux sont :

  • icosaédrique
  • hélicoïdal
  • enveloppé
  • complexe

• Les enveloppes lipidiques rendent les virus plus sensibles à l’éther et aux détergents.

💡 Astuce mémo

Adsorption → injection → détournement → réplication → assemblage → libération.

📖 5. Organisation et observation cellulaires

★ À maîtriser

📌 Les procaryotes mesurent généralement 1 à 10 μm, tandis que les eucaryotes mesurent généralement 10 à 100 μm.

Compléments

• Les bactéries mesurent de 0,2 à 4 μm.

• La membrane plasmique mesure de 5 à 10 nm d’épaisseur.

• Le microscope optique grossit de 100 à 1 000 fois, tandis que le microscope électronique à transmission peut grossir jusqu’à 50 millions de fois.

• Les flagelles bactériens peuvent être :

  • monotriches
  • lophotriches
  • amphitriches
  • péritriches

• La mobilité bactérienne peut être observée en ensemencant le centre d’un tube de gélose semi-molle et en vérifiant la diffusion des bactéries dans le milieu.

• La coloration de Gram a été développée par Christian Gram en 1884.

💡 Astuce mémo

Procaryote sans noyau, eucaryote avec noyau et organites.

📖 6. Composition chimique des cellules

★ À maîtriser

• L’eau représente 70 à 90 % du poids total d’une cellule.

• La matière sèche cellulaire comprend environ :

  • 50 % de carbone
  • 20 % d’oxygène
  • 14 % d’azote
  • 8 % d’hydrogène
  • 3 % de phosphore
  • 1 % de soufre

• Les macroéléments C, H, O, N, S et P sont requis en grande quantité et présents en g/L dans les milieux de culture.

• Les principaux composés de la matière sèche représentent :
  • 55 % de protéines
  • 24 % d’acides nucléiques
  • 5 % de polysaccharides
  • 9 % de lipides

Compléments

• K, Ca, Mg et Fe sont requis à raison de mg/L dans les milieux de culture.

• Les oligoéléments requis en μg/L comprennent :

  • Mn
  • Zn
  • Co
  • Mo
  • Ni
  • Cu

📖 7. Lipides et membranes

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide gras : Molécule amphipathique possédant des propriétés hydrophiles et hydrophobes.

★ À maîtriser

• Les lipides diffèrent selon les domaines : les Bacteria et les Eukarya possèdent des acides gras, tandis que les Archaea possèdent des lipides à phytanyl.

Compléments

• Les triglycérides possèdent trois résidus d’acides gras fixés à un glycérol.

• Les lipides complexes peuvent contenir comme éléments additionnels :

  • le phosphore
  • l’azote
  • le soufre
  • des sucres
  • de la choline
  • de la sérine
  • de l’éthanolamine

• Dans l’eau, les molécules amphipathiques peuvent former :

  • des monocouches
  • des bicouches
  • des micelles

💡 Astuce mémo

Dans l’eau, les têtes hydrophiles se tournent vers l’eau tandis que les queues hydrophobes s’en écartent.

📖 8. Glucides et polysaccharides

🔑 Notions clés & Définitions

• Polysaccharide : Glucide constitué par la répétition de nombreuses unités monosaccharidiques liées par des liaisons covalentes glycosidiques.

★ À maîtriser

• Les glucides contiennent du carbone, de l’hydrogène et de l’oxygène dans les proportions 1:2:1.

📌 Les oses sont des sucres simples, les oligosaccharides comportent de 2 à 10 oses reliés par des liaisons glycosidiques, et les polysaccharides sont de longues chaînes linéaires ou ramifiées. - Lehninger, 1981

Compléments

• Les pentoses à cinq carbones, comme le ribose, forment le squelette des acides nucléiques.

• Les hexoses à six carbones constituent les polymères des parois cellulaires et les polymères de réserve.

• Les liaisons glycosidiques des polysaccharides peuvent avoir une orientation α ou β, comme dans l’amidon et la cellulose.

• Les polysaccharides peuvent être associés à des protéines dans des glycoprotéines ou à des lipides dans des glycolipides, comme les LPS des bactéries à Gram négatif.