Fiche de révision : Procaryotes et virus

📋 Plan du Cours

1. Échelles et diversité du vivant
2. Organisation des bactéries
3. Génome et échanges bactériens
4. Classification et propriétés bactériennes
5. Caractéristiques générales des virus
6. Structure et cycle viral
7. Phages et virus particuliers
8. Classification et information génétique

📖 1. Échelles et diversité du vivant

★ À maîtriser

• Une cellule mesure environ 10 à 20 micromètres, une bactérie 100 à 2 000 nm et un ribosome 15 à 30 nm.

📌 Les Monères sont des organismes procaryotes, les Protistes, Animaux, Végétaux et Mycètes sont eucaryotes, tandis que les virus sont acaryotes et ne sont pas des cellules.

Compléments

• Un angström vaut $10^{-10}\ \mathrm{m}$ et est dix fois plus petit qu’un nanomètre.

• Le corps humain contient environ $10^{14}\text{ à }10^{15}$ cellules et environ 5 kg de bactéries constituant le microbiote.

📌 Une bactérie présente dans le sang peut coloniser les organes et provoquer une septicémie potentiellement mortelle.

💡 Astuce mémo

Procaryote sans noyau, virus sans cellule

📖 2. Organisation des bactéries

🔑 Notions clés & Définitions

• Procaryote : Cellule sans noyau, qui n’en a jamais possédé.
• Paroi bactérienne : Enveloppe presque toujours présente, composée principalement de peptidoglycanes formés de N-acétylglucosamine et de N-acétylmuramique, qui protège la bactérie.

★ À maîtriser

• Les bactéries mesurent généralement moins de 10 μm, et les mycoplasmes comptent parmi les plus petites avec une taille inférieure à 300 à 400 nm.

• Toutes les bactéries possèdent une membrane plasmique, un cytoplasme et au moins un chromosome, mais elles ne possèdent pas de cytosquelette formé de microfilaments d’actine.

• Les ribosomes bactériens sont des particules ribonucléoprotéiques qui assurent la traduction des ARNm et sont présents à environ 20 000 à 30 000 exemplaires par bactérie.

Compléments

• Les principales formes bactériennes sont:

  • les cocci, sphériques
  • les bacilles, allongés
  • les spirochètes, hélicoïdaux

• Les flagelles procaryotes sont constitués uniquement de protéines et assurent le mouvement, contrairement aux flagelles eucaryotes formés d’une expansion membranaire contenant des microtubules.

💡 Astuce mémo

Une petite cellule entourée d’une paroi, munie parfois d’une capsule et de flagelles

📖 3. Génome et échanges bactériens

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléoïde : Région bactérienne contenant généralement une seule molécule d’ADN chromosomique circulaire, bicaténaire, nue et dépourvue de centromère et de télomères.
• Plasmide : Molécule d’ADN bicaténaire circulaire extra-chromosomique, présente en multicopies, qui se multiplie indépendamment et peut porter des gènes de résistance aux antibiotiques.

★ À maîtriser

• La division bactérienne est une division binaire appelée scissiparité, qui ne fait intervenir ni mitose ni méiose.

📌 La conjugaison transfère un plasmide par un pilus sexuel, la transformation récupère un plasmide présent dans l’environnement et la transduction transfère de l’ADN par un phage.

Compléments

• Chez certaines bactéries, un chromosome s’enkyste après sa division pour former une endospore fortement résistante à l’environnement.

💡 Astuce mémo

Chromosome stable, plasmide mobile

📖 4. Classification et propriétés bactériennes

★ À maîtriser

• Les archées sont souvent extrêmophiles, tandis que les eubactéries regroupent la majorité des bactéries, notamment Escherichia coli, les mycoplasmes et les cyanobactéries.

• Thermus aquaticus produit la Taq polymérase, une ADN polymérase capable de répliquer l’ADN à 80 °C et utilisée en PCR.

📌 Une bactérie aérobie a besoin d’oxygène, tandis qu’une bactérie anaérobie n’en dépend pas.

📌 Les bactéries Gram positives possèdent une paroi épaisse de 15 à 30 nm riche en peptidoglycanes et deviennent violet foncé, tandis que les Gram négatives possèdent une paroi de 8 à 12 nm avec une membrane externe et deviennent rose clair.

Compléments

• Les principales toxines bactériennes sont: les neurotoxines, qui attaquent le système nerveux, les entérotoxines, qui ciblent le système digestif, les hépatotoxines, qui ciblent le foie

💡 Astuce mémo

Gram positif épais et violet, Gram négatif fin et rose

📖 5. Caractéristiques générales des virus

🔑 Notions clés & Définitions

• Virus : Organisation macromoléculaire acaryote qui n’est pas une cellule et qui se multiplie uniquement à l’intérieur d’une cellule hôte.

★ À maîtriser

📌 Un virus contient soit de l’ADN soit de l’ARN, jamais les deux, et son acide nucléique est protégé par des capsomères.

• Les virus ne possèdent pas de ribosomes et doivent utiliser le cytoplasme et les ribosomes de leur cellule hôte pour se multiplier.

Compléments

• Les virus mesurent généralement environ 10 à 20 nm et sont spécifiques de certaines cellules ou de certains hôtes.

• En 1883, le virus de la mosaïque du tabac, ou TMV, a été le premier virus découvert.

💡 Astuce mémo

Le virus possède un génome, mais aucun ribosome

📖 6. Structure et cycle viral

🔑 Notions clés & Définitions

• Capside : Structure protéique formée de capsomères qui protège le génome viral et participe à la reconnaissance des cellules cibles.

★ À maîtriser

• L’enveloppe d’un virus enveloppé est une bicouche de phospholipides provenant toujours de la membrane de la cellule infectée.

• 🔄 Le cycle viral suit quatre étapes:

  1. reconnaissance et fixation
  2. pénétration ou injection
  3. réplication et synthèse
  4. assemblage et libération

Compléments

📌 Les virus peuvent avoir une symétrie hélicoïdale, comme le TMV, ou cubique, sphérique et icosaédrique, comme l’adénovirus.

💡 Astuce mémo

Fixation → pénétration → réplication → assemblage → libération

📖 7. Phages et virus particuliers

🔑 Notions clés & Définitions

• Bactériophage : Virus qui infecte uniquement les cellules procaryotes et possède une tête contenant le génome, une queue d’injection et des fibres caudales de reconnaissance.

★ À maîtriser

📌 Dans le cycle lytique, le phage se réplique immédiatement et lyse la bactérie, tandis que dans le cycle lysogénique, son ADN s’intègre au chromosome bactérien sous forme de prophage sans détruire initialement la bactérie.

• Le virus Influenza est enveloppé, contient 8 molécules d’ARN et porte l’hémagglutinine HA pour la fixation ainsi que la neuraminidase NA pour l’infection.

• Le VIH est un virus à ARN qui infecte les lymphocytes T4 et utilise une rétrotranscriptase pour former un ADN s’intégrant aux chromosomes humains sous forme de provirus.

Compléments

• Le cycle lytique peut produire environ 200 à 300 phages par réplication en cercle roulant.

💡 Astuce mémo

Cycle lytique destructeur, cycle lysogénique intégré

📖 8. Classification et information génétique

★ À maîtriser

📌 Un ARN viral positif est orienté 5’ vers 3’ et peut être lu directement comme un ARNm, tandis qu’un ARN viral négatif est orienté 3’ vers 5’ et doit être transcrit en ARN positif.

📐 Formule — La réplication correspond à la duplication de l’ADN en ADN : $ADN \rightarrow ADN$.

📐 Formule — La transcription correspond au passage d’un acide nucléique à un autre, notamment de l’ADN vers l’ARN : $ADN \rightarrow ARN$.

📐 Formule — La rétrotranscription convertit un ARN en ADN grâce à une rétrotranscriptase : $ARN \rightarrow ADN$.

📐 Formule — La traduction convertit l’ARN en protéine grâce au code génétique et aux ribosomes : $ARN \rightarrow protéine$, et le codon AUG code la méthionine.

Compléments

• Les virus à ARN négatif nécessitent une polymérase virale pour transcrire leur ARN négatif en ARN positif.

💡 Astuce mémo

ARN positif directement lisible, ARN négatif à transcrire

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des bactéries Gram

Comparaison des cycles des phages