Biology for Majors II (Français)

les procaryotes sont divisés en deux domaines différents, les bactéries et les Archaea, qui, avec Eucarya, constituent les trois domaines de la vie (Figure 1).

la Figure 1. Les trois domaines des organismes vivants. Les bactéries et les archées sont toutes deux des procaryotes mais diffèrent suffisamment pour être placées dans des domaines distincts., Un ancêtre des archées modernes est censé avoir donné naissance à Eukarya, le troisième domaine de la vie. Les principaux groupes D’archées et de bactéries sont représentés.

la composition de la paroi cellulaire diffère significativement entre les domaines bactéries et archées. La composition de leurs parois cellulaires diffère également des parois cellulaires eucaryotes trouvées dans les plantes (cellulose) ou les champignons et les insectes (chitine). La paroi cellulaire fonctionne comme une couche protectrice et est responsable de la forme de l’organisme. Certaines bactéries ont une capsule externe à l’extérieur de la paroi cellulaire., D’autres structures sont présentes chez certaines espèces procaryotes, mais pas chez d’autres. Par exemple, la capsule présente chez certaines espèces permet à l’organisme de se fixer aux surfaces, le protège de la déshydratation et des attaques par les cellules phagocytaires et rend les agents pathogènes plus résistants à nos réponses immunitaires. Certaines espèces ont également des flagelles (singulier, flagelle) utilisés pour la locomotion, et des pili (singulier, pilus) utilisés pour l’attachement aux surfaces. Les plasmides, qui sont constitués d’ADN extra-chromosomique, sont également présents dans de nombreuses espèces de bactéries et d’archées.

Phylum Proteobacteria est l’un des 52 phyla de bactéries., Les protéobactéries sont en outre subdivisées en cinq classes, Alpha à Epsilon (Tableau 1).

le Tableau 1. Les bactéries du Phylum des Protéobactéries
Class	organismes Représentatifs	Représentant micrographie
Alpha protéobactéries Certaines espèces sont photoautotrophes, mais certains sont des symbiotes de plantes et d’animaux, et d’autres sont pathogènes., On pense que les mitochondries eucaryotes sont dérivées de bactéries de ce groupe.	Rhizobium: endosymbionte fixateur D’azote associé aux racines des légumineuses Rickettsia: parasite intracellulaire obligatoire responsable du typhus et de la fièvre pourprée des montagnes Rocheuses	Rickettsia rickettsia, rouge guindé, poussant à l’intérieur d’une cellule hôte
bêta protéobactéries Ce groupe de bactéries est Divers. Certaines espèces jouent un rôle important dans le cycle de l’azote.,	Nitrosomes: les espèces de ce groupe oxydent l’ammoniac en nitrite Spirillum minus: provoque une fièvre par Morsure de rat	Spirillum minus
Gamma protéobactéries beaucoup sont des symbiontes bénéfiques qui peuplent L’intestin humain, mais d’autres sont des pathogènes humains familiers. Certaines espèces de ce sous-groupe oxydent les composés soufrés.	E. coli: microbe normalement bénéfique de L’intestin humain, mais certaines souches causent des maladies Salmonella: certaines souches provoquent une intoxication alimentaire ou la fièvre typhoïde V., cholera: Causative agent of cholera Chromatium: Sulfur-producing bacteria that oxidize sulfur, producing H2S	Vibrio cholera
Delta proteobacteria Some species generate a spore-forming fruiting body in adverse conditions. Others reduce sulfate and sulfur.,	Myxobactéries: générer des fructifications sporogènes dans des conditions défavorables desulfovibrio vulgaris: bactérie anaérobie réductrice de sulfate	Desulfovibrio vulgaris
Epsilon Proteobacteria de nombreuses espèces habitent le tube digestif des animaux en tant que symbiotes ou pathogènes. Des bactéries de ce groupe ont été trouvées dans les évents hydrothermaux profonds et les habitats d’infiltration froide.	Campylobacter: provoque une intoxication sanguine et une inflammation intestinale H.,acter
(crédit « Rickettsia rickettsia”: modification du travail par CDC; crédit « Spirillum minus”: modification du travail par Wolframm Adlassnig; crédit « Vibrio cholera”: modification du travail par Janice Haney Carr, CDC; crédit « Desulfovibrio vulgaris”: modification du travail par Graham Bradley; crédit « Campylobacter”: modification du travail par de Wood, Pooley, USDA, ARS, emu; scale-bar data from Matt Russell)

la chlamydia, les spirochètes, les cyanobactéries et les bactéries à Gram positif sont décrits dans le tableau 2., Notez que la forme bactérienne n’est pas dépendante du phylum; les bactéries dans un phylum peuvent être cocci, en forme de tige ou en spirale.

le Tableau 2., Bacteria: Chlamydia, Spirochetes, Cyanobacteria, and Gram-positive
Phylum	Representative organisms	Representative micrograph
Chlamydias All members of this group are obligate intracellular parasites of animal cells., Les parois cellulaires sont dépourvues de peptidoglycane	Chlamydia trachomatis: maladie sexuellement transmissible courante pouvant entraîner la cécité	dans ce frottis pap, la Chlamydia trachomatis apparaît sous forme d’inclusions roses à l’intérieur des cellules
spirochètes la plupart des membres de ce phylum, qui a des cellules en forme de spirale, sont des anaérobies libres, mais certains sont pathogènes., Les flagelles courent dans le sens de la longueur dans l’espace périplasmique entre la membrane interne et externe	Treponema pallidum: agent causal de la syphillis Borrelia burgdorferi: agent causal de la maladie de Lyme	Treponema pallidum
cyanobactéries également appelées Algues bleu-vert, ces bactéries obtiennent leur énergie par photosynthèse. Ils sont omniprésents, trouvés dans les environnements terrestres, marins et d’eau douce. On pense que les chloroplastes eucaryotes sont dérivés de bactéries de cette classe.,	Prochlorococcus: considéré comme l’organisme photosynthétique le plus abondant sur terre, il est responsable de la production de la moitié de l’oxygène mondial	Phormidium
bactéries Gram-positives sol-les membres du logement de ce sous-groupe décomposent la matière organique. Certaines espèces causent des maladies. Ils ont une paroi cellulaire épaisse et n’ont pas de membrane externe.,	Clostridium botulinum: Causes du Botullisme Steptomyces: de nombreux antibiotiques, dont la streptomyocine, sont dérivés de ces bactéries mycoplasmes: ces minuscules bactéries, les plus petites connues, n’ont pas de paroi cellulaire. Certains sont libres et d’autres pathogènes	Clostridium difficile
(crédit « Chlamydia trachomatis”: modification des travaux du laboratoire du Dr Lance Liotta, NCI; crédit « Treponema pallidum”: modification du travail du Dr., David Cox, CDC; crédit « Phormidium”: modification du travail par USGS; crédit « Clostridium difficile”: modification du travail par Lois S. Wiggs, CDC; données sur les barres d’échelle de Matt Russell)

les archées sont séparées en quatre phyla: les Euryarchaeota, Crenarchaeota, nanoarchaeota et korarchaeota.

le Tableau 3., Les archées
Phylum	organismes Représentatifs	Représentant micrographie
Euryarchaeota Ce phylum comprend les bactéries méthanogènes, qui produisent du méthane en tant que déchets métaboliques produits, et halobacteria, qui vivent dans une extrême environnement salin.	méthanogènes: la production de méthane provoque des flatulences chez l’homme et d’autres animaux., Halobactéries: les grandes fleurs de ces archées salines apparaissent rougeâtres en raison de la présence de bactériorhodopsine dans la membrane. La bactériorhodopsine est liée au pigment rétinien rhodopsine.	Halobacterium souche NRC-1
Crenarchaeota les Membres de ce omniprésent phylum jouer un rôle important dans la fixation de carbone. De nombreux membres de ce groupe sont des extrémophiles dépendants du soufre. Certains sont thermophiles ou hyperthermophiles.,	Sulfolobus: les membres de ce genre poussent dans des sources volcaniques à des températures comprises entre 75º et 80º C et à un pH compris entre 2 et 3.	Sulfolobus d’être infecté par le bactériophage
Nanoarchaeota Ce groupe ne contient qu’une seule espèce: Nanoarchaeum equitans.	Nanoarchaeum equitans: cette espèce a été isolée du fond de l’Océan Atlantique et d’un évent hydrothermal du Parc National de Yellowstone., C’est un symbiote obligatoire avec Ignicoccus, une autre espèce d’archées.	Nanoarchaeum equitans (petit sombres sphères) sont en contact avec leur plus grande hôte, Ignococcus
Korarchaeota Ce groupe est considéré comme l’une des formes les plus primitives de la vie. Les membres de ce phylum n’ont été trouvés que dans L’Obsidian Pool, une source chaude du Parc National de Yellowstone.	aucun membre de cette espèce n’a été cultivé.,	Cette image montre une variété d’espèces de korarchaeota du bassin D’Obsidienne du Parc National de Yellowstone.
(crédit « Halobacterium »: modification des travaux de la NASA; crédit « Nanoarchaeotum equitans »: modification des travaux de Karl O. Stetter; crédit” korarchaeota »: modification des travaux du Bureau des sciences du Département des États-Unis.,

la Membrane plasmique

la membrane plasmique procaryotique est une bicouche lipidique mince (6 à 8 nanomètres) qui entoure complètement la cellule et sépare l’intérieur de l’extérieur. Sa nature sélectivement perméable maintient des ions, des protéines, et d’autres molécules dans la cellule et les empêche de diffuser dans l’environnement extracellulaire, tandis que d’autres molécules peuvent se déplacer à travers la membrane., Rappelons que la structure générale d’une membrane cellulaire est une bicouche phospholipidique composée de deux couches de molécules lipidiques. Dans les membranes cellulaires archéennes, les chaînes d’isoprène (phytanyl) liées au glycérol remplacent les acides gras liés au glycérol dans les membranes bactériennes. Certaines membranes archéales sont des monocouches lipidiques au lieu de bicouches (Figure 2).

la Figure 2. Les phospholipides archéens diffèrent de ceux trouvés dans les bactéries et les eucaryotes de deux manières. Premièrement, ils ont des chaînes latérales phytanyl ramifiées au lieu de chaînes linéaires., Deuxièmement, une liaison éther au lieu d’une liaison ester relie le lipide au glycérol.

La Paroi Cellulaire

Le cytoplasme des cellules procaryotes a une forte concentration de solutés dissous. Par conséquent, la pression osmotique dans la cellule est relativement élevée. La paroi cellulaire est une couche protectrice qui entoure certaines cellules et leur donne forme et rigidité. Il est situé à l’extérieur de la membrane cellulaire et empêche la lyse osmotique (éclatement dû à l’augmentation du volume). La composition chimique de la paroi cellulaire varie entre les Archées et les Bactéries, et varie également entre les espèces bactériennes.,

les parois cellulaires bactériennes contiennent du peptidoglycane, composé de chaînes polysaccharidiques réticulées par des peptides inhabituels contenant à la fois des acides aminés L et D, y compris l’acide D-glutamique et la D – alanine. (Les protéines n’ont normalement que des acides aminés L; en conséquence, beaucoup de nos antibiotiques agissent en imitant les acides aminés D et ont donc des effets spécifiques sur le développement de la paroi cellulaire bactérienne.) Il existe plus de 100 formes différentes de peptidoglycane. Les protéines de la couche S (couche superficielle) sont également présentes à l’extérieur des parois cellulaires des archées et des bactéries.,

Les bactéries sont divisées en deux groupes principaux: Gram positif et Gram négatif, en fonction de leur réaction à la coloration Gram. Notez que toutes les bactéries Gram-positives appartiennent à un phylum; les bactéries de l’autre phyla (protéobactéries, Chlamydias, spirochètes, cyanobactéries et autres) sont Gram-négatives. La méthode de coloration Gram porte le nom de son inventeur, le scientifique danois Hans Christian Gram (1853-1938). Les différentes réponses bactériennes à la procédure de coloration sont finalement dues à la structure de la paroi cellulaire., Les organismes à Gram positif n’ont généralement pas la membrane externe que l’on trouve chez les organismes à Gram négatif (Figure 3). Jusqu’à 90% de la paroi cellulaire des bactéries à Gram positif est composée de peptidoglycane et la majeure partie du reste est composée de substances acides appelées acides teichoïques. Les acides teichoïques peuvent être liés de manière covalente aux lipides dans la membrane plasmique pour former des acides lipotéichoïques. Les acides lipotéichoïques ancrent la paroi cellulaire à la membrane cellulaire., Les bactéries à Gram négatif ont une paroi cellulaire relativement mince composée de quelques couches de peptidoglycane (seulement 10% de la paroi cellulaire totale), entourée d’une enveloppe externe contenant des lipopolysaccharides (LPS) et des lipoprotéines. Cette enveloppe externe est parfois appelée une deuxième bicouche lipidique. La chimie de cette enveloppe externe est cependant très différente de celle de la bicouche lipidique typique qui forme les membranes plasmatiques.

question pratique

Les bactéries sont divisées en deux grands groupes: Gram positif et Gram négatif., Les deux groupes ont une paroi cellulaire composée de peptidoglycane: chez les bactéries à Gram positif, la paroi est épaisse, tandis que chez les bactéries à Gram négatif, la paroi est mince. Chez les bactéries à Gram négatif, la paroi cellulaire est entourée d’une membrane externe contenant des lipopolysaccharides et des lipoprotéines. Les porines sont des protéines dans cette membrane cellulaire qui permettent aux substances de passer à travers la membrane externe des bactéries à Gram négatif. Chez les bactéries à Gram positif, l’acide lipotéichoïque ancre la paroi cellulaire à la membrane cellulaire.

la Figure 3., Bactéries Gram-positives et négatives (crédit: modification du travail par « Franciscosp2″/Wikimedia Commons)

laquelle des affirmations suivantes est vraie?

1. Les bactéries Gram-positives ont une paroi cellulaire unique ancrée à la membrane cellulaire par l’acide lipotéichoïque.
2. Les porines permettent l’entrée de substances dans les bactéries Gram-positives et Gram-négatives.
3. La paroi cellulaire des bactéries Gram-négatives est épais, et la paroi cellulaire des bactéries à Gram positif est mince.,
4. Les bactéries à Gram négatif ont une paroi cellulaire en peptidoglycane, tandis que les bactéries à Gram positif ont une paroi cellulaire en acide lipotéichoïque.

afficher la réponse

L’énoncé a est vrai: les bactéries à Gram positif ont une paroi cellulaire unique ancrée à la membrane cellulaire par l’acide lipotéichoïque.

Les parois des cellules Archéennes ne contiennent pas de peptidoglycane. Il existe quatre types différents de parois cellulaires archéennes., Un type est composé de pseudopeptidoglycane, qui est similaire au peptidoglycane dans la morphologie, mais contient différents sucres dans la chaîne polysaccharidique. Les trois autres types de parois cellulaires sont composés de polysaccharides, de glycoprotéines ou de protéines pures. D’autres différences entre les bactéries et les archées sont observées dans le tableau 4. Notez que les caractéristiques liées à la réplication, à la transcription et à la traduction de l’ADN chez les archées sont similaires à celles observées chez les eucaryotes.

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