Microbiologie: Composition et organisation de la cellule bactérienne.

Composition et organisation de la cellule bactérienne

L'étude du monde vivant repose sur une unité structurelle de base qui est la cellule. On distingue deux types de cellules qui sont les cellules procaryotes (bactéries) et les cellules eucaryotes. 

On a pu arriver à distinguer ces deux types de cellules grâce à la microscopie, à partir de là on a classé les être vivant en 5 classes (Tableau 1). 

La microbiologie est la science qui s'intéresse aux trois premiers groupes c'est à dire aux bactéries, champignons et levures. 

Les virus constituent une classe à part et n'appartiennent à aucuns de ces 5 règnes. En effet ils sont considérés comme des entités non vivante car ils sont incapable de se reproduire sans détourner la machinerie cellulaire d'un autre organisme. 

La microbiologie étudie parfois leurs actions sur les microorganismes mais n'a pas pour but de les étudier en tant qu’entité biologique. Cette étude est aussi étudié dans la virologie.

Comme ce sont des organismes acellulaires, on peut avoir une autre qualification. Parasites intracellulaires obligatoires. (Figure 1).

A. La structure de la cellule bactérienne:

Le concept de procaryote est à attribué à Roger Stanier. 

(Figure 2) On peut remarquer que les procaryotes ont une structure relativement simple et le matériel génétique quelle renferme est libre dans le cytoplasme (nucléoïde). On ne retrouve pas dans les cellules eucaryotes le cytosquelette, ni d’organites bordés d'une membrane et ne possèdent également pas de structure interne comparable à un RE ou à un appareil de Golgi. ??????

Le matériel que la cellule procaryote renferme est libre dans le cytoplasme, ce que l'on appelle le nucléoïde. 

L'observation de cette dernière requiert l'utilisation de la microscopie photonique et/ou de la microscopie électronique. (Figure 3 et 4). Les principales structures cellulaires procaryotes et eucaryotes ont pu être identifié. 

Les microscopes optiques sont utilisés pour observer les micro organismes à faible grossissement alors que les microscopes électroniques sont utilisés pour observer l'ultrastructure ou les morphologies cellulaires.

Ces outils d'observation ont permis d'identifier les principales structures cellulaires procaryotes et eucaryotes, les structures observés chez les bactéries sont observés dans la (figure 5).

Certaines de ses structures sont communes à l'ensemble des cellules bactériennes, c'est le cas de la paroi, la MP, ribosomes et ADN; se sont donc des constituants constants. Et d'autres ne sont exprimés que par certaines espèces bactériennes, ils sont appelés unités facultatif ou inconstant et ce sont les vacuoles, les plasmides, pili…

I. Les éléments bactériens constants:

                       1.1. Les éléments génétique des bactéries:

Il est composé du chromosome bactérien et des plasmides (éléments facultatifs) qui correspond à de l'ADN extra-chromosomique. (Figure 6)

Ce chromosome bactérien est unique à l'exception de certaines bactéries comme Vibrio cholerae (agent responsable du choléra), il se retrouve dans une région cytoplasmique de forme irrégulière non délimité par une membrane appelé le nucléoïde, mais aussi corps nucléaire, le corps de chromatine ou la région nucléaire.

Le chromosome est constitué d'ADN double brin circulaire associé à de nombreuses protéines qui participent aux compactages de l'ADN dans le nucléoïde, ces dernières sont qualifiés de protéines de types histones pour leur homologie de fonctionnement avec les protéines histones eucaryotes

La présence d'un chromosome unique chez les bactéries implique que celle ci ne possède qu'une seule copie de leur gène, ce sont donc des bactéries haploïdes qui se reproduisent essentiellement par scissiparité ou par division binaire. 

(Figure 8) Lorsque une cellule bactérienne entre en division l'ADN chromosomique se réplique pour former deux boucles d'ADN qui se fixent en deux points distant de la membrane plasmique appelé mésosome. La  croissance du corps cellulaire entre ces deux points permet de déplacer les copies d'ADN à chacune des extrémités de la cellule mère et donc la division du cytoplasme assure la séparation des deux cellules filles qui sont identiques sur le plan génétique. Au terme d'un grand nombre de division on obtient une population de cellules identiques qui sont toutes issues d'une même cellule initiale et on obtient donc des clones bactériens. Ce mode de division extrêmement simple est aussi très rapide, dans de bonnes conditions de culture une bactérie peut se diviser toute les 20 minutes. 

                      1.2. Membrane et paroi bactériennes:

La membrane et la paroi sont deux structures très importante chez les bactéries. Elles sont déterminante pour des fonctions précises et essentielles comme le transport des nutriments ou la prévention de la lyse osmotique.

1.2.1. Structure de la membrane plasmique:

C'est une structure fine d'environ 8 nanomètres qui délimite la cellule. Elle constitue une barrière séparant l'intérieur de la cellule  de son milieu environnant, si la MP se rompt l'intégrité cellulaire est atteinte, le cytoplasme se vide et la cellule meurt.

C'est aussi une barrière de haute perméabilité sélective permettant à la cellule de concentrer certains métabolites et d'en excréter d'autres, c'est le cas des déchets métaboliques. 

La structure générale  de la MP est une bicouche lipidique (Figure 9) , les phospholipides contiennent à la fois des régions hydrophobes qui sont les acides gras et des régions hydrophiles qui correspondent aux phosphates de glycérol. 

Donc face interne au contacté au cytoplasme et face externe fais face au milieu environnant . Donc les résidu tête  hydrophile sont exposé à l’extérieur .

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