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    Les procaryotes ont-ils des parois cellulaires?

    Les procaryotes
    représentent l'une des deux principales classifications de la vie. Les autres sont les eucaryotes
    .

    Les procaryotes se distinguent par leur faible niveau de complexité. Ils sont tous microscopiques, mais pas nécessairement unicellulaires. Ils sont divisés en domaines archées
    et bactéries,
    mais la grande majorité des espèces de procaryotes connues sont des bactéries, qui existent sur Terre depuis environ 3,5 milliards d'années.

    Les cellules procaryotes n'ont pas de noyaux ou d'organites liés à la membrane. Cependant, 90% des bactéries ont des parois cellulaires qui, à l'exception des cellules végétales et de certaines cellules fongiques, manquent de cellules eucaryotes. Ces parois cellulaires forment la couche la plus externe de bactéries et constituent une partie de la capsule bactérienne
    .

    Elles stabilisent et protègent la cellule et sont vitales pour que les bactéries puissent infecter les cellules hôtes ainsi que la réponse des bactéries aux antibiotiques.
    Caractéristiques générales des cellules

    Toutes les cellules de la nature partagent de nombreuses caractéristiques en commun. L'un d'eux est la présence d'une membrane cellulaire externe
    , ou membrane plasmique
    , qui forme la frontière physique de la cellule de tous les côtés. Un autre est la substance connue sous le nom de cytoplasme
    trouvée dans la membrane cellulaire.

    Un troisième est l'inclusion de matériel génétique sous la forme ADN,
    ou désoxyribonucléique acide
    . Un quatrième est la présence de ribosomes
    , qui fabriquent des protéines. Chaque cellule vivante utilise de l'ATP (adénosine triphosphate) pour l'énergie.
    Structure générale des cellules procaryotes

    La structure des procaryotes est simple. Dans ces cellules, l'ADN, plutôt que d'être emballé dans un noyau enfermé dans une membrane nucléaire, se trouve plus lâchement rassemblé dans le cytoplasme, sous la forme d'un corps appelé nucléoïde
    .

    Ceci est normalement sous la forme d'un chromosome circulaire.

    Les ribosomes de la cellule procaryote se trouvent dispersés dans tout le cytoplasme cellulaire, tandis que chez les eucaryotes, certains d'entre eux se trouvent dans des organites tels que l'appareil Golgi
    et le réticulum endoplasmique
    . Le travail des ribosomes est la synthèse des protéines.

    Les bactéries se reproduisent par fission binaire, ou simplement en se divisant en deux et en divisant également les composants cellulaires, y compris les informations génétiques dans le seul petit chromosome.

    Contrairement à la mitose, cette forme de division cellulaire ne nécessite pas d'étapes distinctes.
    Structure de la paroi cellulaire bactérienne

    Les peptidoglycanes uniques: Toutes les parois cellulaires végétales et les parois cellulaires bactériennes sont principalement constituées de chaînes glucidiques.

    Mais alors que les parois des cellules végétales contiennent de la cellulose, que vous verrez répertoriée dans les ingrédients de nombreux aliments, les parois des cellules bactériennes contiennent une substance appelée peptidoglycane, que vous ne trouverez pas.

    Ce peptidoglycane, qui se trouve uniquement dans procaryotes, existe en différents types; il donne à la cellule dans son ensemble sa forme et lui confère une protection contre les agressions mécaniques.

    Les peptidoglycanes sont constitués d'un squelette appelé glycane
    , lui-même composé de acide muramique
    et glucosamine
    , qui à leur tour ont des groupes acétyle attachés à leurs atomes d'azote. Ils comprennent également des chaînes peptidiques d'acides aminés qui sont réticulées à d'autres chaînes peptidiques voisines.

    La force de ces interactions de "pontage" varie considérablement entre différents peptidoglycanes et donc entre différentes bactéries.

    Cette caractéristique, comme vous le verrez, permet de classer les bactéries en types distincts en fonction de la réaction de leurs parois cellulaires à un certain produit chimique.

    Les réticulations sont formées par l'action d'une enzyme appelée transpeptidase
    , qui est la cible d'une classe d'antibiotiques utilisés pour lutter contre les maladies infectieuses chez l'homme et d'autres organismes.
    Bactéries à Gram positif et à Gram négatif

    Alors que toutes les bactéries ont un paroi cellulaire, sa composition change d'espèce en espèce en raison de différences dans la teneur en peptidoglycane dont les parois cellulaires sont partiellement ou principalement constituées.

    Les bactéries peuvent être séparées en deux types appelés gram-positifs et gram-négatifs.

    Ceux-ci portent le nom du biologiste Hans Christian Gram, un pionnier de la biologie cellulaire qui a développé une technique de coloration dans les années 1880, appelée à juste titre la coloration de Gram, qui faisait que certaines bactéries devenaient violettes ou bleues et d'autres devenaient rouges ou roses.

    L'ancien type de bactéries est devenu connu sous le nom de gram-positif, et leurs propriétés de coloration sont attribuables au fait que leurs parois cellulaires contiennent une fraction très élevée de peptidoglycane par rapport à l'ensemble de la paroi.

    La coloration rouge ou rose les bactéries sont connues sous le nom de gram négatif, et comme vous pouvez le deviner, ces bactéries ont des parois constituées de quantités modestes à petites de peptidoglycane.

    Dans les bactéries gram négatif, une fine membrane se trouve à l'extérieur de la paroi cellulaire, formant l'enveloppe cellulaire
    .

    Cette couche est similaire à la membrane plasmique de la cellule qui se trouve de l'autre côté de la paroi cellulaire, plus près de l'intérieur de la cellule. Dans certaines cellules à Gram négatif, comme E. coli
    , la membrane cellulaire et l'enveloppe nucléaire entrent effectivement en contact à certains endroits, pénétrant le peptidoglycane de la paroi mince entre.

    Cette enveloppe nucléaire contient des molécules s'étendant vers l'extérieur appelées lipopolysaccharides ou LPS. Des lipoprotéines de muréine s'étendent de l'intérieur de cette membrane qui sont fixées à l'extrémité la plus éloignée de l'extérieur de la paroi cellulaire.
    Parois cellulaires bactériennes à Gram positif

    Les bactéries à Gram positif ont une paroi cellulaire peptidoglycane épaisse , d'environ 20 à 80 nm (nanomètres ou un milliardième de mètre) d'épaisseur.

    Les exemples incluent les espèces de staphylocoques, streptocoques, lactobacilles et Bacillus.

    Ces bactéries tachent le violet ou le rouge, mais généralement violet, avec une coloration de Gram, car le peptidoglycane conserve le colorant violet appliqué au début de la procédure lorsque la préparation est ensuite lavée à l'alcool.

    Cette paroi cellulaire plus robuste offre aux bactéries gram-positives plus de protection contre la plupart des agressions extérieures par rapport à aux bactéries gram-négatives, bien que la teneur élevée en peptidoglycane de ces organismes fasse de leurs murs une forteresse unidimensionnelle, ce qui rend à son tour une stratégie un peu plus facile concernant la façon de la détruire.
    ••• Vivre

    Gram bactérie positive ia sont généralement plus sensibles aux antibiotiques qui ciblent la paroi cellulaire que les espèces gram-négatives, car elles sont exposées à l'environnement plutôt que de rester sous ou à l'intérieur d'une enveloppe cellulaire.
    Le rôle des acides téichoïques

    Les couches de peptidoglycanes de bactéries gram-positives sont généralement riches en molécules appelées acides teichoïques
    , ou TAs
    .

    Ce sont des chaînes glucidiques qui traversent et parfois au-delà de la couche de peptidoglycane.

    TA est censé stabiliser le peptidoglycane autour de lui simplement en le rendant plus rigide, plutôt qu'en exerçant des propriétés chimiques.

    TA est en partie responsable de la capacité de certaines bactéries gram-positives, telles que les espèces de streptocoques, se lient à des protéines spécifiques à la surface des cellules hôtes, ce qui facilite leur capacité à provoquer des infections et, dans de nombreux cas, des maladies.

    Lorsque des bactéries ou d'autres micro-organismes sont capables de causant des maladies infectieuses, ils sont appelés pathogènes nic
    .

    Les parois cellulaires des bactéries de la famille des mycobactéries, en plus de contenir du peptidoglycane et des AT, ont une couche externe "cireuse" composée d'acides mycoliques
    . Ces bactéries sont connues comme « résistantes aux acides,
    » car des taches de ce type sont nécessaires pour pénétrer cette couche cireuse afin de permettre un examen microscopique utile.
    Parois cellulaires bactériennes à Gram négatif

    Les bactéries à Gram négatif, comme leurs homologues à Gram positif, ont des parois cellulaires de peptidoglycane.

    Cependant, la paroi est beaucoup plus mince, seulement environ 5 à 10 nm d'épaisseur. Ces murs ne tachent pas le violet avec la coloration de Gram car leur plus petite teneur en peptidoglycane signifie que le mur ne peut pas retenir beaucoup de colorant lorsque la préparation est lavée avec de l'alcool, ce qui donne une couleur rose ou rougeâtre à la fin.

    Comme indiqué ci-dessus, la paroi cellulaire n'est pas la plus extérieure de ces bactéries mais est plutôt recouverte par une autre membrane plasmique, l'enveloppe cellulaire ou la membrane externe.

    Cette couche a une épaisseur d'environ 7,5 à 10 nm, rivalisant ou dépassant l'épaisseur de la paroi cellulaire.

    Dans la plupart des bactéries gram-négatives, l'enveloppe cellulaire est liée à un type de molécule de lipoprotéine appelée lipoprotéine de Braun, qui, à son tour, est liée au peptidoglycane de la paroi cellulaire.
    The Tools des bactéries à Gram négatif

    Les bactéries à Gram négatif sont généralement moins sensibles aux antibiotiques ciblant la paroi cellulaire car elles ne sont pas exposées à l'environnement; il a toujours la membrane externe pour la protection.

    De plus, dans les bactéries gram-négatives, une matrice semblable à un gel occupe le territoire à l'intérieur de la paroi cellulaire et à l'extérieur de la membrane plasmique appelé l'espace périplasmique.

    Le composant peptidoglycane de la paroi cellulaire des bactéries gram-négatives n'a qu'une épaisseur d'environ 4 nm.

    Là où une paroi cellulaire bactérienne gram-positive aurait plus de peptidoglycanes pour donner sa substance à la paroi, un bug gram-négatif a d'autres outils en réserve dans sa membrane externe.

    Chaque molécule de LPS est composée d'une sous-unité lipidique A riche en acides gras, d'un petit polysaccharide central et d'une chaîne latérale en O composée de molécules de type sucre. Cette chaîne latérale O forme le côté externe du LPS.

    La composition exacte de la chaîne latérale varie selon les différentes espèces bactériennes.

    Des portions de la chaîne latérale O appelées antigènes peuvent être identifié par des tests de laboratoire pour identifier des souches bactériennes pathogènes spécifiques (une "souche" est un sous-type d'une espèce bactérienne, comme une race de chien).
    Archaea Cell Walls

    Les archées sont plus diverses que les bactéries et ainsi sont leurs parois cellulaires. En particulier, ces parois ne contiennent pas de peptidoglycane.

    Au contraire, elles contiennent généralement une molécule appelée de manière similaire appelée pseudopeptidoglycane, ou pseudomureine. Dans cette substance, une partie du peptidoglycane ordinaire appelé NAM est remplacée par une sous-unité différente.

    Certaines archées peuvent à la place avoir une couche de glycoprotéines
    ou polysaccharides
    qui se substituent à la paroi cellulaire à la place du pseudopeptidoglycane. Enfin, comme pour certaines espèces bactériennes, quelques archées sont totalement dépourvues de parois cellulaires.

    Les archées qui contiennent de la pseudomureine sont insensibles aux antibiotiques de la classe des pénicillines car ces médicaments sont des inhibiteurs de la transpeptidase qui interfèrent avec la synthèse des peptidoglycanes.

    Dans ces archées, aucun peptidoglycane n'est synthétisé et donc rien sur quoi les pénicillines peuvent agir.
    Pourquoi la paroi cellulaire est-elle importante?

    Les cellules bactériennes dépourvues de parois cellulaires peuvent avoir une surface cellulaire supplémentaire structures en plus de celles discutées, comme les glycocalyces (singulier est glycocalyx) et les couches S.

    Un glycocalyx est une couche de molécules de type sucre qui se décline en deux types principaux: les capsules et les couches visqueuses. Une capsule est une couche bien organisée de polysaccharides ou de protéines. Une couche de boue est moins organisée et elle est moins attachée à la paroi cellulaire en dessous qu'un glycocalyx.

    En conséquence, un glycocalyx est plus résistant à être emporté, tandis qu'une couche de boue peut être plus facilement déplacé. La couche visqueuse peut être composée de polysaccharides, de glycoprotéines ou de glycolipides.

    Ces variations anatomiques se prêtent à une grande signification clinique.

    Les glycocalyces permettent aux cellules de coller à certaines surfaces, aidant à la formation de colonies des organismes appelés biofilms
    qui peuvent former plusieurs couches et protéger les individus du groupe. Pour cette raison, la plupart des bactéries sauvages vivent dans des biofilms formés de communautés bactériennes mixtes. Les biofilms entravent l'action des antibiotiques ainsi que des désinfectants.

    Tous ces attributs contribuent à la difficulté d'éliminer ou de réduire les microbes et d'éradiquer les infections.
    Résistance aux antibiotiques

    Les souches bactériennes qui sont naturellement résistantes à un antibiotique donné grâce à une mutation avantageuse et aléatoire sont "sélectionnées" dans les populations humaines parce que ce sont les insectes laissés derrière lorsque ceux sensibles aux antibiotiques sont tués, et ces "superbactéries" se multiplient et continuent de provoquer des maladies.

    Au cours de la deuxième décennie du 21e siècle, une variété de bactéries gram-négatives est devenue de plus en plus résistante aux antibiotiques, entraînant une augmentation des maladies et des décès dus aux infections et entraînant une hausse des coûts des soins de santé. La résistance aux antibiotiques est un exemple archétypal de section naturelle sur des échelles de temps observables pour l'homme.

    Les exemples incluent:

  • E. coli, qui provoque des infections des voies urinaires (IVU).
  • Acinetobacter baumanii, qui provoque des problèmes principalement dans les établissements de santé.
  • Pseudomonas aeruginosa, qui provoque des infections du sang et une pneumonie chez les patients hospitalisés et une pneumonie chez les patients atteints de la maladie héréditaire de la mucoviscidose.
  • Klebsiella pneumoniae, qui est responsable de nombreuses infections dans les établissements de santé, notamment la pneumonie, les infections du sang et les infections urinaires.
  • Neisseria gonorrhoeae , qui provoque la gonorrhée, une maladie infectieuse sexuellement transmissible, la deuxième maladie infectieuse la plus souvent signalée aux États-Unis.

    Des chercheurs médicaux s'efforcent de faire face aux insectes résistants, ce qui équivaut à une course aux armements microbiologiques.

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