Biologie cellulaire
Les procaryotes
I. Introduction
A. La découverte des cellules
• En 1665 : découverte dans l’écorce de Liège par Robert Hooke
• Il identifie des compartiments : cellulae
• Anton van Leeuwenhoek grâce à des microscopes + performant observe des gouttes d’eau
• Il identifie plusieurs cellules différentes : animalcules**
o Ces animalcules sont ; des bactéries, des protozoaires, spermatozoïdes, …
B. Naissance de la Théorie cellulaire
• Matthias Schleiden et Theodor Schwann (zoologiste/physiologiste) proposent deux principes
de la théorie cellulaire ;
1) Tous les organismes vivants sont composés d’une unité ou d’un assemblage d’unités
vivantes fondamentalement appelées cellules
2) La cellule est l’unité de base structurale et fonctionnelle de la vie
• En 1855 : Rudolf Virchow propose le 3ème principe de la théorie cellulaire :
3) Les cellules ne peuvent pas provenir de matériel non cellulaire ; les organismes ne sont
pas le produit d’une génération spontanée
Toute cellule nait nécessairement d’une autre cellule ; les cellules ne peuvent provenir
que de la division d’une cellule préexistante
Cellule = unité reproductrice du vivant à l’origine de la diversité du monde vivant
C. Développement des microscopes
• 1934 : construction de microscope électronique
• 1950 : l’ultramicrotome (coupe de tissus) ont permis d’observer les structures cellulaires et
de distinguer deux types d’organisation cellulaire ;
D. Distinction de deux grands types cellulaires
• Deux grands types d’organisation cellulaire ;
o Les cellules procaryote :
- De petite taille
- Information génétique sous la forme d’une molécule d’ADN (nucléoïde)
baignant dans le cytoplasme ; pas d’enveloppe nucléaire
- Présence de ribosomes
o Les cellules eucaryotes :
- Information génétique sous la forme de plusieurs molécules d’ADN
(=chromosomes) situées dans le noyau entouré d’une enveloppe
nucléaire
- Présence d’organites/organelles
, E. Que possède toute cellule ?
• Unité morphologique, fonctionnelle et reproductrice de tout être vivant
• 4 similitudes structurales de base ;
o Cytoplasme : milieu appelé cytosol + organites sauf le noyau
o Une membrane plasmique
o L’ADN : sous forme de
§ Nucléoïde : zone centrale de la cellule ; pas d’enveloppe nucléaire
§ Dans le noyau : limité par une enveloppe nucléaire
o Ribosomes : participation à la synthèse des protéines
II. Caractéristiques – définitions et classification de Procaryotes
A. Présentation/caractéristiques générales :
• Organismes vivants assez simples manifestant les caractéristiques de la vie
• Environ 1-10𝝁𝒎 de diamètre, apparus il y a + de milliards d’années
• Dépourvus de noyau, 1 molécules d’ADN cytoplasmique – nucléoïdes présent dans le
hyaloplasme ; ribosomes
• Relation générale de bactéries : l’espèce humaine dépendant étroitement du monde
bactérien : symbiose
• Classification très vaste
• La plupart sont unicellulaires
B. Notion de symbioses : définitions
• Symbiose : relations, association écologiques entre des espèce différentes vivant en contact
direct
o Commensalisme : symbiose ou une seule espèce (commensal) profite de
l’association ; pas de préjudice ; l’hôte fournit la nourriture
o Mutualisme : symbiose ou les 2 espèces (symbiotes) profitent de l’association ; pas
de préjudice
o Parasitisme : symbiose ou une espèce (parasite) profite de l’hôte avec préjudice de
l’hôte
C. Classification : Règne des Procaryotes ; deux domaines :
1. Domaine des Archéobactéries – Archaea
• Ne sont pas et ressemblent pas aux Eubactéries
• Très semblable aux 1ères cellules vivantes
• Mieux apparenté aux Eucaryotes
• Membrane plasmique différentes : monocouche de chaines de glucides + 2 têtes de glycérol
• Paroi sans peptidoglycane, pouvant contenir de la pseudomuréine
• Vivant dans des conditions extrêmes
Exemples ;
- Méthanogènes : CO2, H2 ® méthane CH4
- Halophiles : environnement très salés
- Acidophiles : dont le développement demandent un pH de 1-0
- Thermophiles : développement dans des sources d’eau chaude volcaniques
(plus de 100°C)
, 2. Domaine des (Eu)Bactéries – Bacteria
• La plupart des procaryotes
• Classification morphologique (par rapport a la paroi) ; Gram+, Gram-, sans paroi
® Mollicutes :
- Les plus petites, sans paroi, petit génome
- Genre Mycoplasmes : sphériques ou filamenteuses, responsables de maladies, Gram-
® Protobactéries :
- La majorité des Eubactéries
- Gram-
- Variété de formes ;
o Bactérie du sol : pseudomonas : maladies des plantes/peau
o Bactérie entériques : colibacilles ; bactérie symbiotique mutuelles/commensales
de nos intestins
o Rickettsies : Eubactérie symbiotiques parasites de vertébrés IC obligatoires,
vecteurs (tiques, poux, acariens)
® Cyanobactéries :
- Eubactéries autotrophes (photosynthèse)
- Gram-
- Faisant partie du phytoplancton mais formant des « fleurs » dans les eaux polluées ;
o Prolifération : dans des plans d’eau, par un excès de substances nutritives lié à
l’activité humaine, augmentation de la t°, eau peu acide, stagnation des eaux
o Formation puis décomposition de matière organique en excès
o Désoxygénation, formation de « dead zones » et disparition d’organismes vivants
- Moyens de protection ;
o Existence d’amibes prédateurs se nourrissant de cyanobactéries toxiques
o Épuration des eaux plus poussée
® Cyanobactéries toxiques (cyanotoxines)
§ Dermatotoxines : irritation de la peau
§ Neurotoxine : perturbation du transfert de l’information nerveuse entre
les nerfs et les muscles ® asphyxie, paralysie
§ Hépatotoxine : destruction du cytosquelette des cellules du foie et des
vaisseaux sanguins irriguant cet organe ® hémorragie du foie, cancer
o La toxicité provient de la lyse des bactéries qui libèrent leurs toxines dans l’eau
® Spirochètes :
- Eubactéries symbiotiques parasites formant de longues cellules spiralée
- Gram-
- Syphilis, maladie de Lyme
® Bacilles :
- Eubactérie solitaire
- Gram+
- Forme allongée : Bacille de Koch
- Forme incurvée : Vibrion ® sécrétion des toxines
, ® Coques :
- Eubactérie de forme ronde
- Vivant de façon regroupée
- Les Streptocoques :
o Gram+
o Formant une chaine linéaire
o Méningites, pneumonie, …
- Les Staphylocoques :
o Gram+
o Structure de grappe
o Germes ubiquitaires (sol, eau, air)
o Flore commensale de la peau
o Infections de la peau par sécrétion de toxines (Staphylococcus aureus)
III. Types de bactéries et utilisation : utilité ou non ?
A. Bactéries symbiotiques(commensales, mutuelles) et décomposeuses de
la matière organique
• Commensalisme = bactérie profite, l’animal (la plante) n’en profite pas, n’en souffre pas non
plus (bactérie présente à la surface externe de l’organisme vivant)
• Mutualisme = exemples ;
o Bactérie et racines de plantes
o Bactéries produisant la cellulase dans le tube digestif de ruminants
o Flore intestinale : protection contre des bactéries pathogènes, participation à la
transformation d’aliments et médicaments en matière assimilables et en déchets,
production de vitamines B12 et K
o Vagin : création d’un milieu acide protégeant contre les bactéries pathogènes
B. Bactéries pathogènes
• Développement de 2 maladies ; 2 cas possibles :
• Bactéries symbiote parasite : transmettant une maladie (peste, choléra, syphilis) : bactérie
avantagée, l’animal ( la plante) infectée souffre
• Bactérie toxique : libérant des toxines ingérées
• Production de toxines/poisons :
• Exotoxines : protéines secrétées :
- Clostridium botulinum (bactérie Gram+) : sécrétion de toxine botulinique ®
fermentation des aliments mis en conserve de manière inadéquate ®
botulinisme (paralysie)
- Application :
o Botox : paralysie temporaire des muscles responsables de la formation
des ride
o Traitement du blépharospasme (fermeture forcée des paupières)
• Endotoxines : lipopolysaccharides de la membrane externe de la paroi de certaines bactéries
Gram-, libération des toxines à la mort de la cellule
Les procaryotes
I. Introduction
A. La découverte des cellules
• En 1665 : découverte dans l’écorce de Liège par Robert Hooke
• Il identifie des compartiments : cellulae
• Anton van Leeuwenhoek grâce à des microscopes + performant observe des gouttes d’eau
• Il identifie plusieurs cellules différentes : animalcules**
o Ces animalcules sont ; des bactéries, des protozoaires, spermatozoïdes, …
B. Naissance de la Théorie cellulaire
• Matthias Schleiden et Theodor Schwann (zoologiste/physiologiste) proposent deux principes
de la théorie cellulaire ;
1) Tous les organismes vivants sont composés d’une unité ou d’un assemblage d’unités
vivantes fondamentalement appelées cellules
2) La cellule est l’unité de base structurale et fonctionnelle de la vie
• En 1855 : Rudolf Virchow propose le 3ème principe de la théorie cellulaire :
3) Les cellules ne peuvent pas provenir de matériel non cellulaire ; les organismes ne sont
pas le produit d’une génération spontanée
Toute cellule nait nécessairement d’une autre cellule ; les cellules ne peuvent provenir
que de la division d’une cellule préexistante
Cellule = unité reproductrice du vivant à l’origine de la diversité du monde vivant
C. Développement des microscopes
• 1934 : construction de microscope électronique
• 1950 : l’ultramicrotome (coupe de tissus) ont permis d’observer les structures cellulaires et
de distinguer deux types d’organisation cellulaire ;
D. Distinction de deux grands types cellulaires
• Deux grands types d’organisation cellulaire ;
o Les cellules procaryote :
- De petite taille
- Information génétique sous la forme d’une molécule d’ADN (nucléoïde)
baignant dans le cytoplasme ; pas d’enveloppe nucléaire
- Présence de ribosomes
o Les cellules eucaryotes :
- Information génétique sous la forme de plusieurs molécules d’ADN
(=chromosomes) situées dans le noyau entouré d’une enveloppe
nucléaire
- Présence d’organites/organelles
, E. Que possède toute cellule ?
• Unité morphologique, fonctionnelle et reproductrice de tout être vivant
• 4 similitudes structurales de base ;
o Cytoplasme : milieu appelé cytosol + organites sauf le noyau
o Une membrane plasmique
o L’ADN : sous forme de
§ Nucléoïde : zone centrale de la cellule ; pas d’enveloppe nucléaire
§ Dans le noyau : limité par une enveloppe nucléaire
o Ribosomes : participation à la synthèse des protéines
II. Caractéristiques – définitions et classification de Procaryotes
A. Présentation/caractéristiques générales :
• Organismes vivants assez simples manifestant les caractéristiques de la vie
• Environ 1-10𝝁𝒎 de diamètre, apparus il y a + de milliards d’années
• Dépourvus de noyau, 1 molécules d’ADN cytoplasmique – nucléoïdes présent dans le
hyaloplasme ; ribosomes
• Relation générale de bactéries : l’espèce humaine dépendant étroitement du monde
bactérien : symbiose
• Classification très vaste
• La plupart sont unicellulaires
B. Notion de symbioses : définitions
• Symbiose : relations, association écologiques entre des espèce différentes vivant en contact
direct
o Commensalisme : symbiose ou une seule espèce (commensal) profite de
l’association ; pas de préjudice ; l’hôte fournit la nourriture
o Mutualisme : symbiose ou les 2 espèces (symbiotes) profitent de l’association ; pas
de préjudice
o Parasitisme : symbiose ou une espèce (parasite) profite de l’hôte avec préjudice de
l’hôte
C. Classification : Règne des Procaryotes ; deux domaines :
1. Domaine des Archéobactéries – Archaea
• Ne sont pas et ressemblent pas aux Eubactéries
• Très semblable aux 1ères cellules vivantes
• Mieux apparenté aux Eucaryotes
• Membrane plasmique différentes : monocouche de chaines de glucides + 2 têtes de glycérol
• Paroi sans peptidoglycane, pouvant contenir de la pseudomuréine
• Vivant dans des conditions extrêmes
Exemples ;
- Méthanogènes : CO2, H2 ® méthane CH4
- Halophiles : environnement très salés
- Acidophiles : dont le développement demandent un pH de 1-0
- Thermophiles : développement dans des sources d’eau chaude volcaniques
(plus de 100°C)
, 2. Domaine des (Eu)Bactéries – Bacteria
• La plupart des procaryotes
• Classification morphologique (par rapport a la paroi) ; Gram+, Gram-, sans paroi
® Mollicutes :
- Les plus petites, sans paroi, petit génome
- Genre Mycoplasmes : sphériques ou filamenteuses, responsables de maladies, Gram-
® Protobactéries :
- La majorité des Eubactéries
- Gram-
- Variété de formes ;
o Bactérie du sol : pseudomonas : maladies des plantes/peau
o Bactérie entériques : colibacilles ; bactérie symbiotique mutuelles/commensales
de nos intestins
o Rickettsies : Eubactérie symbiotiques parasites de vertébrés IC obligatoires,
vecteurs (tiques, poux, acariens)
® Cyanobactéries :
- Eubactéries autotrophes (photosynthèse)
- Gram-
- Faisant partie du phytoplancton mais formant des « fleurs » dans les eaux polluées ;
o Prolifération : dans des plans d’eau, par un excès de substances nutritives lié à
l’activité humaine, augmentation de la t°, eau peu acide, stagnation des eaux
o Formation puis décomposition de matière organique en excès
o Désoxygénation, formation de « dead zones » et disparition d’organismes vivants
- Moyens de protection ;
o Existence d’amibes prédateurs se nourrissant de cyanobactéries toxiques
o Épuration des eaux plus poussée
® Cyanobactéries toxiques (cyanotoxines)
§ Dermatotoxines : irritation de la peau
§ Neurotoxine : perturbation du transfert de l’information nerveuse entre
les nerfs et les muscles ® asphyxie, paralysie
§ Hépatotoxine : destruction du cytosquelette des cellules du foie et des
vaisseaux sanguins irriguant cet organe ® hémorragie du foie, cancer
o La toxicité provient de la lyse des bactéries qui libèrent leurs toxines dans l’eau
® Spirochètes :
- Eubactéries symbiotiques parasites formant de longues cellules spiralée
- Gram-
- Syphilis, maladie de Lyme
® Bacilles :
- Eubactérie solitaire
- Gram+
- Forme allongée : Bacille de Koch
- Forme incurvée : Vibrion ® sécrétion des toxines
, ® Coques :
- Eubactérie de forme ronde
- Vivant de façon regroupée
- Les Streptocoques :
o Gram+
o Formant une chaine linéaire
o Méningites, pneumonie, …
- Les Staphylocoques :
o Gram+
o Structure de grappe
o Germes ubiquitaires (sol, eau, air)
o Flore commensale de la peau
o Infections de la peau par sécrétion de toxines (Staphylococcus aureus)
III. Types de bactéries et utilisation : utilité ou non ?
A. Bactéries symbiotiques(commensales, mutuelles) et décomposeuses de
la matière organique
• Commensalisme = bactérie profite, l’animal (la plante) n’en profite pas, n’en souffre pas non
plus (bactérie présente à la surface externe de l’organisme vivant)
• Mutualisme = exemples ;
o Bactérie et racines de plantes
o Bactéries produisant la cellulase dans le tube digestif de ruminants
o Flore intestinale : protection contre des bactéries pathogènes, participation à la
transformation d’aliments et médicaments en matière assimilables et en déchets,
production de vitamines B12 et K
o Vagin : création d’un milieu acide protégeant contre les bactéries pathogènes
B. Bactéries pathogènes
• Développement de 2 maladies ; 2 cas possibles :
• Bactéries symbiote parasite : transmettant une maladie (peste, choléra, syphilis) : bactérie
avantagée, l’animal ( la plante) infectée souffre
• Bactérie toxique : libérant des toxines ingérées
• Production de toxines/poisons :
• Exotoxines : protéines secrétées :
- Clostridium botulinum (bactérie Gram+) : sécrétion de toxine botulinique ®
fermentation des aliments mis en conserve de manière inadéquate ®
botulinisme (paralysie)
- Application :
o Botox : paralysie temporaire des muscles responsables de la formation
des ride
o Traitement du blépharospasme (fermeture forcée des paupières)
• Endotoxines : lipopolysaccharides de la membrane externe de la paroi de certaines bactéries
Gram-, libération des toxines à la mort de la cellule
