Cellule procaryote

Nous expliquons ce qu’est une cellule procaryote, son origine et sa structure. De plus, quelles sont ses caractéristiques, sa reproduction et sa classification.

Qu’est-ce qu’une cellule procaryote ?

Un type de cellule qui n’a pas de noyau cellulaire défini est appelé un procaryote , de sorte que son matériel génétique se trouve libre dans le cytoplasme cellulaire. En cela, elles diffèrent des cellules eucaryotes , qui sont beaucoup plus grandes et plus complexes.

Les organismes dont les cellules sont procaryotes sont connus sous le nom de procaryotes et sont généralement des organismes primitifs unicellulaires plus petits . Au contraire, les organismes (unicellulaires ou multicellulaires) avec des cellules à noyau défini, sont appelés eucaryotes et sont les formes de vie les plus complexes : animaux , plantes , champignons , etc.

La division entre les cellules procaryotes et les cellules eucaryotes est fondamentale dans la compréhension évolutive de la vie . Le passage du premier au second représente un saut majeur dans la complexité biologique sans lequel la vie organique telle que nous la connaissons n’existerait pas.

Voir aussi: Cellule végétale

Origine de la cellule procaryote

Les procaryotes ont été les premières formes de vie sur terre , il est donc logique de supposer que la cellule procaryote a été le premier type de cellule organisée à exister.

La complexité de la vie est difficile à retracer jusqu’à ses débuts . On ignore exactement comment il a été possible de passer de la matière inanimée aux premières formes de vie proprement dites, capables de se nourrir, de croître et de se reproduire.

Structure cellulaire procaryote

Les cellules procaryotes partagent une structure de base composée de :

• membrane plasmique .  Barrière lipidique perméable et sélective, qui distingue l’intérieur de la cellule de l’extérieur.
• Membrane cellulaire.  Une barrière rigide et externe qui apporte soutien et ténacité à la cellule, même si elle rend difficile sa croissance.
• cytoplasme . L’intérieur humide de la cellule, qui est une sorte de gel interne.
• Nucléoïde. Région du cytoplasme dans laquelle s’accumule habituellement le matériel génétique de la cellule et qui sert de noyau, bien qu’elle ait une forme très irrégulière.
• Ribosomes . Usines cellulaires de protéines et d’autres substances que la cellule synthétise, exprime et transforme le contenu des gènes en réalité.
• compartiments procaryotes. Segments du cytoplasme qui semblent être chargés de tâches uniques dans la vie procaryote, tels que les cytosomes, les carboxysomes, les magnétosomes, etc.

De plus, certains procaryotes peuvent avoir :

• Flagelles.  Organes cellulaires qui permettent le mouvement des cellules.
• Périplasme. Ou l’espace périplasmique, un compartiment qui entoure le cytoplasme des cellules procaryotes et qui a un rôle clé dans le métabolisme énergétique (puisque les procaryotes manquent le plus souvent de mitochondries).
• Gélule ou Glycocalyx.  Selon le type de procaryote, ce sont des structures externes de la membrane cellulaire qui servent de réserve alimentaire et de défense contre la phagocytose. Les capsules sont rigides et définies, tandis que le glycocalyx est diffus comme une couche muqueuse.
• Mésosome. Invaginations de la membrane plasmique vers le cytoplasme qui sont très fréquentes chez les procaryotes et qui ont été reconnues comme des malformations, malgré le fait qu’au départ on croyait qu’elles avaient un certain type de fonction.
• plasmides.  Soit des molécules d’ADN circulaires et extrachromosomiques (non codantes) qui se répliquent indépendamment du cycle cellulaire, et qui contiennent diverses informations génétiques à conserver, comme la résistance aux antibiotiques dans le cas de certaines bactéries .

Nutrition des cellules procaryotes

Les cellules procaryotes présentent une énorme diversité de modes de nutrition, selon le type d’organisme et l’habitat dans lequel il évolue. Ainsi, il est possible de parler de :

• procaryotes autotrophes . Ceux qui génèrent leur propre nourriture à partir d’éléments et d’énergies inorganiques, en utilisant des méthodes telles que :
  • Photosynthèse. L’utilisation de la lumière solaire pour synthétiser des sucres utilisables à partir d’ eau et de CO ₂ .
  • Chimiosynthèse.  La conversion des molécules de carbone et d’autres nutriments inorganiques en matière organique, en utilisant les processus d’oxydation comme source d’ énergie .
• procaryotes hétérotrophes . Ceux qui nécessitent l’utilisation de la matière organique d’autres êtres vivants (ou morts) pour survivre. Ils peuvent être de type :
  • Parasite. Lorsqu’ils pénètrent dans le corps d’un être vivant plus grand et se nourrissent de son corps, causant des dommages dans le processus.
  • Saprophyte. Lorsqu’ils profitent des déchets organiques d’autres êtres vivants ou de la matière organique en décomposition qui reste après leur mort.
  • symbiotique. Lorsqu’ils bénéficient de la matière organique d’un autre être vivant, sans lui causer de tort mais en lui faisant du bien et en réalisant un gain mutuel.

reproduction de cellules procaryotes

N’ayant pas de noyau cellulaire, les cellules procaryotes ne se divisent que de deux manières :

• Asexué . Par fission binaire ou bipartition, un moyen simple et rapide par lequel la cellule se développe jusqu’à se diviser en deux nouvelles avec un matériel génétique identique .
• Parasexuel. Une méthode d’échange d’ADN qui permet d’obtenir une variabilité génétique entre cellules procaryotes, et qui peut se produire de trois manières :
  • Conjugaison. Lorsqu’une cellule procaryote fait don d’une autre partie de son matériel génétique et que le receveur l’incorpore dans le sien.
  • Transduction. Lorsqu’un virus ou un autre mécanisme microscopique transporte des fragments d’ADN d’une cellule procaryote à une autre, « l’infectant » avec du nouveau matériel génétique.
  • Transformation. Lorsque les cellules procaryotes incorporent du matériel génétique libre (plasmides) provenant d’autres cellules dégradées ou de leur propre cytoplasme.

types de cellules procaryotes

Les cellules procaryotes sont très diverses, elles sont donc généralement classées en fonction de deux critères différents :

• En fonction de sa morphologie (forme) :
  • Noix de coco. Forme sphérique, irrégulière.
  • Bacilles. Sous forme de bâtonnets.
  • Vibrios. Avec des formes de virgule, c’est-à-dire courbes.
  • spirille. De forme hélicoïdale ou en spirale, comme une vis.
  • irrégulier.  Ceux qui n’ont pas de forme définie, comme les archées.
• Basé sur son enveloppe cellulaire :
  • Gracilicutes. Ils ont une fine peau de peptidoglycane .
  • Firmicutes. Ils ont une paroi épaisse de peptidoglycane.
  • Mendosicutes. Comme les archées, dont les membranes cellulaires ont une composition moléculaire différente de celle des bactéries.
  • Ténéricutes.  Ils n’ont pas de paroi cellulaire, étant des endoparasites.

Importance de la cellule procaryote

Les cellules procaryotes sont les premières à s’être formées, c’est-à-dire qu’elles ont été les premières formes de vie . Ils nous permettent aujourd’hui d’imaginer ce qu’a dû être la vie sur notre planète à ses premières apparitions, avant que des formes de vie plus complexes n’apparaissent.

En fait, la théorie la plus acceptée propose qu’il y ait eu un processus d’endosymbiose en série , c’est-à-dire la coexistence bénéfique de certains procaryotes au sein d’autres plus grands. Après un lent processus évolutif, les premières cellules eucaryotes ont émergé de cette coexistence, dotées d’organites cytoplasmiques.

Différences avec les cellules eucaryotes

Les différences entre les cellules procaryotes et eucaryotes ne sont pas seulement l’absence ou la présence du noyau cellulaire où l’ADN est contenu. Les autres différences notables sont :

• La forme de l’ADN. Celui des eucaryotes est linéaire, tandis que celui des procaryotes est circulaire.
• Le nombre de chromosomes . Que chez les eucaryotes il est multiple et chez les procaryotes un seul.
• La taille de la cellule. Celle chez les eucaryotes s’élève à 10-100 µm, et chez les procaryotes seulement entre 0,2 et 2,0 µm.
• La taille du génome. Que chez les eucaryotes, il couvre entre 2,2 et 150 000 millions de paires de bases, et chez les procaryotes seulement entre 0,5 et 10.
• La présence d’organites. Comme les mitochondries, le noyau, les lysosomes , l’appareil de Golgi , etc. Présent chez les eucaryotes et absent chez les procaryotes.
• La complexité du cytosquelette. Qui est constitué uniquement de protéines structurales chez les cellules procaryotes et complexes (microtubules et microfilaments) chez les eucaryotes.

Domaines ou super-royaumes de la vie

Dans la classification de la vie connue, on parle habituellement des règnes , comme le règne végétal ou animal. Mais il existe une catégorie encore plus élevée, connue sous le nom de domaine, empire ou super-royaume, et qui permet de distinguer deux formes de vie uniques à partir de leurs cellules : les procaryotes et les eucaryotes.

• Procaryote. Parmi les cellules dépourvues de noyau cellulaire, ce sont les organismes unicellulaires les plus élémentaires : les bactéries et les archées, parfois appelées monères .
• Eucarya. De cellules dotées d’un noyau cellulaire, il recouvre le reste de la vie connue : plantes, champignons, animaux et organismes microscopiques , unicellulaires ou non, dotés d’un noyau et d’organites cellulaires.

Lucas

LUCA est l’acronyme avec lequel le Last Universal Common Ancestor est connu , pour son acronyme en anglais : Last Universal Common Ancestor.  C’est l’être vivant hypothétique dont tous ceux d’entre nous qui ont jamais existé dans l’histoire biologique descendraient.

On estime qu’il a vécu il y a 3 500 millions d’années , et qu’il est le point de départ de la vie en tant que tel. Cependant, il est impossible d’exclure que d’autres êtres égaux ou antérieurs existaient à l’époque.

Exemples de cellules procaryotes

Des exemples de cellules procaryotes sont celles de bactéries (à la fois gram-négatives et gram-positives) ou archéobactéries ou archées. Certains ne sont pas pathogènes et vivent en dehors de notre corps, souvent dans des habitats inaccessibles à l’homme. D’autres sont ceux que nous combattons au quotidien, car ils sont capables de nous causer des maladies.