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3.6 : Structures internes spécialisées des procaryotes - Biologie

3.6 : Structures internes spécialisées des procaryotes - Biologie


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3.6 : Structures internes spécialisées des procaryotes

On estime que la Terre s'est formée il y a 4,6 milliards d'années (il y a des milliards d'années). Les météorites les plus anciennes datent de cette époque, mais la terre aurait été à moitié fondue depuis un certain temps. Les composants des roches sédimentaires ont été datés de près de 4,4 milliards d'années, ce qui indique que la terre s'est suffisamment refroidie pour permettre la formation d'océans au début de son histoire (Nemchin, 2006).

Les lectures d'isotopes de carbone provenant de strates de roches anciennes soutiennent la conclusion que la vie existait sur terre il y a 3,8 milliards d'années et peut-être il y a 3,85 milliards d'années (Mojzsis, 1996). Dans les roches qui datent d'il y a 3,8 milliards d'années, il existe des rapports isotopiques du carbone qui suggèrent la présence d'organismes vivants. Il existe différentes formes de carbone appelées isotopes. Les êtres vivants utilisent un certain isotope du carbone (12 C) et excluent un deuxième isotope (13 C) alors qu'aucun des deux n'est discriminé dans la formation des minéraux. Après plus de 10 000 analyses de ratios de carbone dans les sédiments rocheux, il n'y a qu'une seule période au cours de laquelle une différence qualitative est observée. Il y a environ 3,8 milliards d'années, les rapports des isotopes du carbone dans certains sédiments sont passés de ceux créés en l'absence de vie à ceux créés en association avec des êtres vivants. Cette analyse suggère que les êtres vivants étaient présents sur terre il y a 3,85 milliards d'années. Cette modification des isotopes du carbone s'est produite peu après l'apparition de l'eau liquide sur la planète (Brocks, 1999 Schidlowski, 1988 Holland, 1997). Des roches datées de 3,5 milliards d'années semblent également indiquer la présence de vie (Akai, 2006).

Dans les strates rocheuses d'Isua, au Groenland, il y a des "fossiles" de petite matière organique qui ont 3,8 milliards d'années. Bien qu'il y ait de la matière organique à l'intérieur et qu'il y ait des exemples de division (bourgeonnement comme le font les levures), il n'est pas clair s'il s'agit de cellules vivantes ou de microsphères non vivantes ( Pflug , 1979 Roedder , 1981 Bridgwater , 1981 Dunlop, 1978) .

Des « nanofossiles » ont été trouvés sur des roches martiennes qui contiennent de la matière organique. Certains pensent que ces minuscules structures ont été formées par des organismes primitifs sur Mars (bien que beaucoup ne soient pas d'accord avec cette interprétation) (Trevors, 2003b). La biominéralisation d'anciens microbes qui a abouti à la formation de microfossiles est souvent le résultat de l'incorporation d'ions métalliques à la surface des cellules. Les « nanobactéries » peuvent être des portions de microbes qui ont été minéralisées comme des tiges et des vésicules ( Southam , 1999). Les nanobactéries, dont la taille varie de 0,1 à 0,5 micron et se répliquent tous les un à trois jours, sont impliquées dans certaines maladies telles que la maladie polykystique des reins chez l'homme (Ciftcioglu, 2002).

La plupart des fossiles se trouvent dans un type de roche appelé roche sédimentaire. Le plus ancien gisement de roche sédimentaire connu est la formation d'Isua, il y a 3,8 milliards d'années, dans l'ouest du Groenland. Étant donné que les plus anciennes roches connues n'ont que 4,0 milliards d'années, il est peu probable que l'on trouve des roches sédimentaires sensiblement plus anciennes qu'il y a 3,8 milliards d'années. Bien qu'il n'y ait pas de fossiles connus à Isua, les ratios de carbone dans cette roche sont similaires à ceux trouvés dans des roches plus récentes qui contiennent des fossiles de microbes photosynthétiques (McClendon, 1999).

De très petites microstructures carbonées sont connues dans des roches vieilles de 3,8 milliards d'années à Isua qui sont probablement abiotiques. Les plus anciens microfossiles d'Australie ont 3,5 milliards d'années (Pflug, 2001 McClendon, 1999). Les microstructures des météorites ressemblent aux microfossiles de microbes primitifs. L'analyse chimique de la taille des structures organiques et des spectres de masse des ions positifs des météorites peut être similaire aux analyses des strates rocheuses contenant des microfossiles précambriens. La météorite de Murchison possédait de petites structures entourées d'une membrane lipidique bicouche. Ces petites structures peuvent se présenter sous la forme de microstructures de carbone hélicoïdales et sphériques entre 10 nm et 1 micron et de filaments composés d'unités de 2 à 20 nm de largeur et de 1 à 2 nm de longueur. Comment interpréter ces petites structures organiques ? Bien que certains se sentent soit vivants, soit précurseurs de la vie, ils démontrent à tout le moins que des microstructures organiques ressemblant quelque peu à des fossiles de cellules peuvent se former dans des conditions abiotiques sur terre et dans l'espace ( Pflug , 2001).

Étant donné que les bactéries peuvent être trouvées profondément dans l'océan, sous terre et même dans la roche, ces environnements doivent être pris en compte lors de la réflexion sur l'origine de la vie. Des bactéries peuvent exister dans les canaux de certains minéraux rocheux, tels que le feldspath (Smith, 1999). Il y a environ 4-6 x 10 30 cellules procaryotes sur terre dont la masse totale de carbone représente à peu près autant que la masse totale de carbone des plantes sur terre (350-550 Pg 1 Pg = 10 12 kg). Bien que les valeurs exactes soient inconnues, il semble y avoir un nombre énorme de procaryotes profondément dans le sol et sous le plancher océanique. Les aquifères profonds et l'eau associée au pétrole peuvent contenir entre un millier et un million de microbes par millilitre. Sous terre, plus de 400 000 microbes/centimètre cube se trouvent à des profondeurs de 2000 mètres et plus de 300 000 microbes/centimètre cube se trouvent à des profondeurs de 3000 mètres (Whitman, 1998). D'énormes quantités de microbes vivent dans la roche sous le plancher océanique. Des microbes ont été trouvés à plus de 1,6 km sous le fond marin dans des sédiments vieux de plus de 100 millions d'années. Certains de ces microbes étaient métaboliquement actifs et se divisant. Parmi ceux-ci se trouvent les archées qui survivent grâce à l'oxydation anaérobie du méthane. Certains ont suggéré que 2/3 des procaryotes terrestres vivent dans les roches sous-marines (Roussel, 2008). La plupart des bactéries modernes les plus primitives habitent les cheminées hydrothermales des grands fonds. Les cheminées hydrothermales préhistoriques sont connues d'après les archives fossiles, y compris les cheminées précambriennes associées à une faune bactérienne diversifiée (Li, 2006 Campbell, 2006).

Il existe aujourd'hui deux types de cellules différentes sur terre. Les cellules procaryotes sont représentées par des bactéries modernes et constituent le type de cellule le plus simple. Les cellules procaryotes sont petites (généralement 10 000 fois plus petites que les cellules eucaryotes) et manquent de compartiments internes liés à la membrane appelés organites. Il existe 2 grandes divisions de bactéries modernes : les eubactéries et les archébactéries (ou archées). Les eubactéries constituent la plupart des bactéries que les humains rencontrent couramment, tandis que les archées habitent bon nombre des environnements les plus difficiles de la planète. Ces dernières années, il y a un grand intérêt croissant pour les archées en raison des similitudes entre elles et les cellules eucaryotes plus complexes (telles que celles qui composent le corps humain).

Les premiers fossiles de cellules procaryotes (bactériennes) sont connus il y a 3,5 et 3,4 milliards d'années. Ces bactéries étaient photosynthétiques (bien que non productrices d'oxygène), il est donc probable que des bactéries non photosynthétiques plus simples aient évolué avant cela ( Schopf , 1987 Beukes, 2004). Les bactéries photosynthétiques préhistoriques ont formé de grands monticules appelés stromatolites qui pouvaient atteindre 30 pieds de hauteur. Aujourd'hui, des stromatolites bactériens existent en Australie et les archives fossiles montrent qu'ils étaient autrefois beaucoup plus répandus dans le monde. Des stromatolites sont même connus de l'éon archéozoïque sur 3 continents, dont certains ont 3,5 milliards d'années. Les stromatolites plus jeunes contiennent des fossiles bactériens qui ont été produits par des bactéries (Lowe, 1980 Walter, 1980). Les stromatolites plus anciens ont aussi probablement été formés par des bactéries (leur structure microscopique, leur position subtidale, leur similitude avec les stromatolites fossiles biotiques l'indiquent) mais il est possible que certains se soient formés de manière abiotique (sans bactéries en raison des forces géologiques) ( Grotzinger , 1996) . Un stromatolite précambrien est illustré ci-dessous.

Des preuves géochimiques indiquent que des bactéries productrices de méthane étaient présentes sur Terre il y a 3,46 milliards d'années. Le méthane qu'ils produisaient aurait pu jouer un rôle important dans le réchauffement de la planète (étant donné que le méthane est un puissant gaz à effet de serre) à une époque où le soleil aurait produit de l'énergie (Ueno, 2006). Les hydrocarbures datant de la fin de l'archéozoïque indiquent que les bactéries et les archées ont contribué à la première biosphère. Le méthane produit par les archées a probablement contribué aux gaz à effet de serre qui maintenaient l'eau liquide alors que la production d'énergie du jeune soleil était inférieure à sa quantité moderne (Ventura, 2007).

Les bactéries sont les seuls habitants connus de la terre pendant au moins le premier 1,5 milliard d'années de l'histoire de la vie. Les comparaisons génétiques suggèrent que les lignées bactériennes les plus anciennes et les plus primitives étaient anaérobies et que la capacité de survivre en présence d'oxygène évoluait séparément dans différentes lignées. La photosynthèse semble être un processus ancien, présent dans la moitié des principales lignées eubactériennes (y compris un certain nombre dans lesquelles les ancêtres photosynthétiques semblent avoir donné naissance à des descendants non photosynthétiques (Fox, 1980). Les sources hydrothermales sont connues pour avoir soutenu des communautés microbiennes au Précambrien. (Campbell, 2006). Bon nombre des bactéries modernes les plus primitives habitent les cheminées hydrothermales en haute mer. Les cheminées hydrothermales préhistoriques sont connues d'après les archives fossiles, y compris les cheminées précambriennes associées à une faune bactérienne diversifiée (Li, 2006 2007).

L'eau de mer contient en moyenne plus de 100 000 microbes par millilitre et pour un total estimé à 3,6 x 10E29 microbes dans l'océan. Cette masse de microbes (y compris les bactéries, les archées, les protistes et les champignons) compose la majeure partie de la biomasse de l'océan, environ 3 x 10 E17 g. La diversité de ces microbes s'avère bien supérieure aux estimations précédentes (Sogin, 2006).

Il y a trois milliards d'années, des cyanobactéries (un type de bactérie mieux connu sous le nom quelque peu incorrect d'"algues bleu-vert") ont évolué et libèrent de l'oxygène lors de la photosynthèse. Les premières bactéries ont probablement libéré de l'hydrogène et du sulfure d'hydrogène lors de la photosynthèse, à la place de l'oxygène. Il y a 2,7 milliards d'années, les microbes producteurs de stromatolites semblent avoir utilisé la photosynthèse oxygénée (Buick, 1992). La quantité d'oxygène dans l'atmosphère a augmenté de manière significative entre 2,4 et 2,2 milliards d'années (Rye, 1998). Les preuves moléculaires de l'existence de cyanobactéries remontent à des roches vieilles de 2,7 milliards d'années et des cellules spécialisées sont connues à partir de roches vieilles de 2,1 milliards d'années (Tomitani, 2006). Il y a 2,2 milliards d'années, des chaînes de cyanobactéries existaient avec des cellules agrandies (qui étaient probablement spécialisées pour des tâches telles que le métabolisme de l'azote comme chez les espèces modernes) c'est le premier exemple connu de spécialisation cellulaire (Nagy, 1974 Schopf).

L'atmosphère la plus ancienne n'avait pas beaucoup d'oxygène gazeux. Avant la photosynthèse, tant d'oxygène aurait été absorbé par des sorties géothermiques réduites et par l'altération des roches que très peu aurait été présent dans l'atmosphère. La seule source d'oxygène gazeux aurait été la dissociation des molécules d'eau par la lumière solaire (Des Marais, 2000). Cela est évident en observant les sédiments formés à cette époque, les métaux ne rouillent pas et les minéraux qui se forment en présence d'oxygène sont absents. Gisements de fer de l'archéozoïque révélateurs d'un environnement anoxique (Lascelles, 2007). Il y a 2,1 milliards d'années, il y avait suffisamment d'oxygène dans l'atmosphère pour rouiller le fer pour la première fois et il y a environ 1,8 milliard d'années, l'oxygène oxydait des quantités importantes de fer. D'autres signes d'oxygène apparaissent également à cette époque, tels que des biomarqueurs de stérane datant d'il y a 1,7 milliard d'années et des dépôts de soufre oxydé datant d'environ 1,6 milliard d'années. Les niveaux d'oxygène atmosphérique augmentent vers la fin du Précambrien, juste avant la diversification de la faune édiacarienne (Kaufman, 2007Canfield, 2007).

Étant donné que les premières bactéries auraient probablement manqué d'enzymes (telles que la peroxydase) qui traitent les formes réactives destructrices de l'oxygène, l'oxygène aurait représenté la première pollution de l'air et aurait causé de nombreuses extinctions parmi les bactéries. Il existe encore aujourd'hui de nombreuses bactéries qui ne peuvent pas vivre en présence d'oxygène.

Les archives fossiles des micro-organismes photosynthétiques sont assez bonnes, celles des cyanobactéries sont robustes depuis environ 2,5 milliards d'années jusqu'à la période cambrienne. Les molécules organiques laissées dans les roches soutiennent la chronologie fossile. (Par exemple, les 2-méthyl bactériohopanepolyols ne sont connus que des cyanobactéries et leur présence dans les roches indique que les cyanobactéries étaient présentes lors de la formation de la roche.) ( Marais , 1992 Logan, 1999 de Duve , 1996)


Diversité métabolique des procaryotes

Les informations ci-dessous ont été adaptées de OpenStax Biology 22.3

Les procaryotes ont été et sont capables de vivre dans tous les environnements en utilisant toutes les sources d'énergie et de carbone disponibles. Les procaryotes occupent de nombreuses niches sur Terre, notamment en étant impliqués dans les cycles des nutriments tels que les cycles de l'azote et du carbone, en décomposant des organismes morts et en prospérant à l'intérieur d'organismes vivants, y compris les humains. La très large gamme d'environnements qu'occupent les procaryotes est possible car ils ont des processus métaboliques divers. Phototrophes (ou organismes phototrophes) tirent leur énergie de la lumière du soleil. Chimiotrophes (ou organismes chimiosynthétiques) tirent leur énergie de composés chimiques.

Les procaryotes peuvent non seulement utiliser différentes sources d'énergie, mais également différentes sources de composés carbonés. Rappelons que les organismes capables de fixer le carbone inorganique (par exemple, le dioxyde de carbone) en carbone organique (par exemple, le glucose) sont appelés autotrophes. En revanche, hétérotrophes doit obtenir du carbone à partir de composés organiques. Les termes qui décrivent comment les procaryotes obtiennent de l'énergie et du carbone peuvent être combinés. Ainsi, les photoautotrophes utilisent l'énergie de la lumière du soleil et le carbone du dioxyde de carbone et de l'eau, tandis que les chimiohétérotrophes obtiennent de l'énergie et du carbone à partir d'une source chimique organique. Les chimioautotrophes tirent leur énergie de composés inorganiques et construisent leurs molécules complexes à partir de dioxyde de carbone. Enfin, les photohétérotrophes utilisent la lumière comme source d'énergie, mais nécessitent une source de carbone organique (ils ne peuvent pas fixer le dioxyde de carbone en carbone organique). Contrairement à la grande diversité métabolique des procaryotes, les eucaryotes ne sont que des photoautotrophes (plantes et certains protistes) ou chimiohétérotrophes (animaux, champignons et certains protistes). Le tableau ci-dessous résume les sources de carbone et d'énergie chez les procaryotes.

Les vidéos ci-dessous fournissent des aperçus plus détaillés des archées et des bactéries, y compris les caractéristiques générales et la diversité métabolique :


Eucaryotes

Les eucaryotes sont des organismes constitués de cellules qui possèdent un noyau lié à la membrane (qui contient l'ADN sous forme de chromosomes) ainsi que des organites liés à la membrane. Les organismes eucaryotes peuvent être des organismes multicellulaires ou unicellulaires. Tous les animaux sont des eucaryotes. Les autres eucaryotes comprennent les plantes, les champignons et les protistes.

Une cellule eucaryote typique est entourée d'une membrane plasmique et contient de nombreuses structures et organites différents avec une variété de fonctions. Les exemples incluent les chromosomes (une structure d'acides nucléiques et de protéines qui portent des informations génétiques sous forme de gènes) et les mitochondries (souvent décrites comme la « centrale de la cellule »).


Procaryotes VS Eucaryotes

Défini comme pré-noyau, procaryotes sont des cellules qui ne contiennent pas d'organites membranaires, y compris un noyau.

Principalement reconnus comme des bactéries, il existe deux règnes procaryotes : Monera ou Bacteria et Archaea.

De structure apparemment simple et nettement différente des organismes eucaryotes et protistes, de nombreux scientifiques pensent que les cellules procaryotes ont été parmi les premières sur Terre et pourraient très bien survivre à tous les autres organismes.

Théorie cellulaire

Les procaryotes sont, à quelques exceptions près, des organismes unicellulaires, de nombreuses bactéries vivent en colonies, ce qui les fait paraître plus grandes à première vue, mais les cellules individuelles sont visibles au microscope.

Ces cellules ne possèdent pas d'organites membranaires, mais les principes fondamentaux de la théorie cellulaire s'appliquent toujours.

Initialement proposées par les scientifiques allemands Matthias Schleiden et Theodor Schwann, puis amendées par Rudolf Virchow, quatre règles de base s'appliquent aux cellules eucaryotes, procaryotes et protistes :

  • Toutes les fonctions qui rendent la vie possible se produisent dans les limites des cellules
  • Toutes les cellules possèdent le matériel génétique nécessaire pour réguler les fonctions cellulaires et se répliquer, transmettant cette information génétique à de nouvelles cellules

Les scientifiques ont élargi et affiné la théorie cellulaire avec l'avènement des instruments de microscopie avancés, mais ces règles de base s'appliquent toujours à tous cellules.

Procaryotes vs Eucaryotes – Similitudes ?

Toutes les cellules ont besoin d'énergie pour survivre et subissent des processus chimiques pour maintenir la vie.

Les processus biochimiques impliquent souvent l'utilisation de glucides, de protéines, de lipides et d'acides nucléiques pour les fonctions cellulaires telles que :

  • Obtenir de la nourriture
  • Transformer les aliments en énergie utilisable
  • La croissance cellulaire
  • Réplication cellulaire

Les processus élémentaires essentiels à la vie – acquisition d'énergie, reproduction – sont similaires dans les cellules procaryotes et eucaryotes, quelle que soit la différence de structure et de moyens.

Procaryotes vs Eucaryotes – Différences

Les eucaryotes ainsi que les protistes, un groupe composé de plantes, d'animaux et de champignons de type eucaryote auxquels manque une ou plusieurs caractéristiques pour être définis comme purement eucaryotes, diffèrent grandement des procaryotes par leur structure.

Le plus important est l'absence de noyau dans les cellules procaryotes ainsi que les organites membranaires trouvés dans toutes les cellules eucaryotes.

Les deux ont de l'ADN, mais l'ADN eucaryote contient des histones et des chromosomes dans une structure linéaire.

Les mitochondries (ou les chloroplastes équivalents végétaux) sont l'un des nombreux organites liés à la membrane présents chez les eucaryotes, avec :

De plus, alors que les eucaryotes peuvent être uni ou multicellulaires, hétérotrophes ou autotrophes, les procaryotes sont des organismes unicellulaires hétérotrophes.

La cellule procaryote

Allant de deux à cinq micromètres (um), la structure cellulaire typique des procaryotes comprend :

  • Paroi cellulaire - prête à la forme de la cellule, deux types sont gram positif et gram négatif
    – les projections ressemblant à des cheveux entourant la couche externe de la cellule permettent aux bactéries de coller aux surfaces ou de s'accrocher à d'autres cellules
  • Capsule - revêtement épais de la paroi cellulaire qui peut fournir une protection contre la phagocytose, les produits chimiques et la déshydratation la nature collante lui permet d'adhérer à d'autres cellules trouvées dans les bactéries à Gram positif et les algues bleu-vert
    – attaché à la paroi cellulaire, généralement décrit comme « en forme de fouet », la plupart des procaryotes sont en mouvement constant et ne peuvent qu'avancer et reculer
  • Membrane plasmique - un «sac» asymétrique mince et flexible qui contient essentiellement la cellule sert de passage pour tout ce qui entre ou sort de la cellule, comme les nutriments et les gaz, contient également le cytoplasme
    – peut être comparé, en termes de finalité, comme la réalisation de fonctions similaires aux organites liés à la membrane contient des enzymes et effectue le métabolisme important de noter que rien dans le cytoplasme n'est séparé via une membrane ou des sections bien définies, les éléments sont suspendus dans le gel semi-fluide
  • Nucléoïde ou corps nucléaire - zone du cytoplasme où se trouve le brin d'ADN
    – de minuscules anneaux d'ADN qui peuvent être transférés à d'autres cellules la résistance aux antibiotiques est une excellente illustration de la façon dont les procaryotes partagent des informations avec d'autres cellules procaryotes, permettant aux cellules de faire des ajustements qui assurent la survie
    – combinaison d'ARN et de protéines, la fonction des ribosomes procaryotes dépend largement de la bactérie

Les procaryotes se composent de deux royaumes : les monères ou bactéries (parfois appelées eubactéries), qui comprennent les cyanobactéries connues pour leur capacité à effectuer la photosynthèse, et les archées (archaebactéries).

Avec la plus grande capacité à résister aux conditions environnementales les plus sévères, la science pense que ce dernier contient les cellules/organismes les plus anciens de la planète, et l'appelle parfois « anciennes bactéries ».

Microbiologie

L'étude des cellules procaryotes implique l'étude des bactéries - des cellules individuelles qui peuvent être aussi petites que deux microns et ressembler à des points sous un microscope composé.

Les bactéries sont des sujets fascinants pour de nombreuses raisons :

· Gamme d'objectifs – sans l’existence de nombreuses « bonnes » bactéries, de nombreuses espèces ne pourraient pas exister, y compris les humains

· Se trouvent partout – les bactéries ne se limitent pas à provoquer des maladies, par exemple, elles :

  • Tapisser les intestins humains pour aider à la digestion
  • Aide au processus digestif des animaux rudimentaires
  • Aide à décomposer les déchets

· Adaptabilité – certaines bactéries créent des endospores, leur permettant de survivre si elles sont placées dans un environnement différent ou « dur »

· Peut survivre à des conditions qui tueraient d'autres cellules – par exemple, certains vivent dans des températures exceptionnellement chaudes ou froides, des environnements gazeux ou dans des endroits avec un Ph intense ou bas

· Fonction – même si la structure cellulaire semble simple, surtout par rapport aux eucaryotes, les bactéries unicellulaires et les organismes archées non seulement remplissent des fonctions complexes pour survivre, ce sont les plus anciennes cellules connues

· La colonisation – de nombreuses bactéries se développent en colonies, mais chaque cellule conserve son autonomie

· La reproduction – les cellules transmettent des informations génétiques via un processus appelé les cellules à fission binaire créent un ADN en double et se divisent

Identifier les bactéries

Les procaryotes sont classés selon des caractéristiques telles que la forme, le comportement, la taille, la croissance et les taches.

Les bactéries sont séparées en trois classes en fonction de leur forme : les cocci, les bacilles et les spirilles. Bien que définis par la morphologie, ils pourraient ne pas tomber dans la même classification - le seul point commun pourrait être la forme.

Il est également important de noter qu'en raison de la taille des bactéries, les formes sont les seuls aspects visibles sous un microscope optique, comme les microscopes électroniques, qui offrent un grossissement plus puissant, afin de voir les structures internes de la cellule.

  • Les cocci sont décrits comme des sphères rondes et plates et peuvent être observés comme des cellules isolées, des paires, des chaînes, des tétrades (4 cellules), des grappes ou des cubes (8 cellules) le streptocoque est une chaîne de cellules bactériennes en forme de cocci responsables de l'infection commune du mal de gorge
  • Les tiges, parfois décrites comme cylindriques et appelées bacilles existent en tant que simples, paires et chaînes contrairement aux cocci plus simples, la longueur des chaînes n'a aucune incidence sur l'identification, connues pour leur forme en spirale pouvant apparaître comme une seule courbe, comme des coudes-macaronis, des torsades ou véritables spirales

La façon dont les bactéries se comportent est également importante dans les attributs d'identification :

  • Qu'une culture se développe dans un environnement chaud ou froid
  • Si les cellules colonisent
  • tests ADN
  • Comportement des cellules lorsqu'elles sont exposées à une variété de filtres, produits chimiques, éléments, gaz ou états (c.-à-d. déshydratation, changement de pH)
  • Croissance (c'est-à-dire, observation de l'échantillon dans une boîte de Pétri au fil du temps, modifiant éventuellement les conditions externes)

De plus, les bactéries sont séparées en gram positif et gram négatif, facilement discernables les unes des autres par l'utilisation d'un colorant.

Sommaire

Les cellules procaryotes sont particulièrement intéressantes pour les personnes intéressées par la microbiologie et la microscopie.

Bien que les formes puissent être discernées sous un microscope composé, de puissants microscopes électroniques sont nécessaires pour observer les détails internes de la cellule. Séparé en royaumes Monera et Archaea, procaryotes se composent principalement de cellules bactériennes.

Allant de 2 à 5 um, ces impressionnants organismes unicellulaires ont survécu des millions d'années, notoirement pour le résultat de maladies, la plupart des organismes eucaryotes ne pourraient pas exister sans «bonnes» bactéries - y compris les humains.

À l'aide de la microscopie, les chercheurs tentent de comprendre leur capacité d'adaptation et de survie, la façon dont ils aident le corps humain et comment les utiliser pour améliorer la terre.

Pour en savoir plus sur les eucaryotes, la division cellulaire et la différenciation cellulaire et plus sur les organismes unicellulaires - en savoir plus sur les bactéries, les champignons, les algues et les archées.


Microscopie électronique

• Les microscopes électroniques ont une résolution beaucoup plus élevée que les microscopes optiques

Les microscopes électroniques utilisent des faisceaux d'électrons focalisés par des électro-aimants pour agrandir et résoudre des spécimens microscopiques

  • Transmission les microscopes électroniques ( MET ) génèrent des coupes transversales d'objets à haute résolution
  • Balayage les microscopes électroniques ( SEM ) affichent une profondeur améliorée pour cartographier la surface des objets en 3D

Les microscopes électroniques présentent deux avantages clés par rapport aux microscopes optiques :

  • Ils ont une plage de grossissement beaucoup plus élevée (peut détecter des structures plus petites)
  • Ils ont une résolution beaucoup plus élevée (peuvent fournir des images plus claires et plus détaillées)

Certains inconvénients des microscopes électroniques sont qu'ils ne peuvent pas afficher des spécimens vivants dans des couleurs naturelles


Résolution: Microscopie optique versus microscopie électronique

Électron

Grossissement: Microscopie optique versus microscopie électronique

1.2.A.2 Les procaryotes se divisent par fission binaire

La fission binaire est une forme de reproduction asexuée utilisée par les cellules procaryotes

Dans le processus de fission binaire :

  • L'ADN circulaire est copié en réponse à un signal de réplication
  • Les deux boucles d'ADN se fixent à la membrane
  • La membrane s'allonge et se pince (cytokinèse), formant deux cellules

1.2.S.1 Dessin de l'ultrastructure des cellules procaryotes à partir de micrographies électroniques
.[Les dessins des cellules procaryotes doivent montrer la paroi cellulaire, les pili et les flagelles, ainsi que la membrane plasmique renfermant le cytoplasme qui contient des ribosomes 70S et un nucléoïde avec de l'ADN nu]

  • Dessinez l'ultrastructure d'E.coli, y compris la paroi cellulaire, les pili, les flagelles, la membrane plasmique, le cytoplasme, les ribosomes des années 70 et le nucléoïde avec de l'ADN nu

1.2.S.2 Dessin de l'ultrastructure des cellules eucaryotes à partir de micrographies électroniques
[Les dessins de cellules eucaryotes devraient montrer une membrane plasmique renfermant un cytoplasme qui contient des ribosomes 80S et un noyau, des mitochondries et d'autres organites liés à la membrane sont présents dans le cytoplasme. Certaines cellules eucaryotes ont une paroi cellulaire.]

  • Reconnaître les caractéristiques et identifier les structures dans les micrographies des cellules eucaryotes (y compris la membrane plasmique, le cytoplasme, les ribosomes libres des années 80, le noyau, le réticulum endoplasmique rugueux, l'appareil de Golgi, les lysosomes, les mitochondries, les chloroplastes, les vacuoles, les vésicules, les centrioles, les microtubules, les cils, les flagelles et paroi cellulaire).
  • À partir d'une micrographie, dessinez et étiquetez l'ultrastructure d'une cellule eucaryote.

Le diagramme ci-dessus montre une cellule animale comme une cellule hépatique qui contient de nombreux ribosomes, un réticulum endoplasmique rugueux (rER), des lysosomes, un appareil de Golgi, de nombreuses mitochondries et le noyau.

Les cellules hépatiques contiennent de nombreuses mitochondries pour l'énergie et le réticulum endoplasmique rugueux avec des ribosomes à des fins de sécrétion.

  • Expliquez pourquoi des cellules ayant des fonctions différentes auront des structures différentes.
  • Identifier les ultrastructures visibles sur une micrographie d'une cellule eucaryote.
  • Étant donné une micrographie d'une cellule, en déduire la fonction de la cellule en fonction des structures présentes

Une micrographie est une photo ou une image numérique prise au microscope pour montrer une image agrandie d'un spécimen. Alors que les organites ont des structures d'identification, des formes spécifiques peuvent varier en fonction de l'emplacement des sections transversales

Mitochondries - Les cellules avec de nombreuses mitochondries entreprennent généralement des processus consommateurs d'énergie (par exemple, les neurones, les cellules musculaires)
ER - Les cellules avec des réseaux ER étendus entreprennent des activités sécrétoires (par exemple, les plasmocytes, les cellules des glandes exocrines)
Lysosomes – Les cellules riches en lysosomes ont tendance à entreprendre des processus digestifs (par exemple, les phagocytes)
Chloroplastes - Les cellules contenant des chloroplastes subissent une photosynthèse (par exemple, le tissu foliaire de la plante mais pas le tissu racinaire)

Matériel de dessin : Tous les dessins doivent être faits avec un trait de crayon pointu sur du papier blanc non ligné. Les diagrammes au stylo sont inacceptables car ils ne peuvent pas être corrigés. Les lignes sont claires et non maculées. Il n'y a presque pas d'effacements ou de marques parasites sur le papier. La couleur est utilisée avec soin pour rehausser le dessin. Le pointillé est utilisé à la place de l'ombrage.

Positionnement : Centrez le dessin sur la page. Ne dessinez pas dans un coin. Cela laissera beaucoup de place pour l'ajout d'étiquettes.

Taille : faites un grand dessin clair, il doit occuper au moins une demi-page.

Étiquettes : utilisez une règle pour tracer des lignes horizontales droites à droite du côté du dessin. Les étiquettes doivent former une liste verticale. Toutes les étiquettes doivent être imprimées (pas cursives).

Précision : dessinez ce qui est vu et non ce qui devrait être là. Évitez de faire des dessins « idéalisés ». Ne dessinez pas nécessairement tout ce qui est vu dans le champ de vision. Ne dessinez que ce qui est demandé. Montrez seulement ce qui est nécessaire pour comprendre la structure - une petite section montrée en détail suffira souvent. Il est par exemple long et inutile de reproduire avec précision l'intégralité du contenu d'un champ microscopique. Lorsque vous dessinez des plans à faible consommation, ne dessinez pas de cellules individuelles. Afficher uniquement la distribution des tissus. Lorsque vous effectuez des dessins à haute puissance, ne dessinez que quelques cellules représentatives pour indiquer l'épaisseur des murs, des membranes, etc.

Technique : continuez à regarder votre spécimen pendant que vous dessinez. Si vous utilisez un microscope, augmentez le grossissement pendant l'observation pour observer plus de détails et réduisez le grossissement pour obtenir une vue plus générale. Utilisez les commandes de mise au point sur le microscope pour observer à différentes profondeurs de l'échantillon. Déplacez l'échantillon et ne vous concentrez pas uniquement sur une partie. Observez d'abord l'aspect général.

Titre : Le titre doit indiquer ce qui a été dessiné et la puissance de l'objectif sous laquelle il a été dessiné (par exemple, libellé comme suit : dessiné tel que vu à travers un grossissement de 400X). Le titre est informatif, centré et plus grand que les autres textes. Le titre doit toujours inclure le nom scientifique (qui est en italique ou souligné).

Échelle : indiquez combien de fois le dessin est plus grand par rapport à la taille réelle et une ligne d'échelle qui indique la taille relative. Pour déterminer le grossissement, utilisez l'équation :


Voir la vidéo: Prokaryotic Vs. Eukaryotic Cells (Juillet 2022).


Commentaires:

  1. Iapetus

    Je vous demande pardon, cette variante ne me convient pas. Qui d'autre peut respirer ?

  2. Casey

    J'aime votre idée. Je propose de le soulever pour une discussion générale.

  3. Addo

    Très bien.

  4. Mazulmaran

    tête haute

  5. Shakakasa

    Belle publication! J'ai rédigé beaucoup de choses nouvelles et intéressantes pour moi! Je vais donner un lien vers un ami dans ICQ :)



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