Cellule procaryote : caractéristiques, organites et fonctions

Une cellule procaryote est celle à l’unité fonctionnelle la plus basique des êtres vivants unicellulaires, comme les archées et les bactéries.

• La cellule procaryote se distingue des autres types de cellule car elle ne possède pas de noyau qui regroupe tout le matériel génétique qui lui appartient. En fait, le mot « procaryote » signifie « avant le noyau ».
• Par ailleurs, elle est particulière car elle possède une paroi cellulaire, quelque chose que les autres cellules n’ont pas.
• Elle se distingue aussi des autres cellules car elle ne possède pas d’organites internes délimités par des membranes.
• Enfin, les cellules procaryotes sont microscopiques puisqu’elles mesurent entre 0,1 et 10 micromètres.

Les organismes unicellulaires peuvent être solitaires ou former des colonies. De même, ils peuvent adopter une grande variété de formes. Par exemple, chez les bactéries on peut trouver :

• Bacilles: ce sont des formes allongées. Ils peuvent s’aligner en chaîne, ce qui porte le nom de streptobacille, ou s’aligner les uns contre les autres, appelés empalement. S’ils restent solitaires, on parle simplement de bacilles.
• Cocos: ont une forme sphérique. Lorsqu’ils se forment en chaîne, on les appelle streptocoques, diplocoques s’ils sont en paire, tétrades en quatre, ou staphylocoques s’ils forment des grappes de cocci. S’ils sont isolés, on parle de cocci.
• Cocobacilos: ce sont ceux qui présentent une forme intermédiaire entre bacille et cocci.
• Formes spéciales: certaines bactéries ne rentrent pas dans ces formes. Par exemple, les spirochètes sont des bactéries qui s’enroulent, les filaments ressemblent à des fils allongés, ou les vibrions présentent une forme de virgule ondulée, pour n’en citer que quelques-unes.

Chez les archées nous trouvons des formes plus variées que chez les bactéries. En plus de pouvoir être spirilles, spirochètes, cocci ou bacilles, elles peuvent être :

• Lobulées.
• De plaque.
• Irrégulières.

La cellule procaryote a plusieurs fonctions à remplir pour se maintenir en vie. Ces fonctions sont assurées grâce à ses parties, qui, bien que les cellules elles-mêmes soient simples à l’intérieur, disposent de mécanismes complexes.

Voyons quelle est la structure de la cellule procaryote pour mieux les connaître.

• Paroi cellulaire : la cellule se délimite de son environnement et bénéficie d’un soutien grâce à cette paroi cellulaire, faite de peptidoglycane, de polysaccharides ou de glycoprotéines, selon qu’il s’agisse d’une archée ou d’une bactérie. Découvrez davantage sur la Paroi cellulaire : qu’est-ce que c’est, sa fonction et sa structure.
• Membrane plasmique : sous la paroi cellulaire se trouve la membrane plasmique composée de phospholipides. Nous vous expliquons la Membrane plasmique : qu’est-ce que c’est, ses fonctions et sa structure.
• Maisons de mesosomes: cette membrane plasmique peut posséder des replis afin d’augmenter la surface et ainsi l’efficacité. On les appelle mesosomes. Découvrez les Mesosomes : définition, fonction et composition.
• Glycocalyx: pour une protection supplémentaire, certaines cellules procaryotes peuvent posséder une capsule impérméable qui les protège des conditions extrêmes de l’environnement, comme par exemple la dessication. Elle sert aussi à adhérer facilement à des hôtes. Elle n’est pas toujours présente. Lorsqu’elle est fortement adhérente à la paroi cellulaire, on parle de capsule, et lorsqu’elle est diffuse, on appelle couche de mucus.
• Nucléoïde: le matériel génétique sous forme d’ADN se trouve librement dans le cytoplasme, groupé dans l’un des pôles que l’on appelle le nuclééoïde. Ici vous pouvez en apprendre plus sur le Nucléoïde : qu’est-ce que c’est, fonction et structure.
• Plasmide: ce sont de petits fragments d’ADN circulaires ou des chromosomes supplémentaires, utilisés pour la reproduction sexuée de type conjugaison bactérienne, que nous examinerons plus tard.
• Cytoplasme: c’est le milieu où se disposent tous les éléments contenus par la cellule. Il est fluide et dépourvu de cytosquelette. Ne manquez pas le Cytoplasme : qu’est-ce que c’est, sa fonction et sa structure.
• Ribosomes: ils sont composés d’ARN et de protéines. Nous vous en dirons plus sur les Ribosomes : fonction et structure dans le prochain article.
• Corps d’inclusion: servent à stocker des nutriments comme réserve.
• Tilacoïdes: présents seulement dans certaines cellules procaryotes, uniquement chez les cyanobactéries photosynthétiques. Ces tilacoïdes contiennent des pigments qui captent et transforment l’énergie solaire pour produire de l’énergie métabolique.
• Organites adaptatifs ou appendices: ce sont des organites accessoires qui servent les cellules à obtenir des avantages dans leur environnement. Ils peuvent être des pili sexuels pour transférer des informations génétiques d’une cellule à une autre, des flagelles pour se déplacer, ou des fimbries qui ressemblent à des poils utiles pour adhérer aux surfaces des hôtes.

Maintenant que vous connaissez tous les organites et les parties de la cellule procaryote, nous pouvons aborder quelles en sont les fonctions. La fonction principale de toute cellule est de se maintenir en vie, ce qui signifie qu’elle puisse se reproduire, se nourrir, grandir et répondre à son environnement.

Observons en détail comment et quelles sont ces fonctions de la cellule procaryote :

• Transcription et traduction : l’ARN messager sera transcrit puis traduit par les ribosomes afin de synthétiser les protéines. Ce sont des processus nécessaires pour que l’information génétique codée soit exprimée.
• Échanger des substances avec le milieu : cela se fait grâce à la membrane plasmique, afin de rester en communication avec son environnement.
• Obtention d’énergie : les cellules procaryotes réalisent des processus de respiration par des réactions biochimiques pour obtenir l’énergie nécessaire à l’accomplissement de tous les processus internes.
• Nutrition : cela se produit par des processus métaboliques pour obtenir les nutriments. Le métabolisme des procariontes est très varié, en fonction de la grande variété d’habitats qu’ils peuvent occuper. On peut trouver des organismes autotrophes, qui utilisent le dioxyde de carbone atmosphérique pour produire leur énergie. Dans ce cas, ils produisent leur propre carbone. D’autre part, on peut trouver des organismes hétérotrophes, qui doivent obtenir le carbone de l’extérieur.

À leur tour, ces derniers organismes se divisent en :

• Organotrophes : utilisent des composés organiques, comme le carbone, pour obtenir leur énergie.
• Phototrophes : utilisent l’énergie solaire pour produire leur énergie.
• Photosynthétiques : à la différence des phototrophes, ces organismes produisent de l’oxygène comme sous-produit de l’utilisation de la lumière du soleil pour produire de l’énergie.
• Lithotrophes : utilisent des matières inorganiques, comme l’ammoniaque, les nitrites ou le soufre, pour produire leur énergie. Nous expliquons ce qu’est la matière organique et inorganique et donnons des exemples dans ce post.
• Mixotrophes : ceux qui peuvent combiner un métabolisme phototrophe avec une autre forme de métabolisme, s’adaptant ainsi à l’énergie disponible.

La reproduction de la cellule procaryote peut se faire de plusieurs manières. Parmi elles, on trouve ce qui suit :

Fission binaire

La cellule procaryote, qu’il s’agisse d’archée ou de bactérie, se divise principalement par fission binaire, qui est un type de reproduction asexuée. Ici, une cellule initiale se divise pour former deux nouvelles cellules portant les mêmes informations que l’original, qui se diviseront à nouveau, et ainsi de suite.

N’hésitez pas à jeter un œil au post suivant sur la Reproduction asexuée : qu’est-ce que c’est, les types et les exemples ci-dessous.

Gemmation

La gemmation peut aussi se produire, un autre type de reproduction asexuée où se forment des bourgeons qui finiront par se séparer, formant une nouvelle cellule fille. Si vous souhaitez en savoir plus sur la Gemmation : qu’est-ce que c’est et des exemples, voici cet article pour le découvrir.

Conjugaison bactérienne

Nous avons mentionné précédemment le pili sexuel et il s’agit d’une structure présente chez certaines bactéries qui sert à échanger des informations génétiques. On appelle cela la conjugaison bactérienne et c’est une forme de reproduction sexuelle très utile pour échanger des informations génétiques et mieux répondre à l’environnement.

Elle se produit lorsqu’une bactérie donneuse se connecte à une bactérie réceptrice par le biais du pilus et qu’une partie du plasmide, qui est l’ADN indépendant du chromosome, est transférée.

Les cellules procaryotes servent à ce que certains organismes remplissent leurs fonctions, mais quels sont ces groupes ? Nous allons maintenant examiner la classification des cellules procaryotes.

Le Royaume Monera regroupe les organismes à cellule procaryote, qui sont les bactéries et les archées. D’autres classifications peuvent employer le Super-règne Prokaryota pour désigner aussi les bactéries et archées procaryotes.

Voici les caractéristiques qui définissent ces deux groupes de types de cellules procaryotes :

Bactéries

Outre les caractéristiques déjà mentionnées d’une cellule procaryote, comme son unicellularité et la présence d’une paroi cellulaire de peptidoglycane, les bactéries peuvent être pathogènes, mais elles peuvent aussi faire partie de la biote propre des organismes sains, où elles aident à accomplir certains processus physiologiques. Leur métabolisme peut être de différents types.

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Domaine des Archées

Les archées sont des cellules très primitives qui sont adaptées à la survie dans les conditions extrêmes qui existaient dans les temps premiers. À cette époque, il n’y avait pas encore d’atmosphère avec de l’oxygène, et elles y étaient adaptées.

Il existait également des températures extrêmement élevées, comme par exemple dans les anciennes cheminées hydrothermales qui relient au centre de la Terre. Elles peuvent habiter aussi dans des lieux moins extrêmes, comme les océans ou le sol.

Leur métabolisme est quimioautotrophe et c’est l’une des différences importantes avec les bactéries, qui, bien qu’étant très similaires, voient les archées plus proches des eucaryotes par leurs voies métaboliques. En outre, les séquences d’ADN et d’ARN sont plus proches de celles des eucaryotes que de celles des procaryotes.

Une autre différence importante avec les bactéries est que leur paroi cellulaire est constituée de polysaccharides, de glucopolymères ou de pseudopeptidoglycane.

Quelques exemples de cellules procaryotes sont :

• Escherichia coli : c’est la bactérie la plus connue et elle joue un rôle important dans la biote intestinale pour la fabrication des vitamines K et B, ainsi que pour une digestion correcte. Cependant, certaines souches peuvent être pathogènes, responsables de diarrhée.
• Halobacterium salinarum : c’est une archée qui croît dans des environnements marins ou des lacs hypersalins. Lorsqu’elles sont en abondance, l’eau peut prendre une teinte violette ou rouge.

• Les cellules procaryotes sont extrêmement importantes car à partir d’elles est née la vie et la grande variété d’organismes que nous connaissons aujourd’hui. Ces cellules furent les premières à exister et, à partir d’elles, deux groupes furent formés, les archées et les bactéries. Avec le temps, des cellules eucaryotes se sont développées à partir de ces groupes, comme par exemple la cellule animale.
• D’autre part, les cellules procaryotes ont servi au développement humain. Les bactéries ont été utilisées depuis des temps anciens pour la production de produits alimentaires comme le yaourt, le vin et les fromages.
• Plus récemment, elles ont pu être introduites dans la technologie. Par exemple, comme les archées supportent des températures extrêmement élevées, elles peuvent être utilisées dans des procédés industriels grâce à leurs enzymes thermo-stables.
• Elles ont été utilisées pour l’extraction du pétrole, pour le traitement des eaux usées, la production de solvants, et même en médecine pour le développement d’antibiotiques, parmi de nombreuses autres applications.

Maintenant que vous savez ce qu’est et quelles sont les parties de la cellule procaryote, découvrez les différences entre les cellules eucaryotes et procaryotes dans la vidéo suivante.

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