Structure de la cellule procaryote

La cellule procaryote représente le plan structural commun aux bactéries (et aux archées) : une cellule dont le matériel génétique est libre dans le cytoplasme, sans noyau délimité par une membrane, délimitée par une membrane plasmique et, chez la plupart des bactéries, par une paroi cellulaire, et dotée de structures de surface et internes qui assurent la motilité, l'adhésion et la chimie fondamentale de la vie.

Definition

La structure de la cellule procaryote est l'organisation cellulaire des bactéries caractérisée par l'absence de noyau délimité par une membrane et d'organites délimités par une membrane, le chromosome étant organisé sous forme de nucléoïde et la synthèse des protéines étant réalisée par des ribosomes 70S.

Scope

Ce sujet décrit les composants communs aux cellules bactériennes, le nucléoïde et les plasmides, le cytoplasme et les ribosomes 70S, la membrane plasmique, la paroi cellulaire et l'enveloppe, ainsi que les appendices de surface tels que les flagelles, les pili et les capsules. Il contraste également le plan procaryote avec la cellule eucaryote. Ces éléments sont traités comme une anatomie de référence ; l'enveloppe, la forme et la coloration sont abordées en détail dans des sujets connexes.

Core questions

• Quelles structures sont communes à pratiquement toutes les cellules bactériennes ?
• Comment le chromosome bactérien est-il organisé et agencé spatialement sans noyau ?
• Qu'est-ce qui distingue le plan cellulaire procaryote de celui des eucaryotes ?

Key concepts

• Nucléoïde et plasmides
• Ribosomes 70S
• Membrane plasmique
• Paroi cellulaire et enveloppe
• Protéines cytosquelettiques (par ex. MreB, FtsZ)
• Appendices de surface : flagelles, pili, capsule
• Absence d'organites délimités par une membrane

Mechanisms

Une cellule bactérienne enferme son cytoplasme dans une membrane plasmique qui assure la transduction d'énergie et le transport ; chez la plupart des espèces, une paroi externe confère forme et protection. Le chromosome est une molécule d'ADN typiquement circulaire condensée en un nucléoïde et n'est pas séparé du cytoplasme par une membrane nucléaire, de sorte que la transcription et la traduction peuvent se produire simultanément ; des gènes supplémentaires peuvent résider sur des plasmides. La synthèse des protéines utilise des ribosomes 70S. Bien que longtemps considérées comme dépourvues de structure, les bactéries possèdent des protéines cytosquelettiques, telles que l'homologue de l'actine MreB et l'homologue de la tubuline FtsZ, qui organisent la cellule, positionnent le chromosome et dirigent la division et la forme. Les structures de surface, les flagelles pour la motilité, les pili pour l'adhésion et la conjugaison, et les capsules ou couches de slime, médient l'interaction avec l'environnement.

Clinical relevance

Plusieurs structures spécifiques aux procaryotes, la paroi, le ribosome 70S, ainsi que des mécanismes membranaires et de division uniques, constituent des points de divergence entre la biologie procaryote et eucaryote et sont donc essentiels pour la description et la distinction des cellules bactériennes par les microbiologistes. Cette entrée est une anatomie de référence descriptive et ne constitue pas une base pour des décisions diagnostiques ou thérapeutiques individuelles.

Evidence & guidelines

La description structurelle est consolidée dans les manuels de microbiologie standard, tandis que la distinction moléculaire du domaine procaryote et la découverte d'un cytosquelette bactérien reposent sur la littérature primaire en phylogénie moléculaire et en biologie cellulaire.

History

La distinction procaryote-eucaryote a été formalisée au milieu du XXe siècle sur la base de l'absence de noyau et d'organites, et la phylogénie moléculaire des années 1970 a redéfini le monde procaryote. La découverte ultérieure que les bactéries possèdent des protéines cytosquelettiques a bouleversé l'ancienne image de la cellule bactérienne comme un sac d'enzymes non structuré.

Key figures

• Carl Woese
• Lucy Shapiro
• Zemer Gitai

Seminal works

• woese-1977
• silhavy-2010
• gitai-2005

Frequently asked questions

Quelle est la principale différence entre une cellule procaryote et une cellule eucaryote ?

Les cellules procaryotes sont dépourvues de noyau délimité par une membrane et d'organites délimités par une membrane ; leur chromosome se trouve dans le cytoplasme sous forme de nucléoïde et elles utilisent des ribosomes 70S plutôt que 80S.

Les bactéries possèdent-elles un cytosquelette ?

Oui. Les bactéries possèdent des protéines cytosquelettiques telles que MreB (un homologue de l'actine) et FtsZ (un homologue de la tubuline) qui organisent la forme cellulaire, la position du chromosome et la division.