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Pourquoi les membranes cellulaires ont-elles une bicouche lipidique au lieu d'une monocouche ?

Pourquoi les membranes cellulaires ont-elles une bicouche lipidique au lieu d'une monocouche ?


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De nombreuses cellules ont une membrane cellulaire composée de deux couches de lipides. Pourquoi ont-ils deux couches et pas une seule ?

A quoi sert cette disposition ?


Pourquoi utiliser des membranes ?

Le compartimentage de la cellule présente de nombreux avantages et objectifs. Dans l'essai de 2002 de Koshland, la compartimentation était décrite comme l'un des sept piliers fondamentaux de la vie. D'une manière générale, les membranes créent différents ensembles de conditions (chimiques et biologiques) à l'intérieur des cellules. Cela permet un fonctionnement plus efficace et un traitement catabolique et métabolique avancé. Des systèmes plus complexes et adaptables ont ainsi été obtenus par le processus évolutif.

Pourquoi un bi-couche?

Plusieurs simulations de dynamique moléculaire telles que celle-ci ont été réalisées pour étudier la biophysicochimie de l'assemblage spontané de bicouches. Là, les lipides commencent dans des orientations aléatoires. Les bicouches ordonnées que nous connaissons et aimons s'assemblent spontanément en moins de 100 ns. Ce qui se passe réellement au niveau de la dynamique moléculaire, c'est l'auto-association des groupes de queue lipidiques hydrophobes entraînés de manière entropique par l'eau. En d'autres termes, les groupes de tête polaires (hydrophiles) "préfèrent" interagir avec l'eau (appelée région interfaciale) et les groupes de queue hydrophobes "préfèrent" ne pas interagir avec l'eau. Avec ces deux préférences en jeu, la bicouche lipidique se forme.

A plus petite échelle, des micelles se forment également spontanément, mais cela n'offre pas la compartimentation nécessaire aux fonctions biologiques.

Il semblerait que les conditions d'une bicouche ordonnée soient si favorables qu'elles priment sur toute autre orientation ou combinaison. Une exception apparente est la monocouche archael. Voir la réponse de @WYSIWYG qui fait référence aux extrémophiles exceptionnels qui utilisent une monocouche. Leur commentaire résume succinctement la monocouche :

Ils sont techniquement monocouches mais ressemblent à des bicouches. Comme une bicouche connectée via une liaison covalente. Ces lipides membranaires ont deux têtes hydrophiles et un « torse » hydrophobe.


Sources d'images

  • Image 1 : http://www.perkepi.com/cell-membrane/
  • Image 2 : https://en.wikipedia.org/wiki/Lipid_bilayer

Pourquoi bicouche et pas monocouche

Des vésicules monocouches lipidiques sont possibles comme vous l'avez mentionné (par exemple des micelles). Cependant, vous devez comprendre que l'intérieur cellulaire, c'est-à-dire le cytoplasme, est aqueux et donc une vésicule monocouche comme les micelles ne fonctionnerait pas. Dans les micelles, les deux compartiments - intérieur et extérieur, doivent être de nature opposée pour la stabilité de la micelle. En d'autres termes, vous ne pouvez pas avoir un environnement aqueux à l'intérieur d'une micelle ordinaire. Inversement, vous ne pouvez pas avoir un environnement non polaire à l'intérieur d'une micelle inverse.

Étant donné que l'extérieur et l'intérieur d'une cellule sont aqueux, les deux surfaces membranaires doivent être hydrophiles. Ceci n'est possible qu'en cas de bicouche de lipides amphipathiques usuels avec une tête hydrophile et une queue hydrophobe. Cependant, des monocouches sont possibles dans les lipides qui ont deux "têtes" hydrophiles aux deux extrémités et un "torse" hydrophobe de connexion. De tels lipides se trouvent dans certaines archées telles que Thermoplasme et Ferroplasme, comme Miguel l'a mentionné (voir cet article pour plus de détails). Comme vous pouvez le constater, ces membranes monocouches seraient plus rigides que les bicouches, ce qui peut être la raison pour laquelle elles ont évolué dans les archées extrêmophiles.

Albers, Sonja-Verena et Benjamin H. Meyer. "L'enveloppe cellulaire des archées." Nature Reviews Microbiology 9.6 (2011): 414-426.


En fait, il existe des monocouches dans certains archéons extrêmophiles, qui ont les deux couches des membranes régulières attachées par des liaisons covalentes.

Cependant, la raison principale est que les membranes sont formées en raison d'interactions hydrophobes. Les phospholipides sont des mollecules amphipathiques qui ont une "tête" polaire (donnée par la charge négative du groupement phosphate) et une "queue" hydrophobe (généralement deux chaînes aliphatiques).

La mollecule essaie d'éviter l'état d'entropie minimale, qui dans ce cas serait de "nager" librement dans l'eau. Dans cet état hypothétique, les mollecules d'eau auraient besoin de s'orienter afin de minimiser le contact avec la queue hydrophobe (qui sont de très gros gropus molleculaires qui n'attirent pas les mollecules d'eau polaires) et de maximiser le contact avec la tête polaire. Si cette mollecule trouve plus de mollecules de leur espèce, elles se colleront entre elles par leurs queues hydrophobes, car cela réduira l'envie d'organiser les mollecules d'eau, et par là, augmentera l'entropie du système. Il existe des conformations possibles qui permettent de faire cela, et l'une ou l'autre produira en fonction de la composition du mélange lipidique.

Enfin, les membranes servent principalement de barrières sélectives qui séparent la cellule interne, dont les conditions sont régulées, et l'extérieur. Les membranes peuvent avoir des systèmes enzymatiques intégrés, tels que des photosystèmes, des chaînes respiratoires ou certaines voies métaboliques clés. De plus, ils contiennent généralement des protéines sensibles qui répondent aux conditions externes et régulent le comportement de la cellule. D'autres fonctions peuvent être trouvées, mais celles-ci sont les plus importantes.


Les membranes offrent un certain nombre d'avantages aux organismes : 1. Elles représentent les limites de l'organisme… Sans la membrane, comment établiriez-vous les limites (physiques) de l'organisme ? L'organisme serait-il simplement de l'ADN nu (j'utilise ceci comme raccourci pour (matériel génétique')? S'il fabriquait des protéines à partir de cet ADN, feraient-ils partie de l'organisme ou simplement des éléments environnementaux qui peuvent agir sur l'ADN.

  1. Ils agissent comme des sites de métabolisme… Il existe un certain nombre de virus dépourvus de membranes, mais ces « organismes » ne sont pas universellement considérés comme vivants. L'un des meilleurs arguments contre le fait que les virus soient vivants est qu'ils n'effectuent pas de métabolisme (production d'énergie / décomposition / construction d'éléments). De nombreuses réactions métaboliques auxquelles participent les cellules se produisent à l'intérieur et à travers les membranes.

  2. Ils s'auto-assemblent facilement à partir de pièces composites et peuvent réagir et réagir à l'environnement sans « se casser ».

  3. Ils permettent aux organismes de concentrer les choses. Imaginez que vous vous trouvez dans un environnement riche et que vous produisez des sucres pour une utilisation ultérieure. Où pouvez-vous les stocker ? Les cellules stockent également des ions comme le Ca++ qui peuvent être libérés rapidement pour avoir un effet sur l'organisme.


Pourquoi les phospholipides entourant la cellule forment-ils une bicouche ?

C'est la forme et la nature amphipathique des molécules lipidiques qui les amènent à former spontanément des bicouches dans les milieux aqueux.

Explication:

Les lipides membranaires les plus abondants sont les phospholipides. Ceux-ci ont un groupe de tête polaire et deux queues d'hydrocarbures hydrophobes. Les queues sont généralement des acides gras et elles peuvent différer en longueur.

Les molécules hydrophiles se dissolvent facilement dans l'eau car elles contiennent des groupes chargés ou des groupes polaires non chargés, qui peuvent former soit des interactions électrostatiques favorables, soit des liaisons hydrogène avec les molécules d'eau
Les molécules hydrophobes sont insolubles dans l'eau car la totalité ou la plupart de leurs atomes sont non chargés et non polaires. Ils ne peuvent pas former d'interactions énergétiquement favorables avec les molécules d'eau.
S'ils sont dispersés dans l'eau, ils forcent les molécules d'eau adjacentes à se réorganiser en glace comme des cages qui entourent les molécules hydrophobes.

Pour la raison ci-dessus, les molécules lipidiques s'agrègent spontanément pour enterrer leurs queues hydrophobes à l'intérieur et exposer leurs têtes hydrophobes à l'eau.

Étant cylindriques, les molécules de phospholipides forment spontanément une bicouche dans les environnements aqueux. Dans cet arrangement énergétiquement le plus favorable, les têtes hydrophiles font face à l'eau à chaque surface de la bicouche et les queues hydrophobes sont protégées de l'eau à l'intérieur.


Protéines membranaires

Si les membranes n'étaient composées que de lipides, très peu d'ions ou de molécules polaires pourraient traverser leur « remplissage en sandwich » hydrophobe pour entrer ou sortir de n'importe quelle cellule. Cependant, certaines espèces chargées et polaires traversent la membrane, aidées par des protéines qui se déplacent dans la bicouche lipidique. Les deux principales classes de protéines de la membrane cellulaire sont les protéines intégrales , qui couvrent l'intérieur hydrophobe de la bicouche, et les protéines périphériques , qui sont associées de manière plus lâche à la surface de la bicouche lipidique (Figure (PageIndex<3>) ). Les protéines périphériques peuvent être attachées aux protéines intégrales, aux groupes de tête polaire des phospholipides, ou aux deux par liaison hydrogène et forces électrostatiques.

Les petits ions et molécules solubles dans l'eau entrent et sortent de la cellule par des canaux à travers les protéines intégrales. Certaines protéines, appelées protéines porteuses, facilitent le passage de certaines molécules, telles que les hormones et les neurotransmetteurs, par des interactions spécifiques entre la protéine et la molécule transportée.


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Quels rôles jouent les phosphoinositides dans la dynamique des filaments d'actine ?

Trois principaux types de phosphoinositides jouent un rôle important dans la signalisation intracellulaire, la signalisation lipidique et le trafic membranaire.

&bull Phosphatidylinositol-4-phosphate (PIP) &ndash des niveaux accrus de PIP dans la membrane plasmique réduisent considérablement l'activité de liaison et de dépolymérisation de l'actine F de l'ADF (facteur de dépolymérisation de l'actine).

&bull Phosphatidylinositol-4,5-bis-phosphate (PIP2) &ndash l'augmentation des niveaux de PIP2 dans la membrane plasmique inhibe le coiffage des filaments d'actine en coiffant la protéine et réduit considérablement l'activité de liaison et de dépolymérisation de l'actine F de l'ADF.

&bull Phosphatidylinositol-3,4,5-trisphosphate (PIP3) &ndash Phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K) et PTEN (Phosphatase and tensin homologue) régulent le niveau de PIP3 en réponse aux signaux de guidage extracellulaires pendant la motilité des filopodes. L'accumulation de PIP3 dans les filopodes est suggérée pour provoquer une polymérisation de l'actine et un mouvement cellulaire accru.

L'asymétrie membranaire dans la composition lipidique et protéique a conduit à la proposition de l'hypothèse du couple bicouche. Cela indique que les deux monocouches de la bicouche membranaire peuvent répondre différemment à diverses forces tout en restant couplées l'une à l'autre. Cette hypothèse est à la base des possibles changements de forme observés dans les membranes.


Revoir

  1. Quelles sont les fonctions générales de la membrane plasmique ?
  2. Décrire la bicouche phospholipidique de la membrane plasmique.
  3. Identifiez d'autres molécules dans la membrane plasmique et indiquez leurs fonctions.
  4. Pourquoi certaines cellules ont-elles des extensions de la membrane plasmique telles que les flagelles et les cils ?
  5. Expliquez pourquoi les molécules hydrophiles ne peuvent pas facilement traverser la membrane cellulaire. Quel type de molécule dans la membrane cellulaire pourrait aider les molécules hydrophiles à la traverser ?
  6. Quelle partie d'une molécule de phospholipide dans la membrane plasmique est constituée de chaînes d'acides gras ? Cette partie est-elle hydrophobe ou hydrophile ?
  7. Les deux couches de phospholipides dans la membrane plasmique sont appelées un phospholipide ____________.
  8. Vrai ou faux. Les flagelles de vos cellules pulmonaires balaient les particules étrangères et le mucus vers votre bouche et votre nez.
  9. Vrai ou faux. De petites molécules hydrophobes peuvent facilement traverser la membrane plasmique.
  10. Vrai ou faux. Le côté de la membrane cellulaire qui fait face au cytoplasme est hydrophile.
  11. Les hormones stéroïdes peuvent passer directement à travers les membranes cellulaires. Pourquoi pensez-vous que ce soit le cas?
  12. Certains antibiotiques agissent en faisant des trous dans la membrane plasmique des cellules bactériennes. Comment pensez-vous que cela tue les cellules?
  13. Comment s'appellent les longues extensions en forme de fouet de la membrane plasmique qui aident certains organismes unicellulaires à se déplacer ?

Biologie 171

À la fin de cette section, vous serez en mesure d'effectuer les opérations suivantes :

  • Décrire la structure de base d'un procaryote typique
  • Décrire les différences importantes de structure entre les archées et les bactéries

Il existe de nombreuses différences entre les cellules procaryotes et eucaryotes. Le nom "procaryote" suggère que les procaryotes sont définis par exclusion - ce ne sont pas des eucaryotes ou des organismes dont les cellules contiennent un noyau et d'autres organites liés à la membrane interne. Cependant, toutes les cellules ont quatre structures communes : la membrane plasmique, qui fonctionne comme une barrière pour la cellule et sépare la cellule de son environnement le cytoplasme, une solution complexe de molécules organiques et de sels à l'intérieur de la cellule un génome d'ADN double brin, le archive d'information de la cellule et des ribosomes, où a lieu la synthèse des protéines. Les procaryotes se présentent sous différentes formes, mais beaucoup se répartissent en trois catégories : coques (sphérique), bacilles (en forme de tige), et spirilles (en forme de spirale) ((Figure)).


La cellule procaryote

Rappelons que les procaryotes sont des organismes unicellulaires dépourvus d'organites liées à la membrane ou d'autres structures internes liées à la membrane ((Figure)). Leur chromosome, généralement simple, consiste en un morceau d'ADN circulaire à double brin situé dans une zone de la cellule appelée nucléoïde. La plupart des procaryotes ont une paroi cellulaire à l'extérieur de la membrane plasmique. La paroi cellulaire fonctionne comme une couche protectrice et est responsable de la forme de l'organisme. Certaines espèces bactériennes ont une capsule à l'extérieur de la paroi cellulaire. La capsule permet à l'organisme de se fixer aux surfaces, le protège de la déshydratation et des attaques des cellules phagocytaires et rend les agents pathogènes plus résistants à nos réponses immunitaires. Certaines espèces ont également des flagelles (singulier, flagelle) utilisés pour la locomotion, et des pili (singulier, pilus) utilisés pour la fixation aux surfaces, y compris les surfaces d'autres cellules. Les plasmides, qui sont constitués d'ADN extra-chromosomique, sont également présents dans de nombreuses espèces de bactéries et d'archées.


Rappelons que les procaryotes sont divisés en deux domaines différents, les bactéries et les archées, qui, avec Eukarya, comprennent les trois domaines de la vie ((Figure)).


Les caractéristiques des embranchements bactériens sont décrites dans (Figure) et (Figure). Les principaux phylums bactériens comprennent les protéobactéries, les chlamydias, les spirochètes, les cyanobactéries photosynthétiques et les bactéries à Gram positif. Les protéobactéries sont à leur tour subdivisées en plusieurs classes, des protéobactéries Alpha aux Epsilon. On pense que les mitochondries eucaryotes sont les descendants des alphaprotéobactéries, tandis que les chloroplastes eucaryotes sont dérivés des cyanobactéries. Les phylums d'archées sont décrits dans (Figure).




La membrane plasmique des procaryotes

La membrane plasmique procaryote est une fine bicouche lipidique (6 à 8 nanomètres) qui entoure complètement la cellule et sépare l'intérieur de l'extérieur. Sa nature sélectivement perméable maintient les ions, les protéines et d'autres molécules à l'intérieur de la cellule et les empêche de se diffuser dans l'environnement extracellulaire, tandis que d'autres molécules peuvent se déplacer à travers la membrane. Rappelons que la structure générale d'une membrane cellulaire est une bicouche phospholipidique composée de deux couches de molécules lipidiques. Dans les membranes cellulaires des archées, chaînes isoprène (phytanyl) liés au glycérol remplacent les acides gras liés au glycérol dans les membranes bactériennes. Certaines membranes archéennes sont des monocouches lipidiques au lieu de bicouches ((Figure)).


La paroi cellulaire des procaryotes

Le cytoplasme des cellules procaryotes a une concentration élevée de solutés dissous. Par conséquent, la pression osmotique à l'intérieur de la cellule est relativement élevée. La paroi cellulaire est une couche protectrice qui entoure certaines cellules et leur donne forme et rigidité. Il est situé à l'extérieur de la membrane cellulaire et empêche lyse osmotique (éclatement dû à l'augmentation du volume). La composition chimique de la paroi cellulaire varie entre les archées et les bactéries, et varie également entre les espèces bactériennes.

Les parois cellulaires bactériennes contiennent du peptidoglycane, composé de chaînes polysaccharidiques réticulées par des peptides inhabituels contenant à la fois des acides aminés L et D, notamment l'acide D-glutamique et la D-alanine. (Par conséquent, les protéines n'ont normalement que des acides aminés L, beaucoup de nos antibiotiques agissent en imitant les acides aminés D et ont donc des effets spécifiques sur le développement de la paroi cellulaire bactérienne.) Il existe plus de 100 formes différentes de peptidoglycane. Protéines de la couche S (couche de surface) sont également présents à l'extérieur des parois cellulaires des archées et des bactéries.

Les bactéries sont divisées en deux grands groupes : Gram positif et Gram négatif , sur la base de leur réaction à la coloration de Gram. Notez que toutes les bactéries Gram-positives appartiennent à un phylum. Les bactéries de l'autre phylum (Protéobactéries, Chlamydias, Spirochetes, Cyanobactéries et autres) sont Gram-négatives. La méthode de coloration de Gram doit son nom à son inventeur, le scientifique danois Hans Christian Gram (1853-1938). Les différentes réponses bactériennes à la procédure de coloration sont finalement dues à la structure de la paroi cellulaire. Les organismes Gram-positifs n'ont généralement pas la membrane externe trouvée dans les organismes Gram-négatifs ((Chiffre)). Jusqu'à 90 % de la paroi cellulaire des bactéries à Gram positif est composée de peptidoglycane, et la plupart du reste est composé de substances acides appelées acides teichoïques. Les acides téichoïques peuvent être liés de manière covalente aux lipides de la membrane plasmique pour former acides lipotéichoïques. Les acides lipotéichoïques ancrent la paroi cellulaire à la membrane cellulaire. Les bactéries à Gram négatif ont une paroi cellulaire relativement mince composée de quelques couches de peptidoglycane (seulement 10 pour cent de la paroi cellulaire totale), entourée d'une enveloppe externe contenant des lipopolysaccharides (LPS) et des lipoprotéines. Cette enveloppe externe est parfois appelée deuxième bicouche lipidique. La chimie de cette enveloppe externe est cependant très différente de celle de la bicouche lipidique typique qui forme les membranes plasmiques.


Laquelle des affirmations suivantes est vraie?

  1. Les bactéries à Gram positif ont une seule paroi cellulaire ancrée à la membrane cellulaire par l'acide lipotéichoïque.
  2. Les porines permettent l'entrée de substances dans les bactéries Gram-positives et Gram-négatives.
  3. La paroi cellulaire des bactéries Gram-négatives est épaisse et la paroi cellulaire des bactéries Gram-positives est mince.
  4. Les bactéries Gram-négatives ont une paroi cellulaire en peptidoglycane, tandis que les bactéries Gram-positives ont une paroi cellulaire en acide lipotéichoïque.

Les parois cellulaires archéennes n'ont pas de peptidoglycane. Il existe quatre types différents de parois cellulaires archéennes. Un type est composé de pseudopeptidoglycane, qui est similaire au peptidoglycane en morphologie mais contient des sucres différents dans la chaîne polysaccharidique. Les trois autres types de parois cellulaires sont composés de polysaccharides, de glycoprotéines ou de protéines pures. D'autres différences entre les bactéries et les archées sont visibles dans (Figure). Notez que les caractéristiques liées à la réplication, la transcription et la traduction de l'ADN chez les archées sont similaires à celles observées chez les eucaryotes.

Différences et similitudes entre les bactéries et les archées
Caractéristique structurelle Bactéries Archées
Type de cellule Procaryote Procaryote
Morphologie cellulaire Variable Variable
Paroi cellulaire Contient du peptidoglycane Ne contient pas de peptidoglycane
Type de membrane cellulaire Bicouche lipidique Bicouche lipidique ou monocouche lipidique
Lipides de la membrane plasmique Ester d'acides gras-glycérol Ethers de phytanylglycérol
Chromosome Typiquement circulaire Typiquement circulaire
Origines de réplication Seul Plusieurs
ARN polymérase Seul Plusieurs
ARNt initiateur Formyl-méthionine Méthionine
Inhibition de la streptomycine Sensible Résistant
cycle de Calvin Oui Non

La reproduction

La reproduction chez les procaryotes est asexué et se produit généralement par fission binaire. (Rappelez-vous que l'ADN d'un procaryote est un seul chromosome circulaire.) Les procaryotes ne subissent pas de mitose à la place, le chromosome est répliqué et les deux copies résultantes se séparent l'une de l'autre, en raison de la croissance de la cellule. Le procaryote, maintenant agrandi, est pincé vers l'intérieur à son équateur et les deux cellules résultantes, qui sont cloner, séparé. La fission binaire n'offre pas de possibilité de recombinaison génétique ou de diversité génétique, mais les procaryotes peuvent partager des gènes par trois autres mécanismes.

En transformation, le procaryote absorbe l'ADN libéré par d'autres procaryotes dans son environnement. Si une bactérie non pathogène absorbe l'ADN d'un gène de toxine d'un agent pathogène et incorpore le nouvel ADN dans son propre chromosome, elle aussi peut devenir pathogène. Lors de la transduction, les bactériophages, les virus qui infectent les bactéries, peuvent déplacer de courts morceaux d'ADN chromosomique d'une bactérie à une autre. La transduction entraîne une organisme recombinant. Les archées ont également des virus qui peuvent transférer du matériel génétique d'un individu à un autre. Dans la conjugaison , l' ADN est transféré d' un procaryote à un autre au moyen d' un pilus, qui met les organismes en contact les uns avec les autres, et fournit un canal pour le transfert de l'ADN. L'ADN transféré peut être sous la forme d'un plasmide ou d'une molécule composite, contenant à la fois de l'ADN plasmidique et chromosomique. Ces trois processus d'échange d'ADN sont illustrés dans (Figure).

La reproduction peut être très rapide : quelques minutes pour certaines espèces. Ce temps de génération court, associé à des mécanismes de recombinaison génétique et à des taux élevés de mutation, entraîne une évolution rapide des procaryotes, leur permettant de répondre très rapidement aux changements environnementaux (comme l'introduction d'un antibiotique).


L'évolution des procaryotes Comment les scientifiques répondent-ils aux questions sur l'évolution des procaryotes ? Contrairement aux animaux, les artefacts des archives fossiles des procaryotes offrent très peu d'informations. Les fossiles d'anciens procaryotes ressemblent à de minuscules bulles dans la roche. Certains scientifiques se tournent vers la génétique et vers le principe de l'horloge moléculaire, selon lequel plus deux espèces ont divergé récemment, plus leurs gènes (et donc leurs protéines) seront similaires. Inversement, les espèces qui ont divergé il y a longtemps auront plus de gènes dissemblables.

Des scientifiques de l'Institut d'astrobiologie de la NASA et du Laboratoire européen de biologie moléculaire ont collaboré pour analyser l'évolution moléculaire de 32 protéines spécifiques communes à 72 espèces de procaryotes. 1 Le modèle qu'ils ont dérivé de leurs données indique que trois groupes importants de bactéries - Actinobactéries, Déinocoque, et les cyanobactéries (collectivement appelées Terrabactéries par les auteurs) - ont été les premiers à coloniser la terre. Les actinobactéries sont un groupe de bactéries Gram-positives très courantes qui produisent des structures ramifiées comme des mycéliums fongiques, et comprennent des espèces importantes dans la décomposition des déchets organiques. Vous vous souviendrez que Déinocoque est un genre de bactérie très résistante aux rayonnements ionisants. Il a une couche épaisse de peptidoglycane en plus d'une deuxième membrane externe, il présente donc des caractéristiques à la fois de bactéries Gram-positives et Gram-négatives.

Les cyanobactéries sont des photosynthétiseurs et étaient probablement responsables de la production d'oxygène sur la terre antique. Les chronologies de divergence suggèrent que les bactéries (membres du domaine Bactéries) ont divergé des espèces ancestrales communes il y a 2,5 à 3,2 milliards d'années, alors que les Archaea ont divergé plus tôt : il y a entre 3,1 et 4,1 milliards d'années. Eukarya a divergé plus tard de la ligne archéenne. Les travaux suggèrent en outre que les stromatolites qui se sont formés avant l'avènement des cyanobactéries (il y a environ 2,6 milliards d'années) ont photosynthétisé dans un environnement anoxique et qu'en raison des modifications des Terrabactéries pour la terre (résistance au dessèchement et possession de composés qui protègent l'organisme de l'excès de lumière), la photosynthèse utilisant l'oxygène peut être étroitement liée aux adaptations pour survivre sur terre.

Résumé de la section

Les procaryotes (domaines Archaea et Bacteria) sont des organismes unicellulaires dépourvus de noyau. Ils ont un seul morceau d'ADN circulaire dans la zone nucléoïde de la cellule. La plupart des procaryotes ont une paroi cellulaire qui se trouve à l'extérieur de la limite de la membrane plasmique. Certains procaryotes peuvent avoir des structures supplémentaires telles qu'une capsule, des flagelles et des pili. Les bactéries et les archées diffèrent par la composition lipidique de leurs membranes cellulaires et les caractéristiques de la paroi cellulaire. Dans les membranes archéennes, les unités phytanyle, plutôt que les acides gras, sont liées au glycérol. Certaines membranes archéennes sont des monocouches lipidiques au lieu de bicouches.

La paroi cellulaire est située à l'extérieur de la membrane cellulaire et empêche la lyse osmotique. La composition chimique des parois cellulaires varie selon les espèces. Les parois cellulaires bactériennes contiennent du peptidoglycane. Les parois cellulaires archéennes n'ont pas de peptidoglycane, mais elles peuvent avoir du pseudopeptidoglycane, des polysaccharides, des glycoprotéines ou des parois cellulaires à base de protéines. Les bactéries peuvent être divisées en deux groupes principaux : Gram positif et Gram négatif, sur la base de la réaction de coloration de Gram. Les organismes à Gram positif ont une épaisse couche de peptidoglycane enrichie d'acides téichoïques. Les organismes à Gram négatif ont une paroi cellulaire mince et une enveloppe externe contenant des lipopolysaccharides et des lipoprotéines.

Les procaryotes peuvent transférer l'ADN d'une cellule à une autre par trois mécanismes : transformation (absorption d'ADN environnemental), transduction (transfert d'ADN génomique via des virus) et conjugaison (transfert d'ADN par contact cellulaire direct).


Résumé de la section

Les procaryotes (domaines Archaea et Bacteria) sont des organismes unicellulaires dépourvus de noyau. Ils ont un seul morceau d'ADN circulaire dans la zone nucléoïde de la cellule. La plupart des procaryotes ont une paroi cellulaire qui se trouve à l'extérieur de la limite de la membrane plasmique. Certains procaryotes peuvent avoir des structures supplémentaires telles qu'une capsule, des flagelles et des pili. Les bactéries et les archées diffèrent par la composition lipidique de leurs membranes cellulaires et les caractéristiques de la paroi cellulaire. Dans les membranes archéennes, les unités phytanyle, plutôt que les acides gras, sont liées au glycérol. Certaines membranes archéennes sont des monocouches lipidiques au lieu de bicouches.

La paroi cellulaire est située à l'extérieur de la membrane cellulaire et empêche la lyse osmotique. La composition chimique des parois cellulaires varie selon les espèces. Les parois cellulaires bactériennes contiennent du peptidoglycane. Les parois cellulaires archéennes n'ont pas de peptidoglycane, mais elles peuvent avoir du pseudopeptidoglycane, des polysaccharides, des glycoprotéines ou des parois cellulaires à base de protéines. Les bactéries peuvent être divisées en deux groupes principaux : Gram positif et Gram négatif, sur la base de la réaction de coloration de Gram. Les organismes à Gram positif ont une épaisse couche de peptidoglycane enrichie d'acides téichoïques. Les organismes à Gram négatif ont une paroi cellulaire mince et une enveloppe externe contenant des lipopolysaccharides et des lipoprotéines.

Les procaryotes peuvent transférer l'ADN d'une cellule à une autre par trois mécanismes : transformation (absorption d'ADN environnemental), transduction (transfert d'ADN génomique via des virus) et conjugaison (transfert d'ADN par contact cellulaire direct).


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