4.2 Cellules procaryotes
Objectifs d’apprentissage
À la fin de cette section, vous serez en mesure de faire ce qui suit :
- Nommer des exemples d’organismes procaryotes et eucaryotes
- Comparer les cellules procaryotes et eucaryotes
- Décrire la taille relative des différentes cellules
- Expliquer pourquoi les cellules doivent être petites
Les cellules appartiennent à l’une des deux grandes catégories suivantes : procaryotes et eucaryotes. Nous ne classons que les organismes à prédominance unicellulaire Bactéries et Archaea comme procaryotes (pro- = « avant » ; -kary- = « noyau »). Les cellules animales, les plantes, les champignons et les protistes sont tous des eucaryotes (eu- = « vrai »).
Composants des cellules procaryotes
Toutes les cellules partagent quatre composantes communes : 1) une membrane plasmique, un revêtement extérieur qui sépare l’intérieur de la cellule de son environnement ; 2) un cytoplasme, constitué d’un cytosol semblable à de la gelée dans la cellule, dans lequel il y a d’autres composants cellulaires ; 3) l’ADN, le matériel génétique de la cellule ; et 4) les ribosomes, qui synthétisent les protéines. Cependant, les procaryotes diffèrent des cellules eucaryotes de plusieurs façons.
Un procaryote est un organisme simple, principalement unicellulaire qui n’a pas de noyau ou de tout autre organite lié à la membrane. Nous allons bientôt constater que cette situation est très différente chez les eucaryotes. L’ADN procaryote se trouve dans la partie centrale de la cellule : le nucléoïde (Figure 4.5).
La plupart des procaryotes ont une paroi cellulaire peptidoglycane et beaucoup ont une capsule polysaccharidique (Figure 4.5). La paroi cellulaire agit comme une couche de protection supplémentaire, aide la cellule à conserver sa forme et prévient la déshydratation. La capsule permet à la cellule de se fixer aux surfaces de son environnement. Certains procaryotes ont des flagelles, des pili ou des fimbriae. Les flagelles sont utilisées pour la locomotion. Les pili échangent du matériel génétique pendant la conjugaison, processus par lequel une bactérie transfère du matériel génétique à une autre par contact direct. Les bactéries utilisent des fimbriae pour se fixer à une cellule hôte.
Taille des cellules
De 0,1 à 5,0 μm de diamètre, les cellules procaryotes sont significativement plus petites que les cellules eucaryotes, dont le diamètre varie de 10 à 100 μm (Figure 4.6). La petite taille des procaryotes permet aux ions et aux molécules organiques qui y pénètrent de se diffuser rapidement vers d’autres parties de la cellule. De même, tous les déchets produits dans une cellule procaryote peuvent se diffuser rapidement. Ce n’est pas le cas des cellules eucaryotes, qui ont développé différentes adaptations structurelles pour améliorer le transport intracellulaire.
Une petite taille, en général, est nécessaire pour toutes les cellules, qu’elles soient procaryotes ou eucaryotes. Examinons pourquoi il en est ainsi. Premièrement, nous examinerons la superficie et le volume d’une cellule type. Les cellules ne sont pas toutes de forme sphérique, mais la plupart ont tendance à être quasi-sphériques. Vous vous souvenez peut-être, d’après votre cours de géométrie au secondaire, que la formule pour la surface d’une sphère est de 4r2, alors que la formule pour son volume est de 4r3/3. Ainsi, à mesure que le rayon d’une cellule augmente, sa surface augmente en fonction du carré de son rayon, mais son volume augmente à mesure que le cube de son rayon augmente (beaucoup plus rapidement). Par conséquent, à mesure que la taille d’une cellule augmente, son rapport surface-volume diminue. Ce même principe s’appliquerait si la cellule avait la forme d’un cube (Figure 4.7 [lien vers Biology 2e]). Si la cellule devient trop grosse, la membrane plasmique n’aura pas une surface suffisante pour supporter la vitesse de diffusion requise pour augmenter le volume. En d’autres termes, à mesure qu’une cellule grandit, elle devient moins efficace. Une façon de devenir plus efficace est de se diviser. D’autres façons sont d’augmenter la surface par pliage de la membrane cellulaire, de devenir plate ou mince et allongée, ou de développer des organites qui effectuent des tâches précises. Ces adaptations mènent au développement de cellules plus sophistiquées, que nous appelons des cellules eucaryotes.
