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Les bactéries sont des organismes procaryotes qui se reproduisent de manière asexuée. La forme de reproduction la plus fréquente chez les bactéries est le processus appelé fission binaire. La fission binaire est la division d’une seule cellule, aboutissant à la formation de deux cellules génétiquement identiques . Afin de comprendre le processus de fission binaire, il est nécessaire de connaître la structure cellulaire des bactéries, et c’est l’objectif de la première section de cet article.
La structure cellulaire des bactéries
Les bactéries peuvent avoir diverses formes. Les plus courants sont sphériques, en forme de tige et en forme de spirale. En général, les bactéries sont composées d’une paroi cellulaire, d’une membrane cellulaire, d’un cytoplasme, de flagelles, d’un noyau, de plasmides et de ribosomes. Voyons de quoi il s’agit et quelle est la fonction de chacun de ces composants.
- paroi cellulaire . C’est l’enveloppe extérieure de la cellule, qui la protège et lui donne sa forme extérieure.
- cytoplasme . C’est une substance gélatineuse composée principalement d’eau et contenant des enzymes, des sels, divers composants cellulaires et diverses molécules organiques.
- Membrane cellulaire ou membrane plasmique . C’est une membrane qui entoure le cytoplasme et régule le flux de substances entrant et sortant de la cellule.
- Flagelles . Il s’agit d’une série de longues protubérances en forme de fouet qui font bouger la cellule.
- Ribosomes . Ce sont les structures cellulaires qui se trouvent dans le cytoplasme et sont responsables de la synthèse des protéines à partir de l’information que possède l’ADN et qui atteint les ribosomes par l’intermédiaire de l’ARN messager (acide ribonucléique).
- plasmides _ Ce sont des structures porteuses de gènes, formées d’ADN (acide désoxyribonucléique) qui acquièrent une forme circulaire et ne participent pas à la reproduction cellulaire.
- Nucléoïde cellulaire . C’est la zone du cytoplasme qui contient la seule molécule d’ADN de la bactérie.
fission binaire
La plupart des bactéries, y compris Salmonella et Escherichia coli (deux bactéries très importantes pour l’homme, car elles provoquent des maladies graves), se reproduisent par fission binaire. Dans le processus qui se déroule dans ce type de reproduction asexuée, la seule molécule d’ADN de la bactérie est répliquée et les deux copies adhèrent à différents points de la membrane cellulaire. La cellule commence alors à croître et à s’allonger, augmentant ainsi la distance entre les deux molécules d’ADN. Lorsque la cellule double presque sa taille d’origine, la membrane cellulaire commence à s’effondrer vers le centre de la cellule. Finalement, une paroi cellulaire se forme, séparant les deux molécules d’ADN et divisant la cellule d’origine en deux cellules filles identiques.
La fission binaire présente plusieurs avantages en tant que forme de reproduction cellulaire. Une seule bactérie est capable de générer un grand nombre de nouvelles cellules, avec une vitesse de reproduction élevée. Dans des conditions optimales, certaines bactéries peuvent doubler leur population en quelques heures, voire quelques minutes. Un autre avantage est qu’aucun temps n’est « perdu » à chercher un partenaire, puisque la reproduction est asexuée. De plus, les cellules résultant de la fission binaire sont identiques à la cellule d’origine, ce qui implique qu’elles sont adaptées pour vivre dans cet environnement.
recombinaison bactérienne
La fission binaire est une forme efficace de reproduction pour les bactéries; cependant, cette forme de reproduction pourrait entraîner certains problèmes pour une colonie de bactéries. Étant donné que les cellules produites par ce type de reproduction sont identiques, elles sont toutes sensibles aux mêmes types de menaces, telles que les changements environnementaux ou les antibiotiques. Ces situations pourraient détruire une colonie entière de bactéries. Pour éviter ces dangers, les bactéries peuvent introduire des variations génétiques dans les processus de recombinaison . La recombinaison implique le transfert de gènes entre les cellules. Les processus de recombinaison des bactéries peuvent se produire de trois manières : par conjugaison, par transformation et par transduction.
Le processus de conjugaison se produit chez certaines bactéries capables de transférer leurs gènes à d’autres bactéries avec lesquelles elles entrent en contact. Au cours de la conjugaison, une bactérie se connecte à une autre via une structure en forme de tube constituée de protéine appelée pilus . Les gènes sont transférés d’une bactérie à une autre par ce tube.
Certaines bactéries sont capables d’absorber l’ADN de leur environnement, et ce processus est appelé transformation . Ces restes d’ADN proviennent généralement de cellules bactériennes mortes. Au cours de la transformation, la bactérie prélève l’ADN de son environnement et le transfère à travers la membrane cellulaire. Cet ADN « recyclé » est ensuite incorporé dans l’ADN de la cellule.
La transduction est un type de recombinaison qui implique l’ échange d’ADN bactérien via des bactériophages . Les bactériophages sont des virus qui infectent les bactéries. Il existe deux types de transduction : la transduction généralisée et la transduction spécialisée.
Une fois qu’un bactériophage s’attache à une bactérie, il insère son génome dans la bactérie. Le génome viral, les enzymes et les composants viraux sont répliqués et assemblés dans la bactérie hôte. Une fois formés, les nouveaux bactériophages tuent ou brisent la cellule, libérant ainsi les virus répliqués. Cependant, au cours du processus au cours duquel le virus se fixe à la bactérie, une partie de l’ADN de la bactérie hôte peut être enfermée dans la capside virale au lieu du génome viral lui-même. Lorsque ce bactériophage infecte une autre bactérie, il injecte le fragment d’ADN de la bactérie précédemment infectée. Ce morceau d’ADN bactérien est ensuite inséré dans l’ADN de la nouvelle bactérie. Ce type de transduction est appelé transduction généralisée.
Dans la transduction spécialisée, des fragments d’ADN de la bactérie hôte sont incorporés dans les génomes viraux de nouveaux bactériophages, et les fragments d’ADN peuvent être transférés dans toute nouvelle bactérie que ces bactériophages infectent.
Fontaine
- Reece, Jane B., et Neil A. Campbell. Campbell Biologie . Benjamin Cummings, 2011.
