biologie cellulaire - Dunod

1.3 • Les cellules procaryotes 7Escherichia coli possède comme les autres bactéries Gram négativesune paroi entourant la membrane plasmique et une membrane externe.Des filaments ou pili assurent son adhésion à la surface d’autrescellules. Le pilus sexuel s’avère indispensable pour la conjugaison,phase durant laquelle une partie du matériel héréditaire, sous la formed’un monobrin d’ADN est transmise d’une bactérie dotée d’un facteurde fertilité (bactérie mâle F+) à une bactérie dépourvue de ce facteur(bactérie femelle F–). La cellule ayant reçu ce nouveau patrimoine lemet à profit pour accroître ses capacités de production. On parle desexualité bactérienne en raison de l’échange de matériel héréditaire. Lecytoplasme de E. coli contient de 1 à 4 molécules d’ADN circulaire etde 15 à 30 ¥ 10 3 ribosomes. Elle se multiplie rapidement, une divisiontoutes les 20 minutes dans les conditions idéales de culture. Ses besoinsnutritionnels simples (eau, sels minéraux et une source d’énergie,glucose par exemple) en font une bactérie facile à cultiver. Un grandnombre de souches sont disponibles dans de nombreux laboratoires etauprès des banques de cellules. E. coli reste un modèle cellulaire trèsutilisé pour les recherches en biochimie et en biologie moléculaire.Les connaissances acquises sur le génome haploïde et le métabolismede E. coli en font un des principaux outils cellulaires dugénie génétique.Les bactéries colonisent tous les milieux terrestres, aquatiques etaériens, même les plus hostiles, et possèdent une capacité d’adaptationremarquable. Le nombre d’espèces est considérable (voir plus loin,tableau 1-1). Leur taille varie de 1 à 10 mm et leur capacité de multiplicationest réellement extraordinaire avec un doublement de la populationà chaque génération (formule 2 n avec n = nombre de générations).Dans des conditions favorables, à raison de trois générations par heure,une seule bactérie peut, en théorie au bout de 48 h, donner naissance à2 144 bactéries. Un événement heureusement jamais observé car lesconditions nutritionnelles deviennent rapidement limitantes, des prédateursen grand nombre existent et la mort bactérienne fait le reste.Des procaryotes aux eucaryotes : la théorieendosymbiotiqueLes premières cellules ancestrales utilisaient pour croître les moléculesde leur environnement, un legs de la « soupe prébiotique ». Cescellules dites hétérotrophes ont progressivement acquis l’aptitude àprélever l’énergie chimique de certains des composés de leur environnementet à l’utiliser pour les synthèses indispensables à leur survie etleur croissance. Elles étaient vraisemblablement chimioorganotrophes.Des voies métaboliques très simples se sont ainsi créées dans des