Biologie · Fiche de révision

Procaryotes, eucaryotes et virus

Par cœur, méthodes, pièges et réflexes concours — la fiche condensée à relire la veille.

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1Tailles & échelles : quel outil voit quoi

Par cœurla hiérarchie des tailles, à réciter

\underset{\sim\,0.1\,\mathrm{nm}}{\text{atome}} < \underset{\sim\,10\,\mathrm{nm}}{\text{protéine}} < \underset{20\text{ à }250\,\mathrm{nm}}{\text{virus}} < \underset{\sim\,1\,\mathrm{\mu m}}{\text{bactérie}} < \underset{10\text{ à }100\,\mathrm{\mu m}}{\text{cellule eucaryote}}

Œil nu : $d_{\min}\approx0.2\,\mathrm{mm}=200\,\mathrm{\mu m}$ ; une cellule ( $10\text{ à }100\,\mathrm{\mu m}$ ) est plus petite $\Rightarrow$ microscope obligatoire.
Règle des mille : $1\,\mathrm{mm}=1000\,\mathrm{\mu m}$ , $1\,\mathrm{\mu m}=1000\,\mathrm{nm}$ . $\mathrm{\mu m}$ = unité des cellules, $\mathrm{nm}$ = unité des virus.
Microscope optique (lumière) $\to$ cellules, bactéries ; microscope électronique (électrons) $\to$ virus, molécules.

Piègeclasser par taille croissante (annale 2023)

Une enzyme est une protéine : plus grosse qu'un acide aminé, plus petite qu'un ribosome. Un virus ( $\sim110\,\mathrm{nm}$ pour le VIH) reste plus petit qu'un organite (mitochondrie $\sim1\,\mathrm{\mu m}$ ). Ordre : ac. aminé $<$ enzyme $<$ ribosome $<$ virus $<$ mitochondrie $<$ ovocyte ( $\sim100\,\mathrm{\mu m}$ ).

2Procaryote vs eucaryote : la grande fracture

Où la cellule range son ADN coupe le vivant en deux : procaryote (avant le noyau) = ADN libre ; eucaryote (vrai noyau) = ADN dans un noyau à double membrane.

ComparatifProcaryote vs Eucaryote

Critère	Procaryote (bactérie)	Eucaryote (animal/végétal)
Noyau	Non : nucléoïde (ADN nu)	Oui : vrai noyau
Génome	1 ADN circulaire + plasmides	long ADN $\Rightarrow$ plusieurs chromosomes
Organites	1 seul : le ribosome	nombreux (noyau, mitochondrie, RE, Golgi…)
Taille	petite ( $\sim1\,\mathrm{\mu m}$ )	grande ( $10\text{ à }100\,\mathrm{\mu m}$ )
Reproduction	asexuée : scissiparité	mitose / méiose
Exemples	bactéries, cyanobactéries	animaux, végétaux, champignons

Piègenucléoïde $\neq$ noyau

Le procaryote possède de l'ADN mais pas de vrai noyau : son ADN est regroupé dans le nucléoïde, une simple région du cytoplasme sans membrane. « Pas de noyau » ne veut jamais dire « pas d'ADN ».

3La bactérie, procaryote type

<span class="figref">Figure 1</span> — Bactérie : la respiration se fait dans la membrane et ses replis (mésosome), faute de mitochondrie. — Figure 1 — Bactérie : la respiration se fait dans la membrane et ses replis (mésosome), faute de mitochondrie.

À retenir :

1 seul organite = ribosome (sans membrane) $\to$ synthèse des protéines.
Pas de mitochondrie $\Rightarrow$ respiration dans la membrane et ses replis (mésosome).
Paroi de peptidoglycane (souvent, pas le mycoplasme), capsule (parfois), flagelle = mobilité.
Certaines sont autotrophes : les cyanobactéries font de la photosynthèse.

Méthodescissiparité = reproduction asexuée

Sans noyau, ni mitose ni méiose : la bactérie duplique son ADN circulaire puis se coupe en deux cellules-filles identiques. Chaque division double la population :

N = N_0 \times 2^{\,n}\qquad\text{(ex. 1 bactérie, division/20\,$\mathrm{min}$ : en 3\,$\mathrm{h}$, } n=9,\ N=2^9=512\text{).}

Rôles : décomposeurs (recyclent la matière organique en matière minérale) • fermentations (yaourt, fromage) • pathogènes (pneumocoque $\to$ otite, sinusite, méningite, pneumonie).

Piègeles levures ne sont pas des bactéries

Les levures (pain, bière, vin) sont des champignons, donc des eucaryotes. « Fermentation » $\neq$ « bactérie ».

4Le virus, à la frontière du vivant

Par cœurl'acaryote

Acaryote : ni noyau, ni organite (donc pas de ribosome), ni métabolisme. Ce n'est pas une cellule.
Parasite absolu : incapable de se reproduire seul, inerte hors d'une cellule ; il détourne la machinerie de l'hôte.
Structure : capside protéique $+$ acide nucléique ; parfois une enveloppe lipidique hérissée de spicules.
ADN ou ARN, jamais les deux — alors qu'une cellule contient toujours ADN et ARN.

Cycle viral (3 temps : pénétration $\to$ multiplication $\to$ libération) :

Fixation sur la membrane de l'hôte 2. Injection de l'ADN/ARN 3. Réplication (machinerie détournée, souvent dans le noyau)
4. Assemblage de nouveaux virus 5. Éclatement (lyse) de la cellule et libération.

Réflexe concoursantibiotique inefficace sur un virus

Les antibiotiques ciblent des structures bactériennes (paroi, ribosome, ADN circulaire) : un virus n'en a aucune, il utilise nos cellules $\Rightarrow$ antiviraux et vaccins, pas d'antibiotique.

5Synthèse : acaryote / procaryote / eucaryote

ComparatifQui possède quoi ? (✓ = présent, — = absent)

Présence de…	Acaryote	Procaryote	Eucaryote
	(virus)	(bactérie)	(animal/végétal)
Capside (coque protéique)	✓	—	—
Membrane plasmique	—	✓	✓
Paroi	—	✓ peptidogl.	✓ cellulose (vég.)
Vrai noyau	—	—	✓
Matériel génétique	ADN ou ARN	ADN circ. $+$ ARN	ADN $+$ ARN
Ribosome	—	✓ (seul organite)	✓
Mitochondrie, autres organites	—	—	✓
Métabolisme propre	—	✓	✓

Réflexe concoursce que les annales adorent

Mitochondrie = signature eucaryote : ni le pneumocoque (bactérie) ni un virus n'en ont (2024). Un virus se distingue même du procaryote par l'absence de ribosome (2022) ; il reste $<1\,\mathrm{\mu m}$ , ADN ou ARN (2020).

Piègeles pièges à ne plus jamais rater

Nucléoïde $\neq$ noyau (ADN sans noyau).
Procaryote a bien 1 organite : le ribosome.
Virus : ADN ou ARN, jamais les deux.
Bactérie $\to$ scissiparité, ni mitose ni méiose.
Peptidoglycane = paroi, pas la membrane (2018).
virus $<$ bactérie $<$ cellule eucaryote.