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8.18 : Protistes - Biologie

8.18 : Protistes - Biologie


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8.18 : Protistes

Conférences

Forum de microbiologie du sud-ouest et du sud du Pays de Galles 2013
12 septembre 2013, Bath, Royaume-Uni
Dr Nicholas Harmer, conférencier invité : « Nouveaux inhibiteurs de l'enzyme Mip, un facteur de virulence du pathogène humain
Burkholderia pseudomallei"

Rencontre Thermophile 2013
8-13 septembre 2013, Ratisbonne, Allemagne
Professeur Jenny Littlechild, Conférencière Plénière
www.thermophiles2013.de

Symposium Keystone 2012 : Mutations, malignité et mémoire - Anticorps et immunité.
2012,
Boston
Dr Richard Chahwan, conférencier invité : « Coordination des mésappariements de l'ADN et des cassures double brin au niveau du gène de l'immunoglobuline »
www.keystonesymposia.org

Réunion de la société biochimique
2-4 avril 2012, Université d'East Anglia, Royaume-Uni
Dr Clive Butler, conférencier principal, &ldquoTransfert d'électrons à l'interface microbe-minéral&rdquo

Rencontre ProStab 2012
2 - 4 mai 2012, Lisbonne, Portugal
Professeur Jenny Littlechild, conférencière invitée
prostab2012.ist.utl.pt

Séminaire départemental, Centre de nanosciences et d'information quantique
1er novembre 2011, Université de Bristol, Royaume-Uni
Dr Clive Butler, conférencier invité

Symposium International du Groupement de Formation à la Recherche DFG 1216 &lsquoIntra - et Intercellulaire Transport et Communication&rsquo
21-23 septembre 2011, Marburg, Allemagne.
Dr Mark van der Giezen, conférencier invité : &ldquoHydrogenosomes et mitosomes comme proxy pour comprendre l'évolution des eucaryotes&rdquo

Rencontre Thermophile 2011
11 - 16 septembre 2011, Montana, États-Unis
Professeur Jenny Littlechild, Comité d'organisation internationale
thermophiles2011.montana.edu

VIe Congrès Européen de Protistologie
25-29 juillet 2011, Berlin, Allemagne
Dr Mark van der Giezen, conférencier invité : &ldquoOxygène moléculaire et vie intelligente&rdquo

7ème Atelier Européen sur les Chaînes Respiratoires Bactériennes
11-15 mai 2011, Lund, Suède
Dr Clive Butler, conférencier invité

Séminaire départemental, CMSB
3 septembre 2010, Université d'East Anglia, Royaume-Uni
Dr Clive Butler, conférencier invité

9ème Congrès International de Mycologie
1-6 août 2010, Édimbourg, Royaume-Uni
Dr Mark van der Giezen, conférencier invité : &ldquoAdaptations to an anaerobic niche: hydrogénosomes dans le Neocallimastigomycota &rdquo

International Society of Protistologists/British Society for Protist Biology
18-23 juillet 2010, Cantorbéry, Royaume-Uni
Dr Mark van der Giezen, conférencier invité : &ldquoMitochondries anaérobies des bizarreries non pertinentes aux entités pertinentes&rdquo

Rencontre ProStab 2010
Avril 2010, Graz, Autriche
Professeur Jenny Littlechild, conférencière invitée

Nouvelles enzymes 2010
14-17 avril 2010, Exeter, Royaume-Uni
Professeur Jenny Littlechild, organisatrice principale et présidente du Comité d'organisation internationale.
centres.exeter.ac.uk/biocatalysis/novelenzymes2010/

Séminaire départemental, IRES
3 mars 2010, Université de Newcastle, Royaume-Uni
Dr Clive Butler, conférencier invité

Société de Microbiologie Générale (SGM)
7-10 septembre 2009, Édimbourg, Royaume-Uni
Dr Mark van der Giezen, conférencier invité : &ldquoGrafter des mitochondries sur l'arbre de vie&rdquo

Réunion principale annuelle de la Société de biologie expérimentale
28 juin-1er juillet 2009, Glasgow, Royaume-Uni
Dr Mark van der Giezen, conférencier invité : &ldquoLa vie eucaryote sans mitochondries ?&rdquo

KBS Biotechnologie, British Council
8-18 septembre 2009, Anna University, Chennai, Inde
Dr Clive Butler, conférencier principal

17e Société internationale de protistologie évolutive (ISEP) / 59e Société internationale de protistologues (ISOP)
21&ndash26 juillet 2008, Halifax, Canada.
Dr Mark van der Giezen, conférencier invité : &ldquoHydrogenosomes et mitosomes des protistes anaérobies&rdquo

Consortium de biologie structurale du Sud-Ouest (SWSBC 2008)
31 mars - 1er avril 2008, Exeter, Royaume-Uni
Dr Clive Butler, professeur Jenny Littlechild, conférenciers invités


Introduction

L'invention d'une membrane cytoplasmique semi-perméable a été un événement clé dans le développement des cellules primordiales car elle a fourni un espace privilégié pour la copie fidèle du matériel génétique, un réacteur pour les transformations biochimiques et pour la génération d'énergie pour alimenter la croissance. Le cytoplasme des micro-organismes est un compartiment très encombré causé par de grandes concentrations d'acides nucléiques, de protéines et de métabolites [1,2]. Ensemble, ces composés génèrent un potentiel osmotique considérable et provoquent ainsi un afflux d'eau entraîné par osmose, un processus qui, à son tour, provoque l'accumulation d'une pression hydrostatique, la turgescence [2–4], dans les cellules microbiennes à parois. Les diminutions et les augmentations de l'osmolarité externe sont des signaux environnementaux et des facteurs de stress omniprésents qui affectent la croissance et la survie de nombreux organismes [5]. La réponse cellulaire aux fluctuations de l'osmolarité externe a été particulièrement étudiée chez les bactéries (Fig 1) [2,6,7], et ces études ont également fourni un cadre de base pour une compréhension des stratégies clés d'adaptation au stress osmotique employées par les cellules eucaryotes [8– 11].

Msc, canaux mécanosensibles.

Le maintien de la turgescence est considéré comme essentiel pour la croissance des micro-organismes [1–4,12], mais la membrane cytoplasmique semi-perméable rend les cellules vulnérables aux fluctuations de l'osmolarité externe et de la salinité, car les cellules semblent s'efforcer d'atteindre l'homéostasie de surpeuplement et donc la turgescence physiologiquement. limites acceptables [1]. Les conditions hyperosmotiques entraînent un écoulement d'eau, une plasmolyse et une réduction de la turgescence vitale [5]. A l'inverse, les circonstances hypoosmotiques déclenchent un afflux d'eau et provoquent ainsi une montée indue de turgescence pouvant conduire dans des cas extrêmes à la rupture de la cellule [3]. Chez certains organismes, des canaux d'eau dédiés, les aquaporines, permettent des flux d'eau accélérés à travers la membrane cytoplasmique en réponse aux changements osmotiques externes [13], mais leur rôle physiologique potentiel dans l'adaptation des micro-organismes aux fluctuations de l'osmolarité externe n'est pas vraiment compris [ 14].

Parce qu'aucune cellule ne peut activement (par exemple, en dépensant de l'énergie) pomper de l'eau à travers la membrane cytoplasmique de manière dirigée, l'ajustement de la bonne hydratation du cytoplasme doit reposer sur des mesures indirectes pour diriger les flux d'eau [1–3,5]. Pour y parvenir dans des conditions hyperosmotiques, les cellules microbiennes accumulent des ions par transport et synthétisent ou importent des osmolytes organiques physiologiquement conformes [15], les solutés compatibles (encadré 1), pour favoriser la rétention et l'afflux d'eau (Fig 1) [2,6,7] . Inversement, dans des conditions hypoosmotiques, la cellule expulse rapidement ces composés par l'ouverture transitoire de canaux mécanosensibles (Msc) (Fig 1) pour freiner l'afflux excessif d'eau et empêcher une augmentation potentiellement non durable de la turgescence [3,16].

Encadré 1. Fonction biologique, mécanisme moléculaire et diversité des solutés compatibles

Les solutés compatibles sont définis de manière opérationnelle comme des osmolytes organiques qui peuvent être accumulés à des concentrations cellulaires extrêmement élevées sans perturber les processus biochimiques et physiologiques vitaux [17]. Ils sont donc largement utilisés par les bactéries, les archées et les eukaryas pour contrer l'efflux d'eau du cytoplasme provoqué par une salinité élevée et/ou une osmolarité élevée [6-8,18]. Les attributs physico-chimiques des solutés compatibles les rendent hautement compatibles avec la fonctionnalité des macromolécules et des composants cellulaires. En ce qui concerne les protéines, les solutés compatibles agissent contre leur état dénaturé et favorisent ainsi une hydratation, un repliement et une stabilité appropriés [15,19,20], effets qui ont conduit à leur description en tant que chaperons chimiques. Des études sur le ou les mécanismes par lesquels agissent ces osmolytes organiques stabilisants ont révélé qu'ils sont de puissants formateurs de la structure de l'eau et sont préférentiellement exclus de l'enveloppe d'hydratation immédiate du squelette protéique [15]. Pour des raisons thermodynamiques, la répartition inégale de ces solutés dans l'eau cellulaire génère des forces motrices agissant contre la dénaturation et l'agrégation des protéines [19, 20] et favorise ainsi l'état fonctionnel bien replié des macromolécules [15, 21].

Les solutés compatibles synthétisés par les membres des bactéries sont chimiquement divers mais sont tous des composés organiques non chargés ou zwitterioniques de faible poids moléculaire et sont très solubles dans l'eau [6,7,18]. Ils peuvent être regroupés dans les différentes classes chimiques suivantes : (i) les sucres (ex : tréhalose, saccharose), (ii) les polyols (glycérol, myo-inositol, glycosylglycérol), (iii) les acides aminés et leurs dérivés (L-proline, L-glutamate, ectoïnes), (iv) amines quaternaires (p. , choline-O-sulfate), et (vi) de petits peptides (N-acétyl-glutaminyl-glutamine amide) [22]. Certains de ces solutés compatibles se produisent rarement dans les micro-organismes, tandis que d'autres sont très abondants dans la nature [5-7,18,22]. Un exemple de ce dernier groupe est le DMSP, un composé contenant du soufre qui est produit en millions de tonnes dans les habitats marins par le phytoplancton et les macroalgues en tant que protecteur du stress osmotique et dont le métabolite volatile diméthylsulfure (DMS) est un gaz climatique très pertinent [23].

Les solutés compatibles servent non seulement de protecteurs efficaces du stress [6–8,18,22], mais ils sont également largement utilisés comme nutriments par les micro-organismes [24]. Ils sont libérés dans l'environnement à la suite de brusques rétrogradations osmotiques par l'ouverture transitoire de Msc [3] après l'attaque et la lyse cellulaire des micro-organismes qui s'ensuit par les phages ou les toxines par les activités de broutage des protozoaires sur leurs proies microbiennes et par les racines. exsudats, matières végétales en décomposition et urine de mammifères [24]. La libération de ces composés à partir des cellules productrices offre de nouvelles opportunités pour les organismes vivant dans le même écosystème car ils peuvent être acquis via des systèmes de transport à haute affinité soit pour leur réutilisation comme protecteurs du stress [5, 7] ou comme nutriments précieux [24].


Les protistes comme décomposeurs

Divers organismes avec une organisation de niveau protiste ont été à l'origine traités comme des champignons, car ils produisent des sporanges, des structures produisant et contenant des spores. Ceux-ci comprennent les chytrides, les moisissures visqueuses, les moisissures aquatiques et les Labyrinthulomycètes. Beaucoup de ces organismes ont également été traités comme des champignons en raison d'un rôle environnemental similaire : celui de décomposeur.

Ces saprobes protistes ressemblant à des champignons sont spécialisées pour absorber les nutriments de la matière organique non vivante, comme les organismes morts ou leurs déchets. Par exemple, de nombreux types d'oomycètes se développent sur des animaux morts ou des algues. Les protistes saprobiques ont pour fonction essentielle de restituer les nutriments inorganiques au sol et à l'eau. Ce processus permet la croissance de nouvelles plantes, qui à leur tour génèrent de la nourriture pour d'autres organismes le long de la chaîne alimentaire. En effet, sans les espèces de saprobe, telles que les protistes, les champignons et les bactéries, la vie cesserait d'exister car tout le carbone organique serait « immobilisé » dans les organismes morts.

Les chytrides peuvent être simples ou multicellulaires. Il existe environ un millier d'espèces, la plupart vivant dans l'eau ou le sol. La plupart sont des décomposeurs. Certains sont des parasites et peuvent provoquer des maladies chez les plantes, notamment le maïs, la luzerne et les pommes de terre. Une espèce, Batrachochytrium dendrobatidis, semble être la cause de la chytridiomycose, une maladie des grenouilles qui affecte gravement de nombreuses populations de grenouilles sauvages dans le monde.

Figure 3. Moisissure visqueuse sur pelouse, États-Unis

Les moisissures visqueuses se distinguent par leur cycle de vie inhabituel. Chez certaines espèces, des organismes unicellulaires individuels se rassemblent et fusionnent pour former une cellule géante avec des milliers de noyaux. Ce corps, appelé plasmodium, peut se déplacer en consommant des bactéries, des champignons et des matières végétales en décomposition. (Il s'agit d'un usage différent du mot plasmoidium de celui utilisé précédemment pour le genre des protozoaires parasites.) Les moisissures visqueuses sont présentes dans le monde entier.

Les moisissures aquatiques se développent dans l'eau et le sol humide. Ils sont considérés comme plus étroitement liés aux plantes qu'aux champignons car ils ont des parois cellulaires en cellulose. Ils sont unicellulaires. Beaucoup sont des parasites et peuvent provoquer des maladies chez les plantes, les champignons et les animaux. Une espèce Phytophthora infestans provoque la brûlure de la pomme de terre, qui a conduit à la famine de la pomme de terre en Irlande.

Les labyrinthulomycètes forment un réseau de tubes ou de filaments sur lesquels les organismes unicellulaires glissent pour recueillir de la nourriture. Ils sont pour la plupart marins et décomposeurs de matières végétales mortes ou parasites des plantes et des algues ou de certains animaux.


Protistes : Occurrence et structure (avec diagramme)

Les protistes sont principalement des organismes aquatiques, par conséquent, ils se trouvent dans la mer, l'eau douce et le sol humide. De nombreux protistes se trouvent dans les plans d'eau sous forme de plancton. Certains protistes vivent dans le corps des animaux en tant que parasites.

Structure des protistes :

Les protistes sont des organismes microscopiques. La structure cellulaire est eucaryote. Les protistes sont entourés d'une lemme plasmatique (membrane cellulaire). Il peut y avoir une enveloppe externe de pellicule, de cuticule, de coquille ou de paroi cellulosique. Il contient des organites comme les mitochondries, le complexe de Golgi, le réticule endoplasmique et le shylum, les ribosomes 80S, etc.

Ils ont 9+2 fibrilles typiques. Le noyau a une structure typique : enveloppe nucléaire poreuse, chromatine, nucléole et nucléoplasme. De nombreuses formes ont plus d'un noyau similaire ou différent. Les centrioles se présentent sous plusieurs types. Les formes photosynthétiques contiennent des chloroplastes avec des thylakoïdes internes. Les cils et les flagelles se présentent sous plusieurs formes.


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8.18 : Protistes - Biologie

Groupes de Phyla Protista du Royaume

Introduction à Kingdom Protista

Le Kingdom Protista comprend une incroyable diversité de différents types d'organismes, notamment des algues, des protozoaires et des moisissures visqueuses. Personne ne sait même combien il y a d'espèces, bien que les estimations varient entre 65 000 et 200 000. Tous les protistes sont des eucaryotes, des cellules complexes avec des membranes nucléaires et des organites comme les mitochondries et les chloroplastes. Ils peuvent être unicellulaires ou multicellulaires, et dans ce groupe, nous trouvons le premier aperçu de ce qui va arriver dans l'histoire de l'évolution, l'union de cellules eucaryotes dans un organisme colonial, où divers types de cellules effectuent certaines tâches, communiquent entre eux, et fonctionnent ensemble comme un organisme multicellulaire.

Deux grands groupes de protistes :

1. Certains protistes sont des autotrophes, un groupe photosynthétique de phylums appelés algues. Les autotrophes fabriquent leur propre énergie par photosynthèse ou chimiosynthèse. Les algues utilisent diverses combinaisons des principaux pigments de chlorophylle, la chlorophylle a, b et c, mélangées à un large éventail d'autres pigments qui donnent à certains d'entre eux des couleurs très distinctives.

2. Certains protistes sont des hétérotrophes, un groupe de phylums appelés protozoaires. Les hétérotrophes tirent leur énergie de la consommation d'autres organismes. Les protistes se reproduisent de manière asexuée par fission binaire, et quelques espèces sont capables de reproduction sexuée. Beaucoup ont des cycles de vie très complexes.

Caractéristiques des protistes :

Les protistes sont si petits qu'ils n'ont besoin d'aucun organe spécial pour échanger des gaz ou excréter des déchets. Ils reposent sur une simple diffusion, le mouvement passif de matériaux d'une zone de forte concentration à une zone de faible concentration, pour déplacer les gaz et les déchets dans et hors de la cellule. La diffusion résulte du mouvement aléatoire des molécules (analogie avec le marbre noir et blanc). C'est une épée à deux tranchants. Ils n'ont pas besoin d'investir de l'énergie dans des tissus respiratoires ou excréteurs complexes. D'un autre côté, la diffusion ne fonctionne que si vous êtes vraiment petit, donc la plupart des protistes se limitent à être de petites cellules individuelles. Leur petite taille est également due à l'incapacité des cils ou des flagelles à fournir suffisamment d'énergie pour déplacer une grande cellule dans l'eau.

Les protistes mangent par phagocytose - ils engloutissent leur nourriture dans leur membrane cellulaire et pincent une section de membrane pour former un espace creux à l'intérieur de la cellule. Cet espace creux, maintenant entouré de membranes, s'appelle une vacuole. Les vacuoles sont de petites structures pratiques. Les protistes les utilisent également pour stocker de l'eau, des enzymes et des déchets. La paramécie et de nombreux autres protistes ont un type complexe appelé vacuole contractile, qui draine la cellule des déchets et les expulse à l'extérieur de la cellule.

Tous les protistes sont aquatiques. De nombreux protistes peuvent se déplacer dans l'eau au moyen de flagelles, ou de cils, ou de pseudopodes (= faux pieds). Les cils et les flagelles sont de minuscules poils mobiles. Les cellules mobiles ont généralement un ou deux longs flagelles, ou de nombreux cils plus courts. La structure interne des cils et des flagelles est fondamentalement la même. Toutes les caractéristiques que partage ce groupe sont des traits primitifs, une chose périlleuse sur laquelle fonder toute classification, car une évolution convergente peut être responsable de ces similitudes superficielles. Ainsi, le concept du Royaume Protiste a été critiqué à juste titre comme un "sac à main taxonomique" pour tout un tas d'organismes primitifs qui ne sont que très éloignés les uns des autres.

Les protistes sont principalement définis par ce qu'ils ne sont pas - ce ne sont pas des bactéries ou des champignons, ce ne sont pas des plantes ou des animaux. Les protistes ont donné naissance à toutes les autres plantes et animaux. Mais d'où venaient les protistes eux-mêmes ? Les premiers protistes que nous pouvons reconnaître dans les archives fossiles remontent à environ 1,2 milliard d'années. Nous ne savons pas comment les divers groupes de protistes sont liés les uns aux autres. Nous supposons qu'ils proviennent de certains groupes de bactéries, mais quels groupes et quand sont encore à l'étude. Les différents phylums de protistes sont si différents les uns des autres que beaucoup ont probablement évolué indépendamment de groupes de bactéries complètement différents. Lynn Margulis reconnaît près de 50 phylums différents de protistes, ou Protoctista, comme on appelle parfois ce royaume. Nous adopterons une approche plus conservatrice et nous concentrerons sur neuf phylums importants de protistes.

Taxonomie Royaume Protiste (Protoctiste)

Phylum Sporozoa - (Plasmodium - "le protiste qui cause le paludisme"u)

Phylum Chlorophyta - algues vertes (Spirogyra, Volvox, Chlamydomonas)

Caractéristiques de Phyla Les protozoaires :

    Ces ciliés se déplacent au moyen de nombreux petits cils. Les ciliés sont recouverts de ces minuscules petits poils appelés cils. C'est leur caractéristique déterminante qui les distingue des autres protistes. Ce sont de petites créatures complexes, avec beaucoup d'organites et des structures spécialisées. Beaucoup d'entre eux, comme Paramecium, ont même de petits fils ou fléchettes toxiques qu'ils peuvent décharger pour se défendre. Les ciliés typiques que vous pouvez voir en laboratoire incluent la paramécie et le blépharisme.

    Ces ciliés ont une façon très inhabituelle de se déplacer. Ils étendent une partie de leur corps dans une certaine direction, formant un pseudopode ou un faux pied, puis s'écoulent dans cette extension (flux cytoplasmique). De nombreuses formes ont une petite coquille faite de matériaux organiques ou inorganiques. Ils mangent d'autres protozoaires, des algues et même de minuscules créatures comme les rotifères. L'amibe est un membre typique de ce phylum. De nombreuses sarcodines sont des parasites, comme l'espèce Entamoeba histolytica, qui provoque la dysenterie amibienne. 10 millions d'Américains sont infectés à tout moment par une forme quelconque d'amibe parasite, et jusqu'à la moitié de la population dans les pays tropicaux. Les foraminifères sont des sarcodines un peu plus inhabituelles. Ces "forams" peuvent avoir des coquilles fantastiquement sculptées, avec des épines proéminentes. Ils étendent les "podiums" cytoplasmiques le long de ces épines, qui fonctionnent pour se nourrir et nager. Les forams sont si abondants dans les archives fossiles et ont des formes si distinctives qu'ils sont largement utilisés par les géologues comme marqueurs pour identifier différentes couches de roche. Les célèbres falaises blanches de Douvres sont constituées de milliards de coquilles de foraminifères.


Le complexe apical est la caractéristique déterminante des sporozoaires.

Plasmodium, le parasite qui cause le paludisme, est typique de ce groupe. De manière plus générale, les spores sont des cellules reproductrices haploïdes qui peuvent se développer directement en adultes.


Le complexe apical est la caractéristique déterminante des sporozoaires.

Plasmodium, le parasite qui cause le paludisme, est typique de ce groupe. De manière plus générale, les spores sont des cellules reproductrices haploïdes qui peuvent se développer directement en adultes.

Symptômes courants du paludisme

Au début, les symptômes du paludisme sont parfois similaires à ceux de nombreuses autres infections causées par des bactéries, des virus ou des parasites. Les symptômes peuvent inclure :

Les symptômes peuvent apparaître par cycles et peuvent aller et venir à différentes intensités et pour différentes durées. Mais, surtout au début de la maladie, les symptômes peuvent ne pas suivre ce schéma typique.

Le schéma cyclique des symptômes du paludisme est dû au cycle de vie des parasites du paludisme à mesure qu'ils se développent, se reproduisent et sont libérés des globules rouges et des cellules hépatiques du corps humain. Ce cycle de symptômes est également l'un des principaux indicateurs que vous êtes infecté par le paludisme.

Autres symptômes courants du paludisme

Les autres symptômes courants du paludisme comprennent :

Dans de rares cas, le paludisme peut entraîner une altération du fonctionnement du cerveau ou de la moelle épinière, des convulsions ou une perte de conscience.

Infection par le Plasmodium falciparum Le parasite est généralement plus grave et peut mettre la vie en danger.


Voir la vidéo: Biologie, clasa a X-a, Protozoarele. Încrengătura Rizopodele Rhizopoda (Juin 2022).


Commentaires:

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