Caractéristiques des organismes unicellulaires, reproduction, nutrition

Les organismes unicellulaires Ce sont des êtres dont le matériel génétique, les machines enzymatiques, les protéines et autres molécules nécessaires à la vie sont confinés dans une seule cellule. Grâce à cela, ce sont des entités biologiques extrêmement complexes, souvent de très petite taille.

Des trois domaines de la vie, deux d'entre eux - arcs et bactéries - sont formés par des organismes unicellulaires. En plus d'être unicellulaires, ces organismes procaryotes manquent de noyau et sont extrêmement diversifiés et abondants.

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Dans le domaine restant, les eucaryotas, nous trouvons à la fois des organismes unicellulaires et multicellulaires. Dans l'unicellulaire, nous avons les protozoaires, certains champignons et quelques algues.

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Caractéristiques principales

Il y a environ 200 ans, les biologistes de l'époque considéraient que les organismes formés par une seule cellule étaient relativement simples. Cette conclusion était due aux petites informations qu'ils ont reçues des lentilles qu'ils ont utilisées pour la visualisation.

Aujourd'hui, grâce aux progrès technologiques liés à la microscopie, nous pouvons visualiser le réseau complexe de structures que les êtres unicellulaires et la grande diversité que présentent ces lignées. Ensuite, nous discuterons des structures les plus pertinentes dans les organismes unicellulaires, à la fois chez les eucaryotes et dans les procaryotes.

Composants d'une cellule procaryote

Matériel génétique

La caractéristique la plus remarquable d'une cellule procaryote est l'absence d'une membrane qui délimite le matériel génétique. C'est-à-dire l'absence d'un vrai noyau.

En revanche, l'ADN est situé comme une structure proéminente: le chromosome. Dans la plupart des bactéries et des arcs, l'ADN est organisé dans un grand chromosome circulaire associé aux protéines.

Dans une bactérie modèle, comme Escherichia coli (Dans les sections suivantes, nous parlerons davantage de sa biologie), le chromosome atteint une longueur linéaire allant jusqu'à 1 mm, près de 500 fois la taille de la cellule.

Pour stocker tout ce matériel, l'ADN doit prendre une conformation super enracinée. Cet exemple est extrapolable à la plupart des membres des bactéries. La région physique où cette structure compacte du matériel génétique est appelée nucléoïde.

En plus du chromosome, les organismes procaryotes peuvent avoir des centaines de petites molécules d'ADN supplémentaires, appelées plasmides.

Ceux-ci, comme le chromosome, codent pour des gènes spécifiques, mais en sont physiquement isolés. Comme ils sont utiles dans des circonstances très spécifiques, ils constituent une sorte d'éléments génétiques auxiliaires.

Ribosomes

Pour la fabrication de protéines, les cellules procaryotes ont une machinerie enzymatique complexe appelée ribosomes, distribuant à travers l'intérieur cellulaire. Chaque cellule peut contenir environ 10.000 ribosomes.

Machinerie photosynthétique

Les bactéries qui réalisent la photosynthèse ont une machinerie supplémentaire qui leur permet de capturer la lumière du soleil et la conversion ultérieure en énergie chimique. Les membranes des bactéries photosynthétiques ont des invaginations où les enzymes et les pigments nécessaires aux réactions complexes qu'ils effectuent sont stockées.

Ces vésicules photosynthétiques peuvent être maintenues liées à la membrane plasmique ou peuvent être détachées et situées à l'intérieur de la cellule.

Cytosquelette

Comme son nom l'indique, le cytosquelette est le squelette cellulaire. La base de cette structure est composée de fibres protéiques, essentielles pour le processus de division cellulaire et pour le maintien de la forme cellulaire.

Des recherches récentes ont montré que le cytosquelette dans les procaryotes est formé par un réseau de filament complexe et n'est pas aussi simple que ce que l'on le pensait précédemment.

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Organites aux procaryotes

Historiquement, l'une des caractéristiques les plus remarquables d'un corps procaryote était son manque de compartiments internes ou d'organites.

Aujourd'hui, il est admis que les bactéries ont des types spécifiques d'organites (compartiments entourés de membranes) liés au stockage d'ions calcium, aux cristaux minéraux qui participent à l'orientation cellulaire et aux enzymes.

Composants d'une cellule eucaryot unicellulaire

Dans la lignée des eucaryotas, nous avons également des organismes unicellulaires. Ceux-ci sont caractérisés par le matériel génétique confiné dans un organelle entouré d'une membrane dynamique et complexe.

Les machines de fabrication de protéines sont également formées par des ribosomes dans ces organismes. Cependant, dans les eucaryotes, ils sont plus gros. En fait, la différence de taille dans les ribosomes est l'une des principales différences entre les deux groupes.

Les cellules eucaryotes sont plus complexes que les procaryotes décrits dans la section précédente, car ils présentent des sous-compartiments entourés d'une ou plusieurs membranes appelées organites. Parmi eux, nous avons des mitochondries, un réticulum endoplasmique, des appareils Golgi, des vacuolas et des lysosomes, entre autres.

Dans le cas des organismes ayant la capacité d'effectuer la photosynthèse, ils ont les machines enzymatiques et les pigments stockés dans des structures appelées plastiques. Les plus connus sont les chloroplastes, bien qu'il y ait également des amyloplastes, des chromoplastos, des éthioplastes, entre autres.

Certains eucaryotes unicellulaires ont une paroi cellulaire, comme les algues et les champignons (bien qu'ils varient dans leur nature chimique).

Différences entre les bactéries et les arches

Comme nous l'avons mentionné, les domaines des arches et des bactéries sont formés par des individus unicellulaires. Cependant, partager cette caractéristique ne signifie pas que les lignées sont les mêmes.

Si nous comparons complètement les deux groupes, nous réaliserons qu'ils diffèrent de la même manière que nous - ou tout autre mammifère - nous différons d'un poisson. Les différences fondamentales sont les suivantes.

La membrane cellulaire

À partir des limites cellulaires, les molécules qui forment la paroi et la membrane des deux lignées diffèrent profondément. Chez les bactéries, les phospholipides sont constitués d'acides gras attachés au glycérol. En revanche, les arches ont des phospholipides hautement ramifiés ancrés au glycérol.

De plus, les liens qui forment les phospholipides diffèrent également, ce qui résulte comme une membrane plus stable dans les arches. Pour cette raison, les arches peuvent vivre dans des environnements où la température, le pH et d'autres sont extrêmes.

Membrane cellulaire

La paroi cellulaire est une structure qui protège l'organisme cellulaire de stress osmotique généré par la différence de concentrations entre l'intérieur cellulaire et l'environnement, formant une sorte d'exosquelette.

Généralement, la cellule présente une concentration élevée de solutés. Selon les principes de l'osmose et de la diffusion, l'eau pénétrait dans la cellule, élargissant son volume.

Le mur protège la cellule de rupture, grâce à sa structure ferme et fibreuse. Dans les bactéries, la composante structurelle principale est le peptidoglycane, bien que certaines molécules peuvent être présentes, comme les glycolipides.

Dans le cas des arches, la nature de la paroi cellulaire est assez variable et dans certains cas inconnue. Cependant, le peptidoglycane a été absent dans les études menées à ce jour.

Organisation du génome

En termes d'organisation structurelle du matériel génétique, les arches sont plus similaires aux organismes eucaryotes, car les gènes sont interrompus par des régions qui ne seront pas traduites, appelées introns - le terme utilisé pour les régions traduites est «exon».

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Contrairement, l'organisation du génome bactérien est principalement réalisée dans les opérations, où les gènes se trouvent dans des unités fonctionnelles situées les unes après les autres, sans interruption.

Différences avec les organismes multicellulaires

La différence cruciale entre un organisme multicellulaire et unicellulaire est le nombre de cellules qui composent le corps.

Les organismes pluricellulaires sont composés de plus d'une cellule, et généralement chacun spécialisé dans une œuvre particulière, la division des tâches étant l'une de ses caractéristiques les plus exceptionnelles.

En d'autres termes, comme la cellule n'a plus à effectuer toutes les activités nécessaires pour garder un organisme vivant, la division des tâches survient.

Par exemple, les cellules neuronales remplissent des tâches complètement différentes de celles effectuées par des cellules rénales ou musculaires.

Cette différence dans les tâches est exprimée dans les différences morphologiques. C'est-à-dire que toutes les cellules qui constituent un organisme multicellulaire ne sont pas les mêmes sous sa forme - les neurones sont en forme d'arbres, les cellules musculaires sont allongées, et ainsi de suite.

Les cellules spécialisées des organismes multicellulaires sont regroupées en tissus et ceux-ci à leur tour des organes. Les organes qui remplissent des fonctions similaires ou complémentaires sont regroupés en systèmes. Ainsi, nous avons une organisation hiérarchique structurelle qui n'apparaît pas dans les entités unicellulaires.

la reproduction

Reproduction asexuée

Les organismes unicellulaires se reproduisent asexuellement. Notez que dans ces organismes, il n'y a pas de structures spéciales impliquées dans la reproduction, comme cela se produit dans différentes espèces d'êtres multicellulaires.

Dans ce type de reproduction asexuée, un père donne naissance à la progéniture sans avoir besoin d'un partenaire sexuel ou de la fusion des gamètes.

La reproduction asexuée est classée de différentes manières, en utilisant généralement comme référence le plan ou la forme de division utilisée par le corps pour diviser.

Un type commun est la fission binaire, où un individu donne naissance à deux organismes, identiques aux parents. Certains ont la capacité de faire de la fission générant plus de deux descendants, qui est connu sous le nom de fission multiple.

Un autre type est la gématisation, où un organisme donne naissance à un plus petit. Dans ces cas, l'organisme parental jaillit une extension qui reste augmente à une taille adéquate et émerge ensuite de son parent. D'autres organismes unicellulaires peuvent être reproduits en formant des spores.

Bien que la reproduction asexuée soit typique des organismes unicellulaires, il n'est pas unique à cette lignée. Certains organismes multicellulaires, tels que les algues, les éponges, les échinodermes, entre autres peuvent être reproduits par cette modalité.

Transfert de gènes horizontal

Bien que dans les organismes procaryotes, il n'y a pas de reproduction sexuelle, celles-ci peuvent échanger du matériel génétique avec d'autres individus à travers un événement appelé transfert horizontal de gènes. Cet échange n'implique pas le matériel des parents aux enfants, mais se produit entre des individus de la même génération.

Cela se produit par trois mécanismes fondamentaux: conjugaison, transformation et transduction. Dans le premier type, de longues pièces d'ADN peuvent être échangées par des liens physiques entre deux individus à travers un pili sexuel.

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Dans les deux mécanismes, la taille de l'ADN échangé est plus faible. La transformation est la prise d'ADN nue par une bactérie et la transduction est la réception de l'ADN étranger conséquence d'une infection virale.

Abondance

La vie peut être divisée en trois domaines principaux: arches, bactéries et eucaryotes. Les deux premiers sont des procaryotes, car leur noyau n'est pas entouré d'une membrane et ce sont tous des organismes unicellulaires.

Selon les estimations actuelles, il y en a plus de 3.dix³⁰ Individus de bactéries et d'arches sur terre, la plupart sans nom et sans description. En fait, notre propre corps est formé par des populations dynamiques de ces organismes, qui établissent des relations symbiotiques avec nous.

Nutrition

La nutrition dans les organismes unicellulaires est extrêmement variée. Il existe des organismes hétérotrophes et autotrophes.

Les premiers doivent consommer leur aliment environnemental, phagocypant les particules nutritionnelles. Les variantes autotrophiques ont toutes les machines nécessaires pour la conversion de l'énergie lumineuse en chimie, stockée en sucres.

Comme tout organisme vivant, le unicellulaire nécessite certains nutriments tels que l'eau, une source de carbone, des ions minéraux, entre autres, pour une croissance et une reproduction optimales. Cependant, certains nécessitent également des nutriments spécifiques.

Exemples d'organismes unicellulaires

En raison de la grande diversité des organismes unicellulaires, il est complexe de faire une liste d'exemples. Cependant, nous mentionnerons les organismes modèles en biologie et organismes ayant une pertinence médicale et industrielle:

Escherichia coli

L'organisme le mieux étudié est, sans aucun doute, la bactérie Escherichia coli. Bien que certaines souches puissent avoir des conséquences négatives pour la santé, ET. coli C'est une composante normale et abondante du microbiote humain.

Il est bénéfique sous différentes perspectives. Dans notre tube digestif, les bactéries aident à la production de certaines vitamines et à exclure de manière compétitive des micro-organismes pathogènes qui pourraient entrer dans notre corps.

De plus, dans les laboratoires de biologie, c'est l'un des organismes de modèles les plus utilisés, étant très utile pour les découvertes en science.

Trypanosoma cruzi

C'est un parasite protozoaire qui vit à l'intérieur des cellules et provoque la maladie de Chagas. Ceci est considéré comme un problème de santé publique important dans plus de 17 pays situés sous les tropiques.

L'une des caractéristiques les plus remarquables de ce parasite est la présence d'un fléau pour la locomotion et une seule mitochondrie. Ils sont transmis à leur hôte de mammifères par quelques insectes appartenant à la famille Hemiptera, appelés triathomines.

D'autres exemples de micro-organismes sont Giardia, Euglena, Plasmodium, Paramecium, Saccharomyces cerevisiae, entre autres.

Les références

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