COMMENT LES BACTÉRIES SE REPRODUISENT-ELLES? REPRODUCTION ASEXUÉE ET SEXUÉE - LA BIOLOGIE - 2025

Les bactéries se reproduisent principalement par des voies asexuées telles que la fission binaire, qui est un processus par lequel une cellule se divise en deux cellules plus petites identiques. Cependant, ces micro-organismes présentent également un type de reproduction sexuée par un processus appelé «conjugaison».

En ce qui concerne la reproduction asexuée, la fission binaire est prédominante, mais il y a des rapports de modèles de division "inhabituels" ou "alternatifs" dans ce groupe d'organismes unicellulaires, tels que le bourgeonnement, la division multiple et la formation de descendants "intracellulaires". pour n'en nommer que quelques-uns.

Schéma d'une cellule procaryon (Source: Cette image vectorielle est entièrement réalisée par Ali Zifan via Wikimedia Commons)

Avant de se plonger dans les différents mécanismes de reproduction chez les bactéries, il est pertinent de se souvenir des informations clés pour comprendre certains aspects de ces processus biologiques.

Caractéristiques générales des bactéries

Les bactéries sont des organismes procaryotes, c'est-à-dire que leur matériel génétique n'est pas enfermé dans la structure membraneuse connue sous le nom de «noyau», qui existe chez les eucaryotes.

C'est un groupe extrêmement réussi et diversifié, composé principalement d'organismes unicellulaires, bien que certains puissent former des colonies et des filaments. Ils se trouvent dans pratiquement tous les écosystèmes de la biosphère et sont de la plus haute importance pour de nombreux processus biologiques inhérents aux êtres vivants multicellulaires.

Les cellules bactériennes sont de petites cellules (pas plus de quelques microns de diamètre), en particulier par rapport aux cellules eucaryotes. Son cytosol est considérablement "plus simple" que celui d'une cellule animale ou végétale, par exemple, car il n'y a pas d'organite membraneux.

À l'intérieur se trouvent un grand nombre de ribosomes, des granules de stockage de différentes substances, des protéines de différents types et un grand chromosome circulaire et surenroulé, ainsi que de petites molécules d'ADN extra-chromosomiques appelées «plasmides».

L'enveloppe cellulaire des bactéries est assez particulière, car elle est constituée d'un polymère complexe appelé «peptidoglycane», qui consiste en sucres aminés liés à des polypeptides. Les caractéristiques de la paroi et de la membrane plasmique de ces organismes sont utilisées pour leur classification.

Certaines bactéries sont également couvertes par une «capsule» qui entoure leur paroi cellulaire et qui a des fonctions de protection. D'autres bactéries sont mobiles et ont des structures spécialisées qui dépassent de leur surface, comme les cils et les flagelles.

Comme toutes les bactéries ne peuvent pas être cultivées in vitro en laboratoire, les informations gérées par la communauté scientifique concernant leur métabolisme, leur reproduction, leur morphologie et leurs caractéristiques générales dépendent, dans une large mesure, des données obtenues à partir d'études réalisées avec des espèces modèles.

Reproduction asexuée de bactéries

La reproduction asexuée consiste en la formation de clones à partir d'un individu qui fonctionne comme une «mère». Contrairement à la reproduction sexuée, ce processus ne nécessite qu'une seule cellule qui duplique ses composants internes et se divise en deux cellules filles égales, par exemple.

- Fission binaire

Aussi connue sous le nom de «bipartition», la fission binaire est la principale forme de reproduction de la plupart des bactéries présentes dans la nature. Dans ce processus, la cellule en division le fait de telle manière qu'elle produit deux cellules plus petites qui sont génétiquement identiques, et la cellule initiale «disparaît».

Une cellule en division doit nécessairement avoir subi un processus "préparatoire" préalable, par lequel elle a doublé son contenu interne (chromosome, protéines, ribosomes, etc.) et augmenté son contenu cytosolique à un peu moins du double.

Fission binaire (Source: Binary_fission.svg: Drawn by w: User: JWSchmidt (w: Image: Binary fission.png); vectorized by w: User: JTojnarderivative work: Ortisa via Wikimedia Commons)

Les deux copies du chromosome bactérien sont sécrétées vers les deux pôles de la cellule en division, ainsi qu'une partie du matériel interne qui s'est dupliqué. Après cela, un "septum" se forme à un endroit spécifique de la cellule appelé "site de division".

Le septum consiste en une invagination «centripète» de la membrane cytoplasmique, qui précède la synthèse d'une nouvelle paroi cellulaire et la séparation des deux cellules filles.

- Reproduction asexuée «inhabituelle»

Le processus de reproduction asexuée n'est pas le même dans tous les groupes de bactéries. Comme mentionné au début, certaines espèces sont caractérisées par le bourgeonnement, d'autres par la division multiple, par la formation de progéniture intracellulaire, etc.

Formation de plusieurs descendants intracellulaires

De nombreuses lignées de bactéries appartenant au groupe des bactéries Gram-positives à faible teneur en GC (Firmicutes) se reproduisent de manière asexuée par un processus qui implique que plusieurs endospores (également dormantes) ou une grande nombre de descendants actifs.

Pour de nombreuses lignées, la formation de cette «progéniture intracellulaire multiple» est le principal moyen de reproduction, de sorte que la fission binaire peut se produire rarement ou pas du tout.

Gemmation

Le bourgeonnement des bactéries a été observé chez les cyanobactéries, les firmicutes et les planctomycètes, ainsi que chez certaines protéobactéries.

Les représentations schématiques de ce processus (peu étudiées et connues des bactéries) illustrent comment les bactéries qui se reproduisent de manière asexuée de cette manière perdent une «fraction» ou «jaune» de leur corps cellulaire, une fraction considérablement plus petite que la cellule «mère» qui en est à l'origine et qui ne contient probablement pas tous les composants cytosoliques de ce dernier.

Production de baéocytes dans certaines cyanobactéries

Certaines cyanobactéries, comme celles du genre Stanieria, ne se reproduisent jamais par fission binaire; au lieu de cela, ils se divisent par un processus qui commence par une petite cellule appelée baeocyte.

Le baeocyte augmente progressivement en taille et, ce faisant, l'ADN chromosomique se réplique plusieurs fois consécutives. Lorsque le béocyte entre dans la phase de division cytoplasmique, il produit un grand nombre de nouveaux baeocytes minuscules, qui sont libérés en brisant l'enveloppe externe du baeocyte «mère».

Ce processus est également connu chez d'autres espèces sous le nom de fragmentation.

Reproduction «sexuelle» de bactéries

La reproduction sexuée, telle que nous la connaissons, consiste en la fusion de deux cellules sexuelles spécialisées appelées «gamètes», à travers lesquelles deux individus échangent des informations génétiques et produisent une progéniture avec des gènes résultant de la combinaison des deux.

Bien que ni les gamètes ni les cellules sexuelles spécialisées ne soient produits dans les bactéries, parfois deux cellules différentes échangent du matériel génétique entre elles, ce qui peut se produire par trois processus différents:

- La transformation

- Transduction

- La conjugaison

Bien qu'elle n'implique pas la production de nouvelles cellules ou de cellules différentes, la transformation est un événement par lequel une bactérie peut acquérir des fragments d'ADN d'une autre bactérie qui les a libérés dans l'environnement dans lequel elle vit ou qui est morte et désintégrée.

La transduction, par contre, concerne la combinaison d'ADN bactérien (de différentes bactéries) grâce à la participation de phages, qui sont des virus qui attaquent les bactéries.

Enfin, la conjugaison, qui ne se caractérise pas par la production de nouveaux individus, concerne le transfert direct de matériel génétique d'une cellule à une autre à travers une structure spécialisée appelée «pili sexuel».

Conjugaison bactérienne (Source: travail dérivé: Franciscosp2 (discussion) Bacterial_Conjugation_en.png: Mike Jones via Wikimedia Commons)

Ce dernier procédé nécessite un contact physique entre deux cellules et, selon les études menées dans l'organisme modèle E. coli, il existe des cellules donneuses «mâles» et des cellules réceptrices «femelles».

En général, ce qui est donné et reçu sont des molécules d'ADN plasmidique qui contiennent des informations génétiques utiles.

Références

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