Les archées sont un groupe d’organismes qui étaient à l’origine considérés comme des bactéries (ce qui explique le nom initial d' »archéabactéries”), en raison de leurs similitudes physiques. Une analyse génétique plus fiable a révélé que les Archées sont distinctes des Bactéries et des Eucaryotes, ce qui leur a valu leur propre domaine dans la Classification des Trois Domaines proposée à l’origine par Woese en 1977, aux côtés des Eucaryotes et des Bactéries.

Similitudes avec les bactéries

Alors, pourquoi les archées étaient-elles à l’origine considérées comme des bactéries? Peut-être le plus important, ils n’ont pas de noyau ou d’autres organites liés à la membrane, ce qui les place dans la catégorie des procaryotes (si vous utilisez le schéma de classification traditionnel). La plupart d’entre eux sont unicellulaires, ils ont des ribosomes de taille 70, ils mesurent généralement quelques micromètres et ne se reproduisent que de manière asexuée. Ils sont connus pour avoir bon nombre des mêmes structures que les bactéries, telles que les plasmides, les inclusions, les flagelles et les pili. Des capsules et des couches de boue ont été trouvées mais semblent être rares chez les archées.

Alors que les archées étaient à l’origine isolées des environnements extrêmes, tels que les endroits riches en acide, en sel ou en chaleur, ce qui leur a valu le nom d' »extrêmophiles”, elles ont plus récemment été isolées de tous les endroits riches en bactéries: eau de surface, océan, peau humaine, sol, etc.

Principales différences

Membrane plasmique

Plusieurs caractéristiques de la membrane plasmique sont propres aux Archées, ce qui les distingue des autres domaines. L’une de ces caractéristiques est la chiralité de la liaison glycérol entre la tête des phopholipides et la chaîne latérale. Chez les archées, il se présente sous la forme L-isomère, tandis que les bactéries et les eucaryotes ont la forme D-isomère. Une deuxième différence est la présence d’une liaison éther entre le glycérol et la chaîne latérale, par opposition aux lipides liés à l’ester trouvés dans les bactéries et les eucaryotes. La liaison à l’éther offre une plus grande stabilité chimique à la membrane. Une troisième et une quatrième différence sont associées aux chaînes latérales elles-mêmes, les acides gras non ramifiés chez les bactéries et les eucaryotes, tandis que les chaînes isoprénoïdes se trouvent chez les archées. Ces chaînes isoprénoïdes peuvent avoir des chaînes latérales ramifiées.

Enfin, la membrane plasmique des Archées peut être trouvée sous forme de monocouches, où les chaînes isoprène d’un phospholipide se connectent aux chaînes isoprène d’un phospholipide du côté opposé de la membrane. Les bactéries et les eucaryotes n’ont que des bicouches lipidiques, où les deux côtés de la membrane restent séparés.

Paroi cellulaire

Comme les bactéries, la paroi cellulaire archéenne est une structure semi-rigide conçue pour protéger la cellule de l’environnement et de la pression cellulaire interne. Alors que les parois cellulaires des bactéries contiennent généralement du peptidoglycane, ce produit chimique particulier fait défaut chez les archées. Au lieu de cela, les archées présentent une grande variété de types de parois cellulaires, adaptés à l’environnement de l’organisme. Certaines archées n’ont pas de paroi cellulaire.

Bien qu’elle ne soit pas universelle, un grand nombre d’archées ont une couche S protéinée qui est considérée comme faisant partie de la paroi cellulaire elle-même (contrairement aux bactéries, où une couche S est une structure en plus de la paroi cellulaire). Pour certaines Archées, la couche S est le seul composant de la paroi cellulaire, tandis que dans d’autres, elle est rejointe par des ingrédients supplémentaires (voir ci-dessous). La couche S archaïque peut être constituée de protéines ou de glycoprotéines, souvent ancrées dans la membrane plasmique de la cellule. Les protéines forment un réseau cristallin bidimensionnel avec une surface externe lisse. Quelques couches S sont composées de deux protéines de couche S différentes.

Alors que les archées manquent de peptidoglycane, quelques-unes contiennent une substance de structure chimique similaire, connue sous le nom de pseudomuréine. Au lieu de NAM, il contient de l’acide N-acétylalosaminuronique (NAT) lié au NAG, avec des inter-ponts peptidiques pour augmenter la force.

La méthanochondroïtine est un polymère de paroi cellulaire présent dans certaines cellules archéennes, de composition similaire à la chondroïtine, composant du tissu conjonctif, présente chez les vertébrés.

Certaines archées ont une gaine protéique composée d’une structure en treillis similaire à une couche en S. Ces cellules se trouvent souvent dans des chaînes filamenteuses, cependant, et la gaine protéique enferme toute la chaîne, par opposition aux cellules individuelles.

Diversité structurelle de la Paroi cellulaire.

Ribosomes

Alors que les archées ont des ribosomes de taille 70S, les mêmes que les bactéries, ce sont les différences de nucléotides de l’ARNr qui ont fourni aux scientifiques les preuves concluantes pour affirmer que les archées méritaient un domaine séparé des bactéries. De plus, les ribosomes archéens ont une forme différente de celle des ribosomes bactériens, avec des protéines uniques aux archées. Cela leur confère une résistance aux antibiotiques qui inhibent la fonction ribosomale chez les bactéries.

Structures

De nombreuses structures trouvées chez les bactéries ont également été découvertes chez les archées, bien qu’il soit parfois évident que chaque structure a évolué indépendamment, en fonction de différences de substance et de construction.

Des canules

Des canules, une structure unique aux archées, ont été découvertes dans certaines souches marines d’archées. Ces structures en forme de tube creux semblent relier les cellules après la division, conduisant finalement à un réseau dense composé de nombreuses cellules et tubes. Cela pourrait servir de moyen d’ancrage d’une communauté de cellules à une surface.

Hamus (pl. hami)

Une autre structure unique aux archées est le hamus, un long tube hélicoïdal avec trois crochets à l’extrémité. Les hami semblent permettre aux cellules de s’attacher les unes aux autres et aux surfaces, encourageant la formation d’une communauté.

Pilus (pl. pili)

Des pili ont été observés chez des archées, composées de protéines très probablement modifiées à partir de la piline bactérienne. Il a été démontré que les structures en forme de tube résultantes sont utilisées pour la fixation sur des surfaces.

Flagelle (pl. flagelle)

Le flagelle archéal, bien qu’utilisé pour la motilité, diffère si nettement du flagelle bactérien qu’il a été proposé de l’appeler un « archaellum”, pour le différencier de son homologue bactérien.

Qu’est-ce qui est similaire entre le flagelle bactérien et le flagelle archéen? Les deux sont utilisés pour le mouvement, où la cellule est propulsée par la rotation d’un filament rigide s’étendant de la cellule. Après cela, les similitudes se terminent.

Quelles sont les différences ? La rotation d’un flagelle archéen est alimentée par l’ATP, par opposition à la force motrice du proton utilisée chez les bactéries. Les protéines composant le flagelle archéal sont similaires aux protéines présentes dans les pili bactériens, plutôt que dans le flagelle bactérien. Le filament de flagelle archaïque n’est pas creux, de sorte que la croissance se produit lorsque des protéines de flagelline sont insérées dans la base du filament, plutôt que d’être ajoutées à l’extrémité. Le filament est composé de plusieurs types de flagelles différents, tandis qu’un seul type est utilisé pour le filament de flagelle bactérien. La rotation dans le sens horaire pousse une cellule archéenne vers l’avant, tandis que la rotation dans le sens antihoraire tire une cellule archéenne vers l’arrière. Une alternance de courses et de chutes n’est pas observée.

Classification

Il existe actuellement deux phyla d’archées reconnus : Euryarchaeota et Proteoarchaeota. Plusieurs phyla supplémentaires ont été proposés (Nanoarchaeota, Korarchaeota, Aigarchaeota, Lokiarchaeota), mais n’ont pas encore été officiellement reconnus, en grande partie en raison du fait que les preuves proviennent uniquement de séquences environnementales.