Biologie pour les majors II

Plusieurs des espèces de protistes classées dans le supergroupe Excavata sont des organismes unicellulaires asymétriques avec un sillon d’alimentation « excavé » d’un côté. Ce supergroupe comprend des prédateurs hétérotrophes, des espèces photosynthétiques et des parasites. Ses sous-groupes sont les diplomonades, les parabasalides et les euglenozoaires. Le groupe comprend une variété de mitochondries modifiées, ainsi que des chloroplastes dérivés d’algues vertes par endosymbiose secondaire. De nombreux euglénozoaires vivent librement, mais la plupart des diplomonades et des parabasalides sont des symbiotes ou des parasites.

Diplomonades

Figure 1. Le parasite intestinal des mammifères Giardia lamblia, visualisé ici par microscopie électronique à balayage, est un protiste d’origine hydrique qui provoque de graves diarrhées lorsqu’il est ingéré. (crédit : modification du travail de Janice Carr, CDC ; données de la barre d’échelle de Matt Russell)

Parmi les Excavata se trouvent les diplomonades, qui comprennent le parasite intestinal Giardia lamblia (figure 1). Jusqu’à récemment, on pensait que ces protistes étaient dépourvus de mitochondries. Des organites vestiges de mitochondries, appelés mitosomes, ont depuis été identifiés chez les diplomonades, mais bien que ces mitosomes soient essentiellement non fonctionnels en tant qu’organites respiratoires, ils fonctionnent dans le métabolisme du fer et du soufre. Les Diplomonades existent dans des environnements anaérobies et utilisent des voies alternatives, comme la glycolyse, pour générer de l’énergie. Chaque cellule de diplomonade possède deux noyaux haploïdes similaires, mais non identiques. Les diplomonades ont quatre paires de flagelles locomoteurs qui sont assez profondément enracinés dans des corps basaux qui se trouvent entre les deux noyaux.

Parabasalides

Un deuxième sous-groupe Excavata, les parabasalides, sont nommés pour l’appareil parabasal, qui consiste en un complexe de Golgi associé à des fibres cytosquelettiques. D’autres caractéristiques du cytosquelette comprennent un axostyle, un faisceau de fibres qui s’étend sur toute la longueur de la cellule et peut même la dépasser. Les parabasalidés se déplacent à l’aide de flagelles et d’ondulations membranaires, et ces modifications du cytosquelette, ainsi que d’autres, peuvent faciliter la locomotion. Comme les diplomonades, les parabasalidés présentent des mitochondries modifiées. Chez les parabasalidés, ces structures fonctionnent en anaérobie et sont appelées hydrogénosomes parce qu’elles produisent de l’hydrogène gazeux comme sous-produit.

La parabasalidée Trichomonas vaginalis provoque la trichomonase, une maladie sexuellement transmissible chez l’homme, qui apparaît dans environ 180 millions de cas dans le monde chaque année. Alors que les hommes présentent rarement des symptômes lors d’une infection par ce protiste, les femmes infectées peuvent devenir plus sensibles à une infection secondaire par le virus de l’immunodéficience humaine (VIH) et sont plus susceptibles de développer un cancer du col de l’utérus. Les femmes enceintes infectées par T. vaginalis présentent un risque accru de complications graves, comme l’accouchement prématuré.

Certains des parabasalidés les plus complexes sont ceux qui colonisent le rumen des ruminants et les boyaux des termites. Ces organismes peuvent digérer la cellulose, un talent métabolique inhabituel chez les cellules eucaryotes. Ils possèdent de multiples flagelles disposés selon des motifs complexes et certains recrutent en plus des spirochètes qui se fixent à leur surface pour servir de structures locomotrices accessoires.

Euglénozoaires

Les euglénozoaires comprennent des parasites, des hétérotrophes, des autotrophes et des mixotrophes, dont la taille varie de 10 à 500 µm. Les euglénoïdes se déplacent dans leurs habitats aquatiques à l’aide de deux longs flagelles qui les guident vers des sources de lumière détectées par un organe oculaire primitif appelé ocelle. Le genre familier, Euglena, englobe certaines espèces mixotrophes qui présentent une capacité photosynthétique uniquement en présence de lumière. Le chloroplaste d’Euglena descend d’une algue verte par endosymbiose secondaire. Dans l’obscurité, les chloroplastes de l’Euglena rétrécissent et cessent temporairement de fonctionner, et les cellules absorbent les nutriments organiques de leur environnement. L’Euglena possède une pellicule résistante composée de bandes de protéines attachées au cytosquelette. Ces bandes s’enroulent en spirale autour de la cellule et donnent à l’Euglena sa flexibilité exceptionnelle.

Le parasite humain, Trypanosoma brucei, appartient à un sous-groupe différent d’Euglenozoa, les kinétoplastides. Le sous-groupe des kinétoplastides doit son nom au kinétoplaste, une grande mitochondrie modifiée portant de multiples ADN circulaires. Ce sous-groupe comprend plusieurs parasites, appelés collectivement trypanosomes, qui provoquent des maladies humaines dévastatrices et infectent une espèce d’insecte pendant une partie de leur cycle de vie. T. brucei se développe dans l’intestin de la mouche tsé-tsé après que celle-ci ait piqué un hôte humain ou un autre mammifère infecté. Le parasite se déplace ensuite vers les glandes salivaires de l’insecte pour être transmis à un autre humain ou autre mammifère lorsque la mouche tsé-tsé infectée consomme un autre repas sanguin. T. brucei est commun en Afrique centrale et est l’agent causal de la maladie du sommeil africaine, une maladie associée à une fatigue chronique sévère, un coma, et peut être fatale si elle n’est pas traitée car elle entraîne un déclin progressif de la fonction du système nerveux central.

Figure 2. Trypanosoma brucei, l’agent responsable de la maladie du sommeil, passe une partie de son cycle de vie dans la mouche tsé-tsé et une partie chez l’homme. (crédit : modification des travaux du CDC)

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