Organisation de l appareil végétatif

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1 Organisationdel appareilvégétatif Tabledesmatières 1. APPAREILVEGETATIF:DELA AUMYCELIUM STRUCTUREETCHIMIEDELAPAROIFONGIQUE ROLEDELAPAROI COMPOSITION Lesmicrofibrillesdechitine Lespolymèresamorphes Lesprotéines ORGANISATIONDELAPAROI CASDESLEVURES MORPHOLOGIEDELAPAROIETCROISSANCEAPICALE ALLONGEMENTHYPHAL RAMIFICATIONHYPHALE CASDESLEVURES CLOISONSTRANSVERSALES(SEPTA) SEPTAPRIMAIRES SEPTOMYCETESOUSIPHOMYCETE LESAUTRESORGANITES PLASMALEMME LESVACUOLES LESNOYAUX...8 ThomasDougnac Galant 1

2 1. Appareilvégétatif:dela aumycélium Casdeslevures Auniveaumicroscopique=>uni Renrèglegénéraletdeformevariable,avecunetaille variable (5 à 10 µm), délimités par une paroi et peut former bourgeonnement qui correspondentàdes filles. Des peuventpasserdeuni Rapluri R:dymorphisme C est le cas de C.albicans qui n est pas toxique en uni R mais l est en pluri R. ChangementparvariationdepH, Surmilieusolide,chaque donnenaissanceàunecolonie(mêmeformequ unecolonie bactérienne),formed unthallemycélienconstituédefilamentsmicroscopiquesappelés des hyphes. Les hyphes Ø de 4 à 5 µm. Des bactéries peuvent filamenter et on peut confondre des bactéries filamenteuses avec des champignons. Elles peuvent être colorées.lacolonies agrandieconstamment. Lesmastigomycètespeuventformerunevésiculeoùsontstockésleszoospores. Enmilieuliquide,onauntroubleetsionagite,onvaavoirdesboulesdemycélium. Cesontdes quisedivisentparbourgeonnement.lebourgeonsedétacheavantd être adulte. Cesstructuresapparaissentgramm+maiscelanesignifierien. Lapartielaplusâgéeduthalleestlecentre.Sionprendunestructurejeune,elleestplus facileàremettreencroissance. 2. Structureetchimiedelaparoifongique 2.1. Rôledelaparoi Toutautourdehyphe,onaunestructurequivadélimiterlaparoi Délimite sans exception toutes les fongiques. C est la zone de contact entre les champignonsetlemilieuextérieur.lesnutrimentssontabsorbésàtraverscetteparoi. Nécessaire à la vie du champignon. Elle n existe pas chez les eucaryotes supérieurs et pasnonpluschezlesplantes,nichezlesbactéries=>c estdonclaciblepourdétruireles champignons. Ellereprésente20à30%dupoidssecdumycélium.Elleaunetaillequivarieenfctde l endroit:plusfineàl extrémité.onpeutladigéreretonvaobtenirunepopulationde dépourvudeparoi:protoplastes.ilvaensuiterégénérersaparoi. Elle confère une rigidité et forme hyphe => permet de rentrer en force. Certains champignonsrentrentuniquementgrâceàlaforcephysique. Elle a un rôle de protection contre les variations de pression osmotique et permet le maintient d une P osmotique intra R stable; contre les agents chimiques (comme la javel qui n a aucun effet sur les champignons); contre les radiations solaires. Elle intervientdanslesphénomènesd adhérence(danslareproduction)etlareconnaissance sexuelle+rôleantigénique(carcontientdessucresquiconfèrentcespropriétés).c est lesiègedenombreusesenzymeshydrolytiques(synthèse)quiparticipentàlanutrition 2 ThomasDougnac Galant

3 du champignon. Tous les échanges se font à traves la paroi. La présence de la paroi empêchetoutphénomènedephagocytose. A cause de la paroi, on a eu bcp de mal à faire de la modification génétique sur les champignons.quandonapuladégrader,ilaétépossibledefairedesogm, 2.2. Composition C est une structure multicouche avec à 80% des polysaccharides (chitine et des glucanes),desprotetqqslipides.lacompositionpeutvarierenfctdesespècesetdes conditions environnementales. Les polysaccharides sont organisés en µfibrilles. Elles sont cimentées entre elles par d autres polysaccharides qui se présentent sous forme amorphe=>formegel. Les µfibrilles sont composées de chitine. C est un polymère de GlucNAC (lié par les liaisons β1 4). Chez les oomycètes, on a de la cellulose à la place. La chitine est spécifiquedelaparoideschampignonsetdeslevures. Lespolymèresamorphessontdespolymèresdeglucoseliésentreeuxparliaisonsβ1 3 etβ1 6.Cesontdesglucanes. Acoté,onretrouvedesprot:lamajoritésontassociéesàdumannose:glycoprot _ Prot à activité enzymatique: intervient dans la nutrition du champignon ou dansl allongementdelaparoi _ Prot hydrophobines (que chez les champignons filamenteux). Elles vont conférerauxchampignonsuncaractèred hydrophobicité L épaisseurdelaparoivarieenfctdel endroitetestplusfinaunivdel apexcarc estlà qu elleestconstammentencoursdesynthèse.danslapartielaplusint,onvaretrouver lesµfibrillesdechitine. Cette répartition de la paroi permet la croissance du champignon à la pointe. On a plusieurszonesetàchacune,onaunapportdecomposésdifférents. Danslapartielaplusinterneonlalambeplasmiquepuisenallantversl extérieurona dans l ordre, de la chitine, puis une structure de prot + glycanes et une couche de glucanes.lachitineestdonctoujourslapartielaplusinternedelaparoi. Ceciaétécaractérisépardesanalyseschimiques.Pourarriveràpurifierlaparoi,onapu utiliser que des traitements alcalins à chaud. Ils ont donc pu extraire des polysaccharidesassezfacilement:ceseralesglucanesetilsonteubcpdemalàextraire lachitinequirestaitinsoluble. Lachitineformeunmaillageetdedans,onretrouved autrespolymèresamorphesquise détachentfacilementetsontdonclesglucanes. On retrouve des prot ancrées dans la MP, d autres qui sont piégées dans le maillage forméparlachitine,d autresàlasurface.toutl hypheestrecouvertdeprotdesurface. Ce sont ces prot qui vont conférer un caractère d hydrophobicité. Ils sont donc très duresàcultiverdansdel eau Lesmicrofibrillesdechitine C estpolymèredeglucnac(nacétylglucosamine)quivaêtresynthétiséparunechitine synthaseouchitinesynthétase.ilestsynthétisédirectementsouslaformedeµfibrilles etadoncunestructurecristalline.ilssontreliésentreeuxpardesliaisonsβ1 4.Laplus 3 ThomasDougnac Galant

4 petite unité est le chitobiose (2 unités) et on peut avoir jusqu à unités de chitobiose.leschainessontassociéesentreellesdemanièreanti//pardesliaisonsh. C estcettestructurequiconfèrelarigiditédelaparoi. Le rouge combo permet d arrêter la synthèse de la chitine. La chitine n est plus bien synthétiséeetn assurepluslaprotectioncontrelesvariationsdep osmotique. Ilexistedesanaloguesstructurauxquivontêtreintégréslorsdelasynthèseetpermet l arrêtdecettesynthèse. Leschampignonsnepossèdentpas1gènemaisplusieurspourlachitinesynthaseetqui ont des fonctions un peu différentes ce qui fait qu il est très dur d arrêter le dvpmt fongique.lachitinesynthaseesttjsassociéeàlamp.elleestproduiteaunivdelambe devésiculessortantdugolgi.quandlesvésiculessontproduites,onatoutdesuiteun débutdeproductiondechitinealorsquelachitinesynthasen estpasencoreexpriméeà la MP. Ces vésicules vont ensuite à l apex où elles vont fusionner et déverser leur contenu. On a essayé de développer des mutants déficients pour la chitine synthase. Le champignonestralentimaisilcontinuedeprogresser Lespolymèresamorphes Forme une sorte de gel. Ce sont des polymères de β1 3 glucose: glucane et peut être ramifié par des liaison β1 6. Ils sont au dessus de la chitine et ils vont immerger les filaments de chitine. Ils sont synthétisés par des enz produites dans des vésicules: glucanes synthases. L activité est portée par de nombreuses isoenz et par génome, on retrouveplusieursgènesdeglucanesynthase Lesprotéines Onretrouvedesprotpariétalesetellessontencoursd étude. On utilise des gels d électrophorèses bidimensionnels. On prélève des spots et on chercheàleurattribuerunefonction. Onadesprotassociéesàlasynthèsedelaparoi.Onadoncdeschitinessynthasesetdes glucanessynthases. Onaaussiunechitosannesynthétase=>formedésacétyléedelachitine. Onretrouvedesprotliées,ancréesàlambeplasmique. D autresprotdontbcpsontdefctencorenondéfinies. Onaunecatégorieparticulière:leshydrophobines. Cesontdesprotparticulièrescarellessontcaractéristiquesdurègnedesmycètes. 100 AAquisecaractériseparunerépétitionderésiduscystéinecequipermetlacréationde pontsdisulfurequidonnenaissanceàdesbouclessurlamolécules.quandcesprotsont confrontéesàuneinterfaceentreunenvironnementhydrophileetunhydrophobe,ces prots assemblentetvontformerunecouche.c estcequisepasseaunivdel hyphe.on les retrouve dans la partie la plus superficielle de la paroi.elles englobent toutes les structures fongiques. Elles confèrent un caractère hydrophobe aux champignons. Ca expliqueentreautresquel eaudejavelestinefficacesurleschampignons.sionmetun détergent, il va déstructurer cette couche de prot et permettre à l eau de javel d avoir une action. Même si on fait des mutants hydrophobine, les champignons continuent à vivre. 4 ThomasDougnac Galant

5 Parmilesprotonretrouveaussidesprotquipermettentlasynthèsedelaparoi.Elles vont aussi jouer un rôle de protection contre la dessiccation, le stress. Certaines sont impliquéesdanslaréparationdelaparoi.ellesjouentaussiunrôleimportantdansles phénomènesd adhésion.certainesvontconféreruncaractèreantigéniqueàlaparoi. Unnbimportantdecesprotsontglycosyléesettrèssouventellessontassociéesàdes sucresdetypemannose Organisationdelaparoi Elle va varier le long de l hyphe. Si on ne considère que la zone apicale, est là qu on retrouvelazonelaplusfineetonretrouveiciessentiellementdespolysaccharides.c est unezonedesynthèsedelaparoietelleestdoncplusfragileetonpeuts enservir. On distingue une zone d extension de la paroi, une zone de rigidification (en général juste en dessous de l apex) avec un pontage des µfibrilles de chitine. Puis une zone de maturationoùonvoitapparaîtreunqtéplusimportantedeprotetdanscertainscas,on trouvedespigments(mélanine). Cette composition de la paroi peut varier en fct des espèces. En fct des conditions environnementales,lacompositionenprotpeutvarieraussi Casdeslevures Cesontdesascomycètes.Laparoiestimportante:30%dupoidssec.Onretrouvedes polysaccharides de type chitine et glucanes. Ce qui est différents des champignons filamenteux, c est que ce n est pas la chitine qui est majoritaire (1 à 6 % de la masse pariétale). Associé à la chitine, on retrouve une forme désacétylée de la chitine: chitosanne.carésulted unechitinedésacétylase. Onleretrouveauniveaudesasquesproduitsparleslevuresetilseretrouveaunivdela paroidesascosporesetdansl asque,ilformeunesortedepontetilpermetderelierles ascosporeseneux. Onretrouvedesglucanesetbcpdeprot(surtoutglycosylées). 3. Morphologiedelaparoietcroissanceapicale 3.1. Allongementhyphal Onestenprésenced untuberigide.pourcroitre,lacroissancesefaitdoucementdansla zone la plus fine: apex et on parle donc de croissance apicale. Elle est réservée aux champignonsfilamenteuxetonnepeutpasenparlerpourleslevures. Ilestpossibledesuivreaumicroscopeunecroissancemycélienne. Croissance de 2 à 100 µm/min (6 mm/h). Cette croissance se matérialise par des différencesmorphologiquesetcytologiques. Danscesrégionsapicales,onretrouvelaparoipeuépaissepuis2zones:unezoneavec quedesvésiculesquis accumulentàl apex.lesautresorganitesseretrouventlocalisées danslespartieslesplusdistalesdel hyphe. Ontrouvedesvésiculesdepetitetailleetdesvésiculesdegrossetaille. Selonlanaturedeschampignons,cesvésiculessont±diffuses L apexauneseulefonction:croissanceetextensiondelaparoietduplasmalemme. ThomasDougnac Galant 5

6 Ces vésicules viennent s agglutiner au niv de l apex et vont fusionner avec la mbe plasmique.quandellesfusionnent,onaunmécad exocytoseetlecontenudesvésicules estdéverséaunivdelaparoi.cesvésiculescontiennent: _Lesprécurseursdelaparoi:glucose,chitine(dansleschitosomes) _ Des enz d hydrolyse de la paroi: chitinase et glucanases pour couper les polysaccharides Aunivducorpsapical,onadesvésiculesmaisaussidesfilaments: _microtubulesquel onretrouvetoutaulongdel hyphe _microfilamentsd actineuniquementaunivdelazoneapicale(toutautour) L actineaunrôledanslacroissancedeschampignonsmaisjusteàl apex. Sionutilisedubénomyl(actionfongiquemaisaussisurleseucaryotes)quiempêchela polymérisationdelatubuline,lacroissancesepoursuitacausel actine.cettecroissance sera arrêtée un peu plus tard car le champignon ne peut survire en l absence de microtubules. Chez les eucaryotes, sur les axones, il y a aussi un transport de vésicules. Chez les champignons,çaressembleunpeuàcequel onasurles nerveuses. Aunivducorpsapical,lesvésiculessonttoutletempsenmouvement.Cesvésiculessont transportées le long des filaments de tubuline via des moteurs moléculaires de type kinésine et dynéine. Ce sont des homodimères qui peuvent se dplcer le long des filamentsgrâceàl hydrolysedeatp.cesontdesprotidentifiéeschezleschampignons maisellesprésententunegrandehomologieaveclesproteucaryotes. Les vésicules qui forment le corps apical sont prises en charge par les moteurs moléculairesetsontvéhiculéesversl apexlelongdesfilamentsdetubuline.ellessont ensuiteprisesenchargeparlesµfilamentsd actinepuisellessonttransportéesjusqu à lambeoùellesfusionnentetdéversentleurcontenu.aunivdecetterégionapicaleetau niv des filaments d actine, on a une forte concentration d ions Ca 2+. Si on utilise un inhibiteur de pompe à calcium, on réduit le taux de Ca 2+ intra R et on stoppe la croissance.onpensequeletauxdeca 2+ permettraitlafusiondesvésiculesàlambe. Certains moteurs nucléaires participent à des phénomènes d endocytose. Ces moteurs nucléaires:myosine/kinésinevontparticiperauxtransportsdemoléculesverslecentre etinterviendraientdansleprocessusderecyclagedesprotmber. Onaaussiuntransportd ARNmmaisonnesaitpasàquoiçasert. Danslesvésiculesontrouvedesmonomèresdetubuline. Certainsauteursparlentdepolarisomecommelepointdefusionaunivdelambe. L accroissementduplasmalemmesefaitnaturellementgrâceàlafusionvésiculesauniv del apex Ramificationhyphale Quandlaqtédevésiculesdevientexcédentaireaunivdel apex,ilyamiseenplaced un nouveaucorpsapicaldansunerégiondistaledel apex 3.3. Casdeslevures 6 ThomasDougnac Galant

7 Onneretrouvepasdecorpsapicalchezleslevuresmaisonretrouveuneaccumulation devésiculessurtoutelapériphériedelalevure.cesvésiculessontellesaussiassociéesà desmoteursmoléculaires. Quandlalevurepasseàunstadefilamenteux,onvoitapparaîtreuncorpsapical. 4. Cloisonstransversales(septa) 4.1. Septaprimaires Cesontdescloisonsrépartiestoutlelongdehyphedemanièrerégulièreetellesvont délimiterdesrégionsquel onappellearticle.cescloisonssontdesstructuresouvertes et qui proviennent de l invagination de la paroi. La chitine étant dans la partie la plus interne, on retrouve aussi de la chitine dans la cloison. La communication entre 2 articles est possible. Il va y avoir un mvt d organites, de vacuoles, de ny peut être associésauxfilamentsdemt. Aproximitédescloisons,onretrouvedesvésicules:corpsdeWoronin. En cas de traumatisme, ils vont venir obstruer le pore de la cloison ce qui permet de séparerleterritoireabiméduterritoiresain. On peut aussi trouver une structure appelée dolipore caractéristique des basidiomycètes.onretrouveunestructurequiressembleàunembe:parenthésiome. L abondancedecescloisonsvapermettrederenforcerlarigiditédehyphe. L apparition d une cloison se fait en même temps qu un phénomène mitotique. Les cloisonssefontdansdessitesprédéfiniscequifaitquelesarticlesonàpeuprèstous unetailleconstante Septomycètesousiphomycète Ceschampignonsonpeuoupasdecloisons:siphomycètes Ceuxquiontdescloisons:septomycètes. En règle générale, les septomycètes ont de hyphes fins(5 à 7 µm de large) tandis que chezlessiphomycètes,leshyphessontbcppluslarge(10à15µm) 5. Lesautresorganites 5.1. Plasmalemme C est une MP qui contient des stérols qui ressemblent au cholestérol. Ce sont des glycolipides et on les appelle chez les champignons les ergostérols. C est une cible antifongiquecaronneleretrouvequechezcertainschampignonsfilamenteuxsaufchez lesoomycètes. Lanystatinesefixesurlesergostérols,c estunantifongique 5.2. Lesvacuoles Chez les champignons filamenteux, on retrouve bcp de vacuoles. Plus le champignon vieillit,plusilapparaîtdevacuoles. ThomasDougnac Galant 7

8 5.3. Lesnoyaux Ce sont des structures plurinucléés. C est un vrai ny avec une mbe et ils ne sont pas visibles en MO sauf avec une coloration. Les champignons sont haploïdes et ont plusieursnypararticles(peutallerjusqu àplusieursdizaines). Onpeutrencontrerplusieurstypesdemycéliums: _Lesnysonttousidentiques:homocaryotiques _Lesnynesontpastousgénétiquementidentiques:hétérocaryotiques Les spores sont en général homocaryotiques. En germant, donne naissance à un mycéliumquiestdonchomocaryotique.quand2mycéliumsvontserencontrer,ilsvont fusionner et il va résulter des mycéliums qui auront plusieurs populations de ny => hétérocaryotiques. Pourtravaillerd unpointdevuegénétique,ilfautrécupérerunstadehomocaryotique. Deplusenplusdesouchesontleurgénomeséquencé(truffe, ) 8 ThomasDougnac Galant