continentale
1. Introduction
La microbiologie est une discipline qui étudie les micro-organismes et leurs relations avec
l'environnement. Les microorganismes aussi appelés protistes, sont des organismes vivants de
taille microscopique vivant en milieux aquatiques et terrestres, où ils assurent principalement
la décomposition des substances organiques mortes. Parmi eux, on trouve ceux qui sont
responsables de maladies, ceux qui sont bénéfiques et d'autres qui sont inoffensifs. Les
microorganismes, découverts bien après les plantes et les animaux, se caractérisent par leur très
grande diversité (plus de 500 000 espèces) et leur mode de vie.
La microbiologie étudie les microorganismes sous tous leurs aspects: leurs caractéristiques et
habitats, les relations existant entre eux et avec les animaux et végétaux, leur importance pour
notre santé, l'environnement et l'industrie.
Selon les groupes microbiens étudiés, on distingue la mycologie (champignons), la phycologie
(algues), la parasitologie (parasites), la virologie (virus) et la bactériologie (bactéries).
Toutefois, les virus (microorganismes particuliers) possèdent un seul type d'acide nucléique
(ADN ou ARN) et ne peuvent se multiplier qu'à l'intérieur des cellules qu'ils infectent.
2. Historique
Au début du 18ème siècle, Antonie van Leeuwenhoek fut le premier à observer des «
animalcules » grâce à des microscopes de sa fabrication (Fig.1). Il fallut cependant attendre
200 ans pour que la microbiologie connaisse un réel essor, amorcé avec les travaux fondateurs
de Louis Pasteur et Robert Koch.
En une quarantaine d'années, d'incroyables progrès conceptuels et techniques seront réalisés.
L'étude des bactéries pathogènes conduit à l'invalidation de la théorie de la génération
spontanée, la conception des premiers vaccins, la mise en évidence des antibiotiques et des
processus de fermentation.
Un peu plus tard, Martinus Beijerinck et Sergei Winograsky démontrent l'existence
de métabolismes variés. Leurs travaux sur les bactéries du sol et de l'eau ouvrent la voie
de l'écologie microbienne,
Crick et Rosalind Franklin, le développement des outils de la biologie moléculaire va
véritablement révolutionner notre vision du monde bactérien.
Les progrès de la génétique moléculaire et de la biochimie donnent une image complexe de
la cellule bactérienne, avec des processus métaboliques extrêmement variés, précis et
parfaitement régulés. Les études de taxonomie ont également progressé de façon spectaculaire
grâce à la rapidité avec laquelle on peut maintenant accéder à la séquence d'un acide
nucléique. En 1977, Carl Woese et George Fox développent les théories et les outils de
la phylogénie moléculaire pour étudier les processus de l'évolution. C'est grâce à ces études
que l'arbre universel de la vie, avec les trois règnes du vivant, les Archaea, les Bacteria et les
Eukarya, a été construit. Ces outils sont utilisés à l'heure actuelle en écologie microbienne pour
décrire les nouvelles espèces et étudier la structure des populations bactériennes dans
l'environnement.
3. Place des microorganismes dans le monde.
Bien avant, les êtres vivants étaient classés dans le règne des végétaux ou dans le règne des
animaux.
La découverte des microorganismes a rendu difficile leur classement à cause de leurs caractères
qui ne correspondent ni à l’un ni à l’autre des deux règnes.
Un troisième règne, protiste, est alors proposé par Haeck en 1886. Il rassemble les algues, les
protozoaires, les champignons et les bactéries. Les Archéobactéries, découvertes récemment,
qui ont des caractéristiques qui ne ressemble ni aux eucaryotes ni aux procaryotes, font l’objet
d’une troisième classe des protistes.
Les microorganismes représentent la forme dominante de la vie sur terre. Les microbes ont
dominé la terre pendant plus de 3 milliards d’années et sont la source de toutes les autres formes
de vie. Les microbes représentent plus de 60% de toute la matière organique sur terre.
4. Les protistes
4.1. Structure et reproduction :
Les protistes sont définis par des propriétés communes et spécifiques : leur taille microscopique,
leur organisation simple et unicellulaire pour la plus part. Si pluricellulaires, alors leurs cellules
sont équivalentes, sans aucune différence morphologique, physiologique ou fonctionnelle. Les
protistes ont une taille plus réduites que celles des cellules animales et végétales. Leur taille
réduite les confère des avantages physiologiques. Les protistes et en particulier les bactéries ont
des modes de reproduction simples, spécifiques et rapides (temps de génération courts).
*Escherichia coli par exemple, se reproduit par simple division binaire en 20 minutes. Cela se
produit bien sûr en conditions optimales de culture en laboratoire. Ces taux de croissance
exceptionnels induisent des rendements de croissances incomparables.
4.2. Métabolisme et écologie :
Les microorganismes ont une propriété fondamentale qui est la diversité de leur métabolisme.
Chaque micro-organisme est spécifiquement adapté à la métabolisation d’un nombre plus ou
moins limité de substrats. Ce qui explique leur distribution en fonction des caractéristiques
nutritionnelles et physicochimiques du milieu. Les microorganismes peuvent métaboliser toutes
les substances organiques naturelles et même synthétiques. Ce processus constitue la
minéralisation de la matière vivante et le recyclage des éléments chimiques qui forment la
matière organique. Ceci permet de préserverl’environnement.
La synthèse d’enzymes inductibles uniquement en présence de leurs substrats spécifiques.
Les micro-organismes sont ubiquitaires, ils sont présent dans tous les écosystèmes, on les
retrouve dans les mers et les océans, ils constituent la biomasse (base du 1er échelon de la
chaine alimentaire) qui nourrit l’ensemble de la faune marine. Dans le sol, ils jouent un rôle
dans la décomposition de la matière organique, la fourniture de l’azote assimilable aux plantes,
la minéralisation de la matière organique. Les micro-organismes participent activement aux
équilibres gazeux de l’atmosphère, en étant à la fois producteurs et consommateurs, d’O2, H2,
N2 CO2, CH4. Le long de l’appareil digestif des animaux, ce dernier est tapissé de bactéries
utiles à notre bien-être digestif, elles nous procurent les enzymes nécessaires à la digestion de
certains aliments. De plus, elles évitent que d’autres micro-organismes dangereux colonisent le
tube digestif et nous rendent malades.
4.3. Organisation biologique des protistes
4.3.1. Protistes unicellulaires
C’est le cas de la plus part des protistes, bactéries, protozoaires, levures et de nombreuses
algues. Une cellule unique qui se suffit à elle-même et qui constitue un organisme complet et
autonome, donc doué de toutes les fonctions de la vie : nutrition, croissance et reproduction
(Fig. 2).
Fig.2 : Protistes unicellulaires
4.3.2. Protistes pluricellulaires
Ce sont principalement des champignons (Fungi) et des algues formés de plusieurs cellules
identiques, sans aucune différence structurale ou physiologique (Fig.3).
Fig. 3 : Protistes pluricellulaire.
4.3.3. Protistes coenocytiques
Des organismes de grande taille, se composent d’un cytoplasme important incluant de
nombreux noyaux sans cloisonnement (septum) entre eux. Ils sont majoritairement aquatiques,
parasites ou saprophytes. Ce sont les seuls membres des champignons possédant le caractère de
la mobilité (Fig. 4).
Fig. 4: Protistes coenocytiques
1. Généralités :
La cellule bactérienne est un microorganisme procaryote unicellulaire simple, de morphologie
variable et de très petite taille, présentant des caractéristiques propres:
L’absence de noyau : le matériel génétique (ADN) est libre dans le cytoplasme.
Sa taille : varie entre 1 et 10 μm.
La présence d’un seul chromosome circulaire.
L’absence de mitochondries.
Son mode de reproduction : division simple par scissiparité (y’a pas de mitose et de méiose).
2. Techniques d’observation de la cellule bactérienne :
Compte tenu de leur taille (de l'ordre du micron), les bactéries sont visualisées au microscope
optique sans coloration (état frais) ou après coloration (état coloré).
Observation à l’état frais : entre lame et lamelle en milieu liquide sans l’utilisation de
colorants.
Observation à l’état coloré : Observation des frottis séchés, fixés et colorées. Diverses
techniques de coloration existent, mettant en évidence des affinités tinctoriales différentes telle
la coloration de Gram, coloration de Ziehl-Nielsen.
3. Différentes tailles et formes et bactériennes
Au sein du monde bactérien, la taille et la forme sont très variable.
Les bactéries les plus petites ont une taille d’environ 0,2 μm et les plus longues peuvent
atteindre 250 μm de long (certains Spirochètes). En moyenne la taille des bactéries se situe entre
1 et 10 μm.
On distingue plusieurs formes :
Des formes sphériques (coques ou cocci).
Des formes cylindriques sous forme de bâtonnet droit ou bacille (allongée) Exp : E.coli,
Salmonella, Bacillus.
Certains bacilles peuvent être incurvés comme le Vibrio cholerae.
Les bactéries sont en général groupées entre elles selon des modes de groupement spécifiques.
Chez les coques, on peut distinguer les diplocoques (paires), les streptocoques (en chaînes), les
staphylocoques (en amas, sous forme de grappes de raisin) ou les tétrades (sarcines).
Les bacilles se présentent soit en paires soit en chaînes (streptobacilles).
Le mode de groupement est déterminé par le mode de division; il peut aider dans l'orientation
de l'identification des bactéries.
Chez les bactéries, on distingue des structures obligatoires, présentes chez toutes les bactéries
et des structures dont la présence est facultative et caractérisent certains groupes bactériens
(Fig.2).
hyaloplasme où baignent essentiellement des ribosomes et parfois des éléments
supplémentaires comme les substances de réserve. Dans le cytoplasme, on trouve l’appareil
nucléaire diffus non entouré par une membrane.
La membrane cytoplasmique qui entoure le cytoplasme possède deux feuillets
phospholipidiques contenant des protéines. Au-dessus de la membrane cytoplasmique, on
trouve la paroi qui forme une enveloppe rigide.
Les structures facultatives, quant à elles, peuvent être des polymères de surface comme la
capsule, des appendices comme les flagelles et les pili ou des structures génétiques comme les
plasmides (molécules d'ADN extrachromosomiques). Les endospores caractérisent quelques
genres bactériens (Bacillus et Clostridium).
Fig.2 : Représentation schématique montrant les différentes structures bactériennes
1. La paroi bactérienne :
C’est une enveloppe rigide assurant l'intégrité de la bactérie, responsable de la forme des
cellules. Elle constitue le squelette externe de la bactérie et représente environ 30 % du poids
total de la bactérie. La partie commune de toutes les parois bactériennes est le peptidoglycane
(ou muréine). Elle est mise en évidence par la coloration de Gram.
La Coloration de Gram
En 1884, le médecin danois, Christian Gram a fait la distinction entre deux types de bactéries:
Les bactéries à Gram positif (Gram +) et les bactéries à Gram négatif (Gram -).
Ceci a été possible après avoir coloré un frottis bactérien comme suit:
1. Coloration des bactéries par le violet de Gentiane
2. Addition d'une solution de lugol (solution iodo-iodurée, de mordançage)
3. Traitement par l'alcool ou un mélange alcool + acétone.
Après la troisième étape, certaines bactéries restent colorées en violet, elles sont dites Gram+
d'autres se décolorent, elles sont dites Gram-.
Ceci montre donc qu'il existe des différences structurelles et/ou chimiques entre ces deux types
de bactéries.
Pour pouvoir bien observer les bactéries décolorées, on utilise un deuxième colorant, la
fuchsine de couleur rosâtre. Les bactéries à Gram+ gardent leur coloration violette alors que
les Gram- prennent une nouvelle coloration celle de la fuchsine et apparaissent ainsi de couleur
rose (figure 2).
Fig. 3 : Observation microscopique d’un mélange de bactéries à Gram+ (violettes) et à
Gram - (roses).
Protoplastes et sphéroplastes
- Des bactéries à Gram positif colorées en violet et traitées par le lysozyme qui attaque le
peptidoglycane de la paroi; ceci a pour résultat l'obtention de formes cellulaires dépourvues de
paroi, appelées protoplastes. Pour éviter que les protoplastes éclatent, il faut travailler dans
un milieu légèrement hypertonique (addition de saccharose).
- Les bactéries à Gram négatif, traitées par le lysozyme, produisent des formes cellulaires qui
gardent une partie de leur paroi; elles sont appelées sphéroplastes.
Les protoplastes gardent leur coloration violette ce qui montre que la coloration a lieu au niveau
du cytoplasme. Quand on traite ces protoplastes par l'alcool, ils se décolorent; ceci prouve que
c'est la paroi qui empêche les bactéries à Gram positif de se décolorer. La paroi des Gram
négatives, par contre, est perméable à l'alcool.
Ces expériences montrent clairement que la différence de comportement des bactéries vis à vis
de la coloration de Gram est due à des différences entre la paroi Gram+ et la paroi Gram-.
Fig.4 : Structure de protoplaste (a) et de sphéroplastes (b).
Le microscope électronique et le développement des techniques d'analyse biochimiques ont
permis de bien élucider les différences structurales et de composition chimique existant entre
la paroi G+ et la paroi G-. (Tab. 1).
La paroi des bactéries Gram- est riche en lipides (tableau 1), ce qui la rend perméable à
L’alcool qui décolore le cytoplasme, alors que la paroi des Gram+ est imperméable à l’alcool
et le cytoplasme reste coloré en violet.
Tab1 : Comparaison entre parois des bactéries à Gram positif et à Gram négatifs.
Structure de la paroi
L'un des constituants essentiels qui caractérisent les parois bactériennes est le peptidoglycane
ou la muréine (mucopeptide). Il s'agit d'un hétéropolymère complexe formé de 3 éléments
différents :
1. une structure composée d'une alternance de molécules de N-acétyl glucosamine et d'acide N-
acétyl muramique.
2. des chaînes latérales peptidiques, composées de 4 acides aminés et attachées à l'acide N-
acétyl muramique ;
3. un ensemble de ponts inter-peptidiques.
Dans le monde bactérien, on rencontre essentiellement deux types de paroi :
1- Paroi épaisse et dense:
Elle est constituée essentiellement de muréine, pouvant représenter jusqu'à 90 % des
constituants de la paroi bactérienne, à laquelle sont associés des acides téichoïques. Cette
structure caractérise la paroi des bactéries à Gram+ (figure 7).
Fig. 5 : Composition de la paroi des bactéries à Gram positif.
Fig. 6 : Paroi des bactéries à Gram positif vue au microscope électronique.
2. Paroi fine et lâche :
Elle caractérise les bactéries à Gram négatif. Elle a une structure relativement complexe
constituée d'une fine couche de mucopeptide à structure lâche (5 à 20 % des constituants de la
paroi bactérienne) recouverte à l'extérieur d'une membrane externe.
Cette paroi est séparée de la membrane cytoplasmique par un espace dit espace périplasmique.
La membrane externe est constituée de lipides (phospholipides et lipopolysaccharides)
organisés en deux couches hydrophiles séparées par une couche hydrophobe.
Dans l'épaisseur de cette membrane sont associées des protéines, qui peuvent être des protéines
de structure ou des porines qui permettent le passage de petites molécules telles que les
antibiotiques.
Les lipopolysaccharides les plus externes portent les antigènes O des bactéries et constituent
l'endotoxine des bactéries.
Fig. 7 : Composition de la paroi des bactéries à Gram négatif.
Fig. 8 : Paroi des bactéries à Gram négatif vue au microscope électronique.
2. Membrane plasmique
Composition chimique et structure moléculaire
Deux techniques sont largement utilisées pour l’étude des membranes plasmiques, l’expérience
de plasmolyse en milieu hypertonique et l’observation en microscope électronique. La
membrane plasmique des bactéries est une structure flexible et dynamique. Elle est organisée
en bicouche asymétrique, avec un côté polaire hydrophile et un autre non polaire hydrophobe
ce qui lui confère un caractère amphipatique.
La membrane plasmique possède le même type de structure que celle d’une cellule eucaryote
(bicouche phospholipidique) mais avec moins de glucides et dépourvue de stérols, comme le
cholestérol, à l’exception des Mycoplasmes.
Fig. 9: Modèle de la mosaïque fluide de la structure de la membrane plasmique d’une cellule
bactérienne.
hopanoïdes, qui ont un rôle de stabilisation des membranes.
De plus, la membrane plasmique est composée de plus de protéines (60 à 70%) que de lipides
(30 à 40 %). Ces protéines remplissent un rôle fonctionnel (enzymatique) et structural.
- Les protéines extrinsèques ou périphériques (20-30%), facilement extraites des
membranes, sont solubles dans l’eau.
- Les protéines intrinsèques ou intégrales (70-80%) sont amphipatiques, les régions
hydrophobes sont enfouies dans la couche lipidique.
Les protéines peuvent se déplacer latéralement et se terminent souvent à leurs surfaces externes
de la membrane plasmique par des glucides.
Fonction de la membrane plasmique :
La membrane plasmique assure plusieurs rôles dans la cellule bactérienne :
- Maintien le cytoplasme et le sépare du milieu extérieur.
- Sert de barrière perméable sélective (barrière semi-perméable) permettant le passage de
molécules lipophiles et empêche le passage des molécules hydrophiles.
- Possède des systèmes de transport de beaucoup d’éléments incapables de traverser seuls
la membrane (nutrition, rejet de déchets, sécrétion). On distingue 2 grands types de
transport :
Le transport passif : se fait dans le sens du gradient de concentration sans exigence d’énergie.
Le transport actif : se fait en sens inverse du gradient de concentration des molécules, ce qui
nécessite l’utilisation d’énergie généralement fournie sous forme d’ATP.
- Site de beaucoup de processus métaboliques (respiration, photosynthèse, synthèse
lipidique et constituants de la paroi…)
- La membrane plasmique possède des protéines membranaires ayant pour rôles :
Enzymes responsables de la biosynthèse et de l’excrétion dans l’espace périplasmique de
molécules nécessaires à la synthèse de la paroi
Enzymes de la chaîne respiratoire permettant la synthèse d’ATP
Transporteurs de diverses molécules (ions, sucres, …) dans les deux sens de part et d’autre de
la membrane plasmique.
- Site de fixation des flagelles.
- De plus, la membrane joue un rôle important dans la détection de composés présents dans
le milieu environnant grâce à la présence de protéines transmembranaires du
chimiotactisme. Ceci permet aux bactéries dotées de flagelles de « nager » vers les
endroits qui leur sont les plus favorables, les plus riches en nutriments par exemple et de
s’éloigner des endroits défavorables comme ceux qui contiennent des substances
toxiques. Ces protéines interviennent dans le sens de rotation des flagelles.
3. Cytoplasme :
Le cytoplasme des bactéries est plus simple que celui des cellules eucaryotes. Il est constitué
de :
- Granulations de réserve (Glycogène, polyphosphate, β-hydroxybutirate…)
- ARN solubles (ARN messager et ARN de transfert) et surtout en ARN ribosomal
(Ribosomes).
L'ensemble des constituants cytoplasmiques est placé dans un gel colloïdal, qui contient 80 %
d'eau et des substances organiques et minérales, à une pression interne variable (5 à 20
atmosphères).
4. Ribosomes :
A un nombre voisin de 15000 unités par bactérie (18000 chez Escherichia coli), les ribosomes
représentent 90 % de l'ensemble de l'ARN. Se sont de petite granulation sphérique de 10 à 30
nm de diamètre, leur constante de sédimentation est 70S pour une masse moléculaire de 3×106
Daltons. Les ribosomes sont constitués de protéines (37%) et d'ARN ribosomales (63%). La
sous-unité 30S contient de l'ARNr 16S; la sous-unité 50S est constituée d'ARNr 23S et d'ARNr
5S. La ligature entre les deux sous-unités des ribosomes est assurée par des liaisons ARN-
protéine et protéine-protéine.
Les ribosomes sont le siège de la synthèse des protéines suite à la traduction de l’ARNm et
l’union des acides aminés les uns aux autres.
Les ribosomes restent associer entre eux par l’ARNm et forme des structures en chapelet
appelées polysomes.
5. Appareil nucléaire (ADN) :
L’ADN bactérien est le support de l’information génétique, c’est le vecteur des caractères
héréditaires de la bactérie.
La constitution chimique de l’appareil nucléaire des procaryotes est semblable à celles des
eucaryotes. Il est constitué d’unités de nucléotides, chacune est composée de :
-Un groupement phosphoré (Phosphate diester en position 3’ et 5’).
-Un désoxyribose
-Une base purique (Adénine et Guanine) ou pyrimidique (Cytosine et Thymine).
Le coefficient de Chargaff, exprimé en CG%, est le rapport (C+G) / (A+T). Il varie d’une
espèce à l’autre mais reste constant chez la même espèce.
Exemple : CG% = 50% chez E. coli
Le chromosome bactérien se caractérise par :
- Existence d’un seul chromosome par appareil nucléaire,
- Absence de l’enveloppe nucléaire,
- Forme circulaire qui n’a ni début ni fin, c’est un filament d’une double chaine d’ADN
unique, continu et circulaire.
Chez E. coli, l’AND circulaire mesure environ 1360 µm avec une masse molaire de 3 x 109
daltons et 5 x 106 paires de bases.
6. Flagelles
Les flagelles, encore appelés cils, sont des structures bactériennes facultatives. Ce sont des
organes filamenteux, permettant la locomotion des bactéries. Chez les entérobactéries ils
permettent une vitesse de déplacement de 10 à 20 micromètres par seconde; à l'échelle humaine,
cette vitesse correspondrait à environ une soixantaine de km / h.
Ils sont longs d'une dizaine de μm et ont un diamètre qui varie entre 12 à 30 nanomètres. Ils
sont composés de protéines (flagellines), d'un PM de 15 à 70 kDal. Leur nombre varie de 1 à
30 selon les espèces bactériennes. Ils sont souvent rencontrés chez les bacilles et rarement chez
les coques. Ils jouent un rôle important dans la spécificité antigénique des bactéries (antigènes
H). Vu leur faible épaisseur, pour pouvoir les observer au microscope photonique, on fait appel
à des techniques de coloration spéciales qui permettent l'épaississement des flagelles.
Les flagelles sont attachés dans le cytoplasme bactérien par une structure complexe. Ils sont
constitués de trois parties: un filament hélicoïdal, un crochet (hook) et un corpuscule basal avec
deux ou quatre disques.
Selon la disposition des flagelles, on distingue les bactéries monotriches (un seul flagelle
polaire), amphitriche (un flagelle à chaque pôle), lophotriches (une touffe de flagelles polaires)
ou péritriches (flagelles répartis sur toute la surface de la bactérie). Les spirochètes possèdent
un flagelle interne appelé filament axial.
Fig. 10 : Différents systèmes ciliaires bactériens.
7. Les Pili
Il s'agit d'appendices de surface plus fins que les flagelles que l'on trouve fréquemment chez les
bactéries à Gram négatif et rarement chez les bactéries à Gram positif. On en distingue deux
types :
- Les pili communs (ou fimbriae):
Courts et cassants, très nombreux (parfois quelques centaines par bactérie), de 2 à 3 μm de long,
disposés régulièrement à la surface de la bactérie (figure 13). Ils jouent un rôle dans
l'agglutination des bactéries et leur attachement aux muqueuses par exemple.
Fig.11 : Pili communs chez Escherichia coli.
- Les pili sexuels :
Plus longs que les pili communs (jusqu'à 20 μm) mais en nombre plus restreint (1 à 4). Ils sont
codés par des gènes plasmidiques (le prototype = facteur F). Ils existent uniquement chez les
bactéries mâles (donatrices). Ils jouent un rôle essentiel dans l'attachement des bactéries entre
elles au cours de la conjugaison. Ils peuvent aussi servir de support de fixation pour certains
bactériophages.
8. Capsule
pneumoniae, Klebsiella pneumoniae) . Il s'agit de la formation la plus superficielle. Sa mise en
évidence s'effectue par coloration négative (encre de Chine); la capsule apparaît alors en clair
sur fond noir. On peut aussi l'observer par la coloration de Gram.
La capsule est généralement de nature polysaccharidique et rarement polypeptidique. Les
bactéries capsulées, après développement sur milieu gélosé, donnent des colonies lisses
(appelées "S" pour "Smooth") ou muqueuses, alors que les bactéries non capsulées donnent des
colonies rugueuses (dites "R" pour "Rough"); il s'agit dans ce dernier cas de bactéries ayant
perdu la capacité de synthèse de la capsule suite à une mutation.
La capsule joue un rôle important non seulement dans l'attachement des bactéries mais aussi
dans leur virulence en les protégeant contre la phagocytose. Les cellules non capsulées sont
avirulentes.
La capsule est antigénique, les antigènes capsulaires sont dénommés antigène K. Leur étude
permet la distinction de plusieurs sérotypes au sein de la même espèce bactérienne.
Fig.13 : Streptocoques avec capsule (coloration à l'encre de Chine)
9. Endospores
Les bactéries appartenant à certains genres, notamment les genres Bacillus et Clostridium,
placées dans des conditions défavorables de survie, (lorsque leur milieu s'épuise, par exemple),
forment des endospores ; on parle alors de sporulation.
La spore est donc une forme de résistance aux conditions défavorables de vie, avec conservation
de toutes les aptitudes génétiquement déterminées. Durant la sporulation, la cellule végétative
subit une déshydratation progressive du cytoplasme, par l'apparition de certaines composés
(dipicolinate de calcium), une densification des structures nucléaires et enfin la synthèse d'une
paroi sporale épaisse, imperméable, et donc hautement résistante. Elle est douée d'une
résistance à la chaleur, à la dessiccation et aux radiations et est imperméable à plusieurs agents
chimiques.
Replacée dans des conditions favorables, la spore germe et redonne une cellule végétative
identique à celle qui lui a donné naissance.
La spore contient, sous forme condensée, le génome et une partie du cytoplasme déshydraté
autour d'une enveloppe très résistante. La spore intracellulaire est libérée dans le milieu
extérieur et y survit des années. Elle peut résister pendant longtemps voire des milliers d'années
(certaines espèces de Bacillus).
Fig.14 : Mise en évidence de la spore.
Le processus de sporulation débute à la fin de la phase de croissance exponentielle et il se
déroule en plusieurs étapes:
- stade I : dit du filament axial caractérisé par la présence d’un matériel nucléaire qui s’étend
sur toute la longueur de la cellule et qui correspond à 2 génomes.
- stade II, les deux génomes se séparent et en même temps la membrane cytoplasmique
s’invagine près d’un pôle de la cellule pour former un septum de sporulation qui partage la
cellule en deux parties inégales.
- stade III : le septum de sporulation va envelopper le cytoplasme de la plus petite partie pour
former une préspore.
- stade IV : la paroi sporale se forme entre les deux membranes limitant la pré spore, puis
apparaît le cortex.
- stades V et VI : les tuniques sont élaborées et, après maturation, la cellule mère se lyse et
libère la spore mature.
La forme et la situation de la spore dans la cellule sont caractéristiques de l'espèce. Elle permet
l'orientation de l'identification des bactéries sporulantes. Elle peut être sphérique ou ovale,
centrale, terminale ou subterminale, déformante (diamètre > diamètre de la bactérie) ou non
déformante (figure 19). Sauf exception (Clostridium disporicum), on ne trouve qu'une seule
spore par cellule.
Les spores peuvent être la cause de certaines contaminations d'origine tellurique (tétanos par
exemple) ou de toxi-infections (botulisme).
Fig.15: Représentation schématique de la sporulation.