MOYEN D ’ETUDE

bleu deméthylène

état frais

microscopie optique (G 1000-1500 fois)

MOYEN D ’ETUDE microscopie électronique (G >10000 fois)

Quelques caractères distinctifs des procaryotes et eucaryotes

DEFINITION D'UNE BACTÉRIE

LES PRINCIPAUX ELEMENTS

LES ENVELOPPES

1. La capsule

2. Le glycocalyx

3. La paroi

4. La membrane plasmique

LES CONSTITUANTS DU CYTOPLASME

LA SPORE BACTÉRIENNE

La capsule

Ce constituant inconstant est le plussuperficiel . Sa mise en évidences'effectue par coloration négative (le colorant, encre de Chine ouNigrosine est repoussé par la capsuleet apparaît en clair sur fond noir).

Constitué de polysaccharides acides (sucres sous formed'acides uroniques tel l'acide galacturonique, l'acide glucuronique,mais aussi sous forme de sucres phosphorés), ce composant est liéà certains pouvoirs pathogènes, car il empêche laphagocytose .

Elle peut se trouver à l'état soluble dans les liquides de l'organisme(emploi dans le diagnostic = recherche d'antigène soluble ).

Elle intervient dans l'identification infra-spécifique. Ce typage estune des méthodes de reconnaissance des épidémies.

Les polymères capsulaires purifiés sont la base de certainsvaccins (Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae).

La capsule

Le glycocalyxCe sont des fibres polysaccharidiques ou polymèresextrêmement fréquents entourant la bactérie et difficiles àvisualiser en microscope électronique. Le feutrage des fibres deglycocalyx est constant dans le cas de bactéries vivant en biofilmdans les conditions naturelles.

Il est responsable de l'attachement des bactéries aux cell ules(cellules buccales, respiratoires......) ou à des supports inertes(plaque dentaire sur l'émail dentaire, biofilms sur les cathéters, ouencore les prothèses dans le cas de bactéries d'intérêt médical).

Il protège les bactéries du biofilm de la dessiccation , sert àconcentrer ou modifier les éléments nutritifs exogènes et rend lesbactéries résistantes: antiseptiques, désinfectants, antibiotiques .Chez certaines espèces bactériennes des quantités importantes deglycocalyx sont synthétisées (cas de Pseudomonas aeruginosa oude Streptococcus mutans) et engluent les cellules bactériennes. Leglycocalyx est alors appelé « slime ».

fimbriae ou pilipili communs

structures plus grosses,protéiques , fibrillaires et rigidespermettent l'attachementspécifique des bactéries sur lescellules, phase essentielle danscertains pouvoirs pathogènes(Escherichia coli de certainesinfections urinaires).

Les pili sexuels ,plus longs mais en nombre plus restreint (1 à4) que les pilis communs sont codés par desplasmides (facteur F ). Ils jouent un rôleessentiel dans l'attachement des bactéries entreelles au cours de la conjugaison . Ces pilissexuels servent également de récepteurs debactériophages spécifiques .

Cils ou flagelles

flagellines .

Antigéniquesstructure complexe .

organes delocomotionmonotriches lophotrichespéritriches

La paroi

Un exemple de mise enévidence après un traitement

antibiotique de type ß-lactamine

. Définition: enveloppe rigide assurant l'intégrité de labactérie, responsable de la forme des cellules. protège des variations de pression osmotique.absente chez les Mollicutes (Mycoplasma).

peptidoglycane , enveloppe la plus internecommune à toutes les parois bactériennes .

hétéropolymère composé de chaînes glucidiquesreliées les unes aux autres par des chaînonspeptidiques (pentapeptide). La macromolécule réticuléetridimensionnelle est ainsi constituée et sa soliditédépend de l'importance des interconnexions.La paroi de la bactérie est ainsi une uniquemacromolécule .

La paroi

peptidoglycane

peptidoglycane

Peptidoglycane : synthése

Peptidoglycane : synthése

Cils ou flagelles

flagellines .

Antigéniquesstructure complexe .

organes delocomotionmonotriches lophotrichespéritriches

La composition variant selonl'espèce ou le groupe bactérien, ila été possible de distinguer desaffinités tinctoriales différentes parla coloration: Gram + et Gram - .

Chez les bactéries à Gram positif ,il y a de nombreuses couches de peptidoglycane qui représententjusqu'à 90 % des constituants de la paroi bactérienne. Celle-ci contientaussi un feutrage (10 à 50 % du poids sec de la paroi) d'acidesteichoïques (polymères du glycérol ou du ribitol phosphate) associésétroitement au peptidoglycane et faisant parfois saillie à la surface de labactérie. Certains, les acides lipoteichoïques, sont placéstransversalement. et s'enfoncent jusqu'à la membranecytoplasmique.En général il n'y a pas ou peu de protéines dans la paroi des bactéries àGram positif. Parmi les exceptions, notons la protéine A deStaphylococcus aureus

Chez les bactéries à Gram négatif ,Le peptidoglycane est en couche mince peu dense (< 15 % dupoids sec). L'autre constituant essentiel est un lipide complexe(A) couplé à la glucosamine et à des résidus phosphore qui estamphiphile, possédant une partie hydrophobe et une hydrophile.Il y a analogie entre les appellations « endotoxine », « lipide A »et « membrane externe ».Sur les résidus glucosamine, des polysaccharides complexessont fixés et forment la partie la plus externe de la paroi. Ils sontessentiels pour la physiologie bactérienne dans les processus depénétration de nutriments ou de toxiques, ils sont spécifiques desous-espèces ou de types et comportent des sucres originaux:antigènes O .

Se trouvent enchâssées des protéines (porines ) qui assurent lacohésion de la membrane, une liaison avec le peptidoglycane etdes fonctions diverses de perméabilité sélective ou non.d'autres protéines servent aussi à la captation d'ions (fer), ou devitamines (facteurs de croissance)

Rôle de la paroi— La paroi confère à la bactérie sa morphologie véritable. Elleconstitue le squelette externe de la bactérie et représente 25 à 35 % dupoids total de la bactérie.— La paroi contient la pression osmotique interne . Sansparoi, les bactéries prennent une forme sphérique appelée protoplaste s'ils'agit d'une bactérie à Gram positif, ou sphéroplaste s'il s'agit d'unebactérie à Gram négatif. Les bactéries peuvent survivre sans paroi etmême se multiplier (on les appelle alors formes L) à condition d'êtreplacées dans un milieu dont la pression osmotique est équilibrée avec lapression osmotique qui règne à l'intérieur de la bactérie.— Elle joue un rôle déterminant dans la coloration de Gram .Chez les bactéries à Gram positif, la paroi bloque l'extraction du violet degentiane et de l'iodure par l'alcool alors qu'elle ne bloque pas cetteextraction chez les bactéries à Gram négatif..

— Elle joue un rôle déterminant dans la spécificité antigéniquedes bactéries.— Elle est le support de l'action de certains enzymes exogènes(lysozyme ) ou endogènes (autolysines ) et de certains

antibiotiques, notamment les bêtalactamines (pénicillines) quiinhibent la synthèse du peptidoglycane. (PLP = trans, carboxy peptidases— Le lipopolysaccharide (LPS) et le peptidoglycane sont capablesd'activer le complément par la voie alterne ce qui libère, entre

autre, les fractions C3a et C5a (effet chimiotactique ) et C3b

(effet opsonisant par les récepteurs des phagocytes pour le C3b) quijouent un rôle important dans la défense non spécifique contre l'infection

Rôle de la paroi

Rôle de la paroi— La paroi confère à la bactérie sa morphologie véritable.

- L'absence de paroi est habituellement létale pour lesbactéries (Mollicutes exceptés ). Les bactéries dépourvuesd'enveloppes extérieures sont les « formes L » et lesprotoplastes , suite à l'action des antibiotiques (ß-lactamines ) ne semblent pas avoir un intérêt médical.

La membrane plasmique

La membrane plasmique

Les fonctions principales— perméabilité sélective et transport des substances solubles àl'intérieur de la bactérie : la membrane est à la fois unebarrière osmotique et un lieu de transport actif grâce à desperméases ;— fonction respiratoire par transport d'électrons etphosphorylation oxydative dans les espècesbactériennes aérobies (rôle équivalent à celui desmitochondries des eucaryotes) ;— excrétion d'enzymes hydrolytiques, qui dégradent lespolymères en sous-unités suffisamment petites pour pouvoirtraverser la membrane cytoplasmique et être importés dans labactérie ;— support d'enzymes et de transporteurs de moléculesimpliqués dans la biosynthèse de l'ADN, des polymères de laparoi et des lipides membranaires.

LES CONSTITUANTS INTERNES

Appareil nucléaire (chromosome)

L'ADN extra-chromosomique (cf. génétique)

Les plasmides de résistance aux antibiotiques (ou facteurs R)Ils portent des gènes qui confèrent aux bactéries la résistance à diversantibiotiques. Au contraire de la résistance conférée par une mutationchromosomique, la résistance conférée par un plasmide peut concernerdes antibiotiques appartenant à plusieurs familles si le plasmide porteplusieurs gènes de résistance. La résistance codée par les gènesplasmidiques est souvent liée à la production d'enzymes quiinactivent les antibiotiques. Les gènes peuvent être organisés dans leplasmide au sein de transposons.

Le facteur sexuel ou facteur F assure le transfert de fragments dechromosome bactérien par conjugaison (appariement de deuxbactéries).

Ribosomes

Constitués d'ARN et de protéines , les ribosomes bactérienscomportent deux sous-unités (30 S, 50 S). Fonctionnellement il ya deux sites essentiels pour la synthèse des protéines : le siteaminoacyl qui accueille l'acyl-tARN et le site peptidyl quiaccueille la chaîne d'aminoacides en cours de constitution.

Sont particulièrement présents à proximité de la membranecytoplasmique, site de synthèse de la paroi et des protéinesexportées. Ils n'ont pas la structure des ribosomes de cellulessupérieures expliquant la spécificité propre au monde bactérien.Des antibiotiques perturbent la synthèse des protéines à leurniveau (Tétracyclines)

LA SPORE BACTÉRIENNE

Les bactéries appartenant à certains genres, notamment le genreBacillus et le genre Clostridium, sont capables de former desendospores. Les bactéries sporulées subissent un cycle dedifférentiation en réponse aux conditions d'environnement : enl'absence d'aliments, une spore se forme à l'intérieur de chaque bactérieet est libérée lorsque la bactérie s'autolyse.La spore est une cellule bactérienne au repos, hautement résistante à ladessication, à la chaleur et aux agents chimiques.Replacée dans des conditions nutritionnelles favorables, la sporegerme et redonne une bactérie identique à celle qui lui a donnénaissance. La spore est donc une forme de résistance aux conditionsdéfavorables de vie, avec conservation de toutes les aptitudesgénétiquement déterminées.

LA SPORE BACTÉRIENNE

LA SPORE BACTÉRIENNE

La taxonomie (on dit aussi taxinomie) est la science qui en Biologieétudie la classification des êtres vivants.

De par la diversité des êtres vivants rencontrés, ce classement est trèsdifficile à effectuer et en fait, il n'est pas "arrêté", mais en constanteévolution, au fur et à mesure que de nouvelles études et de nouvellesdécouvertes sont réalisées.

schématiquement les trois grands domaines d'êtres vivants, dérivant toussemblerait-il, d'un ancêtre commun :

- Les archaebactéries (ou archéobactéries)- les bactéries (ou eubactéries)- les eucaryotes

Représentation schématiqued'un arbre philogénétique obtenuà partir de donnéesmoléculaires.[comparaison de séquencesnucléiques inter-espèces (ARNsribosomiques)]

Les bactéries peuvent être classées selon leurs caractères :

•biochimiques (classification en biotypes ou biovars)

•antigéniques (classification en sérotypes ou sérovars)

•pathogéniques (classification en pathotypes oupathovars)

•enzymatiques (classification en zymotypes ouzymovars)

•de sensibilité aux antibiotiques (classification enantibiotypes)

•de sensibilité aux bactériophages (classification enlysotypes ou lysovars)

•moléculaires : identification de l’ADN par ribotypie,hybridation ADN-ADN, hybridation ADN-ARN,séquençage de l’ARN ribosomique, etc

La classification bactérienne n’est pas forcément bien adaptée à lapathologie.

En bactériologie médicale, on peut classer les bactéries selon une

classification clinique : les bactéries sont la cause de grands syndromes(méningites, endocardites…) ou selon une

classification pathogénique : maladies dues à une même bactérie(staphylocoques, mycobactéries…) ou un même mécanismepathogénique (toxi-infections…).

Les bactéries peuvent aussi être classées selon : la plus usité

•la coloration de Gram

•la morphologie

•la mobilité

•la capacité à sporuler

•la température de croissance

•les besoins nutritionnels

•le mode respiratoire

•la capacité de photosynthèse

•l’utilisation des différentes sources de carbone ou d’azote

•le G+C% du génome.

Le rêgne (Procaryotae) est le premier niveau de classification. Vientensuite le domaine (), le phylum, la classe, l'ordre , la famille, le genre,et l'espèce. Cette dernière constitue l'unité de classification. Toutefois, ilest souvent nécessaire de subdiviser une espèce en différentes sous-espèces (subspecies).

Classification :

Les organismes procaryotes (Procaryotae) regroupent lesorganismes unicellulaires ne présentant pas de noyau individualisé,c'est à dire les Bactéries et les Archaebactéries. Les Eucaryotes(Eucarya) regroupent quand à eux l'ensemble des organismesunicellulaires ou multicellulaire à noyau individualisé.

Ex. classification du colibacille :

- règne : Procaryotae- domaine : Bacteria- phylum : Proteobacteria- classe : Gammaproteobacteria- ordre : Enterobacteriales- famille : Enterobacteriaceae- genre : Escherichia- espèce : Escherichia coli

L'on notera que les noms latins s'écrivent en italique et qu'au niveau de ladénomination d'une espèce, le nom du genre prend une majuscule :Escherichia, ce qui n'est pas le cas du nom de l'espèce : coli. On emploisouvent la notation suivante E. coli, ou le nom du genre est représentépar l'initiale.

http://www.microbes-edu.org/ http://www.infectiologie.com/site/enseignements.phphttp://www.infectiologie.com/site/EMIT.php