Novembre 2006Cellule procaryote1 4.5. Spore (endospore) Bacillus Bacillus anthracis

novembre 2006 Cellule procaryote 1

4.5. Spore (endospore)

Bacillus

Bacillus anthracis

4-5-1- Définition

Spore = structure

fabriquée par 2 genres de bacilles Gram + (Clostridium et Bacillus) dans des conditions défavorables,

libérée ensuite hors de la cellule,

capable de résister très longtemps dans le milieu environnant jusqu’à ce que les conditions redeviennent favorables,

redonnant ensuite lorsque les conditions redeviennent favorables un bacille identique au bacille initial par germination.


SPORULATION

GERMINA TION

CYCLE SPORAL

Conditions défavorables (manque de nourriture…) mais pas un fort chauffage…

Conditions favorables (eau et nourriture…) et un facteur déclenchant (choc thermique par ex.

4-5-2- Bactéries capables de sporuler

Uniquement 2 genres de bacilles Gram + :

Toutes les bactéries du genre Bacillus : bacilles Gram + aérobies (aérobies stricts ou aéro-anaérobies).

Toutes les bactéries du genre Clostridium : bacilles Gram + anérobies stricts.

Observation au microscope optique à contraste de phase àl’état frais des spores de Bacillus et de Clostridium

ClostridiumBacillus

Mise en évidence des spores au microscope optique :

Bacillus anthracis

Colorations non spécifiques : Gram

Mise en évidence des spores au microscope optique :

Colorations spécifiques : Vert Malachite

Bacillus subtilis

4-5-3- Morphologie et structure4-5-3-1- Morphologie externeb/ Résultats

a) Centrale ovalaire non déformante

b) subterminale

c) terminale

d) Terminale ronde déformante

4-5-3- Morphologie et structure4-5-3-1- Morphologie externeb/ Résultats

Spore =

Masse sphérique ou ovoïde

Masse déformante ou non déformante

Masse centrale, subterminale ou terminale

Remarque : caractères à bien observer car utilisés pour la taxonomie des bactéries des 2 genres.

4-5-3- Morphologie et structure4-5-3-2- Morphologie internea/ Techniques d’étude

Microscopie électronique à transmission


Bacillus

Spore au microscope électronique à transmission

4-5-3- Morphologie et structure4-5-3-2- Morphologie interneb/ Les divers constituants de la spore

Exosporium

Tunique

Cortex

Paroi

Membrane plasmiqueProtoplaste = Cytoplasme

4-5-3- Morphologie et structure4-5-3-2- Morphologie interneCaractéristiques de quelques constituants de la spore

• Tuniques de nature protéique

• Cortex constitué de peptidoglycane et de dipicolinate de calcium

• Paroi et membrane plasmique de composition comparables à celle de la bactérie

• Protoplaste (ou cytoplasme) caractérisé par une très grande pauvreté en eau et la présence d’enzymes inactives

4-5-4- Propriétés, caractéristiques de la spore4-5-4-1- Caractéristiques de composition chimique

• Pauvreté en eau (spore : 5 à 15 % d’eau alors que bactérie : 80%)

• Présence massive de dipicolinate de calcium

• Inactivité des enzymes

4-5-4- Propriétés, caractéristiques de la spore4-5-4-2- Caractéristiques physiologiques : exceptionnelle résistance aux agents physiques et chimiques Thermorésistance (résistance à un chauffage de 10 min à

80°C, voire même à 100°C) du fait du dipicolinate de calcium du cortex et de la déshydratation du cytoplasme

Imperméabilité

Résistance aux produits chimiques du fait de l’imperméabilité des enveloppes

Résistance aux radiations

Résistance à la dessication, aux fortes pressions, …

4-5-4- Propriétés, caractéristiques de la spore4-5-4-3- Causes de la thermorésistance

Imperméabilité de la spore grâce au dipicolinate du calcium du cortex et à la présence des tuniques

Déshydatation du cytoplasme

Stabilisation de l’ADN grâce au dipicolinate de calcium

Stabilité accrue des protéines cellulaires

4-5-4- Propriétés, caractéristiques de la spore4-5-4-3- Conséquences de la thermorésistance

Survie des spores après une mauvaise stérilisation (température ou durée insuffisantes) ou une désinfection avec un produit non sporicide

Germination des spores si milieu redevenu favorable avec production de toxines par certains bacilles (Clostridium botulinum, Bacillus cereus..)

Troubles chez le consommateur de l’aliment ou chez le patient en contact avec un matériel chirurgical mal désinfecté ou mal stérilisé.


Autoclaves

Stérilisation à 120°C en atmosphère humide donc sous 200 kPa

4-5-5- Le cycle sporal

Cycle sporal =

Sporulation (formation d’une spore)

+

Germination de la spore (réobtention d’un nouveau bacille)

Le cycle sporal : L’endospore bactérienne

SPORULATIONCycle

végétatif

préspore

Cortex

Tunique

GERMINATION

Libération de la spore

Maturation

Enkystement

4-5-5- Le cycle sporal4-5-5-1- La sporulation a/ Facteurs déclenchant la sporulation

- Epuisement en substances nutritives

- Deshydratation

Induction de la dérepression des gènes de la sporulation, donc synthèse des protéines spécifiques de la spore.

Attention : pas de sporulation lors d’un chauffage, seulement thermorésistance des spores préexistantes.

4-5-5- Le cycle sporal4-5-5-1- La sporulation b/ Durée de la sporulation

- 7 heures environ

Apparition de la thermorésistance environ 6 heures après le début.

4-5-5- Le cycle sporal4-5-5-1- La sporulation c/ Mécanismes de la sporulation



schma commentaire

Formation d’un filament axial après replication (filament axial : 2 molécules d’ADN)

Séparation des deux filaments : l’un des filaments s’entoure d’une membrane , formation d’une préspore.

Les enveloppes se complètent (paroi, cortex, tuniques avec synthèse d’acide dipicolinique dans le cortex entraînant la thermorésistance puis le DNA externe est lysé.

L’endospore est libérée par lyse de la paroi bactérienne.

4-5-5- Le cycle sporal4-5-5-2- La germinationa/ Facteurs déclenchant la germination

Déchirure des enveloppes externes due :

- à une élévation de la température (65 à 70°C)

- à une rupture mécanique des enveloppes.

4-5-5- Le cycle sporal4-5-5-2- La sporulation b/ Mécanismes de la germintion



Mécanismes de la germination :

Phénomènes :

• Déchirure des enveloppes provoquant une entrée d’eau qui active les enzymes détruisant le cortex

• Excrétion du dipicolinate et donc perte de la thermorésistance

•Redémarrage du métabolisme : synthèse d’une nouvelle couche de peptidoglycane, de ribosomes…

• Libération d’un nouveau bacille identique à celui qui avait donné la spore.


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Novembre 2006Cellule procaryote1 4.5. Spore (endospore) Bacillus Bacillus anthracis