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Chapitre 1 : bactériologie générale
Un procaryote est un organisme unicellulaire ayant son ADN dans le cytosol et non dans un noyau. Il y aurait
5x10 bactéries dans le monde. Les microorganismes sont présents dans tous les cycles de la matière (carbone,
azote, souffre…).
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I-
Morphologie
Les bactéries présentent des morphologies en coques, en bacilles ou hélicoïdales. Il existe des bactéries
extrêmophiles qui présentent des formes spiralées. Les bactéries mobiles sont pour la grande majorité des bacilles.
La taille et la forme des bactéries peuvent varier en fonction du milieu de culture et du stade de développement.
II- Structure de la cellule procaryote
A- Les membranes
1- La membrane plasmique
La mbp des bactéries est formée d’une bicouche de phospholipides dans laquelle sont insérées des protéines
intrinsèques elles même fixées par des protéines extrinsèques. Des résidus glucidiques peuvent être présents sur les
lipides ou les protéines. Le phospholipide le plus présent dans la mbp est la phosphatidyl éthanolamine. Attention : il
n’y a pas de phosphatidyl choline ni de stérols ! Par contre la mbp contient des hopanoïdes pentacycliques qui la
stabilisent.
La mbp a un rôle structural pour la cellule, elle assure une perméabilité sélective, elle contient les
composants des chaines respiratoires et ceux de la photosynthèse. La base des flagelles est ancrée dans la mpb et
celle-ci possède les transporteurs des molécules de synthèse de la paroi ainsi que des récepteurs aux facteurs
environnementaux.
2- Les membranes internes
 Le mésosome : il s’agit d’invaginations de la mbp qui permettent la formation de la paroi, aident lors de la
réplication du chromosome et qui sécrètent certaines molécules.
 Les plis internes : ils sont surtout présents chez les bactéries photosynthétiques pour augmenter la surface
réactionnelle.
B- Le cytoplasme
Il contient l’eau de la cellule, dans laquelle baignent les ribosomes. Le cytosol peut contenir des corps
d’inclusion qui sont des réserves compartimentées (granules de glycogène) ou non (phosphate, glycogène) de
matières organique et inorganique. Les réserves de carbone sont soit le glycogène, soit du poly-β-hydroxybutyrate
(PHB). Il est possible de rencontrer des vacuoles gazeuses qui assurent la flottaison de la bactérie en milieu liquide.
La mbp et ce qu’elle contient forment le protoplaste.
C- L’information génétique
1- L’ADN chromosomique
Porte les caractères héréditaires et indispensables à la survie de la bactérie. Le nucléoïde est formé de 70%
d’ADN, des ARN et des protéines.
2- L’ADN plasmidique
Il s’agit d’un ADN circulaire conjugatif ou non. Sa réplication est indépendante de celle du chromosome, mais
il peut s’intégrer à celui-ci, il est alors appelé épisome. L’élimination d’un plasmide bactérien s’appelle le curage. Cela
se fait grâce à de l’acridine orange ou des radiations ionisantes.
Il existe différents types de plasmides :
 Facteur de fertilité (conjugaison).
 Facteur de résistance (sélection et criblage de banque).
 Facteur bactériocine colicines (peptide qui détruise les autres bactéries).
 Plasmide de virulence (résistance à des traitements, synthèse de toxines).
 Plasmides métaboliques (enzymes de dégradation de métabolites).
D- La paroi bactérienne
Elle est présente chez tous les procaryotes sauf les mycoplastes et les archéobactéries. Elle donne une forme
à la bactérie, la protège des variations osmotiques, contribue au pouvoir pathogène et possèdent des récepteurs.
La coloration de Gram permet de distinguer deux types de paroi :
 Gram + : une couche de peptidoglycanes (80 nm).
 Gram - : une membrane externe (8 nm) et une couche de peptidoglycanes (8 nm).
1- Structure du peptidoglycane
Il s’agit d’un gros polymère de N-acétylglucosamine (NAG) et de N-acétylmuramique (NAM). Un
pentapeptide est lié au NAM, généralement le premier est le L-Alanine, les suivants sont des acides aminés de
conformation D ou des dérivés qui ne sont pas rencontrés dans les protéines et le dernier est souvent du D-Alanine.
Ces peptides sont reliés entre eux via des ponts peptidiques au niveau des acides diaminés (lysine et acide mésodiaminopimélique). Différents chimiotypes existent :
2- Paroi des bactéries Gram +
Il y a en plus du peptidoglycane la paroi contient des acides teichoïques
(polymères de glycérol et ribitol reliés par des groupements phosphates) qui
sont liés à la mbp ou au peptidoglycane et qui apportent une charge globale
négative à la paroi.
3- Paroi des bactéries Gram –
Au-dessus de la mbp se trouve une fine couche de peptidoglycane,
reliée de façon covalente à une membrane externe par des lipoprotéines
de Braun. Sur la membrane externe se trouve des lipopolysaccharides.
Le LPS se décompose en trois parties :
Les phosphates du LPS apportent une charge
globale négative à la membrane. L’antigène O est
utilisé pour les tests de sérotypage.
4- Coloration de Ziehl-Neelsen
C’est une coloration différentielle de bactéries acido-alcoolo-résistantes (BAAR). Un frotti est chauffé en
présence de fuchsine et de phénol, puis il est traité avec une solution alcool/acide qui forme un gradient de
coloration rouge chez les BAAR (paroi épaisse, faible décoloration). Une contre coloration au bleu de méthylène
pour les non BAAR.
La paroi peut être éliminée par du lyzozyme (liaison NAM-NAG), de la pénicilline (inhibe la transpeptidation
du peptidoglycane) ou la bacitracine (déphosphorylation du bactoprénol pyrophosphate). En solution isotonique on
parlera de protoplastes (Gram +) et de sphéroplastes (Gram -).
E- Les composants extracellulaires
1- La capsule et couches mucoïdes : couche S
Elles sont formée par des polysaccharidiques organisés (capsule) ou non (couche mucoïde). La paroi est
observée chez certaines bactéries pathogènes. Elle empêche la phagocyte, la dessiccation, protège contre les virus,
permet un attachement aux surfaces et est un facteur de virulence.
2- Les fimbriae ou Pili et Pili F
 Les Pili sont de courtes structures en hélice (quelques µm) observées généralement chez les Gram – qui
permettent l’adhésion aux surfaces (pouvoir pathogène). Environ une centaine par cellule.
 Les Pili F sont plus épais que les fimbriae et moins représentés (1 à 10). Ils permettent la conjugaison.
3- Les flagelles
C’est une structure protéique de 15 à 20 µm de long observable après
précipitation au microscope optique. Elle est composée d’un corps basal (moteur
ancré à la mbp), d’un crochet flexible et d’un filament rigide. Les bactéries ciliées
avances de 60 fois leur longueur en une seconde.
Les bactéries possèdent d’autres modes de déplacement comme le
filament axial (rotation des spirochètes) et par glissement sur les surfaces solides.
III- Chiomiotactisme
Mouvements orientés vers les substances attractives et en sens opposé des substances répulsives. Les
chimiotactismes sont déterminés en milieu liquide à l’aide d’un capillaire et en milieu solide par un disque
membranaire. Les chimiorécepteurs sont localisés dans la mbp ou dans l’espace périplasmique.
IV- Sporulation bactérienne (endospore)
Certaines bactéries Gram + sont capables de développer
un forme de résistance en dormance qui résiste à la température,
aux UV, a la dessiccation et au produits chimiques. Il s’agit
souvent de bactéries pathogènes. Les endospores sont
observables après coloration au bleu de méthylène (incolore) ou
après coloration Schaeffer-Fulton (vert).
Les spores peuvent avoir différentes formes (sphérique,
cylindrique ou ovoïde), différentes localisations (centrale, subterminale ou terminale) et être déformant ou non.
L’endospore résiste à la chaleur grâce à des molécules qui stabilisent l’ADN et à son état de déshydratation.
L’endospore se forme lors d’un appauvrissement du milieu ou de modifications importantes des facteurs
physicochimiques. La sporulation fait intervenir 200 gènes regroupés dans 50 opérons.
Pour lutter contre les formes sporulées la technique utilisée est la tyndallisation.
Il faut trois cycles pour éliminer la totalité des spores.