Microbiologie - Bactériologie

LV342 – Bactériologie – Dernière mise à jour 19/09/08
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Microbiologie - Bactériologie
16h d’enseignement = 10h de bactériologie + 4h de virologie + 2h microorg
eucaryotes
8h de TP
6 h de TD
TD1 semaine 42 TD2 semaine 44 TD3 semaine 47 (virologie)
1. Intro à la microbiologie ........................................................................................ 2
Qu’est ce que la microbiologie, obj de cours ....................................................... 2
Les 3 domaines du vivant .................................................................................... 2
Caractère de la cell bactérienne ...................................................................... 2
Présentation des microorganismes procaryotes ... Error! Bookmark not defined.
Présentation des microorganismes eucaryotes (levures, champignons, algues)
............................................................................. Error! Bookmark not defined.
Protozoaires et virus ............................................. Error! Bookmark not defined.
Croissance bactérienne la notion de régulation (facteurs sigma alternatifs) ........ 3
2. Diversité et classification des bactéries et des archae ..................................... 5
Nomenclature des bactéries ................................................................................ 5
3. Diversité de forme ........................................................................................ 5
Diversité nutritionnelle ......................................................................................... 5
Types respiratoires .......................................................................................... 5
Paramètre physico-chimiques et conditions optimales de croissance ............. 5
Diversité du métabolisme énergétique ................................................................ 6
La fermentation ................................................................................................ 6
La respiration (p4-6) ......................................................................................... 7
Respiration anaérobie (p4) .............................................................................. 7
Respiration chimiolithotrophe ........................................................................... 7
Phototropie ...................................................................................................... 8
Classification classique (Bergey) ......................................................................... 9
Classification par l’ARN 16S et par d’autres méthodes moléculaires .................. 9
Introduction à la métagénomique ........................................................................ 9
4. Les microorganismes dans leur environnement............................................. 15
5. Chimiothérapie anti bactérienne .................................................................... 18

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1. Intro à la microbiologie
Qu’est ce que la microbiologie, obj de cours
- production de substance qui nous protègent (bio insecticides : mais DT)
- bactérie utilisé pour production industrielle (plastique, dépollution, lessive…)
- photo$ assurée dans les océans par des microorg. (cyanobactéries)
- importance des microorganismes dans la compréhension de mécanismes
comme la traduction
Les 3 domaines du vivant
1) Virus (certains aussi gros que des bactéries)
2) Procaryote : ss noyau
= eubactérie + archae
3) Eucaryote : avec noyau + organelles (mitochondries) + membrane (traffic int ext)
cf schéma
- protozoaire (malaria)
- champignons (moisissure (filamenteux), levures)
- algues
-
Eucaryotes
Procaryotes
Mb nucléaire
Pas de mb nucl
chromosomes
Structure K + simple
Div par mitose
Pas de mitose
Polysacch pas de peptidoglycanes
Présence de peptidoglycanes
Mito
Ribosomes dans le cyto et mito
1 seul type de rbosomes
Flagelle simple
Cap de fixer azote
Caractères de la cell bactérienne
- mb plasmique contient liaisons différentes selon bactéries ou archae
o bac avec liaison ester (formule du Plip)
o archae avec liaison ether
- peptidoglycanes dans parois (sucres + aa : N-acéthylglucosamine lié par li
beta 1-4 avec l’N-acéthylmuramique (NAM)
- aa de la série L et D
- parois gram + : large épaisseur de
peptidoglycanes (prend coloration de
Gram = coloration avec cristal violet
permettant de différencier les bac),
- gram + = groupe homogène
- mb ext gram – diff des gram +
- périplasme (espace entre mb ext et int)
où se trouve le peptidoglycanes plus
épais chez les les gram +

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- La parois de gram + contient acide teichoique enchassé dans peptidoglycanes
- Mb ext gram - : contient LPS (lipopolysaccharides)
- bactérie sans peptidoglycanes = mycoplasmes = génome bactérien le plus
petit séquencé.
- Bactérie sans parois (enlevée) = sphéroplasme
- Nucléoïde , 1000 pdb, % en G+C = 25 à 75 %
- Ribosomes procaryotes : 70S = 50S(ARN 23S)+30S (ARN 16S) (2s/u)
- Flagelles à un seul pôle ou à multiples
- Bactéries peuvent avoir des inclusions (bacillus … fait cristal toxique pour
insectes, inclusions magnétiques capables de s’orienter, cyanobac inclusion
de gaz pour flotter au niveau de la colonne d’eau, bac qui produit plastique
biopol)
Classification
- classification grâce au séquençage de l’ARN 16S chez les procaryotes ou 18S
chez les eucaryotes
- Eucaryotes + Bactérie + Archae
Eucaryotes
Bactérie
Archae
Aussi sporulation mais
différente
sporulation
Mi chemin entre bac et
eucaryote
Métabolisme com bactérie
Machinerie de réplication,
traduction plus proche des
eucaryotes
Vie dans conditions
extrêmes ou dans
condition plus normale
com dans nôtre intestin
ARNpol proche des
eucaryotes résistante à
Croissance bactérienne la notion de régulation (facteurs sigma alternatifs)
- bac se divise par fission linéaire (formation d’un septum)
- se multiplie extrêmement rapidement (division plus lente que la réplication de
l’ADN , parfois plusieurs K)
- croissance bactérienne géométrique
si au départ population No à t = 0, alors au temps t N=No 2n , log N =log No + n log 2
n= nombre de génération = log 2 ( log N- log No)
Tps de génération = g = t / n = temps mesurant le doublement de la population
Taux de croissance = mu = 1/g
Définition du tps de génération graphiquement : en phase exponentiel t2-t1
- bactérie peuvent pousser en milieu solide (agar = extrait d’algue) , milieu
gélosé ou liquide

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- source d’E nécessaire pour culture dépendante de la bactérie
o phototrophe : lumière
o chimiotrophe : mol chimique
 src d’E organique (glucose) organotrophe, hétérotrophe
 src d’E minéral lithotrophe autotrophe pour utiliser le CO2
- src de carbone, azote, soufre, phosphate
- fer, magnésium,
Milieu complexe et riche , extrait de levure, bonne croissance à leur vitesse max
Milieu minimum simple défini permet d’étudier les bactéries
Si bac prototrophe elle poussera dans MM
SI meme bac possède une mutation la voix de $ d’un aa X, la bac sera auxotrophe
pour l’aa X.
Exemple de comparaison de temps de génération entre in vivo et in vitro
En général , plus long dans milieu naturel
Croissance en fermenteur
- courbe de croissance avec maintien de la phase exponentielle en ajoutant
constament de la src de C et de N en dosant O et en agitant la culture, en
ajoutant de l’antimousse, contrôle de la T°, contrôle du pH, la pression , les
src de nutriments, milieu constament rénové
- taux de croissance max
Type de croissances bactériennes rencontrées
1) la croissance en biofilm
- biofilm = matelas de microorg.
- Bac s’installe, forme microcolonie qui favorise l’attachement d’autres microorg
(eucaryotes + procaryotes) englobbbé par gaine polysaccharidiques.
- Resistance à détergent, aux anticorps
2) Endospores
- suite à un stress nutritif
- claustridium, bacillus …
- régulation de la sporulation :
- ARNpol = s/u alpha , beta , beta’, sigma
- Facteur sigma = définit spécificité du promoteur et l’affinité de
larn pol pour promoteur
- Cf schéma
- Dialogue moléculaire
- ou suite à un choc thermique (ex coli)
* facteur non traduit car structure 2r dans l’ARNm
* lors du choc thermique : chang de conf et traduction du facteur possible
* produ d’un noueau facteur sigma activant des promoteurs qui produiront des
protéines qui protègeront la bac contre les effets du choc thermique

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2. Diversité et classification des bactéries et des archae
Nomenclature des bactéries
Famille : entérobactériacés ; Genre : Escherischia ; Espèces : Coli ; Souche (la plus
connu) : souche K12
3. Diversité de forme
Coques,
Streptocoques (longues chaines de coques),
Staphylocoques (en grappe)
Bacilles (batonnet)
Vibriotravellés
Spiroquètes (Forme hélicoidale)
Filamenteuse
Avec capsule (mucus=polysacch rôle de protection)
Pigmenté
Avec flagelles
Avec pilus (différentes formes)
Diversité nutritionnelle
Types respiratoires
Type respiratoire
Relation avec l’oxygène
Métabolisme énergétique
Aérobie strict
Aéro-anaérobie ou
anérobie facultatif
Micro
Tube avec liquide trouble = pas besoin O2
O2 toxique car forme activée de l’oxygène active à l’air détruisent les acides
nucléiques, les …
Bac aérobie sont capable de détoxifier l’oxygène
Paramètre physico-chimiques et conditions optimales de croissance
Température
<20°C
entre 20 et 40
entre 40 et 80
>80°C
Psychrophile ou cryophile
Mésophile
Thermophile
Hypertrophile
pH
<6
entre 6 et 8
Acidophile
Neutrophile ou neutralophile