Structure de la Bactérie
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Structure Cours de Bactériologie Faculté de Médecine de Fès Dr. Sylvestre Tigaud Laboratoire de Bactériologie Centre de Biologie Nord Hôpital de la Croix-Rousse CHU de LYON Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. Structure Structure de la Bactérie Dr. Sylvestre Tigaud [email protected] Tel : +33 4 72 07 18 44 Fax : +33 4 72 07 18 42 Hôpital de la Croix-Rousse Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. Microbiologie Structure • Microbiologie = Biologie des microrganismes ou microbes Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. I - Généralités Structure • Cellules procaryotes • Capable de se développer dans un environnement adapté – synthèses cellulaires nécessaires à leur croissance et à leur multiplication • Parfois elles parasitent des cellules eucaryotes • Taille variable suivant les espèces – (0,2 à 6 micromètre) Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. Comparaison entre bactérie et cellule eucaryote II - Les enveloppes membrane cytoplasmique Structure • 1 - La membrane cytoplasmique – – – – – – entoure le cytoplasme (= C.eucaryote) trilamellaire phospholopidique + protéines Barrière osmotique entre la cellule et son environnement perméases échange par transport actifs enzymes respiratoires parfois fixation de flagelles responsables de la mobilité (hélices protéiques) Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. II - Les enveloppes Paroi Structure • 2 - La paroi Rigide, résistante, perméable • Composition : PEPTIDOGLYCANE – unique macromolécule – chaînes glucidiques reliées par des chaînons peptidiques – synthèse par des sous-unités du cytoplasme Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. 3 2 1 GlcNac MurNac chaîne glycanique GlcNac MurNac 1 MurNac 1 2 2 3 4 3 4 4 3 4 3 2 2 1 1 MurNac MurNac GlcNac Tétrapeptide (initialement pentapeptide) 1 = L-alanine 2 = acide D-glutamique 3 = acide diaminopimélique 4 = D-alanine ou L-lysine chaîne secondaire : exemple, Gly-Gly-Gly-Gly-Gly chez staphylocoque GlcNac MurNac 1 MurNac GlcNac 1 2 2 3 4 3 4 4 3 4 3 2 2 1 1 MurNac MurNac GlcNac MurNac 1 2 3 GlcNac Staphylococcus aureus peptidoglycane (redrawn from a slide by Hiramatsu, San-Diego ICAAC) Monomeric precursors Cytoplasmic localisation II - Les enveloppes Paroi Structure • Paroi des Gram + – peptidoglycane seul, très solide • Paroi des Gram – espace périplasmique (gel polysaccharidique) – peptidoglycane en couche très mince – membrane externe = LPS (lipopolysaccharide) qui a un pouvoir toxique (=endotoxine) – porines = protéines de transport Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. Paroi Gram Positif Structure Acides Teichoique Peptido-glycane Parietal -lactamases Transport actif Mb. Cytoplasmique Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. PLP Paroi Gram Négatif Mg++ Porine Structure GLP Mb. Externe Peptido-glycane Parietal -lactamases Transport actif Mb. Cytoplasmique Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. PLP Paroi des bactéries à Gram négatif Membrane externe avec : - lipopolysaccharide de surface = LPS - porines (protéines) pour le transport - récepteurs phages et bactériocines Peptidoglycane Espace périplasmique Membrane cytoplasmique Paroi des bactéries à Gram positif Peptidoglycane avec : - acides teichoïques Membrane cytoplasmique II - Les enveloppes Paroi Structure • Paroi des mycobactéries – peptidoglycane recouvert de – lipides externes complexes tels que les acides mycoliques (70% du poids) • Bactéries déficientes en paroi: – formes L (action des antibiotiques) – mycoplasmes Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. II - Les enveloppes Paroi Structure – Enveloppe rigide responsable de : • Forme – sphériques = cocci – cylindriques (bâtonnets) = bacilles – hélicoïdales = spirochètes • Arrangement ou groupement : dépend du plan de division – – – – chaînes (streptocoques) amas (staphylocoques) diplocoques (pneumocoques) palissades (corynébactéries) • Coloration : Gram +/- ; Ziehl Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. Aspect au Gram : Cocci Gram+ Structure Isolés, en diplocoques ou en amas : Staphylococcus Micrococcus Stomatococcus Isolés, en diplocoques ou en chaînette : Streptococcus Enterococcus Peptostreptococcus Gemella Leuconostoc Pediococcus Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. Aspect au Gram : Cocci GramStructure Isolés ou en diplocoques : Neisseria Moraxella Veillonella Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. Aspect au Gram : Bacilles Gram+ Structure Gros bacilles à bout carré : Taille moyenne : Bacillus Lactobacillus Clostridium Corynebacterium Lactobacillus Bifidobacterium Eubacterium Propionibacterium Listeria Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. Aspect au Gram : Bacilles Gram+ Structure Petits, en pallissade : Filamenteux, branchés : Corynebacterium Propionibacterium Propionibacterium Actinomyces Listeria Nocardia Rhodococcus Streptomyces Garderella Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. Aspect au Gram : Bacilles GramStructure Taille moyenne, épais : Taille moyenne, fins : Enterobacteriaceae Pseudomonas Bacteroides Enterobacteriaceae Prevotella Bacteroides Fusobacterium Prevotella Fusobacterium Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. Aspect au Gram : Bacilles GramStructure Pleomorphiques, long ou courts, souvent vacuolés : (Pseudomonas) (Enterobacteriaceae) Bacteroides Fusobacterium Petits, souvent cocco-bacillaires : Haemophilus Acinetobacter Moraxella Prevotella Porphyromonas Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. Bacilles GramStructure En forme de virgule : Vibrio Campylobacter En forme de spirale : Helicobacter Treponema Leptospira Borrelia Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. II - Les enveloppes glycocalyx et fimbriae Structure • • • • 3 - Le glycocalyx Présence très fréquente Fibres polysaccharidiques qui entourent la bactérie Responsable de l’attachement de la bactérie – aux cellules vivantes – à des supports inertes • 4 - Parfois existence de grosses protéines rigides : fimbriae ou pili (attachement spécifique) Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. II - Les enveloppes capsule Structure • • • • • 5 - La capsule Constituant inconstant Structure : polysaccharides acides Empêche la phagocytose (pouvoir pathogène) Les Ag capsulaires sont à la base de certains vaccins Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. III - Les constituants du contenu bactérien Structure • 1 - Cytoplasme – Gel colloïdal : • Eau : 80% • Substances organique et minéral – ARN • ARN ribosomal : Nombreux ribosomes : 2 sous-unité – Sous unité 30S : ARNr16S – Sous unité 50S : ARNr 23S • ARN soluble : ARNm et ARNt – Pas de mitochondries : les enzymes transporteurs d’électrons sont localisé dans la membrane cytoplasmique Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. III - Les constituants du contenu bactérien Structure • 2 – L’appareil nucléaire – Chromosome unique =ADN (80%) • • • ADN bicaténaire (double hélice) circulaire super-enroulé 3 000 à 6 000 gènes = génotype Déplié = 1 mm de longueur • - Enzymes (10%) C’est la machinerie de l’ADN • ADN polymérases (copient des doubles brins d’ADN) • Topoisomérases • ADN gyrases • Dr. ARN polymérases Diaporama du Jacqueline GRANDO. III - Les constituants du contenu bactérien Structure • 3 - Plasmides : – non indispensable – réplication autonome indépendante du chromosome – portent des gènes codant des avantages sélectifs • • • • gènes structuraux (fimbriae) gènes métaboliques gènes de production de toxines gènes de résistances aux antibiotiques,… – transmission de plasmides • aux cellules filles • à d’autres bactéries, même d’espèces différentes (multiples Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. Transmission Verticale d’un gène muté Structure Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. Transmission Verticale et Horizontale intra ou inter specifique de plasmide ou transposon Structure Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. IV - Les spores Structure • Spore = forme de survie de certains bacilles à Gram + (genre Bacillus , genre Clostridium) – métaboliquement inactive et non pathogène – Sporulation dans des conditions défavorables • Forme végétative : – métaboliquement active et potentiellement pathogène – germination dans des conditions favorables Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. Principe de Classification Structure • On adopte la classification binominale internationale des êtres vivants en Genre et espèce. Par exemple Homo sapiens. – N.B. Genre en italique, avec une majuscule, espèce en italique sans majuscule. Les noms sont latinisés, donc jamais d’accent. • La classification utilise traditionnellement la forme, le Gram, l’utilisation de l’oxygène, le métabolisme. • De plus en plus souvent, Séquençage de l’ARN16S Diaporama du Dr. Jacqueline GRANDO. Classification schématique des principales bactéries à Gram positif groupés en amas cocci aérobies ou anaérobies facultatifs Staphylocoques groupés en chaînettes Streptocoques Peptostreptococcus anaérobies avec spores aérobies ou anaérobies facultatifs Microcoques sans spores bacilles Bacillus Corynébactéries Listeria Lactobacilles Nocardia Mycobactéries avec spores Clostridium sans spores Actinomyces anaérobies Classification schématique des principales bactéries à Gram négatif aérobies Neisseria anaérobies Veillonella cocci aérobies bacilles anérobies facultatifs anaérobies microaérophiles Pseudomonas Salmonella Shigella Klebsiella Proteus Escherichia Yersinia Bordetella Haemophilus Pasteurella Vibrio Bacteroides Fusobacterium Campylobacter aérobies Leptospira anaérobies Borrelia Treponema Mycoplasma spirochètes sans paroi
