III - Structure de la cellule bactérienne

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MICROBIOLOGIE GÉNÉRALE
CHAPITRE III : STRUCTURE DE LA CELLULE BACTÉRIENNE
On observe au microscope à fond clair car on peut y observer un état frais (cellules vivantes entre lame et lamelles ou un frottis
de cellules mortes). Pour réaliser un frottis, on étale les bactéries sur la lame, on fixe à la chaleur, on colore, on lave, et on
observe.
On peut aussi utiliser un microscope électronique sur coupe fine.
I – PRINCIPALES FORMES BACTÉRIENNES
o
o
Unicellulaires
- Sphériques (coccus) : différent selon l’axe de division et le nombre de cellules en diplocoques (1 axe, 2
cellules), streptocoques (1 axe, plusieurs cellules), tétrades (2 axes, 4 cellules), sarcines (pleins d’axes) ou
staphylocoque (amas cellulaire).
- Cylindriques (bacillus) : peuvent être simples, diplobacilles, streptobacilles, ou coccobacilles.
- Hélicoïdales : vibrion (hélice ≤ 1 tour), spirille (hélice longue et dure), spirochète (hélice longue et flexible)
- Prosthèques
Pluricellulaires
- Actinomycètes (streptomyces)
- Cyanomycètes (les trichomes et les hétérocystes)
II – DIVISION CELLULAIRE DES BACTÉRIES
La reproduction est de type clonale mais aussi parasexualité (via transformation, transduction, conjugaison). Le
bourgeonnement est rare mais on peut aussi avoir fragmentation.
III – COMPOSITION ET FONCTIONS
Structures internes
Dans une cellule il y a de l’ADN, hélicoïdal et fibreux. Celui-ci est dans le cytoplasme et forme le nucléoïde. Il est super-enroulé
9
10
en un seul chromosome ayant une masse de 10 à 10 kDa.
On trouve aussi les ribosomes qui traduisent l’ARNm en protéines. Il est en 70S avec une sous-unité 50S et une 30S.
Sur certains procaryotes, on trouve des vésicules à gaz assurant la flottabilité des bactéries en fonction de la lumière, du SH2, de
l’O2. Si réception d’un signal, le nombre de vésicules augmente, et elle flotte. Il existe également des substances intracellulaires
de réserve, pour maintenir la pression osmotique, compatibles avec le métabolisme :
- Glycogène/Amidon
- PHB utilisé en cas de carence de N
- Cyanophycine (polymère d’azote cyanobactéries)
On trouve également des composés inorganiques.
Membranes
Phospholipides (7) + Protéines (200) : c’est une barrière physique entre le cytoplasme et l’extérieur qui permet une perméabilité
sélective :
- Diffusion libre de l’eau
- Transporteurs
Elle permet également l’utilisation des systèmes énergétiques cellulaires, et la réplication de l’ADN néosynthétisé.
Paroi
o Composition : le peptidoglycane
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Paroi + membrane = enveloppe
La paroi couvre la membrane et est une condition sine qua non à sa survie. Toutefois il existe des bactéries
sans paroi qui se stabilisent à l’aide de stérols.
• Composé de 2 osamines : N-acétyl glucosamine et N-acétyl muramique. Ils sont disposés en chaines, de
façon alternée, reliée par des tétrapeptides de L-Ala, D-Glu, L-Lys (peut varier) et D-Ala. Le tout forme le
peptidoglycane.
+
Il y a un pontage qui les relie, direct chez les Gram , indirect avec pont de pentaglycine chez les Gram . Selon les espèces, le
peptidoglycane comme le tétrapeptide peut varier.
•
•
o
+
-
Différence Gram et Gram
GRAM POSITIF
La paroi contient 40 à 80 % de peptidoglycane, plus des acides teichoïques
(polyalcools – ester phosphate, libre ou associé aux feuillets ou aux NAMs) et
acides teichuroniques (Acide uronique + dérivé d’A.A. Rigidifie la paroi).
GRAM NEGATIF
Cette membrane supplémentaire est composée de :
• Phospholipides
• Protéines dont 70 % porines, pores remplis d’eau pour faire passer les nutriments hydrosolubles dans le périplasme. Il y
a aussi des récepteurs phagiques.
ଶ
ଵ
• Lipoprotéines : partie protéique (58 AA) + partie lipidique. libres, ancrées et liées au peptidoglycane toujours pas le
ଷ
ଷ
ème
3 acide aminé.
• Lipopolysaccharides (LPS) : parfois pathogène pour l’homme à cause de sa partie lipidique (ex : peste bubonique). Il y a
également une partie « core » sucrée (sucres enchaînés en C7 et C6) et un antigène O qui peut varier (sérotypes).
Le périplasme est un lieu de grande activité (synthèse paroi, chimiorécepteurs, systèmes ABC).
La capsule
Ou glycocalyx : élément non-essentiel qui protège contre l’environnement, les bactériophages, et ralentissant la déshydratation
en cas de pénurie d’eau. C’est également un facteur de virulence (S. pneumoniae avec capsule mort ; sans capsule pas
mort). Elle est composée de polysaccharides et de polypeptides.
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Appendices cellulaires
-
Pili, fimbriae : protéiques, fréquent chez les gram . Fimbriae pathogénicité car renforcement de l’adhésion aux
muqueuses. Plusieurs centaines par cellules. Pili sexuel aide à la conjugaison.
o Flagelles : assurent la mobilité. Monotriche un seul flagelle, Lophotriche Un faisceau de flagelles à un des
pôles, Amphitriche faisceaux aux deux pôles. Péritriche sur le pourtour.
Composition du flagelle :
- Un filament de flagelline.
- Un crochet
- Un corps basal composé de 4 anneaux : disque L sur la membrane externe, disque P sur le
peptidoglycane, disque S et M sur la membrane interne. Ces deux derniers sont entourés d’un bol
de protéines Mot, qui permet au système de bouger par force protomotrice à 200 à 1000 tours
par minutes. Il faut 1000 protons pour faire un tour.
Mobilité des péritriches
Tout les flagelles s’organisent et tournent en un sens antihoraire avancée. Toutefois pour tourner les protéines FLI
commandent l’inversion du sens, provoquant la dispersion brutale des flagelles et la bactérie se tourne : c’est la phase de
culbute.
Tactisme : déplacement suite à un stimulus
- Tactisme positif
• Chimio-attractant : attirance via un gradient un sucre, d’Acide aminé, etc.… la bactérie
ne se déplace plus n’importe comment mais va vers la zone concentrée.
• Phototactisme : attirance par la lumière
• Aérotactisme : attirance par l’O2
• Magnétotactisme : attirance magnétique
- Tactisme négatif
• Tactisme répulsif : substance toxique
Ce phénomène est chimique : l’arabinose entre par les pores, il est transporté à un MCP, qui l’hyper-méthyle entrainant des
phosphorylations formant les protéines CHE qui vont venir activer les Mot.
Flagelles des spirochètes : un peu particulières car internes, mais à l’extérieur de la paroi, dans une gaine.
o
Les endospores
+
Certains Gram peuvent sporuler en cas de dessiccation par exemple. Les spores sont résistantes aux rayonnements, au gel, à la
chaleur (autoclave à 120° au lieu de 70° pendant 20 minutes pour les tuer), et aux substances. La sporulation se fait en trois
étapes :
- Allongement de la bactérie, réplication ADN, formation du septum transversal (invagination membranaire
isolant l’ADN du reste).
- Formation du peptidoglycane entre les deux membranes : stade cortex.
- Formation de la tunique sporale à l’extérieur puis éjection.
Une spore contient :
- ADN
- ARN
- Ribosomes
- Enzymes
- SASP (protéines acides protectrices de l’ADN, puis lors de la germination, servent de source de carbone.)
- Acide dipicolinique (« éponge à eau » grâce au calcium. Déshydrate la spore.)
Lors de la sporulation, lésion de la tunique, dégradation des couches protectrices, entrée d’eau et reprise du métabolisme.
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