Microbiologie BIOL 3253 La nutrition Les besoins nutritifs courants Macro-éléments (macronutriments) Oligo-éléments (micronutriments) C, O, H, N, S, P, K, Ca, Mg, et Fe Nécessaire en quantités importantes. Mn, Zn, Co, Mo, Ni, et Cu Nécessaire en très faibles quantités Souvent, les impuretés de l’eau, la verrerie ou les composants habituels des milieux de culture sont suffisantes. Besoins spéciaux Exemple: acide salicilique chez les diatomées, ions sodium chez des bactéries halophiles, etc. Les besoins en carbone, hydrogène et oxygène Ces besoins sont fréquemment satisfaits ensemble. Autotrophes Utilisent du dioxyde de carbone comme principale source de carbone. Hétérotrophes Utilisent des molécules organiques comme source de carbone. Les types nutritionnels chez les micro-organismes Les types nutritionnels chez les micro-organismes Organismes mixotrophes: •Combinent les métabolismes chimiolithoautotrophes et hétérotrophes. Les besoins en azote, phosphore et soufre Nécessaires pour la synthèse de molécules importantes (i.e., acides aminés, acides nucléiques). L’azote peut provenir de différentes sources. Molécules organiques Ammoniaque par réduction anabolique du nitrate Nitrate Azote atmosphérique grâce au système de nitrogénase Le phosphore est habituellement fournit sous forme de phosphate inorganique. Le soufre est habituellement fournit sous forme de sulfate. Les facteurs de croissance Composés organiques. Constituants cellulaires essentiels (ou leurs précurseurs) qui ne peuvent pas être synthétisés par l’organisme. Doivent être fournit par l’environnement afin d’assurer la survie et la reproduction de l’organisme. Classes de facteurs de croissance: Acides aminés Nécessaires à la synthèse protéique. Purines et pyrimidines Nécessaires à la synthèse des acides nucléiques. Vitamines Fonctionnent comme des cofacteurs enzymatiques. Fonctions de quelques vitamines L’absorption de nutriments par la cellule Les mécanismes les plus fréquents sont: La diffusion facilitée Le transport actif La translocation de groupe La diffusion facilitée Similaire à la diffusion passive. Le mouvement des molécules n’est pas dépendant d’énergie. La direction du mouvement des molécules va de concentrations élevées vers des concentrations faibles. Le gradient de concentration affecte la vitesse de diffusion. Différent de la diffusion passive. Utilise des transporteurs transmembranaires (perméases). Un gradient de concentration plus faible suffit pour obtenir une diffusion à une vitesse plus élevée. Transport efficace de glycérol, sucres, et acides aminés. Processus plus important chez les eucaryotes que chez les procaryotes. La diffusion facilitée Notez le changement de conformation du transporteur. Le transport actif Processus dépendant de l’énergie métabolique. Utilisation d’ATP ou de force proton-motrice. Mouvement de molécules contre un gradient. Concentre les molécules à l’intérieur de la cellule. Utilise des transporteurs transmembranaires (perméases). antiport Une saturation du transporteur peut être observée (comme pour la diffusion facilitée). symport Les transporteurs ABC Le transporteur utilise l’ATP. Observés chez les bactéries, archéobactéries et les eucaryotes. La translocation de groupe Processus dépendant de l’énergie. Les molécules sont modifiées chimiquement lorsque transférées à travers la membrane. La capture du fer Les ions ferriques (Fe3+) et leurs dérivés sont insolubles et leur capture est ainsi très difficile. Les micro-organismes (principalement des bactéries et des mycètes) utilisent des sidérophores pour aider à cette capture. Les sidérophore sont des molécules de faible masse moléculaire qui complexent les ions ferriques et les fournissent à la cellule. Ces complexes sont ensuite transportés à l’intérieur de la cellule. Les milieux de culture Préparations utilisées pour faire croître, reproduire, transporter et conserver des microorganismes. Peuvent être liquides ou solides. Les milieux solides sont généralement solidifiés avec de l’agar (habituellement on utilise 1.5%). Importants pour l’étude des micro-organismes. Les mileux synthétiques ou définis Tous les composants et concentrations sont connus. Les milieux complexes Contiennent au moins un ingrédient de composition ou concentration inconnue. Les types de milieux Milieux de culture à utilisation générale Supporte la croissance de différents micro-organismes. i.e., gélose au soja (tryptic soy agar). Milieux enrichis Milieux de culture à utilisation générale auxquels on ajoute des nutriments spéciaux afin de favoriser le développement d’hétérotrophes fastidieux. i.e., gélose sang. Milieux sélectifs Favorisent la croissance de certains micro-organismes particuliers tout en inhibant la croissance d’autres espèces ou isolats. i.e., géloses MacConkey, Endo, éosine-bleu de méthylène. Sélectionne les bactéries Gram-négatives. Les types de milieux Milieux différentiels Permettent de distinguer différents groupes de bactéries et même d’identifier des microorganismes sur la base de leurs caractéristiques biologiques. i.e., gélose sang Bactéries hémolytiques versus nonhémolytiques. i.e., gélose MacConkey Bactéries qui fermentent le lactose versus nonfermenteurs. *Un milieux peut donc appartenir à plus d’une catégorie. L’isolement de cultures pures Culture pure Population de cellules provenant d’une seule cellule. Essentiel pour caractériser une espèce individuellement. L’isolement par étalement en surface, étalement en profondeur et par la technique de stries sont des techniques utilisées pour isoler des cultures pures. L’isolement sur boîte par étalement en surface et par la technique de stries Un mélange de cellules est étalé à la surface de l’agar de sorte que chaque cellule se développe en une colonie isolée. Ces colonies isolées permettent une croissance macroscopique où visuellement un amas de microorganismes peut être observé (chacun originant d’une même cellule). L’isolement sur boîte par étalement en surface et par la technique de stries Figure 5.7 1) Déposer un échantillon au centre d’une boîte de Pétri contenant de la gélose 2-3) Stériliser un étaloir. 4) Étalez l’échantillon à la surface de l’agar à l’aide de l’étaloir stérile. L’isolement sur boîte par étalement en profondeur La morphologie et la croissance des colonies Des espèces différentes forment des colonies caractéristiques. Figure 5.11b La morphologie La croissance des colonies Généralement, la croissance la plus rapide se produit au bord de la colonie. L’oxygène et les nutriments sont plus accessibles. La croissance la plus lente se produit au centre de la colonie. En nature, plusieurs micro-organismes forment des biofilms à la surface de différentes structures.