Structure dune nanomachine bactérienne
A. L'aiguille est formée d'un tube creux d'une longueur d'environ 50-100 nanomètres protéines bactériennes dans la cellule hôte.
2. La Cellule bactérienne 2.1. Techniques dobservation de la
cellules) : Staphylocoques Streptocoques … - bactéries de forme allongée ou bacilles isolés
Corrigé TD Biologie appliquée Microbiologie Nutrition Alimentation
TD 17 – STRUCTURE ET ULTRASTRUCTURE DES BACTÉRIES (1) . sont immobiles ; leur structure est proche de celle d'une cellule animale.
Cours de Microbiologie générale L2 Ecologie et environnement
la cellule bactérienne avec des processus métaboliques extrêmement variés
bactériennesMultiplication et croissance
longueurs observées entre la valeur X et la valeur 2X ;. Page 6. Le changement de volume de la cellule bactérienne sous l'effet des synthèses dépend
Numération bactérienne en épifluorescence par la méthode couplée
la biomasse bactérienne en aval des rejets de l'agglomération d'Angoulême. La mise en évidence de cellules de grande taille (biovolume moyen de 03 µm3) et.
STRUCTURE BACTERIENNE.pdf
Chez les bactéries on distingue des structures obligatoires
Cours de Microbiologie Générale Chapitre II : La cellule bactérienne
Une bactérie est un être unicellulaire (procaryote) de petite taille de morphologie variable qui présente des caractéristiques propres.
Kit pGLO de Transgénèse Bactérienne
une lumière UV de grande longueur d'onde. bactérienne se produit quand une cellule intègre un nouveau fragment de matériel génétique (ADN).
Cours de Microbiologie générale
L2 Ecologie et environnement - Hydrobiologie marine et continentaleRéalisé par Mme LADAIMIA.S
CHAPITRE I : LE MONDE MICROBIEN
1. Introduction
La microbiologie est une discipline qui étudie les micro-organismes et leurs relations avec
l'environnement. Les microorganismes aussi appelés protistes, sont des organismes vivants de taille microscopique vivant en milieux aquatiques et terrestres, où ils assurent principalement la décomposition des substances organiques mortes. Parmi eux, on trouve ceux qui sontresponsables de maladies, ceux qui sont bénéfiques et d'autres qui sont inoffensifs. Les
microorganismes, découverts bien après les plantes et les animaux, se caractérisent par leur très
grande diversité (plus de 500 000 espèces) et leur mode de vie. La microbiologie étudie les microorganismes sous tous leurs aspects: leurs caractéristiques ethabitats, les relations existant entre eux et avec les animaux et végétaux, leur importance pour
notre santé, l'environnement et l'industrie. Selon les groupes microbiens étudiés, on distingue la mycologie (champignons), la phycologie(algues), la parasitologie (parasites), la virologie (virus) et la bactériologie (bactéries).
Toutefois, les virus (microorganismes particuliers) possèdent un seul type d'acide nucléique (ADN ou ARN) et ne peuvent se multiplier qu'à l'intérieur des cellules qu'ils infectent.2. Historique
Au début du 18ème siècle, Antonie van Leeuwenhoek fut le premier à observer des "animalcules » grâce à des microscopes de sa fabrication (Fig.1). Il fallut cependant attendre
200 ans pour que la microbiologie connaisse un réel essor, amorcé avec les travaux fondateurs
de Louis Pasteur et Robert Koch.En une quarantaine d'années, d'incroyables progrès conceptuels et techniques seront réalisés.
L'étude des bactéries pathogènes conduit à l'invalidation de la théorie de la génération
spontanée, la conception des premiers vaccins, la mise en évidence des antibiotiques et des processus de fermentation. Un peu plus tard, Martinus Beijerinck et Sergei Winograsky démontrent l'existence de métabolismes variés. Leurs travaux sur les bactéries du sol et de l'eau ouvrent la voie de l'écologie microbienne,A partir des années 50, après la découverte de la structure de l'ADN par James Watson, Francis
Crick et Rosalind Franklin, le développement des outils de la biologie moléculaire va véritablement révolutionner notre vision du monde bactérien. Les progrès de la génétique moléculaire et de la biochimie donnent une image complexe dela cellule bactérienne, avec des processus métaboliques extrêmement variés, précis et
parfaitement régulés. Les études de taxonomie ont également progressé de façon spectaculaire
grâce à la rapidité avec laquelle on peut maintenant accéder à la séquence d'un acide
nucléique. En 1977, Carl Woese et George Fox développent les théories et les outils dela phylogénie moléculaire pour étudier les processus de l'évolution. C'est grâce à ces études
que l'arbre universel de la vie, avec les trois règnes du vivant, les Archaea, les Bacteria et les
Eukarya, a été construit. Ces outils sont utilisés à l'heure actuelle en écologie microbienne pour
décrire les nouvelles espèces et étudier la structure des populations bactériennes dans
l'environnement.Fig. 1 : Antonie van Leeuwenhoek
3. Place des microorganismes dans le monde.
Bien avant, les êtres vivants étaient classés dans le règne des végétaux ou dans le règne des
animaux.La découverte des microorganismes a rendu difficile leur classement à cause de leurs caractères
Un troisième règne, protiste, est alors proposé par Haeck en 1886. Il rassemble les algues, les
protozoaires, les champignons et les bactéries. Les Archéobactéries, découvertes récemment,
Les microorganismes représentent la forme dominante de la vie sur terre.Les microbes ont de vie. Les microbes représentent plus de 60% de toute la matière organique sur terre.4. Les protistes
4.1. Structure et reproduction :
Les protistes sont définis par des propriétés communes et spécifiques : leur taille microscopique,
leur organisation simple et unicellulaire pour la plus part. Si pluricellulaires, alors leurs cellules
sont équivalentes, sans aucune différence morphologique, physiologique ou fonctionnelle. Lesprotistes ont une taille plus réduites que celles des cellules animales et végétales. Leur taille
réduite les confère des avantages physiologiques. Les protistes et en particulier les bactéries ont
des modes de reproduction simples, spécifiques et rapides (temps de génération courts). *Escherichia coli par exemple, se reproduit par simple division binaire en 20 minutes. Cela se produit bien sûr en conditions optimales de culture en laboratoire. Ces taux de croissance exceptionnels induisent des rendements de croissances incomparables.4.2. Métabolisme et écologie :
Les microorganismes ont une propriété fondamentale qui est la diversité de leur métabolisme.
Chaque micro-organisme est spécifiquement adap
moins limité de substrats. Ce qui explique leur distribution en fonction des caractéristiques nutritionnelles et physicochimiques du milieu. Les microorganismes peuvent métaboliser toutes les substances organiques naturelles et même synthétiques. Ce processus constitue laminéralisation de la matière vivante et le recyclage des éléments chimiques qui forment la
en présence de leurs substrats spécifiques. Les micro-organismes sont ubiquitaires, ils sont présent dans tous les écosystèmes, on les retrouve dans les mers et les océans, ils constituent la biomasse (base du 1er échelon de la chaine alimentaire) qui nour la minéralisation de la matière organique. Les micro-organismes participent activement auxé2, H2,
N2 CO2, CH4
utiles à notre bien-être digestif, elles nous procurent les enzymes nécessaires à la digestion de
-organismes dangereux colonisent le tube digestif et nous rendent malades.4.3. Organisation biologique des protistes
4.3.1. Protistes unicellulaires
la plus part des protistes, bactéries, protozoaires, levures et de nombreuses algues. Une cellule unique qui se suffit à elle-même et qui constitue un organisme complet et autonome, donc doué de toutes les fonctions de la vie : nutrition, croissance et reproduction (Fig. 2).Fig.2 : Protistes unicellulaires
4.3.2. Protistes pluricellulaires
Ce sont principalement des champignons (Fungi) et des algues formés de plusieurs cellules identiques, sans aucune différence structurale ou physiologique (Fig.3).Fig. 3 : Protistes pluricellulaire.
4.3.3. Protistes coenocytiques
nombreux noyaux sans cloisonnement (septum) entre eux. Ils sont majoritairement aquatiques, parasites ou saprophytes. Ce sont les seuls membres des champignons possédant le caractère de la mobilité (Fig. 4).Fig. 4: Protistes coenocytiques
CHAPITRE II : LA CELLULE BACTERIENNE
1. Généralités :
La cellule bactérienne est un microorganisme procaryote unicellulaire simple, de morphologie variable et de très petite taille, présentant des caractéristiques propres: Le matériel génétique (ADN) est libre dans le cytoplasme.Sa taille : varie entre 1 et ȝ
LLndries.
méiose).Compte tenu de leur taille (de l'ordre du micron), les bactéries sont visualisées au microscope
optique sans coloration (état frais) ou après coloration (état coloré). colorants. : Observation des frottis séchés, fixés et colorées. Diversestechniques de coloration existent, mettant en évidence des affinités tinctoriales différentes telle
la coloration de Gram, coloration de Ziehl-Nielsen.3. Différentes tailles et formes et bactériennes
Au sein du monde bactérien, la taille et la forme sont très variable.ȝ et les plus longues peuvent
ȝentre
On distingue plusieurs formes :
Des formes sphériques (coques ou cocci).
Des formes cylindriques sous forme de bâtonnet droit ou bacille (allongée) Exp : E.coli,
Salmonella, Bacillus.
Des formes spiralées ; les spirochètes.
Certains bacilles peuvent être incurvés comme le Vibrio cholerae.Les bactéries sont en général groupées entre elles selon des modes de groupement spécifiques.
Chez les coques, on peut distinguer les diplocoques (paires), les streptocoques (en chaînes), les staphylocoques (en amas, sous forme de grappes de raisin) ou les tétrades (sarcines). Les bacilles se présentent soit en paires soit en chaînes (streptobacilles). Le mode de groupement est déterminé par le mode de division; il peut aider dans l'orientation de l'identification des bactéries. Fig.1 : différentes formes et associations bactériennes.4. Structure de la cellule bactérienne :
Chez les bactéries, on distingue des structures obligatoires, présentes chez toutes les bactéries
et des structures dont la présence est facultative et caractérisent certains groupes bactériens
(Fig.2).Concernant les structures obligatoires, on trouve le cytoplasme, généralement constitué d'un
hyaloplasme où baignent essentiellement des ribosomes et parfois des éléments appareil nucléaire diffus non entouré par une membrane. La membrane cytoplasmique qui entoure le cytoplasme possède deux feuillets phospholipidiques contenant des protéines. Au-dessus de la membrane cytoplasmique, on trouve la paroi qui forme une enveloppe rigide. Les structures facultatives, quant à elles, peuvent être des polymères de surface comme la capsule, des appendices comme les flagelles et les pili ou des structures génétiques comme les plasmides (molécules d'ADN extrachromosomiques). Les endospores caractérisent quelques genres bactériens (Bacillus et Clostridium). Fig.2 : Représentation schématique montrant les différentes structures bactériennes1. La paroi bactérienne :
enveloppe rigide assurant l'intégrité de la bactérie, responsable de la forme descellules. Elle constitue le squelette externe de la bactérie et représente environ 30 % du poids
total de la bactérie. La partie commune de toutes les parois bactériennes est le peptidoglycane
(ou muréine). Elle est mise en évidence par la coloration de Gram.La Coloration de Gram
En 1884, le médecin danois, Christian Gram a fait la distinction entre deux types de bactéries:
Les bactéries à Gram positif (Gram +) et les bactéries à Gram négatif (Gram -). Ceci a été possible après avoir coloré un frottis bactérien comme suit:1. Coloration des bactéries par le violet de Gentiane
2. Addition d'une solution de lugol (solution iodo-iodurée, de mordançage)
3. Traitement par l'alcool ou un mélange alcool + acétone.
Après la troisième étape, certaines bactéries restent colorées en violet, elles sont dites Gram+
d'autres se décolorent, elles sont dites Gram-. Ceci montre donc qu'il existe des différences structurelles et/ou chimiques entre ces deux types de bactéries.Pour pouvoir bien observer les bactéries décolorées, on utilise un deuxième colorant, la
fuchsine de couleur rosâtre. Les bactéries à Gram+ gardent leur coloration violette alors que
les Gram- prennent une nouvelle coloration celle de la fuchsine et apparaissent ainsi de couleur rose (figure 2).Fig. 3 : Observation
Gram - (roses).
Protoplastes et sphéroplastes
- Des bactéries à Gram positif colorées en violet et traitées par le lysozyme qui attaque le
peptidoglycane de la paroi; ceci a pour résultat l'obtention de formes cellulaires dépourvues de
paroi, appelées protoplastes. Pour éviter que les protoplastes éclatent, il faut travailler dans
un milieu légèrement hypertonique (addition de saccharose).- Les bactéries à Gram négatif, traitées par le lysozyme, produisent des formes cellulaires qui
gardent une partie de leur paroi; elles sont appelées sphéroplastes. Les protoplastes gardent leur coloration violette ce qui montre que la coloration a lieu au niveau du cytoplasme. Quand on traite ces protoplastes par l'alcool, ils se décolorent; ceci prouve quec'est la paroi qui empêche les bactéries à Gram positif de se décolorer. La paroi des Gram
négatives, par contre, est perméable à l'alcool.Ces expériences montrent clairement que la différence de comportement des bactéries vis à vis
de la coloration de Gram est due à des différences entre la paroi Gram+ et la paroi Gram-. Fig.4 : Structure de protoplaste (a) et de sphéroplastes (b). Le microscope électronique et le développement des techniques d'analyse biochimiques ont permis de bien élucider les différences structurales et de composition chimique existant entre la paroi G+ et la paroi G-. (Tab. 1). La paroi des bactéries Gram- est riche en lipides (tableau 1), ce qui la rend perméable à est imperméable à et le cytoplasme reste coloré en violet. Tab1 : Comparaison entre parois des bactéries à Gram positif et à Gram négatifs.Structure de la paroi
L'un des constituants essentiels qui caractérisent les parois bactériennes est le peptidoglycane
ou la muréine (mucopeptide). Il s'agit d'un hétéropolymère complexe formé de 3 éléments
différents :1. une structure composée d'une alternance de molécules de N-acétyl glucosamine et d'acide N-
acétyl muramique.2. des chaînes latérales peptidiques, composées de 4 acides aminés et attachées à l'acide N-
acétyl muramique ;3. un ensemble de ponts inter-peptidiques.
Dans le monde bactérien, on rencontre essentiellement deux types de paroi :1- Paroi épaisse et dense:
Elle est constituée essentiellement de muréine, pouvant représenter jusqu'à 90 % des
constituants de la paroi bactérienne, à laquelle sont associés des acides téichoïques. Cette
structure caractérise la paroi des bactéries à Gram+ (figure 7). Fig. 5 : Composition de la paroi des bactéries à Gram positif. Fig. 6 : Paroi des bactéries à Gram positif vue au microscope électronique.2. Paroi fine et lâche :
Elle caractérise les bactéries à Gram négatif. Elle a une structure relativement complexe
constituée d'une fine couche de mucopeptide à structure lâche (5 à 20 % des constituants de la
paroi bactérienne) recouverte à l'extérieur d'une membrane externe.Cette paroi est séparée de la membrane cytoplasmique par un espace dit espace périplasmique.
La membrane externe est constituée de lipides (phospholipides et lipopolysaccharides) organisés en deux couches hydrophiles séparées par une couche hydrophobe.Dans l'épaisseur de cette membrane sont associées des protéines, qui peuvent être des protéines
de structure ou des porines qui permettent le passage de petites molécules telles que les antibiotiques. Les lipopolysaccharides les plus externes portent les antigènes O des bactéries et constituent l'endotoxine des bactéries. Fig. 7 : Composition de la paroi des bactéries à Gram négatif. Fig. 8 : Paroi des bactéries à Gram négatif vue au microscope électronique.2. Membrane plasmique
Composition chimique et structure moléculaire
membrane plasmique des bactéries est une structure flexible et dynamique. Elle est organisée en bicouche asymétrique, avec un côté polaire hydrophile et un autre non polaire hydrophobe ce qui lui confère un caractère amphipatique. (bicouche phospholipidique) mais avec moins de glucides et dépourvue de stérols, comme leFig. 9:
bactérienne. De nombreuses membranes bactériennes contiennent des stéroïdes pentacycliques, les hopanoïdes, qui ont un rôle de stabilisation des membranes. De plus, la membrane plasmique est composée de plus de protéines (60 à 70%) que de lipides (30 à 40 %). Ces protéines remplissent un rôle fonctionnel (enzymatique) et structural. - Les protéines extrinsèques ou périphériques (20-30%), facilement extraites des- Les protéines intrinsèques ou intégrales (70-80%) sont amphipatiques, les régions
hydrophobes sont enfouies dans la couche lipidique.Les protéines peuvent se déplacer latéralement et se terminent souvent à leurs surfaces externes
de la membrane plasmique par des glucides.Fonction de la membrane plasmique :
La membrane plasmique assure plusieurs rôles dans la cellule bactérienne : - Maintien le cytoplasme et le sépare du milieu extérieur.- Sert de barrière perméable sélective (barrière semi-perméable) permettant le passage de
molécules lipophiles et empêche le passage des molécules hydrophiles. la membrane (nutrition, rejet de déchets, sécrétion). On distingue 2 grands types de transport : Le transport passif : se fait dans le sens du gradient de concentration Le transport actif : se fait en sens inverse du gradient de concentration des molécules, ce qui - Site de beaucoup de processus métaboliques (respiration, photosynthèse, synthèse - La membrane plasmique possède des protéines membranaires ayant pour rôles :Enzymes
molécules nécessaires à la synthèse de la paroiEnzymes de la chaîne respiratoire
Transporteurs
la membrane plasmique. - onnement - Site de fixation des flagelles.- De plus, la membrane joue un rôle important dans la détection de composés présents dans
le milieu environnant grâce à la présence de protéines transmembranaires du chimiotactisme. Ceci permet aux bactéries dotées de flagelles de " nager » vers les endroits qui leur sont les plus favorables, les plus riches en nutriments par exemple et de toxiques. Ces protéines interviennent dans le sens de rotation des flagelles.3. Cytoplasme :
Le cytoplasme des bactéries est plus simple que celui des cellules eucaryotes. Il est constitué
de : - Protéines cytoplasmiques (protéines de structures et enzymatiques) - Granulations de réserve (Glycogène, ȕ- - ARN solubles (ARN messager et ARN de transfert) et surtout en ARN ribosomal (Ribosomes). L'ensemble des constituants cytoplasmiques est placé dans un gel colloïdal, qui contient 80 %d'eau et des substances organiques et minérales, à une pression interne variable (5 à 20
atmosphères).4. Ribosomes :
A un nombre voisin de 15000 unités par bactérie (18000 chez Escherichia coli), les ribosomesreprésentent 90 % de l'ensemble de l'ARN. Se sont de petite granulation sphérique de 10 à 30
nm de diamètre, leur constante de sédimentation est 70S pour une masse moléculaire de 3×106
Daltons. Les ribosomes sont constitués de protéines (37%) et d'ARN ribosomales (63%). Lasous-unité 30S contient de l'ARNr 16S; la sous-unité 50S est constituée d'ARNr 23S et d'ARNr
5S. La ligature entre les deux sous-unités des ribosomes est assurée par des liaisons ARN-
protéine et protéine-protéine. appelées polysomes.5. Appareil nucléaire (ADN) :
héréditaires de la bactérie. -Un désoxyribose -Une base purique (Adénine et Guanine) ou pyrimidique (Cytosine et Thymine).Le coefficient de Chargaff
espèExemple : CG% = 50% chez E. coli
Le chromosome bactérien se caractérise par : unique, continu et circulaire.Chez E. coli9
daltons et 5 x 106 paires de bases.6. Flagelles
Les flagelles, encore appelés cils, sont des structures bactériennes facultatives. Ce sont desorganes filamenteux, permettant la locomotion des bactéries. Chez les entérobactéries ils
permettent une vitesse de déplacement de 10 à 20 micromètres par seconde; à l'échelle humaine,
cette vitesse correspondrait à environ une soixantaine de km / h.sont composés de protéines (flagellines), d'un PM de 15 à 70 kDal. Leur nombre varie de 1 à
30 selon les espèces bactériennes. Ils sont souvent rencontrés chez les bacilles et rarement chez
les coques. Ils jouent un rôle important dans la spécificité antigénique des bactéries (antigènes
H). Vu leur faible épaisseur, pour pouvoir les observer au microscope photonique, on fait appel à des techniques de coloration spéciales qui permettent l'épaississement des flagelles. Les flagelles sont attachés dans le cytoplasme bactérien par une structure complexe. Ils sontconstitués de trois parties: un filament hélicoïdal, un crochet (hook) et un corpuscule basal avec
deux ou quatre disques. Selon la disposition des flagelles, on distingue les bactéries monotriches (un seul flagellepolaire), amphitriche (un flagelle à chaque pôle), lophotriches (une touffe de flagelles polaires)
ou péritriches (flagelles répartis sur toute la surface de la bactérie). Les spirochètes possèdent
un flagelle interne appelé filament axial. Fig. 10 : Différents systèmes ciliaires bactériens.7. Les Pili
Il s'agit d'appendices de surface plus fins que les flagelles que l'on trouve fréquemment chez les
bactéries à Gram négatif et rarement chez les bactéries à Gram positif. On en distingue deux
types : - Les pili communs (ou fimbriae):Courts et cassants, très nombreuȝ
disposés régulièrement à la surface de la bactérie (figure 13). Ils jouent un rôle dans
l'agglutination des bactéries et leur attachement aux muqueuses par exemple.Fig.11 : Pili communs chez Escherichia coli.
- Les pili sexuels : ȝs en nombre plus restreint (1 à 4). Ils sont codés par des gènes plasmidiques (le prototype = facteur F). Ils existent uniquement chez lesbactéries mâles (donatrices). Ils jouent un rôle essentiel dans l'attachement des bactéries entre
elles au cours de la conjugaison. Ils peuvent aussi servir de support de fixation pour certains bactériophages. Fig.112 : Bactéries en conjugaison, liées par un pilis sexuel8. Capsule
C'est un constituant facultatif rencontré chez certaines espèces bactériennes (ex.: Streptococcus
pneumoniae, Klebsiella pneumoniae) . Il s'agit de la formation la plus superficielle. Sa mise enévidence s'effectue par coloration négative (encre de Chine); la capsule apparaît alors en clair
sur fond noir. On peut aussi l'observer par la coloration de Gram. La capsule est généralement de nature polysaccharidique et rarement polypeptidique. Lesbactéries capsulées, après développement sur milieu gélosé, donnent des colonies lisses
(appelées "S" pour "Smooth") ou muqueuses, alors que les bactéries non capsulées donnent des
colonies rugueuses (dites "R" pour "Rough"); il s'agit dans ce dernier cas de bactéries ayant perdu la capacité de synthèse de la capsule suite à une mutation. La capsule joue un rôle important non seulement dans l'attachement des bactéries mais aussi dans leur virulence en les protégeant contre la phagocytose. Les cellules non capsulées sont avirulentes.La capsule est antigénique, les antigènes capsulaires sont dénommés antigène K. Leur étude
permet la distinction de plusieurs sérotypes au sein de la même espèce bactérienne. Fig.13 : Streptocoques avec capsule (coloration à l'encre de Chine)9. Endospores
Les bactéries appartenant à certains genres, notamment les genres Bacillus et Clostridium,placées dans des conditions défavorables de survie, (lorsque leur milieu s'épuise, par exemple),
forment des endospores ; on parle alors de sporulation.La spore est donc une forme de résistance aux conditions défavorables de vie, avec conservation
de toutes les aptitudes génétiquement déterminées. Durant la sporulation, la cellule végétative
subit une déshydratation progressive du cytoplasme, par l'apparition de certaines composésquotesdbs_dbs47.pdfusesText_47[PDF] Longueur d'une courbe (TS)
[PDF] longueur d'onde
[PDF] longueur d'onde calcul
[PDF] longueur d'onde dans le vide des radiations rouges
[PDF] longueur d'onde du laser dans le vide
[PDF] longueur d'onde expression
[PDF] longueur d'onde formule
[PDF] longueur d'onde fréquence
[PDF] longueur d'onde infrarouge
[PDF] longueur d'onde lambda
[PDF] longueur d'onde sonore
[PDF] longueur d'onde unité
[PDF] longueur d'un arc
[PDF] longueur d'un microbe