Microbiologie BIOL 3253
Les bactéries:
les protéobactéries
Le phylum des Proteobacteria
Très grand groupe qui contient 5 classes (α, β, γ, δ, ε), 45 ordres, et plus de 500 genres.
Certaines bactéries associées à ce groupe sont également appelées bactéries pourpres.
Gram-négatives.
Morphologies variées, de bâtonnets et coques simples à des prosthèques, bourgeons et même des fructifications.
Physiologiquement très diverses: photoautotrophes, chimiolithotrophes, chimiohétérotrophes.
Aucun patron global évident de métabolisme, de morphologie, ni de stratégie de reproduction.
La classification actuelle de ce groupe est désormais
principalement basée sur l’analyse des séquences d’ARNr 16S.
On trouve les bactéries photosynthétiques pourpres dans
les classes de protéobactéries α, β, γ.
La classe des α-Proteobacteria
Contient deux groupes fonctionnels importants:
Les bactéries pourpres non sulfureuses.
Les bactéries nitrifiantes.
Proteobacteria
Alphaproteobacteria
Caulobacterales Kiloniellales
Kopriimonadales Kordiimonadales Parvularculales Rhizobiales
Rhodobacterales Rhodospirillales Rickettsiales Sneathiellales
Sphingomonadales
La classe des α-Proteobacteria
Incluent la plupart des protéobactéries oligotrophes (celles qui sont capable de croître avec peu de nourriture).
Certaines ont un métabolisme
inhabituel comme la méthylotrophie et la capacité de fixer l’azote.
Contient plusieurs agents pathogènes importants.
De nombreux genres se caractérisent par des
caractères morphologiques distinctifs comme les
prosthèques.
Caractéristiques d’α-Proteobacteria sélectionnées
Les bactéries pourpres non sulfureuses
À l’exception de Rhodocyclus (β), les bactéries pourpres non sulfureuses
sont placées parmi les α-Proteobacteria.
Morphologiquement très diverses.
Normalement, elle se développent de façon anaérobie comme des
photoorganohétérotrophes.
Toutes les bactéries pourpres pratiquent la photosynthèse anoxygénique.
En absence de lumière, la plupart peuvent se développer de façon aérobie comme des chimioorganohétérotrophes mais certaines utilisent la fermentation et se développent de façon anaérobie.
Ces bactéries prédominent dans la vase, l’eau des lacs et des étangs où la matière organique est abondante et le niveau en sulfure faible; il existe aussi des espèces marines.
L’ordre des Rickettsiales
Bactéries bacilliformes, coccoïdes ou pléomorphes.
Habituellement sans flagelles.
De tailles variées mais habituellement très petites.
Souvent parasites ou mutualistes.
Les formes parasites se développent chez les vertébrés.
Peuvent également vivre chez des arthropodes suceurs de sang, tels que des puces, tiques, mites ou poux.
Dépouvues de glycolyse.
N’utilisent pas le glucose comme source d’énergie.
L’ATP de l’hôte peut fournir une grande partie de l’énergie
nécessaire à la croissance.
Les Rickettsiales comprennent de nombreux agents pathogènes
Rickettsia prowazekii et Rickettsia typhi – typhus.
Rickettsia rickettsii – fièvre pourprée des Montagnes Rocheuses.
Sont également des agents pathogènes chez des
animaux domestiques, tels les chiens, chevaux,
moutons et bétail.
L’ordre des Caulobacterales
Présentent habituellement au moins une des caractéristiques suivantes:
Prosthèque
Extension de la cellule incluant la membrane plasmique et la paroi cellulaire.
Reproduction par bourgeonnement
Le bourgeon apparaît d’abord en un point de la cellule comme une petite protrusion, puis s’élargit pour former une cellule mature.
L’ordre des Rhizobiales
Genre Rhizobium
Bâtonnets mobiles.
Deviennent pléomorphes dans des conditions adverses.
Se transforment en bactéries symbiotiques,
fixatrices d’azote dans les cellules des nodules racinaires des légumineuses.
Genre Agrobacterium
Ne stimulent pas la formation de nodules et ne fixent pas l’azote.
Envahissent les collets, racines et tiges de nombreuses plantes.
Transforment les cellules végétales en cellules tumorales dont la prolifération est autonome.
i.e., Agrobacterium tumefaciens cause la maladie de la galle du collet grâce à un plasmide Ti qui induit des tumeurs.
Les bactéries nitrifiantes
Bactéries aérobies ne formant pas d’endospores.
Divisées en plusieurs taxons:
Classe des Alphaproteobacteria; famille des Bradyrhizobiaceae – i.e., genre Nitrobacter.
Classe des Betaproteobacteria; famille des Nitrosomonadaceae – i.e., genre
Nitrosomonas et Nitrosospira.
Classe des Gammaproteobacteria; famille des Ectothiorhodospiraceae – i.e., genre
Nitrococcus, et famille des Chromatiaceae – i.e., genre Nitrosococcus.
Nitrification
Conversion de l’ammoniac en nitrate par l’action combinée de deux genres:
i.e., Nitrosomonas – ammoniac à nitrite.
i.e., Nitrobacter – nitrite à nitrate.
L’azote des nitrates est aisément utilisé par les plantes.
Peut être perdue par le lessivage des
nitrates solubles et la dénitrification en azote gazeux.
Le cycle de l’azote
La classe des β-Proteobacteria
Proteobacteria
Betaproteobacteria
Burkholderiales Ferritrophicales Gallionellales
Hydrogenophilales Methylophilales Neisseriales
Nitrosomonadales Procabacteriales Rhodocyclales
Ont des modes communs avec les α-Proteobacteria, mais tendent à utiliser des substances libérées par la décomposition organique, dans les régions anaérobies des habitats.
Diversité métabolique considérable.
Contient plusieurs agents pathogènes pour l’homme.
Caractéristiques de β-Proteobacteria sélectionnées
L’ordre des Neisseriales
Le genre Neisseria
Coques non mobiles.
Aérobiques.
On les retrouve le plus souvent en paires avec les côtés adjacents aplatis.
Peuvent avoir des capsules et des fimbriae.
Chimio-organotrophes.
Plusieurs espèces colonisent les muqueuses des mammifères.
Certaines sont pathogènes pour l’humain:
Neisseria gonorrhoeae – gonorrhée.
Neisseria meningitidis – méningite.
L’ordre des Burkholderiales
Contient 5 familles, dont 3 avec des genres bien connus:
Genre Burkholderia dans la famille
des Burkholderiaceae.
Genre Bordetella dans la famille des Alcaliginaceae.
Genre Sphaerotilus dans la
famille des Comamonadaceae.
Le genre Burkholderia
Bactéries en forme de bâtonnets, non sporulentes.
La grande majorité sont mobiles grâce à un seul flagelle polaire ou à une touffe de flagelles
polaires.
Aérobiques et mésophiles.
Chimio-organotrophes non fermentants.
Burkholderia cepacia
Dégrade > 100 différentes molécules organiques.
Très active dans le recyclage des matériaux organiques.
Agent pathogène des plantes.
Cause des maladies chez des patients hospitalisés, via de l’équipement ou des médications contaminés.
Le genre Bordetella
Coccibacilles aérobiques.
Chimio-organotrophes
Métabolisme respiratoire.
Requiert du souffre organique et de l’azote (acides aminés) pour la
croissance.
Parasites des mammifères qui se multiplient dans les cellules de l’épithélium respiratoire.
i.e., Bordetella pertussis
Cause la coqueluche.
Le genre Sphaerotilus
Possèdent une gaine.
Structure tubulaire creuse entourant une chaîne de cellules.
Fonctions:
Aide à s’attacher à des surfaces solides.
Aide à capter les nutriments d’eaux à courant lent.
Protègent contre des prédateurs.
Forment de longues chaînes engainées de bâtonnets.
S’attachent à des plantes submergées, des rochers ou d’autres objets solides.
Une cellule d’essaimage, portant un faisceau de flagelles,
s’échappe du filament et forme une nouvelle chaîne lorsqu’elle s’attache à un autre objet solide.
Préfèrent l’eau douce peu courante et polluée par des égouts ou des déchets industriels.
Se développent parfois dans les boues d’épuration et forment des masses denses de filaments empêchant la boue de sédimenter.
L’ordre des Hydrogenophilales
Le genre Thiobacillus
Parmi les chimiolithotrophes les plus étudiés.
Bactéries sulfureuses incolores.
Chimiolithotrophes qui oxydent des composés soufrés.
D’autres bactéries sulfureuses incolores sont classées parmi les Gammaproteobacteria.
Retrouvées dans des habitats terrestres et aquatiques.
Leur production d’acide sulfurique corrode les structures de bétons et les tuyaux.
Peuvent accroître la fertilité des sols quand elles libèrent du soufre indisponible en
l’oxydant en sulfate.
Servent au traitement de minerais à faible teneur en métal, à cause de leur capacité
d’extraire les métaux par lessivage du minerais.
La classe des γ-Proteobacteria
Les Gammaproteobacteria constituent le plus grand sous-groupe de
Proteobacteria.
Proteobacteria
Gammaproteobacteria
Acidithiobacillales Aeromonadales Alteromonadales Cardiobacteriales Chromatiales
Enterobacteriales Legionellales
Methylococcales Oceanospirillales Pasteurellales
Pseudomonadales Salinisphaerales Thiotrichales Vibrionales
Xanthomonadales
Caractéristiques de γ-Proteobacteria sélectionnées
Les bactéries pourpres sulfureuses
Placées dans l’ordre des Chromatiales.
Divisées en deux familles, Chromatiaceae et Ectothiorhodospiraceae.
Anaérobies strictes, généralement photolithoautotrophes.
Elles oxydent le sulfure d’hydrogène en soufre et le dépose à l’intérieur de la cellule sous forme de granules de soufre.
On les trouve dans les zones lacustres anaérobies et riches en
sulfures.
Peuvent former de vastes fleurs
d’eau dans les marécages et les
lagunes d’épuration.
L’ordre des Thiotrichales
Contient plusieurs genres qui oxydent les composés soufrés (bactéries sulfureuses incolores).
D’un point de vue morphologique, on trouve des bâtonnets et des formes filamenteuses.
Se développpent dans des habitats riches en sulfure.
(i.e. sources sulfureuses, eau douce avec des plantes en
décomposition, rizières, marais salants et sédiments marins.)
L’ordre des Pseudomonadales
Le genre Pseudomonas est le plus important de cet ordre.
Chimiohétérotrophes avec un métabolisme respiratoire.
Utilisent habituellemnt l’oxygène comme accepteur d’électrons.
Possèdent un cycle des acides tricarboxyliques fonctionnel.
La plupart des hexoses sont dégradés par la voie d’Entner- Doudoroff plutôt que par la glycolyse.
L’impact pratique des Pseudomonades
Très versatiles d’un point de vue métabolique.
Peuvent dégrader une variété exceptionnelement large de molécules organiques.
Importantes dans le processus de minéralisation.
Dégradation microbienne de matériaux organiques en substances inorganiques.
Plusieurs sont des sujets expérimentaux très importants.
i.e., Pseudomonas aeruginosa.
Certains sont des agents pathogènes animaux (P.
aeruginosa) et végétaux (P. syringae et P. cepacia) importants.
Certains (P. fluorescens) sont impliquées dans
l’avarie du lait, de viandes, d’oeufs et de fruits de mer réfrigérés.
Peuvent croître à 4°C.
L’ordre des Vibrionales
Bâtonnets anaérobies facultatifs.
La plupart sont aquatiques.
Certains sont des agents pathogènes importants.
i.e.,Vibrio cholerae
Cause le choléra.
Le génome de Vibrio cholerae est maintenant séquencé.
Possède deux chromosomes circulaires.
Vibrio fischeri
Douée de bioluminescence.
Émission de lumière bleu-vert grâce à l’activité de la luciférase.
Aussi observé chez d’autres
espèces, telles des Photobacterium.
L’ordre des Enterobacteriales
Aussi appelées entérobactéries ou bactéries entériques.
Bâtonnets droits à flagelles péritriches ou non mobiles, et facultativement anaérobies.
Chimio-organotrophes qui dégradent tous les sucres par la voie d’Embden-Meyerhof.
Produisent des quantités importantes de gaz au
cours de la fermentation des sucres.
Escherichia coli
Probablement la bactérie la mieux étudiée.
Habitant majeur du côlon des hommes et des animaux à sang chaud.
Utilisé comme un organisme
indicateur très utile à l’analyse de la contamination fécale des eaux.
Certaines souches sont des agents pathogènes.
Causent des gastroentérites et des infections des voies urinaires.
Bactéries entériques pathogènes d’importance
Salmonella – fièvre typhoïde et gastroentérites.
Shigella – dysenterie bacillaire.
Klebsiella – pneumonie.
Yersinia – peste.
Erwinia – rouilles, flétrissements et
plusieurs autres maladies végétales.
L’identification des genres entérobactériens
La classe des δ-Proteobacteria
Proteobacteria
Deltaproteobacteria
Bdellovibrionales Desulfarculales Desulfobacterales Desulfovibrionales Desulfurellales
Desulfuromonadales Myxococcales
Syntrophobacterales
Chimio-organotrophes.
Diversité morphologique et physiologique considérable.
Caractéristiques de δ et ε-Proteobacteria sélectionnées
Les ordres Desulfovibrionales,
Desulfobacterales, et Desulfuromonadales
Anaérobies strictes.
Bactéries réductrices de sulfate ou de soufre.
Utilisent le soufre élémentaire, les sulfates ou d’autres formes oxydées du soufre comme accepteurs
d’électrons dans la respiration anaérobie.
Prospèrent dans des habitats tels que boues,
sédiments de cours d’eau et de lacs pollués, dans des lagunes d’épuration et des digesteurs d’eaux d’égouts, ainsi que des sols gorgés d’eau.
Grande importance pour le cycle du soufre.
L’ordre des Bdellovibrionales
Le genre Bdellovibrio contient des bâtonnets
incurvés portant des flagelles polaires (présence d’une gaine).
Bactéries prédatrices (alternent une phase prédatrice sans multiplication avec une phase intracellulaire de reproduction.
L’ordre des Myxococcales
Bactéries du sol en forme de bâtonnets, aérobies, avec un contenu élevé en GC de 67-71%.
Caractérisées par une mobilité par glissement et un cycle biologique complexe avec formation de
fructifications et la formation de myxospores dormantes.
Contient 6 familles distinguées selon la forme des cellules végétatives, des myxospores et des
sporanges.
Chimiohétérotrophes à métabolisme respiratoire.
La plupart sont des microprédateurs qui sécrètent un ensemble d’enzymes digestives qui lysent les bactéries et les levures. D’autres sont
nécrophages.
Les fructifications de myxobactéries
Myxospores
Souvent incluses dans des structures fermées appelées sporangioles ou sporanges.
Dormantes et résistantes à la dessication.
Peuvent survivre jusqu’à 10 ans.
La classe des ε-Proteobacteria
La plus petite classe de Proteobacteria.
Bâtonnets minces qui peuvent être droits, incrvés ou hélicoïdaux.
Proteobacteria
Epsilonproteobacteria
Campylobacterales
Nautiliales
Le genre Campylobacter
Contient des espèces aussi bien non pathogènes que pathogènes pour l’humain et les animaux.
Campylobacter fetus
Maladie de la reproduction et des avortements chez le bétail et les moutons.
Chez l’homme: septicémie et entérite.
Campylobacter jejuni
Avortement chez les moutons.
Diarrhée entériques chez l’humain.
Le genre Helicobacter
Il ya au moins 23 espèces d’Helicobacter, toutes isolées de l’estomac ou de
l’intestin grêle de l’humain, du chien, du chat ou d’autres mammifères.
i.e., Helicobacter pylori
Cause de gastrites et d’ulcères gastriques.
Produit de grande quantités d’uréase.
L’hydrolyse de l’urée semble associée à sa virulence.
