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Contenu du chapitre deux (partie 2) 3. La paroi cellulaire

3.1. Les fonctions et les rôles de la paroi cellulaire 3.2. La composition chimique de la paroi cellulaire 3.3. La coloration de Gram (étapes et principe) 3.4. Les parois cellulaire atypique

4. La membrane plasmique 4.1. La composition chimique 4.2. La structure

4.3. La fonction de la membrane plasmique

5. Les supports de l'information génétique chez les bactéries 5.1. La morphologie

5. 2. La composition 5.3. La réplication chimique 6. Les flagelles

6. 1. La mise en évidence

6.2. La fonction et la morphologie des flagelles 7. Les Pilli et les fimbriae

8. La capsule

8. 1. La mise en évidence 8.2. Les Fonctions 9. La spore bactérienne 9. 1. La mise en évidence 9.2. La morphologie et les fonctions

Chapitre Deux : La Cellule bactérienne (partie 2 et fin)

Filière Sciences Biologiques L2 Sciences Biologiques.

4^èmeSemestre. UEF : Microbiologie

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Dr. OULMI L. Chapitre deux/ Page 16

Les éléments constants et les inconstants de la structure bactérienne Certaines structures sont présentes chez toutes les bactéries (éléments constants) ; d’autres sont retrouvés seulement chez certaines bactéries.

(Cours Dr. Leghlimi 2019/2020)

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Chapitre Deux : La Cellule bactérienne (partie 2)

3. La paroi cellulaire

3.1. Les fonctions et les rôles de la paroi cellulaire

Presque toutes les cellules bactérienne ont une paroi cellulaire. Elle :

• Donne la forme à la cellule ;

• Protège la membrane cytoplasmique des pressions osmotiques et des actions mécanique;

• Sert de point d’ancrage pour les flagelles.

Chez certaines espèces, elle présente des composants qui peuvent :

 augmenter le pouvoir pathogène de la bactéries ;

 Être la cible de certains antibiotiques comme la pénicilline.

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3.2. La composition chimique de la paroi cellulaire

Le principal constituant de la paroi cellulaire : Le peptidoglycane (muréine) Le peptidoglycane

Squelette glucidique Un disacharide composé de l’acide N-acétylmuramique (ANAM) et du N-acétyl glucosamine (NAG) qui se suivent en alternance Polypeptides

Composé toujours de 4 acides aminés reliés aux ANAM.

Ces courtes chaînes sont formées d’une alternance d’isomères D et L particularité du monde bactérien.

+

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ont une paroi cellulaire composée d’une :

 Mince couche de peptidoglycane ;

 Membrane externe (une barrière protectrice des bactéries Gram négatif) très riche en phospholipide et de lipopolysaccharides (LPS).

ont une paroi cellulaire composée de :

 Multiples couches de peptidoglycane (90 %), qui forme une structure homogène, épaisse et rigide ;

 Acide teichique (10%) ;

Les bactéries Gram positif Les bactéries Gram négatif

Acide téichoiques

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étape 1 : coloration Violet de gentiane

étape 2 : mordançage Lugol étape 3 : décoloration

Alcool

étape 4 : contre-coloration Fuchsine ou safranine

Paroi Gram + Paroi Gram

-

3.3. La coloration de Gram (étapes et principe)

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Les mycoplasmessont des bactéries dépourvu de paroi cellulaire. Elles ont une membrane cytoplasmique spécifique.

Les archaebatéries, dépourvues de paroi ou possèdent une paroi inhabituelle composée de polysaccharides et de protéines mais non de peptidoglycane. Ils ont une pseudomureine que comprend de l’acide N-acétyl talosaminuronique et jamais d’acides aminés de la série D.

3.4. Les parois cellulaire atypique

Remarque:

Pour ces bactéries , on ne fait jamais de coloration de Gram sinon elles sont négative en raison de l’absence de peptidoglycane

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4. La membrane plasmique 4.1. La composition chimique

4.2. La structure

Le même type de structure que celui des cellules eucaryote (modèle de mosaïque Fluide)

 Bicouche phospholipidique.

 Peu de glucides.

 Jamais de stérols (sauf chez les mycoplasmes).

 Des protéines :

• des protéines membranaires qui participent dans le transport (passif et actif) des substances à travers la membrane.

• des enzymes de la chaine respiratoire, les déshydrogénases, les NAD+, FAD, les cytochromes et les cytochrome oxydase.

• Des enzymes de la synthèse des lipides et la réplication de l’ADN.

Structure de la membrane plasmique d’une cellule bactérienne (cours Dr. Leghlimi H.)

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4.3. La fonction de la membrane plasmique

Elle représente le site de fixation des flagelles et joue un rôle essentiel dans :

 L’excrétion des enzymes hydrolytiques ;

 Le transfert des substances (régit l’entrée et la sortie des métabolites) ;

 la respiration et la synthèse d’ATP (représente l’équivalent structural et fonctionnel des mitochondries des cellules eucaryotes) ;

 la biosynthèse des molécules nécessaires à la synthèse de la paroi;

 La détection des signaux et de composés présents dans le milieu environnant (le phototactisme ou chimiotactisme : mouvement déclenché par la lumière ou une substance chimique).

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Dans le cytoplasme, on peut trouvé :

 des ribosomes associés sur l’ARNm sous forme de polysomes ;

 des substances de réserve qui forment des agrégats de glucides (amidon et glycogène), des minéraux (fer, soufre, azote)… ;

 des vacuoles à gaz

 Jamais de réticulum endoplasmique, ni d’appareil de Golgi

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5. Les supports de l'information génétique chez les bactéries

5.1. La morphologie

Le génome Le plasmide

Surenroulé dans le cytoplasme grâce à l'action des topo isomérases

Fixé à la membrane cytoplasmique

Éléments génétiques extrachromosomiques

Non indispensables à la vie de la bactérie.

Peuvent être acquis ou perdus.

permettent à la bactérie une meilleure adaptation à son environnement.

 Peuvent intégrer le chromosome, (épisomes).

Remarque :

Chez certaines bactéries, les chromosomes et les plasmides sont linéaires

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5. 2. La composition

double hélice d'ADN

Le génome Le plasmide

ADN : acide desoxyribonucléique Remarque : le génome ne contient

pas d’histones (cellules eucaryotes)

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Le génome Le plasmide 5.3. La réplication chimique

Réplication selon le mode semi-conservatif

réplication de manière autonome et à grande vitesse

réplication de manière synchrone avec la division cellulaire

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6. Les flagelles

Observation direct des flagelles au microscopie optique après une coloration négative : la coloration spécifique de Rhodes.

Principe : épaississement des flagelles par le colorant de Rhodes.

Non présent chez toutes les bactéries.

Remarque : On peut rechercher la mobilité d’une bactéries par culture dans le milieu gélosé

Le mannitol mobilité ou bien par observation microscopique après un examen à l’état frais.

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6.2. La fonction et la morphologie des flagelles

 Organes de locomotion spécialisés

 Minces et longues appendices flexibles qui peuvent atteindre 20 µm.

 L’arrangement des flagelles peut être péritriche ou polaire

arrangement péritriche

arrangement polaire

Monotriche

Lophotriche Amphitriche

Bactéries flagellées en microscopie électronique Schéma des systèmes flagellaires

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7. Les Pilli et les fimbriae

Structures et fonctions

Les pilli les fimbriae

Singulier : Fimbria

• Appendice, plus court, plus droit et plus minces que les flagelles.

• Le nombre de quelque uns à des centaines

• Tendance à adhérer les unes aux autres et aux surfaces.

• Formation des biofilms et aux regroupement des bactéries Singulier : Pilus

• Plus long que les fimbriae

• Le nombre ne dépasse pas deux

• Motilité spéciale (par secousses) dans des environnement pauvre en eau et dans les biofilms.

• Dans le cas des pili sexuels (pili de conjugaison), ils ont un rôle dans le transfert des plasmides.

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8. La capsule

La coloration négative à l’encre de chine.

Principe :Les particules du pigment de l'encre ne pénètrent pas la capsule qui entoure la cellule, il colore le fond de la lame.

Résultat :La capsule apparaît comme un halo brillant, réfringent entourant le corps bactérien.

 Appelée également glycocalyx.

 Substance organique visqueuse

 Entoure la paroi bactérienne d’une couche plus ou moins compacte.

 Non présente chez toutes les bactéries.

 Chez la même souche, la formation est largement influencée par les constituants du milieu.

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 L’adhésion et la formation de biofilms : l’adhérence spécifique à différents supports inerte ou vivant et la colonisation des différents écosystème.

 La virulence : protège les bactéries contre les cellules phagocytaires de l’hôte.

Support d’antigènes; elle a un rôle important dans le pouvoir infectieux de certaines espèces.

 La protection : elle empêche la fixation des bactériophages et protège les bactéries de la prédation des protozoaires.

8.2. Les Fonctions

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9. La spore bactérienne

Certaines bactéries ont le pouvoir de se transformer en petite unité douée d’une résistance extraordinairement élevé.

Les endospores caractérisent trois principaux genres bactériens : Bacillus, Clostridium et Sporosarcina.

La coloration au vert de malachite (coloration spécifique) Principe :

Le vert de malachite est lié à la structure cible dans une coloration à chaud. La contre-coloration avec un colorant rouge (éosine ou safranine)

Résultat : les spores de couleur vertes à l’intérieur des corps bactériens (matériels végétative) roses.

Remarque :

Les spores peuvent être visualisées par coloration de Gram ou après examen à l’état frais.

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9.2. La morphologie et les fonctions

Les spores:

 sont de petites unités ovales ou sphériques.

 Occupent une position centrale, terminale ou subterminale.

 peuvent déformer ou non le corps bactérien.

 peuvent-être libres ou non.

Schéma d’une spore bactérienne

La forme de la spore

Spore sphérique spore cylindrique spore ovoïde

La position de la spore

Spore centrale spore sub-terminale spore terminale

La déformation éventuelle de la bactérie par la spore Spore non déformante spore déformante

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Remarque : Dans des conditions physicochimiques favorables, les spores peuvent retourner à la forme végétative après germination.

Dans une population bactérienne, chaque cellule à le choix de poursuivre sa croissance végétative ou de s’engager dans le processus de sporulation.

Ce choix est en fonction des conditions physicochimiques et nutritionnelles.

Les spores confère à la bactérie :

 La termorésistance : (résistance à la dénaturation thermique des protéines).

 La résistances aux agents physiques (rayons UV, X, ultrapression…) et chimiques (antiseptique, désinfectants, antibiotiques).

 La synthèse d’antibiotiques: Certaines bactéries ont la capacité de syntétiser des antibiotiques et des enzymes extracellaire (protéase, ribonucléase) juste au moment où la cellule s’engage dans le phénomène de sporulation.

Lutte biologique par Bacillus thuringiensis