Escherichia et pénicilline

Exercice : Escherichia et pénicilline

La pénicilline est un antibiotique permettant de lutter contre des bactéries, notamment l’Escherichia coli par divers moyens. Les antibiotiques ne sont pas mutagènes contrairement aux bactéries. La pénicilline est le premier antibiotique découvert en 1928 par Alexander Flemming. Cette molécule est libérée par le champignon pénicillium. On cherche à connaitre les effets de la pénicilline sur cette bactérie mais aussi ces conséquences sur la santé publique.

On suppose que la pénicilline agit sur une des parois de la bactérie Escherichia coli ( E coli) afin d’empêcher la multiplication de ces bactéries. Cherchons donc dans le document 1, qui représente une photographie d’une bactérie avant et après un traitement à la pénicilline. Tout d’abord, une bactérie est un organisme unicellulaire procaryote car elle possède un matériel génétique dans leur cytoplasme sous forme d’un chromosome circulaire. On peut voir sur le document avant le traitement, une bactérie possédant une paroi bactérienne représenter en bleu, ce bleu est aussi présent à l’intérieur de la bactérie, d’un cytoplasme en jaune et des traits verts dans le cytoplasme qui doivent représenter le matériel génétique, le chromosome. La paroi bactérienne est rigide afin que la bactérie n’éclate pas et la bactérie est aussi composé de protéines. Après traitement, la paroi de la bactérie est désorganisée, une partie du cytoplasme se trouve à l’extérieur de la cellule et dans la paroi, mais l’intérieur de la paroi est principalement vide. Or on sait que les pénicillines sont des antibiotiques de type « B-lactamines » qui empêchent la formation de la paroi bactérienne. Les antibiotiques d’autres mode d’action comme inhiber la synthèse de l’ADN. On en déduit que le mode d’action de la pénicilline est d’empêcher la synthèse de la paroi bactérienne afin que la bactérie éclate et qu’elle ne puisse plus se multiplier.

Pourtant certaines de ces bactéries développent une résistance aux antibiotiques, comme la pénicilline. Ces modifications peuvent être dû à des mutations qui entrainerez la formation de nouvelles protéines. Observons les informations dans le document 2, traitant de l’origine de ses résistances aux antibiotiques. On sait que les mutations correspondent à une modification de la séquence des nucléotides de façon spontané chez des populations bactériennes qui ont des effets variés sur le phénotype (les caractères observables à l’échelle moléculaire ou l’organisme) et peut entrainer la synthèse de nouvelles protéines. Les protéines sont des macromolécules caractérisées par leurs séquence en acide aminés qui dépend de la séquence des désoxyribonucléotides. Sur le document, on voit qu’il peut y avoir trois types de mutations pouvant entrainer une résistance aux antibiotiques par expression de nouvelles protéines, c’est un avantage sélectif. Ces protéines peuvent être des protéines de transport membranaire ou modifiant chimique ment l’antibiotique, des B-lactamases. La B-lactamase est une protéine enzymatique qui peut entrainer une résistance aux antibiotiques par dégradation de ceux-ci. Les deux autres protéines expulsent l’antibiotique ou rende ses molécules inactives. Les mutations rendent les antibiotiques inefficaces comme la pénicilline.

Ensuite, on peut se demander en quoi l’usage fréquent de pénicilline augmente elle le nombre de bactéries résistantes. Observons donc la corrélation entre les prescriptions d’une pénicilline et la proportion de bactéries résistantes à cet antibiotique au cours d’une année. Sur le document au départ,

...