Identification bactérienne

Cours du 21.09.2015

Biologie des microorganismes

Famille des microorganismes :

• procaryotes : eubactéries, archées
• eucaryotes inférieurs : ordre des mycètes, algues, protozoaires …

Taxonomie :

• Archées : 3 grands groupes :

• méthanogènes : anaérobies strictes. En biotechnologies elles sont utilisées pour faire des énergies propres : production de biohydrogène grâce à des consortiums bactériens comprenant notamment les méthanogènes.
• halophiles : ils résistent à la pression extérieure et parviennent à garder leur eau,
• thermoacidophiles :

Leur membrane est particulière dans leur composition en lipides pour résister à des conditions environnementales variées. Si on les place dans un milieu normal, ces bactéries se lyseront car ce ne sont pas leur conditions normales de vie.

Paroi sans peptidoglycanes.

Morphologie bactérienne :

• Bactéries, séparation en fonction de leur paroi :

• GRAM- : présence d’une membrane en plus, la membrane externe qui diffère de la membrane plasmique car cette bicouche est asymétrique.

Face interne : couche de phospholipides classique / face externe : composée de LPS (lipopolysaccharides). Entre les 2 membranes on trouve le périplasme. Ce LPS permet de déterminer le sérotype d’une souche

• GRAM+.

Les organelles sont elles spécifiques des eucaryotes (noyau, mitochondries, chloroplastes, appareil de Golgi …).

Observation au ME : en banc : nucléole = ADN bactérien / en noir : tous les ribosomes. La résolution permet d’identifier 2 membranes : gram-.

Le cytoplasme bactérien serait plutôt un gel.

L’ADN bactérien est compacté grâce aux histones like protein. Il s’agit d’un ADN double brin circulaire (d’où notation des gènes en minute).

Les bactéries comprennent aussi des plasmides dont la réplication est autonome. Ces plasmides porte la grande majorité de la pathogénicité.

La membrane bactérienne ne comprend jamais de cholestérol, elle contient des phospholipides particuliers (pouvant également être retrouvés chez les eucaryotes). Mais présence de radeaux lipidiques quand même.

Elles comprennent aussi des protéines :

• transmembranaires (si plusieurs domaines = polytronique)
• ou périphériques (par ancrage : lipoprotéine, glycoprotéine)).

Il existe des protéines membranaires agissant comme censeur qui vont réguler l’expression de certains gènes en fonction de l’environnement.

La paroi bactérienne confère forme et protection. Elle est composée de peptidoglycanes (N-acétyl glucosamine/ N-acétyl muramic acid + pontage par tétrapeptides).

Les mycobactéries sont des gram+ qui aurait une membrane supplémentaire (mais sans LPS donc pas une membrane externe). Les lipides de cette bicouche sont enchâssés dans les peptidoglycanes.

On peut également trouver des appendices comme le flagelle (monotriche, amphitriche, péritriche, lophotriche). Le flagelle est fermement ancré par des protéines intrinsèque de la membrane interne dans le périplasme et dans la membrane externe qui forment des anneaux, le corps basal qui permet d’ancrer le flagelle et de transporter à son travers la flagelline qui s’assemblera ensuite.

Les pili sont également présents. Le pilus sexuel permet la conjugaison. Ils assurent deux types de fonctions :

• attachement,
• mobilité différente de celle du flagelle, grâce aux pili de type 4 qui permettent le twichting en milieu semi-solide (pas comme le flagelle en milieu liquide).

Certaines bactéries s’entourent de sucres : autour d’elle-même (capsule) ou autour de plusieurs bactéries (glycocalyx).

Les bactéries poussent le plus souvent sous forme de biofilm englobées dans une matrice d’exopolysaccharides. L’organisation est dite en champignon. On trouve de plus en plus plusieurs types bactériens au sein d’un même biofilm (voire même pro et eucaryotes). Le fait d’être englobées de sucre leur permet de mettre en échec le système immunitaire (inaccessible aux macrophages) et les antibiotiques qui ne parviennent pas a franchir le biofilm.

Certaines bactéries Gram+ peuvent entrer dans un mode de vie végétatif, la spore. Ces spores correspondent à une forme déshydratée, le minimum vital. Quand les conditions environnementales sont plus favorables, la bactérie passe alors en germination. La forme latente permet de résister a de très dures conditions (→ Bacillus anthracis ou la toxine du botulisme).

Comment observer les bactéries ?

• Microscopie optique

Lamelle de verre, quelques gouttes de suspension bactérienne (état frais) + petite lamelle + contraste de phase.

Mais le bactériologiste utilise le plus souvent une coloration : fixation des bactéries par passage au bec bunsen (= frottis) puis coloration (bleu de méthylène, encre de chine : apparition en négatif) ou coloration de Gram. Les bactéries gram positives restent alors colorées en violet car la cible du cristal violet est le peptidoglycane qui est plus accessible chez les gram+.

La coloration au vert de malachite permet de déterminer si la bactérie est en train de sporuler. La coloration à la fuschine permet de visualiser le flagelle.

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