Fiche de révision : Biologie des procaryotes

📋 Plan du Cours

1. Échelles et définition des procaryotes
2. Organisation générale des bactéries
3. Génome et division bactérienne
4. Plasmides et résistance antibiotique
5. Structures bactériennes spécialisées
6. Archaebactéries et eubactéries
7. Métabolisme et pouvoir pathogène
8. Parois Gram positives et négatives

📖 1. Échelles et définition des procaryotes

🔑 Notions clés & Définitions

• Procaryote : Cellule dépourvue de noyau, dont le matériel génétique se trouve directement dans le cytoplasme.

📝 Points essentiels

• Les principales unités de mesure sont le micromètre (10⁻⁶ m), le nanomètre (10⁻⁹ m), l’ångström (10⁻¹⁰ m) et le picomètre (10⁻¹² m).

• Une bactérie mesure généralement 200 à 2 000 nm, une cellule humaine 5 à 10 μm, un virus 15 à 350 nm et un ribosome 15 à 30 nm.

• Escherichia coli est la bactérie de référence étudiée en laboratoire, présente dans le côlon, où elle est généralement commensale, mais elle peut provoquer une septicémie si elle atteint le sang.

💡 Astuce mémo

Procaryote sans noyau, eucaryote avec vrai noyau

📖 2. Organisation générale des bactéries

🔑 Notions clés & Définitions

• Paroi bactérienne : Structure protectrice composée de peptidoglycanes, qui maintient la forme de la bactérie.
• Polysome : Association de plusieurs ribosomes sur un même ARN messager, capable de synthétiser simultanément plusieurs protéines.

📝 Points essentiels

• Les bactéries mesurent généralement 1 à 2 μm et leur cytoplasme contient environ 20 000 à 30 000 ribosomes par cellule.

• Le cytoplasme bactérien ne contient pas:

  • noyau
  • organites membranaires
  • cytosquelette
  • actine
  • microtubules
  • microfilaments

💡 Astuce mémo

Cytoplasme → membrane → périplasme → paroi

📖 3. Génome et division bactérienne

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléoïde : Région cytoplasmique qui contient le chromosome bactérien sans membrane nucléaire ni histones.
• Opéron : Ensemble de gènes voisins, souvent trois à cinq et parfois douze, dont l’expression est coordonnée.

📝 Points essentiels

• Le chromosome bactérien est généralement une molécule unique d’ADN bicaténaire, circulaire et nue, mesurant environ 1 mm, soit environ dix fois la longueur de la bactérie.

• La division bactérienne s’effectue par scissiparité : le chromosome se réplique en restant associé à la membrane au niveau de l’origine de réplication, puis la cellule se sépare en deux cellules filles.

💡 Astuce mémo

ORI → réplication → séparation → scissiparité

📖 4. Plasmides et résistance antibiotique

🔑 Notions clés & Définitions

• Plasmide : Petit ADN bicaténaire, circulaire et extrachromosomique, capable de se répliquer indépendamment du chromosome bactérien.

📝 Points essentiels

📌 Les plasmides peuvent porter des gènes de résistance qui permettent la production de protéines inhibant ou neutralisant certains antibiotiques.

📌 Un antibiotique détruit ou bloque la croissance des bactéries, mais il n’agit pas contre les virus.

• Lors d’un transfert de résistance, une bactérie résistante transmet un plasmide à une bactérie sensible, qui devient alors résistante.

💡 Astuce mémo

Plasmide de résistance → protéine inhibitrice → antibiotique inefficace

📖 5. Structures bactériennes spécialisées

🔑 Notions clés & Définitions

• Conjugaison : Échange d’ADN entre deux bactéries de même espèce au moyen d’un pilus sexuel, une bactérie F+ transmettant notamment le plasmide F à une bactérie F−.
• Capsule polysaccharidique : Couche externe sucrée qui protège certaines bactéries contre le système immunitaire et rend leur élimination plus difficile.

★ À maîtriser

• Les trois modes de transfert d’ADN bactérien sont:
  • conjugaison
  • transduction par bactériophage
  • transformation par acquisition d’un plasmide ou d’un ADN extérieur

Compléments

• Les chromatophores sont des expansions membranaires portant des pigments photosynthétiques, ce qui permet à certaines bactéries autotrophes de transformer l’énergie lumineuse en sucre.

📖 6. Archaebactéries et eubactéries

🔑 Notions clés & Définitions

• PCR : Technique de réplication en chaîne qui amplifie un fragment d’ADN grâce à des cycles de chauffage et à une ADN polymérase thermostable.

★ À maîtriser

📌 Les archaebactéries sont anciennes, souvent extrêmophiles et à paroi plutôt fine, tandis que les eubactéries sont plus nombreuses et plus récentes.

• Thermus aquaticus possède une ADN polymérase, appelée Taq polymérase, capable de fonctionner à 80 °C et utilisée pour la PCR.

Compléments

• Les mycoplasmes sont de très petites bactéries, d’environ une centaine de nanomètres, dépourvues de paroi et contenant du cholestérol dans leur membrane plasmique.

💡 Astuce mémo

Archaebactéries extrêmophiles, eubactéries majoritaires

📖 7. Métabolisme et pouvoir pathogène

★ À maîtriser

• Une bactérie aérobie vit en présence d’oxygène, tandis qu’une bactérie anaérobie vit sans oxygène et peut utiliser la respiration ou la fermentation.

• Une bactérie strictement aérobie ou anaérobie ne tolère pas l’absence ou la présence d’oxygène correspondante, tandis qu’une bactérie facultative peut changer d’état.

• Les bactéries pathogènes peuvent produire des toxines, comme l’hépatotoxine qui attaque le foie ou la neurotoxine qui attaque le système nerveux.

Compléments

• Les bactéries probiotiques, notamment les lactobacilles et les bifidobactéries, enrichissent la flore intestinale et contribuent à lutter contre les infections intestinales.

💡 Astuce mémo

Aérobie avec oxygène, anaérobie sans oxygène

📖 8. Parois Gram positives et négatives

📝 Points essentiels

• La coloration de Gram distingue les bactéries selon leur paroi : les Gram positives apparaissent violet foncé et les Gram négatives violet clair.

• La paroi des bactéries Gram positives est homogène, riche en peptidoglycane, épaisse de 15 à 30 nm et fortement liée à la membrane par des liaisons covalentes.

• La paroi des bactéries Gram négatives possède une fine couche de peptidoglycane de 8 à 10 nm surmontée d’une membrane externe à trois feuillets.

📌 La paroi Gram positive est plutôt imperméable en raison de son épaisse couche de peptidoglycane, tandis que la paroi Gram négative est plus perméable grâce à des protéines formant des canaux sélectifs.

💡 Astuce mémo

Gram+ épaisse et imperméable, Gram− fine et perméable

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des bactéries Gram