Fiche de révision : La cellule bactérienne

📋 Plan du Cours

1. Organisation générale de la bactérie
2. Morphologie et division bactérienne
3. Formes et groupements bactériens
4. Structure des membranes bactériennes
5. Fonctions membranaires et transports
6. Inclusions cytoplasmiques
7. Génome, plasmides et chromides
8. Pangénome d’Escherichia coli

📖 1. Organisation générale de la bactérie

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule procaryote : Cellule ne possédant ni noyau ni organites et contenant notamment une membrane plasmique, une paroi, un cytoplasme, des ribosomes et un nucléoïde.
• Nucléoïde : Région bactérienne qui contient le génome sous forme d’ADN double brin circulaire.

📝 Points essentiels

• La capsule est une structure facultative située à l’extérieur de la paroi, tandis que les fimbriae participent à l’adhésion aux tissus de l’hôte et que le flagelle permet le déplacement bactérien.

💡 Astuce mémo

Procaryote sans noyau ni organites, contrairement à l’eucaryote

📖 2. Morphologie et division bactérienne

★ À maîtriser

• 🔄 La scissiparité comprend quatre étapes:
  1. Élongation de la cellule mère et réplication du chromosome
  2. Formation d’un étranglement au centre de la bactérie
  3. Transformation de l’étranglement en septum séparant la cellule mère
  4. Séparation complète en deux bactéries filles

Compléments

• Escherichia coli mesure environ 0,5 μm × 2–3 μm, tandis que Thiomargarita namibiensis peut atteindre 750 μm de longueur et 300 μm de diamètre.

📌 Le nom scientifique d’une bactérie associe un nom de genre commençant par une majuscule et un nom d’espèce commençant par une minuscule, l’ensemble étant écrit en italique.

💡 Astuce mémo

Élongation → étranglement → septum → séparation

📖 3. Formes et groupements bactériens

★ À maîtriser

📌 Les coques sont des bactéries sphériques, tandis que les bacilles sont des bactéries en forme de bâtonnet.

• Les principaux groupements de coques sont:
  • Streptocoques en chaînes
  • Tétrades de quatre coques
  • Sarcines de huit coques
  • Staphylocoques en grappes

Compléments

• Les spirochètes ont une forme de tire-bouchon, les vibrions sont incurvés, les actinomycètes forment des filaments ramifiés et Corynebacterium présente un pléomorphisme.

💡 Astuce mémo

Coques en chaînes, en grappes ou en tétrades ; bacilles en bâtonnets

📖 4. Structure des membranes bactériennes

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Bicouche de phospholipides d’environ 7–8 nm d’épaisseur, contenant des protéines selon le modèle de la mosaïque fluide.

★ À maîtriser

• Un phospholipide possède une tête polaire composée de glycérol, de phosphate et d’un alcool, ainsi qu’une queue apolaire constituée d’acides gras saturés ou insaturés reliés au glycérol par une liaison ester.

📌 Chez les archées, les membranes utilisent du L-glycérol, des chaînes isopréniques et des liaisons éther, contrairement aux membranes bactériennes qui utilisent du D-glycérol, des acides gras et des liaisons ester.

Compléments

• Les membranes monocouches des archées sont plus résistantes à la chaleur et à l’acidité grâce aux tétraéthers et aux cyclisations des chaînes isopréniques.

💡 Astuce mémo

Bactéries : ester et acides gras ; archées : éther et chaînes isopréniques

📖 5. Fonctions membranaires et transports

★ À maîtriser

• La chaîne de transport d’électrons oxyde une molécule réduite, transfère les électrons vers un accepteur final et expulse des protons, créant un gradient utilisé pour produire de l’ATP.

📌 Le transport actif nécessite une source d’énergie et peut déplacer des molécules contre leur gradient de concentration, tandis que la diffusion passive suit le gradient sans apport énergétique.

Compléments

• Le gradient de protons peut alimenter:
  • Un symport pour transporter le lactose
  • Un antiport pour expulser le sodium
  • Une translocation de groupe phosphorylant le soluté

💡 Astuce mémo

Transfert d’électrons → gradient de protons → ATP et transport

📖 6. Inclusions cytoplasmiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Inclusion cytoplasmique : Structure bactérienne qui n’est pas un organite et qui peut servir de réserve énergétique ou nutritive.

★ À maîtriser

• Les bactéries stockent le phosphate excédentaire sous forme de granules de polyphosphate et le carbone sous forme de poly-β-hydroxybutyrate ou de glycogène.

Compléments

• Les carboxysomes des cyanobactéries concentrent la RubisCO et participent à la fixation du CO2 en molécules organiques.

• Les magnétosomes sont des inclusions contenant de la magnétite Fe3O4 qui permettent à certaines bactéries de s’orienter selon le champ magnétique terrestre.

📖 7. Génome, plasmides et chromides

🔑 Notions clés & Définitions

• Génome bactérien : ADN double brin circulaire condensé dans le nucléoïde, dont l’ordre de grandeur atteint plusieurs millions de paires de bases.
• Plasmide : Petit réplicon d’ADN double brin circulaire, facultatif, capable de se répliquer indépendamment et de porter des gènes avantageux.
• Chromide : Structure génétique intermédiaire entre un chromosome et un plasmide.

📝 Points essentiels

• Le génome d’Escherichia coli contient environ 4,5 millions de paires de bases et est condensé par des superenroulements et des protéines associées au nucléoïde.

• Les plasmides peuvent porter des gènes de:

  • Conjugaison
  • Résistance aux antibiotiques
  • Virulence
  • Résistance aux métaux lourds, pesticides et xénobiotiques
  • Catabolisme de molécules complexes

💡 Astuce mémo

Chromosome essentiel ; plasmide facultatif porteur d’avantages

📖 8. Pangénome d’Escherichia coli

🔑 Notions clés & Définitions

• Core génome : Ensemble des gènes communs à toutes les souches d’une même espèce.
• Pangénome : Ensemble des gènes retrouvés chez une espèce en considérant tous ses isolats.

📝 Points essentiels

• Le génome d’Escherichia coli comprend environ 4 200 à 5 500 gènes, dont 1 976 gènes de fonction connue et conservés au sein de l’espèce.

• Le pangénome d’Escherichia coli comprend 17 838 gènes.

💡 Astuce mémo

Core génome commun à toutes les souches ; pangénome = ensemble complet

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des membranes bactériennes et archéennes