Fiche de révision : Microbiologie des bactéries

📋 Plan du Cours

1. Organisation des cours et évaluations
2. Microorganismes et importance du vivant
3. Classification et identification bactériennes
4. Procaryotes et cellules eucaryotes
5. Enveloppe et peptidoglycane bactériens
6. Structures et génomes bactériens
7. Division bactérienne et placement du septum

📖 1. Organisation des cours et évaluations

★ À maîtriser

• Le programme comprend 10 cours : 5 de microbiologie des procaryotes, 3 de virologie, 1 de parasitologie et 1 de mycologie médicale.

• Le CC1 a lieu à la mi-novembre, vaut 50 % de la note et porte sur les cinq premiers cours, les deux premiers TD de microbiologie des procaryotes et le travail personnel.

• Le CC2 a lieu en janvier, vaut 50 % de la note et porte sur les cours et TD de virologie, parasitologie et mycologie.

Compléments

• Les 4 TD comprennent 2 TD de bactériologie, 1 de virologie et 1 de parasitologie.

• Les TD commencent la semaine du 19 octobre.

• Le travail personnel consiste à étudier un article, sur lequel quelques questions seront posées dans le sujet du contrôle continu.

📖 2. Microorganismes et importance du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Microbiologie : Science qui étudie les organismes invisibles à l’œil nu; le terme vient du grec mikros, « petit », et bios, « vie ».

★ À maîtriser

• Les microorganismes sont trop petits pour être vus à l’œil nu, mais peuvent être observés au microscope ou, pour les bactéries, sous forme de colonies.

• Les domaines du vivant sont :
  • Bacteria
  • Archaea
  • Eukarya

Compléments

• Les microorganismes sont omniprésents dans l’environnement, y compris dans le corps humain sous la forme du microbiote.

• Environ 50 % des cellules présentes dans et sur notre corps sont des bactéries.

• Les agents pathogènes étudiés comprennent :

  • les bactéries
  • les champignons
  • les protozoaires
  • les helminthes
  • les virus

📖 3. Classification et identification bactériennes

★ À maîtriser

• La coloration de Gram distingue deux types d’enveloppe bactérienne : les monodermes à une membrane et les didermes à deux membranes.

• L’identification bactérienne s’appuie sur : l’observation macroscopique des colonies sur milieu solide, l’observation microscopique de la forme et de la coloration, l’étude des caractéristiques physiologiques et biochimiques

• Le gène codant l’ARNr 16S est présent chez toutes les bactéries et possède des régions conservées et des régions hypervariables V1 à V9.

• 🔄 L’identification par l’ARNr 16S se déroule en trois étapes :

  1. Amplifier le gène par PCR
  2. Séquencer le produit amplifié
  3. Comparer la séquence à une banque de données

Compléments

• Les tests biochimiques évaluent notamment : la transformation du peroxyde d’hydrogène en eau et oxygène par la catalase, la présence de cytochrome c oxydase, le métabolisme oxydatif ou fermentatif du glucose

• Une identité d’au moins 97 % entre séquences d’ARNr 16S indique l’appartenance à la même espèce.

• Les méthodes d’identification évoquées évoluent de la microbiologie classique au XIXe siècle à la microbiologie moléculaire au XXe siècle, puis à la génomique, la PCR et la spectrométrie de masse au XXIe siècle.

💡 Astuce mémo

Du XIXe au XXIe siècle, l’identification passe de l’observation à la génomique.

📖 4. Procaryotes et cellules eucaryotes

★ À maîtriser

• Les procaryotes comprennent les bactéries et les archées, tandis que les eucaryotes comprennent les protistes, les champignons, les plantes et les animaux.

• Les procaryotes ont un nucléoïde sans enveloppe nucléaire ni nucléole, tandis que les eucaryotes possèdent un noyau entouré d’une enveloppe et un nucléole.

• Les procaryotes possèdent généralement un chromosome circulaire sans histones, tandis que les eucaryotes possèdent des chromosomes linéaires associés à des histones.

Compléments

• La taille typique des procaryotes est de 1–10 μm, contre 10–100 μm chez les eucaryotes.

• Chez les procaryotes, la synthèse de l’ARNm et des protéines a lieu dans le cytoplasme, tandis que chez les eucaryotes l’ARN est synthétisé dans le noyau et les protéines dans le cytoplasme.

• Les procaryotes sont dépourvus d’organites et se divisent par fission binaire, tandis que les eucaryotes possèdent des organites et se divisent par mitose ou méiose.

💡 Astuce mémo

Le procaryote sans noyau s’oppose à l’eucaryote compartimenté.

📖 5. Enveloppe et peptidoglycane bactériens

🔑 Notions clés & Définitions

• Peptidoglycane : Élément structural de l’enveloppe bactérienne, ou muréine, formé de chaînes de glycanes reliées par des ponts peptidiques.

★ À maîtriser

📌 Les bactéries à Gram positif sont monodermes et possèdent un peptidoglycane épais en multicouches ainsi que des acides téichoïques et lipotéichoïques.

📌 Les bactéries à Gram négatif sont didermes et possèdent une membrane externe avec des lipopolysaccharides et des porines, ainsi qu’un peptidoglycane en monocouche dans l’espace périplasmique.

Compléments

• La membrane cytoplasmique bactérienne est une bicouche lipidique qui protège le contenu cytoplasmique, participe à la préservation de l’énergie et ancre des protéines de transport.

• La coloration de Gram peut être faussée dans certains cas, notamment chez les mycoplasmes, qui sont trop petits pour distinguer la couleur dans les conditions décrites.

💡 Astuce mémo

Monoderme : une membrane ; didermes : deux membranes.

📖 6. Structures et génomes bactériens

📝 Points essentiels

• Les fimbriae des bactéries à Gram négatif sont des filaments protéiques composés de fimbrine et jouent un rôle dans l’adhésion.

• Les flagelles assurent la motilité bactérienne; chez Escherichia coli, leur vitesse de rotation indiquée est de 16 200 tours par minute.

• La taille des génomes bactériens varie de 0,16 Mb à 10 Mb, avec une moyenne de 4–5 Mb.

• Le chromosome d’Escherichia coli mesure 4,6 Mb, soit 4 639 675 bases.

📖 7. Division bactérienne et placement du septum

★ À maîtriser

• 🔄 La fission binaire comprend :

  1. L’élongation de la cellule et le doublement de sa masse
  2. La duplication du chromosome
  3. La formation du septum de séparation
  4. La séparation en deux cellules filles

• La division débute par l’assemblage au milieu de la cellule de l’anneau FtsZ, formé par polymérisation de monomères de FtsZ.

📌 Un anneau FtsZ formé au milieu produit deux cellules filles identiques, tandis qu’un anneau formé près d’un pôle produit une mini-cellule et une cellule trop longue.

• Le système MinCDE positionne l’anneau de division : MinCD oscille entre les pôles, MinE déloge MinCD et le fait migrer vers le pôle opposé, et MinC inhibe FtsZ.

• L’oscillation de MinCD crée un gradient de concentration de MinC dont le minimum se trouve au centre de la cellule, où l’anneau FtsZ peut se former.

Compléments

• FtsZ s’accroche à la membrane grâce à FtsA, protéine cytoplasmique, et ZipA, protéine membranaire.

• L’anneau FtsZ recrute le divisome, dont chaque complexe comprend environ 50 protéines.

• 🔄 La cytokinèse bactérienne comprend :

  1. La synthèse d’une nouvelle membrane
  2. La synthèse d’une nouvelle enveloppe
  3. La contraction de l’anneau de division
  4. La séparation en deux cellules filles

• Le complexe MinCD oscille entre les deux pôles à raison d’un cycle toutes les 60 secondes.

• Chez les mutants ΔminC, des mini-cellules apparaissent parce que l’anneau FtsZ peut se former en différents endroits de la cellule.

💡 Astuce mémo

FtsZ s’assemble, le divisome est recruté, puis le septum sépare les cellules.

📊 Tableaux de synthèse

Procaryotes et eucaryotes