Fiche de révision : Microbiologie des procaryotes

📋 Plan du Cours

1. Organisation interne des procaryotes
2. Membrane plasmique et fonctions
3. Cytoplasme et nucléoïde
4. Paroi et équilibre osmotique
5. Structures extracellulaires et mobilité
6. Biofilms et endospores
7. Interactions avec l’environnement

📖 1. Organisation interne des procaryotes

📝 Points essentiels

📌 Le milieu extracellulaire présente des paramètres physico-chimiques variables, tandis que le milieu intracellulaire, ou cytoplasme, maintient des paramètres relativement stables par homéostasie.

💡 Astuce mémo

Milieu extracellulaire variable, cytoplasme intracellulaire stable

📖 2. Membrane plasmique et fonctions

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Barrière sélective perméable aux petites molécules comme l’eau et le dioxygène, mais imperméable aux polymères qui nécessitent des protéines transporteuses.

📝 Points essentiels

• Les membranes des bactéries et des eucaryotes contiennent des chaînes d’acides gras liées par des liaisons ester, tandis que les archées possèdent des chaînes d’isoprènes liées par des liaisons éther.

• La membrane plasmique assure plusieurs fonctions: production d’énergie par les chaînes respiratoires ou photosynthétiques, biosynthèse de molécules, assemblage et sécrétion des protéines, ségrégation du matériel génétique, détection de la composition chimique de l’environnement

💡 Astuce mémo

Barrière, énergie, biosynthèse, sécrétion, génétique, détection

📖 3. Cytoplasme et nucléoïde

🔑 Notions clés & Définitions

• Cytoplasme : Dépourvu d’organites délimités par une membrane et contenant beaucoup d’eau, de l’ADN sous forme de nucléoïde, de l’ARN, des protéines, beaucoup d’ions, des ribosomes libres et parfois des inclusions.
• Nucléoïde : Zone condensée contenant l’ADN des cellules procaryotes, dont la forte compaction explique l’aspect plus clair en microscopie.

📝 Points essentiels

• Chez Escherichia coli, le cercle fermé d’ADN mesure environ 1400 µm, soit 200 à 700 fois la longueur de la cellule.

💡 Astuce mémo

Un ADN très compact baigne avec les ribosomes dans un cytoplasme sans organites membranaires

📖 4. Paroi et équilibre osmotique

★ À maîtriser

• Le peptidoglycane des parois bactériennes est constitué de NAG et de NAM associés à un tétrapeptide d’acides aminés.

📌 La pénicilline altère la paroi en empêchant la formation des ponts interpeptidiques, tandis que le lysozyme clive les liaisons β 1-4.

📌 Les mycoplasmes ne possèdent pas de paroi, les bactéries à paroi de peptidoglycane sont plus rigides, et les archées ont une paroi dépourvue de peptidoglycane qui résiste au lysozyme.

• En milieu hypotonique, l’eau entre dans la cellule et provoque la turgescence ; en milieu hypertonique, l’eau sort et provoque la plasmolyse ; en milieu isotonique, le mouvement net d’eau est nul.

• Les acides téichoïques des bactéries à Gram positif sont immunogènes, tandis que le lipopolysaccharide de la membrane externe des bactéries à Gram négatif est une endotoxine.

Compléments

📌 L’injection de LPS diminue la survie des souris selon la dose et le temps ; à 20 mg/kg la survie diminue, à 30 mg/kg elle diminue plus fortement et plus rapidement, et à 40 mg/kg la mortalité est presque immédiate.

💡 Astuce mémo

Paroi rigide → maintien de la forme et protection contre la lyse osmotique

📖 5. Structures extracellulaires et mobilité

🔑 Notions clés & Définitions

• Capsule : Exopolymère de surface principalement constitué de polysaccharides, parfois de protéines ou d’acides nucléiques, accumulé à l’extérieur de la paroi cellulaire.
• Flagelle : Le flagelle comprend un filament creux d’environ 10 µm composé de flagelline, un crochet incurvé et un corps basal ancré dans la paroi et la membrane par des disques ou des anneaux.

📝 Points essentiels

• La capsule protège de la déshydratation, favorise la fixation aux surfaces, résiste à la phagocytose et aux bactériophages, et contribue au pouvoir pathogène et à la virulence.

📌 Les bactéries monotriches ont un flagelle polaire unique, les amphitriches ont des flagelles aux deux extrémités, les lophotriches ont plusieurs flagelles à une extrémité et les péritriches ont plusieurs flagelles répartis autour de la cellule.

• Le chimiotactisme est un déplacement orienté de microorganismes qui détectent les substances de leur environnement grâce à des récepteurs protéiques et modifient leur déplacement en conséquence.

• Les pili sont des tubes creux de piline, plus courts que les flagelles, dont le nombre varie de 10 à 100 par cellule et qui permettent notamment l’adhésion aux surfaces.

• Le pilus sexuel rapproche deux cellules et permet le transfert d’informations génétiques, tandis que les e-pili participent aux transferts extracellulaires d’électrons.

💡 Astuce mémo

Capsule, flagelles, pili : protéger, se déplacer, adhérer et échanger

📖 6. Biofilms et endospores

🔑 Notions clés & Définitions

• Biofilm : Communauté de microorganismes adhérant entre eux ou à une surface et enfermée dans une matrice extracellulaire adhésive et protectrice.
• Quorum sensing : Le quorum sensing est une communication bactérienne qui coordonne l’expression des gènes selon la densité cellulaire grâce à la production, la libération et la détection de molécules signal.

★ À maîtriser

• Le biofilm protège les microorganismes contre la dessiccation, certains antimicrobiens et les défenses de l’hôte, tout en favorisant les échanges génétiques et les associations métaboliques.

• Lorsque les conditions environnementales deviennent défavorables, certaines bactéries arrêtent leur métabolisme et forment une endospore ; lorsque les conditions redeviennent favorables, la germination produit une cellule végétative.

Compléments

• Les endospores peuvent être distinguées par la coloration au vert de malachite selon la méthode de Schaeffer-Fulton.

💡 Astuce mémo

Densité cellulaire → quorum sensing ; conditions défavorables → endospore

📖 7. Interactions avec l’environnement

📝 Points essentiels

• Les bactéries peuvent se déplacer par nage en milieu liquide, par essaimage sur une surface solide ou par glissement, et certaines utilisent des vacuoles gazeuses constituées d’inclusions protéiques.

📌 Tous les procaryotes ne sont pas mobiles, et la répartition des flagelles influence le type de déplacement et la mobilité de la cellule.

📊 Tableaux de synthèse

Effets des milieux osmotiques

Organisation des flagelles