Fiche de révision : Microbiologie générale

📋 Plan du Cours

1. Découverte du monde microbien
2. Nomenclature et classification microbiennes
3. Cellules eucaryotes et procaryotes
4. Morphologie des bactéries
5. Coloration et enveloppes bactériennes
6. Paroi et peptidoglycane
7. Membranes et transport bactérien
8. Membrane externe et périplasme
9. Structures bactériennes facultatives
10. Bactéries intracellulaires et levures
11. Croissance et nutrition microbiennes

📖 1. Découverte du monde microbien

★ À maîtriser

• Au début du XVIIIe siècle, le Hollandais Van Leeuwenhoek invente le premier microscope et observe des microorganismes qu’il nomme « animalcules ».

• Edward Jenner, médecin de la fin du XVIIIe siècle, inocule à un enfant le contenu d’une pustule de vaccine bovine ; après une fièvre, l’enfant guérit et cette expérience fonde la vaccination.

• Né en 1822, Louis Pasteur étudie les fermentations, l’asymétrie moléculaire et les effets de facteurs environnementaux sur les microbes.

📌 Les expériences de Pasteur réfutent la génération spontanée : la fermentation dépend de germes et de facteurs environnementaux, et le chauffage peut l’arrêter.

Compléments

📌 Les mouvements brownien observés par Van Leeuwenhoek ne suivent pas le mouvement du liquide, contrairement à un déplacement passif entraîné par celui-ci.

• Pasteur utilise des germes atténués contre le charbon chez les animaux et contre la rage chez l’enfant, et Robert Koch s’intéresse aux microorganismes responsables de maladies.

💡 Astuce mémo

Observer, réfuter, vacciner : du microscope aux expériences.

📖 2. Nomenclature et classification microbiennes

★ À maîtriser

• La classification microbienne suit ces rangs :

  • règne
  • embranchement
  • classe
  • ordre
  • famille
  • genre
  • espèce
  • souche

• Les six règnes cités sont :

  • Bacteria (Eubacteria)
  • Archébactéria
  • Protistes
  • Fungi
  • végétaux
  • animaux

Compléments

• Escherichia coli O157:H7 est une souche pathogène pour l’être humain qui peut détruire les reins, alors que d’autres souches d’Escherichia coli vivent dans l’intestin.

• Salmonella Typhimurium O12 est associée à la gastro-entérite.

📖 3. Cellules eucaryotes et procaryotes

★ À maîtriser

📌 Les cellules eucaryotes possèdent un noyau et des organites, tandis que les procaryotes n’ont ni noyau ni organites et possèdent une paroi cellulaire.

• L’ADN génomique eucaryote est linéaire et diploïde, tandis que l’ADN procaryote est généralement circulaire et haploïde, mais peut être linéaire.

Compléments

• Les cellules eucaryotes comprennent notamment :

  • des lysosomes
  • des mitochondries
  • un appareil de Golgi
  • un réticulum endoplasmique
  • des vacuoles

• L’ADN mitochondrial eucaryote est circulaire.

📌 La paroi rend les procaryotes plus résistants que les cellules eucaryotes fragiles face aux contraintes environnementales.

💡 Astuce mémo

Noyau et organites chez l’eucaryote ; pas de noyau ni d’organites chez le procaryote.

📖 4. Morphologie des bactéries

★ À maîtriser

• La taille bactérienne courante est d’environ 1 μm ; le cours cite Mycoplasma pneumoniae à 0,1 μm, des bactéries de 20 μm et des spirochètes pouvant atteindre 500 μm.

• Les bactéries présentent plusieurs formes :

  • sphériques (coques)
  • spiralées
  • en bâtonnets (bacilles)
  • mycéliaires
  • pédonculées

Compléments

• Les coques peuvent être :

  • isolées
  • regroupées en filaments (streptocoques)
  • regroupées par deux (diplocoques)
  • regroupées en amas (staphylocoques)

• Le cours associe Listeria et Salmonella aux bacilles, Vibrio cholerae aux bacilles incurvés, Streptomyces à la forme mycéliaire et Micromonospora à la forme pédonculée.

• Les bactéries peuvent modifier leur taille selon la température, et certaines bactéries photosynthétiques participent au nettoyage de l’environnement.

📖 5. Coloration et enveloppes bactériennes

★ À maîtriser

• La coloration de Gram comprend l’application du cristal violet, la fixation à l’iode, la décoloration à l’éthanol puis la contre-coloration à la safranine.

📌 Les bactéries Gram positif restent violettes après coloration, tandis que les bactéries Gram négatif se décolorent puis deviennent roses avec la safranine.

📌 Les Gram positif ont une paroi épaisse qui retient le cristal violet lors de la décoloration, tandis que les Gram négatif ont une membrane externe, une paroi plus mince et un espace périplasmique.

Compléments

• Les bactéries Gram positif sont plus fréquentes en milieu sec, tandis que les Gram négatif le sont davantage en milieu aquatique.

💡 Astuce mémo

Gram positif violet ; Gram négatif rose.

📖 6. Paroi et peptidoglycane

🔑 Notions clés & Définitions

• Peptidoglycane : Aussi appelé muréine, constitue la paroi bactérienne et comprend des chaînes de sucres reliées par des pontages peptidiques.

★ À maîtriser

• Les deux sucres du peptidoglycane sont la N-acétylglucosamine et l’acide N-acétylmuramique, disposés en alternance et reliés par des liaisons β 1→4.

📌 Les antibiotiques β-lactamines, dont la pénicilline et l’amoxicilline, inhibent les enzymes de synthèse du peptidoglycane et agissent lorsque la bactérie synthétise sa paroi pendant la division.

• La paroi protège contre les variations de pression osmotique, contribue à la forme bactérienne et participe à la formation du septum lors de la division.

Compléments

• Les pontages du peptidoglycane sont formés de tétrapeptides composés d’alanine, de glutamine, de lysine et d’alanine.

📌 La lyse de la paroi d’une bactérie Gram positif produit un protoplaste, tandis que la perte de la paroi interne d’une Gram négatif laisse sa membrane externe et produit un sphéroplaste.

📖 7. Membranes et transport bactérien

★ À maîtriser

• La membrane cytoplasmique bactérienne est une bicouche de phospholipides contenant environ 60 % de protéines et 40 % de phospholipides, organisée en mosaïque fluide.

• La membrane cytoplasmique assure notamment :

  • l’étanchéité
  • l’isolation thermique
  • la respiration cellulaire
  • le transport de molécules
  • la perception de l’environnement

• Dans un système à deux composants, un capteur s’autophosphoryle puis transfère son phosphate à un régulateur qui modifie l’activité bactérienne en réponse à l’environnement.

Compléments

• Les phospholipides bactériens comprennent notamment le phosphatidylglycérol et la phosphatidyléthanolamine, et leur cardiolipide est un phospholipide double.

• Lors du transport de translocation de groupe du glucose, le phosphoénolpyruvate fournit un phosphate transféré au glucose par un système membranaire, ce qui forme du glucose-6-phosphate et libère du pyruvate.

• Les bactéries peuvent utiliser le nitrate ou le sulfate à la place de l’oxygène pour la respiration, selon le cours.

📖 8. Membrane externe et périplasme

★ À maîtriser

• La membrane externe des bactéries Gram négatif possède un feuillet interne phospholipidique et un feuillet externe constitué de lipopolysaccharides (LPS).

• Un LPS comprend le lipide A, le core et l’antigène O ; le lipide A constitue une endotoxine lorsqu’il est libéré après la rupture bactérienne.

• Les porines forment des canaux dans la membrane externe permettant le passage de molécules dont le diamètre est inférieur à celui du canal ; LamB laisse passer le maltose.

• L’espace périplasmique des bactéries Gram négatif est un compartiment visqueux riche en enzymes digestives et en glucanes périplasmiques osmorégulés (OPG).

Compléments

• L’antigène O est la partie la plus variable du LPS et sa composition en sucres contribue à distinguer les bactéries jusqu’au niveau de la souche.

📖 9. Structures bactériennes facultatives

🔑 Notions clés & Définitions

• Capsule bactérienne : Gel visqueux protéosaccharidique produit autour de la bactérie selon le contexte environnemental.

★ À maîtriser

• La capsule bactérienne contribue notamment à : la protection contre la reconnaissance par les macrophages, la protection contre certains antibiotiques, la protection contre le froid, la protection contre la dessiccation, le port d’antigènes tels que les antigènes M et S

• Les pili de type 2, ou pili sexuels, sont codés par des plasmides de fertilité et permettent le transfert d’ADN entre bactéries.

• Les flagelles sont des structures motrices dont le moteur utilise l’énergie du gradient de protons pour convertir l’énergie chimique en mouvement.

• Les spores bactériennes sont des endospores formées à l’intérieur de certaines bactéries, notamment des genres Bacillus et Clostridium, puis libérées lors de l’éclatement de la cellule.

• La spore protège le génome contre des agressions physiques et chimiques et peut persister pendant des milliers, voire des millions d’années.

Compléments

📌 Les curli assurent l’adhérence, tandis que les pili de type 1 peuvent fixer irréversiblement les bactéries à des surfaces organiques ou inorganiques.

• Les bactéries à flagelles sont dites monotriches si elles en ont un, lophotriches si elles en ont plusieurs à un pôle, amphitriches si elles en ont aux deux pôles et péritriches si elles en ont partout.

• Le chimiotactisme oriente les bactéries vers les nutriments ou à l’opposé des toxines, et le swarming désigne leur déplacement collectif vers un environnement favorable.

• Le cortex représente 10 à 20 % de la spore et contient du dipicolinate de calcium, tandis que les tuniques interne et externe représentent 20 à 35 % et sont riches en kératine.

📖 10. Bactéries intracellulaires et levures

🔑 Notions clés & Définitions

• Bactérie intracellulaire obligatoire : Ne peut se diviser à l’extérieur d’une cellule eucaryote et dépend de l’hôte pour sa croissance.
• Levure : Champignon unicellulaire eucaryote capable de se diviser seule et de se développer en milieu aqueux.

★ À maîtriser

• Les rickettsies parasitent naturellement des arthropodes tels que les poux, les tiques et les puces, qui peuvent les transmettre par leur piqûre.

• La paroi des levures comporte trois couches :
  • une couche interne de β-1,3-glucanes
  • une couche moyenne de β-1,3-glucanes ramifiés
  • une couche externe de mannose phosphorylé lié aux protéines

Compléments

• Les bactéries intracellulaires décrites dans le cours mesurent 300 à 600 nm, sont non motiles et se divisent par scissiparité sans septum centré régulier.

• Les chlamydies du groupe ornithose-psittacose peuvent être transmises par des squames d’oiseaux inhalées et provoquer une bronchopneumonie sévère.

• La paroi des levures représente environ 20 % de la cellule et comprend environ 80 % de polysaccharides et 20 % de protéines.

• Saccharomyces cerevisiae est une levure de boulangerie de forme sphérique.

📖 11. Croissance et nutrition microbiennes

🔑 Notions clés & Définitions

• Croissance microbienne : Accroissement ordonné des composants d’un organisme, mesuré notamment par l’augmentation du nombre de cellules et de la biomasse.

📝 Points essentiels

📌 Les substances élémentaires fournissent des briques nécessaires à la synthèse cellulaire, tandis que les substances énergétiques sont dégradées afin de libérer de l’énergie pour produire de l’ATP.