Fiche de révision : Microbiologie générale et bactéries

📋 Plan du Cours

1. Importance de la microbiologie
2. Membres du monde microbien
3. Taille et morphologie bactériennes
4. Organisation générale de la cellule
5. Enveloppes des bactéries
6. Structures de surface
7. Éléments du cytoplasme
8. Croissance et division bactériennes
9. Courbe de croissance

📖 1. Importance de la microbiologie

🔑 Notions clés & Définitions

• Microbiologie : Science qui étudie les micro-organismes.

★ À maîtriser

• Les microbes représentent 95 % de la biodiversité et 55 % de la biomasse terrestre.

• Les micro-organismes participent aux chaînes alimentaires, au microbiote, à la digestion, à la production de vitamines et d’enzymes ainsi qu’à la fermentation.

Compléments

• La microbiologie est particulièrement actuelle en raison de l’émergence de l’antibiorésistance, de nouvelles maladies infectieuses comme la pandémie de Covid 19 et des préoccupations environnementales.

💡 Astuce mémo

Diversité → fonctions essentielles → enjeux médicaux et environnementaux

📖 2. Membres du monde microbien

★ À maîtriser

• Le monde microbien comprend les trois domaines Bacteria, Archaea et Eucarya.

📌 Les bactéries et les archées sont des procaryotes, tandis que les protistes, les algues et les autres eucaryotes possèdent une organisation eucaryote.

Compléments

• Le monde microbien comprend notamment :
  • bactéries
  • archées
  • protozoaires
  • algues unicellulaires
  • champignons comme les levures
  • virus

💡 Astuce mémo

Bacteria, Archaea et Eucarya : trois domaines du vivant microbien

📖 3. Taille et morphologie bactériennes

★ À maîtriser

• La taille moyenne d’une bactérie est de 1 à 2 μm de diamètre.

• Les bactéries peuvent adopter notamment une forme de vibrion ou s’organiser en agrégats en grappe et en chaînettes.

Compléments

• Une levure mesure environ 3 μm de diamètre, une hématie 7 μm de diamètre et un virus environ 50 nm.

• Bacillus megaterium mesure 8 μm de long et 2 μm de diamètre, Escherichia coli 4 μm de long et 2 μm de diamètre, et Staphylococcus environ 1 μm de diamètre.

📖 4. Organisation générale de la cellule

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule bactérienne : Unicellulaire, possède une paroi contenant du peptidoglycane, ne possède pas de membrane nucléaire ni de membranes internes dans le cytoplasme, et présente des propriétés particulières de ses constituants cytoplasmiques.

📝 Points essentiels

• Les bactéries peuvent adopter une phase de vie communautaire sous forme de biofilm, correspondant à une organisation quasi multicellulaire.

💡 Astuce mémo

UPNAC : unicellularité, paroi, absence de noyau, absence de membranes internes, cytoplasme

📖 5. Enveloppes des bactéries

★ À maîtriser

📌 L’enveloppe d’une bactérie à Gram négatif comprend une membrane externe, un espace périplasmique, une paroi de peptidoglycane et une membrane interne.

📌 L’enveloppe d’une bactérie à Gram positif comprend une membrane cytoplasmique et une épaisse couche de peptidoglycane, sans membrane externe.

Compléments

• Chez les bactéries à Gram positif, la couche de peptidoglycane peut représenter 40 % du poids sec de la cellule et mesurer 20 à 80 nm.

• Les acides téichoïques et lipotéichoïques atteignent la surface des bactéries à Gram positif et leur confèrent une charge négative.

• Chez les bactéries à Gram négatif, le lipopolysaccharide de la membrane externe confère une charge négative à la cellule.

💡 Astuce mémo

Gram− : membrane externe ; Gram+ : paroi épaisse sans membrane externe

📖 6. Structures de surface

🔑 Notions clés & Définitions

• Capsule : Réseau polysaccharidique très hydraté qui favorise l’adhésion, protège contre la déshydratation et la phagocytose, avec une exception protéique chez Bacillus anthracis.

★ À maîtriser

• Les flagelles sont des appendices locomoteurs d’environ 20 nm de diamètre et de 15 à 20 μm de long.

• Les fimbriae ou pili sont constitués d’une protéine appelée piline arrangée de façon hélicoïdale et participent à l’agrégation bactérienne et à la formation des biofilms.

Compléments

• Environ 10 % des espèces bactériennes connues possèdent une couche S, qui pourrait protéger contre des molécules toxiques et participer à l’adhésion.

• Les arrangements des flagelles comprennent la ciliature péritriche, monotriche, lophotriche et amphitriche.

• Les vésicules membranaires sont des particules de 20 à 18 nm formées d’une membrane lipidique contenant notamment des protéines, de l’ADN, des enzymes et des toxines.

📖 7. Éléments du cytoplasme

★ À maîtriser

• Les inclusions cytoplasmiques sont des dépôts de réserves riches en molécules et nutriments, utilisés lorsque le milieu devient pauvre en nutriments, et leur composition est décrite comme contenant 70 % d’eau.

• Le nucléoïde contient l’unique chromosome bactérien haploïde, non séparé du cytoplasme par une membrane, avec environ 60 % d’ADN, 30 % d’ARN et 10 % de protéines.

• La transcription et la traduction peuvent se dérouler simultanément chez les bactéries parce qu’elles ne possèdent pas de noyau.

• Les plasmides peuvent porter des gènes de :

  • conjugaison
  • résistance
  • production de bactériocines
  • virulence
  • métabolisme

• Les ribosomes sont le siège de la synthèse protéique et certains ribosomes liés à la membrane cytoplasmique synthétisent des protéines exportées ou membranaires.

Compléments

• Le cytosquelette bactérien participe à la division cellulaire, à la localisation de protéines et à la détermination de la forme cellulaire, avec les protéines FtsZ, MreB et Crescentine homologues respectivement à la tubuline, à l’actine et aux filaments intermédiaires.

• La sporulation bactérienne survient lorsque le milieu devient défavorable et produit une endospore résistante contenant le matériel génétique, capable de survivre même après la mort de la cellule.

📖 8. Croissance et division bactériennes

🔑 Notions clés & Définitions

• Croissance bactérienne : Augmentation du nombre de cellules et dépend de nutriments fournissant des éléments chimiques ainsi que de sources d’énergie lumineuse ou issues d’oxydoréductions.

📝 Points essentiels

• 🔄 La scission binaire associe :
  1. réplication du génome
  2. formation d’un septum
  3. division de la cellule

💡 Astuce mémo

Réplication du génome → septum → scission binaire

📖 9. Courbe de croissance

🔑 Notions clés & Définitions

• Courbe de croissance : Représentation graphique de l’évolution de la croissance bactérienne en fonction du temps et qui n’est valable que si le milieu ne change pas.

📝 Points essentiels

• La courbe de croissance comporte notamment une phase de ralentissement avant l’évolution logarithmique du nombre de bactéries.

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des enveloppes bactériennes