Fiche de révision : Morphologie de la cellule bactérienne

📋 Plan du Cours

1. Formes et regroupements bactériens
2. Structure et composition de la paroi
3. Coloration de Gram et fonctions de la paroi bactérienne
4. Membrane cytoplasmique
5. Constituants du cytoplasme
6. Appareil nucléaire et chromosome
7. Capsule bactérienne et mise en évidence
8. Flagelles bactériens
9. Pili bactériens
10. Spore bactérienne
11. Identification et classification bactériennes
12. Nomenclature bactérienne

📖 1. Formes et regroupements bactériens

🔑 Notions clés & Définitions

• Coccobacilles : Petits bacilles intermédiaires entre les coques et les bacilles.

★ À maîtriser

• Les coques ou cocci peuvent être disposés :

  • isolés
  • par deux
  • en chapelets
  • par quatre
  • en amas cubiques
  • en amas irréguliers
  • en grappes de raisin

• Les bâtonnets droits peuvent avoir :

  • des bouts ronds
  • des bouts carrés
  • des extrémités renflées
  • une forme fusiforme

• Les bactéries courbes appartiennent à l’ordre des spirillales : les vibrions ont une forme de virgule et les spirilles sont spiralés.

Compléments

• Les spirochètes sont des bactéries héliciformes dotées d’un filament axial étroitement enroulé autour de la cellule et fixé à ses deux extrémités ; le tréponème de la syphilis en est un exemple.

📖 2. Structure et composition de la paroi

★ À maîtriser

📌 La coloration de Gram distingue les bactéries Gram positives des bactéries Gram négatives par leur réaction différente à la coloration.

• La paroi des bactéries Gram positives contient une grande quantité de peptidoglycane, ou mucocomplexe, qui empêche le passage de l’alcool-acétone lors de la coloration de Gram.

• Le LPS comprend :

  • une chaîne latérale
  • un core polysaccharidique
  • le lipide A

Compléments

• Dans la paroi des bactéries Gram positives, les acides téichoïques sont ancrés au peptidoglycane et les acides lipotéichoïques aux lipides de la membrane.

• La paroi des bactéries Gram négatives comporte des phospholipides et sa membrane externe est détruite par l’alcool-acétone.

💡 Astuce mémo

Gram+ retient le violet ; Gram− se décolore à l’alcool-acétone.

📖 3. Coloration de Gram et fonctions de la paroi bactérienne

★ À maîtriser

• La coloration de Gram consiste à préparer un frottis bactérien, le fixer à la chaleur, le colorer successivement au cristal violet et au Lugol, le décolorer à l’alcool-acétone, puis appliquer la safranine avant rinçage, séchage et observation.

• Lors de la coloration de Gram, l’alcool-acétone décolore les bactéries Gram négatives sans effet sur les bactéries Gram positives.

• La paroi bactérienne assure une fonction de soutien.

Compléments

• La paroi des bactéries Gram négatives possède une fonction antigénique liée notamment à l’antigène somatique O du LPS.

• Le sérotypage permet de mettre en évidence les antigènes de surface.

💡 Astuce mémo

Cristal violet → Lugol → alcool-acétone → safranine.

📖 4. Membrane cytoplasmique

★ À maîtriser

• La membrane cytoplasmique est une bicouche lipidique constituée de phospholipides et de protéines, organisée en feuillets clair et sombre.

• La membrane cytoplasmique possède une perméabilité sélective.

• Les trois familles d’enzymes membranaires sont :

  • les exoenzymes
  • les perméases
  • les enzymes de la chaîne respiratoire

Compléments

• L’exo-amylase est un exemple d’exoenzyme et la glucose-perméase est un exemple de perméase.

• Dans la chaîne respiratoire membranaire, le glucose intracellulaire peut fournir de l’énergie ; l’oxygène est l’accepteur terminal des électrons et des H+, et la réaction produit de l’eau et de l’ATP à partir d’ADP et de phosphate inorganique.

📖 5. Constituants du cytoplasme

★ À maîtriser

• Les ribosomes bactériens comportent une grande sous-unité et une petite sous-unité.

• Les ribosomes utilisent l’ARN messager et les ARN de transfert pour assembler des acides aminés en protéine.

• Les plasmides F codent des enzymes de réplication des plasmides et des protéines structurales des pili sexuels, tandis que les plasmides R codent des enzymes de résistance aux antibiotiques.

• Lors de la conjugaison, une bactérie de fertilité positive, donneuse et porteuse d’au moins un pilus sexuel, transfère des plasmides à une bactérie de fertilité négative, receveuse.

Compléments

• Les inclusions cytoplasmiques peuvent contenir :

  • des substances de réserve
  • des substances minérales
  • des polyphosphates

• Les pigments bactériens peuvent être diffusibles, comme la pyocyanine et la pyoverdine, ou non diffusibles.

• Les pigments bactériens peuvent contribuer à :

  • la classification
  • la chaîne respiratoire
  • la photosynthèse
  • la protection contre les UV

• Les cyanobactéries possèdent des thylakoïdes, également appelés chromatophores, ainsi que des vacuoles à gaz.

📖 6. Appareil nucléaire et chromosome

🔑 Notions clés & Définitions

• Appareil nucléaire : Faux noyau.

★ À maîtriser

• Lors de la réplication semi-conservative du chromosome, les deux brins de la double hélice se séparent et chacun sert de matrice à la synthèse d’un nouveau brin.

Compléments

• La réplication du chromosome est bidirectionnelle : l’élongation des nouveaux brins commence à l’origine de réplication et progresse vers la droite et vers la gauche.

📖 7. Capsule bactérienne et mise en évidence

★ À maîtriser

• La capsule présente les rôles et propriétés suivants :
  • Elle est un facteur de virulence.
  • Elle possède un pouvoir antigénique appelé antigène K ou antigène B.
  • Elle favorise la fixation des bactéries à leur support.
  • Elle n’est pas indispensable à la vie de la cellule.

Compléments

• La capsule peut être mise en évidence par une coloration négative à l’encre de Chine, en mélangeant une goutte d’encre de Chine avec une goutte de suspension bactérienne à 0,5 McFarland, en posant une lamelle puis en observant à l’objectif 40.

• La coloration de la capsule au sérum humain et à la fuchsine de Ziehl consiste à fixer deux fois par flambage à l’alcool à 95 % (v/v), colorer une minute à la fuchsine de Ziehl diluée au 1/2, puis observer à l’objectif 100.

• La capsule peut aussi être mise en évidence par coloration de Gram à partir d’un échantillon biologique, par microscopie électronique à transmission et sur milieu gélosé riche en sucres, où une colonie de type M est observée.

📌 La vraie capsule et le glycocalix sont présentés comme deux formes distinctes de l’enveloppe externe bactérienne.

📖 8. Flagelles bactériens

🔑 Notions clés & Définitions

• Flagelle : Filament constitué de flagelline.

★ À maîtriser

• Les dispositions des flagelles sont :

  • Polaire monotriche.
  • Polaire lophotriche.
  • Amphitriche.
  • Péritriche.

• Les flagelles permettent la mobilité des bactéries et possèdent une fonction antigénique, la flagelline constituant l’antigène H.

Compléments

• La coloration de Fontana-Tribondeau comprend :
  • Une fixation.
  • Un mordançage au tanin.
  • L’emploi de nitrate d’argent.

• La mobilité bactérienne peut être mise en évidence sur un milieu semi-solide en tube ou sur un milieu gélosé en boîte, où une colonie de type H est associée à cette observation.

• Le flagelle possède un corps basal dont le mode d’insertion diffère selon que la bactérie est Gram positive ou Gram négative.

📖 9. Pili bactériens

★ À maîtriser

• Les pili sont des organes inconstants, plus courts et plus rectilignes que les flagelles, et ils n’ont pas de fonction motrice.

Compléments

• Le cours distingue les pili communs, ou fimbriae, des pili sexuels.

💡 Astuce mémo

Flagelle moteur, pilus non moteur

📖 10. Spore bactérienne

🔑 Notions clés & Définitions

• Spore bactérienne : Organe inconstant de résistance rencontré chez les bactéries de la classe des Sporulales, essentiellement composée de bacilles Gram positifs.

★ À maîtriser

• La forme et la position d’une spore peuvent être :
  • Ronde ou ovale.
  • Centrale.
  • Subterminale.
  • Terminale.

📌 Une spore de diamètre supérieur à celui de la bactérie est déformante, tandis qu’une spore de diamètre inférieur est non déformante.

• La résistance exceptionnelle des spores est associée au dipicolinate de calcium dans le cœur de la spore, à leurs nombreuses enveloppes protectrices et à leur déshydratation.

Compléments

• Les spores sont intracellulaires, mais sont libérées dans le milieu extracellulaire à la fin du cycle et peuvent alors être libres.

• La spore comprend les structures suivantes :

  • L’appareil nucléaire.
  • La membrane du corps central.
  • La paroi du corps central.
  • Le cortex.
  • La tunique interne.
  • La tunique externe.
  • L’exosporium.

• Les spores résistent :

  • À la chaleur jusqu’à 100 °C.
  • Au froid.
  • Aux agents physico-chimiques.
  • Aux antiseptiques.
  • Aux désinfectants.
  • À certains antibiotiques.

• La coloration de Bénito colore les spores au vert malachite à chaud pendant 5 à 10 minutes, puis colore le cytoplasme à la fuchsine diluée à froid pendant une minute, sans pénétrer dans la spore.

📖 11. Identification et classification bactériennes

🔑 Notions clés & Définitions

• Souche bactérienne : Culture pure issue de la descendance d’un isolement unique, constituée d’individus rigoureusement identiques provenant d’une même cellule mère.
• Genre bactérien : Niveau de classification auquel les bactéries isolées sont regroupées à partir de caractères biochimiques et morphologiques.
• Espèce bactérienne : Niveau de classification défini à partir de caractères biochimiques et morphologiques, comme l’espèce Staphylococcus aureus.
• Variété bactérienne : Résulte d’une variation à l’intérieur d’une espèce et s’en distingue par quelques caractères biochimiques mineurs, comme les variétés Méti R et Méti S de Staphylococcus aureus.

📝 Points essentiels

• L’identification bactérienne s’appuie notamment sur la forme, la réaction aux colorants de Gram, la nature des antigènes de surface, la mobilité, la capacité à sporuler et la capacité à synthétiser des pigments.

• Les caractères biochimiques à étudier comprennent :

  • La nutrition.
  • Les enzymes.
  • Les produits du métabolisme.

📖 12. Nomenclature bactérienne

★ À maîtriser

📌 Le nom scientifique d’un organisme bactérien comporte deux noms latins : le nom du genre suivi du nom de l’espèce.

📌 Dans un nom bactérien, le genre commence par une majuscule et l’espèce par une minuscule ; les deux noms s’écrivent en italique ou sont soulignés.

Compléments

📌 Le nom usuel français, comme « Staphylocoque doré », ne doit pas être associé au nom latin de l’organisme.