Les principales formes bactériennes sont :
Les arrangements bactériens comprennent : les amas chez Staphylococcus, les chaînettes chez Streptococcus et Lactobacillus, les paires ou diplocoques chez Neisseria, les palissades chez Corynebacterium, les arrangements en Y chez Bifidobacterium
★ À maîtriser
Les bactéries sont des cellules procaryotes dépourvues de noyau et d’organites intracellulaires.
Le chromosome bactérien est unique et circulaire, et constitué d’ADN.
Les bactéries se multiplient par divisions successives appelées scissiparité.
Compléments
★ À maîtriser
La membrane plasmique contient 30 à 40 % de lipides, 60 à 70 % de protéines et des traces de glucides indiquées à 2 à 15 % ; elle ne contient pas de cholestérol.
La membrane participe à la production et à la conservation de l’énergie par la respiration membranaire : les protons expulsés créent un gradient électrochimique qui permet la phosphorylation oxydative chez les bactéries aérobies grâce aux ATP synthases. La fermentation cytoplasmique produit de l’ATP par phosphorylation au niveau du substrat ; l’hydrolyse des liaisons riches en phosphates de l’ATP fournit de l’énergie aux activités cellulaires.
La membrane participe : au transport des solutés, à la synthèse du peptidoglycane, des acides téichoïques, du LPS et des polymères capsulaires, à l’exportation des protéines, à la transduction des signaux, à la réplication chromosomique, à la division cellulaire, à la mobilité flagellaire, à la chimiotaxie
Compléments
En microscopie électronique, la membrane plasmique présente trois couches : deux feuillets denses aux électrons entourent un feuillet interne transparent.
Les phospholipides amphiphiles se disposent en double couche, leurs pôles hydrophobes se faisant face, et échangent par diffusion.
La membrane comporte environ 200 types de protéines, transmembranaires ou périphériques ; les protéines intégrales peuvent être des perméases de substrats nutritionnels ou des déshydrogénases respiratoires.
Les protéines hydrosolubles membranaires ont des fonctions enzymatiques, notamment dans la synthèse du peptidoglycane, et les perméases assurent le transport actif des composés.
La membrane bactérienne est asymétrique et dynamique, avec les glycolipides et glycoprotéines du côté extracellulaire ; sa barrière hydrophobe bloque les molécules polaires et retient des protéines et des produits métaboliques.
★ À maîtriser
Une bactérie contient environ 20 000 ribosomes 70S constitués de protéines et d’ARN ribosomique, eux-mêmes formés des sous-unités 30S et 50S.
Le nucléoïde est une structure fibrillaire enchevêtrée sans membrane nucléaire, formée d’un filament unique d’ADN chromosomique bicaténaire et circulaire.
Compléments
Les ribosomes sont le site de synthèse et d’exportation des protéines ainsi que la cible des aminosides, des tétracyclines, du chloramphénicol et des MLS.
Les inclusions organiques comprennent des dépôts de glycogène et de lipides servant de réserves de carbone, des carboxysomes contenant des enzymes fixant le CO₂ et des vacuoles gazeuses aidant les bactéries à flotter à différentes profondeurs pour capter lumière, oxygène et nourriture.
Le nucléoïde est composé de 60 % d’ADN surenroulé et organisé en domaines, de 30 % d’ARN et de 10 % de protéines.
Le nucléoïde porte l’information génétique, intervient dans la division bactérienne par scissiparité et sert à l’identification moléculaire et à l’épidémiologie moléculaire par GC %, hybridation ADN/ADN, séquençage et typage de fragments de restriction ou d’amplification de l’ADN.
★ À maîtriser
Le peptidoglycane est un réseau tridimensionnel maillé, rigide mais poreux, situé dans la partie la plus interne de l’enveloppe bactérienne et permettant la diffusion des substances.
Le peptidoglycane mesure 20 à 80 nm d’épaisseur chez les bactéries Gram positives et environ 3 nm chez les Gram négatives.
Le squelette glucidique du peptidoglycane alterne la N-acétylglucosamine (NAG) et l’acide N-acétylmuramique (NAM), liés par des liaisons β1-4.
🔄 La synthèse du peptidoglycane se déroule en trois étapes :
Les β-lactamines inhibent la synthèse du peptidoglycane par action sur les transpeptidases et les carboxypeptidases, les glycopeptides se fixent à la région D-Ala-D-Ala des précurseurs et la fosfomycine inhibe la synthèse de l’acide N-acétylmuramique.
Chez les bactéries Gram négatives, le peptidoglycane mesure 3 à 8 nm, est plus relâché et est entouré d’une membrane externe de 7 à 8 nm faite d’une bicouche phospholipidique contenant notamment la lipoprotéine de Braun, OmpA, des porines et des récepteurs du fer.
La chaîne O hydrophile du LPS est constituée de plusieurs sucres, forme une barrière aux antibiotiques hydrophobes et confère la spécificité O d’espèce ou de sérotype ; le LPS est antigénique et peut provoquer un choc endotoxinique.
Compléments
La partie commune de la paroi bactérienne est le peptidoglycane, ou muréine, sauf chez les bactéries halophiles ou thermophiles.
Le peptidoglycane est un hétéropolymère de chaînes glucidiques linéaires et parallèles reliées par des chaînes latérales tétrapeptidiques.
Les chaînes latérales du peptidoglycane comportent au minimum quatre acides aminés et sont fixées au NAM par une liaison amide ; chez S. aureus, elles comprennent L-alanine, D-glutamate, L-lysine et D-alanine.
Des ponts interpeptidiques, constitués de courtes chaînes peptidiques, relient les chaînes tétrapeptidiques adjacentes du peptidoglycane.
La transpeptidase établit les ponts interpeptidiques en éliminant la D-alanine terminale, la carboxypeptidase élimine la D-alanine terminale par hydrolyse sans former de pont interpeptidique et la transglycosidase relie le diholoside-pentapeptide à la chaîne en formation.
Les PBP de haut poids moléculaire ont une activité transglycosidase et transpeptidase, tandis que les PBP de bas poids moléculaire ont une activité carboxypeptidase ou endopeptidase.
★ À maîtriser
La coloration de Gram utilise successivement : le violet de gentiane ou le cristal violet, le lugol, un mélange d’alcool et d’acétone, la fuchsine basique ou la safranine en contre-coloration
La coloration de Gram permet de visualiser la morphologie et le mode de groupement des bactéries et de différencier les bactéries Gram positives des Gram négatives.
📌 Lors de la décoloration, l’éthanol traverse facilement la paroi fine des bactéries Gram− et décolore leur cytoplasme, tandis qu’il traverse mal la paroi épaisse des bactéries Gram+ et ne décolore pas leur cytoplasme.
📌 Après la contre-coloration, les bactéries Gram− ont un cytoplasme rose, tandis que le violet masque la fuchsine chez les bactéries Gram+, dont le cytoplasme reste violet.
Compléments
Hans Christian Gram a inventé la coloration de Gram en 1884.
La coloration de Gram se réalise sur des frottis fixés.
Le violet de gentiane ou de cristal traverse la paroi et les membranes bactériennes, puis colore le cytoplasme ; le lugol fixe ensuite ce colorant dans le cytoplasme par précipitation.
Violet → lugol → éthanol → fuchsine
★ À maîtriser
📌 Sous l’action du lysozyme, une bactérie Gram+ peut devenir un protoplaste lorsque sa paroi est entièrement détruite en milieu isotonique avec saccharose ; elle s’arrondit, gonfle et ne peut plus se diviser.
📌 Sous l’action du lysozyme, une bactérie Gram− peut devenir un sphéroplaste en milieu hypertonique avec saccharose ; elle s’arrondit, mais peut encore se diviser et retrouver sa paroi après retrait du milieu.
Compléments
La paroi est une cible d’antibiotiques qui inhibent la synthèse du peptidoglycane, notamment les β-lactamines, les glycopeptides et la fosfomycine.
Le lipide A du LPS des bactéries Gram− contribue à la toxicité, tandis que les acides téichoïques des bactéries Gram+ contribuent à l’adhésion.
La paroi est poreuse et perméable aux molécules hydrophiles, mais exclut les composés hydrophobes.
Gram+ : protoplaste ; Gram− : sphéroplaste
★ À maîtriser
Compléments
Les capsules peuvent contenir de l’acide galacturonique, de l’acide glucuronique ou de l’acide hyaluronique ; leurs polymères purifiés sont très immunogènes et servent de base à certains vaccins antibactériens, notamment contre H. influenzae, S. pneumoniae et N. meningitidis.
La capsule est fixée à la bactérie, mais du matériel capsulaire peut être libéré sous forme soluble dans les liquides biologiques, comme le LCR, où ses antigènes solubles peuvent être recherchés.
Chez certaines espèces, dont Klebsiella et E. coli K1, la capsule contribue à la virulence en empêchant la phagocytose.
📌 En coloration négative à l’encre de Chine ou à la nigrosine, le colorant est repoussé par la capsule, qui apparaît claire sur fond noir ; les bactéries capsulées forment des colonies lisses ou muqueuses S, contrairement aux mutants non capsulés qui forment des colonies rugueuses R.
Capsule présente : colonies S lisses ; absente : colonies R rugueuses
★ À maîtriser
Compléments
📌 Chez les bactéries Gram+, la couche S est ancrée dans le peptidoglycane, tandis que chez les bactéries Gram−, elle est attachée à la membrane externe ; son assemblage se fait par polymérisation spontanée.
★ À maîtriser
Les pili communs portent des adhésines qui permettent l’attachement à des supports inertes ou aux globules rouges, ainsi que la colonisation des cellules hôtes.
Les pili P sont associés aux pyélonéphrites et sont exprimés par des souches uropathogènes d’E. coli ; les pili de type 1, sensibles au mannose, sont des facteurs d’adhésion importants d’E. coli et de nombreuses bactéries Gram−.
Les pili conjugatifs servent à l’arrimage des bactéries F+ et F− et au transfert d’ADN d’une cellule à l’autre par conjugaison.
Compléments
Les pili et fimbriae mesurent 3–10 μm de longueur et environ 2–10 nm de diamètre ; une cellule en porte d’une dizaine à plus de mille, implantés dans la membrane externe ou parfois dans la membrane plasmique.
Les pili sont droits et constitués de sous-unités d’une protéine structurale principale appelée piline ; chaque espèce bactérienne produit un ou plusieurs types dotés de structures et de fonctions particulières.
Les pili communs peuvent contribuer à la formation du biofilm, à de petits déplacements par glissements et saccades, à la formation d’un voile en culture liquide non agitée, au transfert génétique et à la fixation de bactériophages ou d’ADN environnemental.
Les pili de type IV sont présents notamment chez Pseudomonas aeruginosa, Neisseria gonorrhoeae, Vibrio cholerae, Legionella pneumophila et les E. coli entéropathogènes ; ils participent à l’adsorption des bactériophages, à la formation de biofilms, à la mobilité par glissement et à la transformation chez N. gonorrhoeae, H. influenzae et L. pneumophila.
📌 Les pili conjugatifs ou sexuels mesurent 20 μm, sont présents à raison de 1 à 10 par cellule et sont déterminés par des facteurs sexuels, dont le facteur F ; ils ne se trouvent que chez les bactéries mâles F+ ou Hfr.
★ À maîtriser
📌 Les flagelles ont une organisation polaire ou péritriche ; l’organisation polaire comprend les formes monotriche, amphitriche et lophotriche.
Compléments
Les flagelles mesurent 20 nm de diamètre et 6–20 μm de longueur, sont visibles en microscopie optique après coloration de Leifson et sont présents en nombre variable, de 2 à 100, selon les espèces.
Les flagelles sont constitués de flagelline, une protéine linéaire propre à chaque espèce, dont les sous-unités sont assemblées par polymérisation.
Les formes de ciliature polaire sont :
Chez les bactéries à ciliature péritriche, les flagelles sont insérés en plusieurs points autour de la bactérie au repos et se regroupent en faisceau pendant la nage ; la flagelline constitue l’antigène H, utilisé pour identifier des sérotypes, notamment chez Salmonella, et pour réaliser la sérologie par détection des anticorps anti-H.
★ À maîtriser
🔄 Le cycle de l’endospore comprend :
En microscopie électronique, l’endospore comprend un exosporium externe lâche et fragile, une tunique épaisse et imperméable qui confère la résistance chimique, et un cortex entourant la membrane sporale, les ribosomes et le nucléoïde ; son cytoplasme est riche en calcium chélaté par l’acide dipicolinique, qui représente 15 % du poids sec de la spore.
Compléments
L’endospore résiste à :
Les endospores participent à la transmission de bactéries telles que Clostridium tetani, responsable du tétanos, Clostridium botulinum, responsable du botulisme, et Bacillus anthracis, responsable du charbon.
À l’état frais, une endospore est visible en microscopie optique comme une zone réfringente et brillante, incolore à l’intérieur de la cellule mère.
La position de l’endospore peut être centrale, subterminale ou terminale ; une spore de grande taille déforme la cellule mère et sa forme peut être ronde, ovoïde ou cylindrique.
Le cycle sporale, du passage de la forme végétative à la forme sporulée, dure 7–9 heures.
Sporulation → spore résistante → germination
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Qu’est-ce qu’une bactérie ?
Un micro-organisme unicellulaire visible au microscope optique et appartenant aux procaryotes.
Quel est le diamètre d’une bactérie, en micromètres ?
De 0,1 à 2 μm.
Quelle est la longueur d’une bactérie, en micromètres ?
De 0,5 à 5 μm.
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