Fiche de révision : Ultrastructure des bactéries

📋 Plan du Cours

1. Éléments constants de la bactérie
2. Parois Gram positif et peptidoglycane
3. Paroi et membrane externe Gram négatif
4. Coloration de Gram et fonctions pariétales
5. Membrane cytoplasmique et cytoplasme
6. Flagelles et tactismes bactériens
7. Pili, capsule et couche S
8. Réserves, plasmides et endospores

📖 1. Éléments constants de la bactérie

🔑 Notions clés & Définitions

• Cytoplasme : Compartiment situé à l’intérieur de la membrane plasmique, sous forme d’un hydrogel généralement à pH neutre.

📝 Points essentiels

• Les éléments constants des bactéries sont:
  • la paroi
  • la membrane interne
  • le cytoplasme
  • le contenu cytoplasmique

📖 2. Parois Gram positif et peptidoglycane

🔑 Notions clés & Définitions

• Peptidoglycane : Muréine constituée d’une chaîne glucidique alternant N-acétylglucosamine et acide N-acétylmuramique, à laquelle sont rattachées des chaînes peptidiques réticulées.

★ À maîtriser

• La chaîne glucidique du peptidoglycane est formée par l’alternance de N-acétylglucosamine et d’acide N-acétylmuramique selon le motif (NAM-NAG)n.

• Chez les bactéries à Gram positif, la paroi contient une couche de peptidoglycane épaisse de 20 à 80 nm et représentant environ 80 % du volume de la paroi.

Compléments

• La chaîne peptidique comprend:
  • L-alanine
  • acide D-glutamique
  • acide méso-diaminopimélique
  • D-alanine

💡 Astuce mémo

Un treillis de peptidoglycane épais entourant la cellule Gram positive

📖 3. Paroi et membrane externe Gram négatif

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane externe : Bicouche lipidique dont le feuillet interne contient des phospholipides et le feuillet externe des lipopolysaccharides.
• Lipopolysaccharide : Le lipopolysaccharide est organisé en lipide A, noyau central polysaccharidique et chaîne O antigénique, et constitue la structure la plus externe spécifique des bactéries Gram négatives.
• Porines : Les porines sont des canaux protéiques de la membrane externe qui facilitent le transport des nutriments chez les bactéries Gram négatives.

📝 Points essentiels

• Chez les bactéries à Gram négatif, le peptidoglycane est fin, peu réticulé et représente moins de 15 % de la paroi, tandis que le périplasme est plus développé.

💡 Astuce mémo

Peptidoglycane fin → périplasme → membrane externe → LPS

📖 4. Coloration de Gram et fonctions pariétales

★ À maîtriser

• 🔄 La coloration de Gram comprend les étapes suivantes:

  1. première coloration
  2. fixation du colorant par le lugol
  3. différenciation à l’éthanol
  4. contre-coloration

• La paroi donne sa forme à la bactérie et la protège contre les chocs osmotiques, les chocs mécaniques et le passage des grosses molécules.

Compléments

📌 Les bactéries Gram positives diffusent les petites molécules hydrophiles au niveau des acides téichoïques du peptidoglycane, tandis que les bactéries Gram négatives les font passer par les porines de leur membrane externe.

• Les mycoplasmes sont des bactéries dépourvues de paroi, à forme changeante, responsables notamment d’infections respiratoires ou urogénitales.

💡 Astuce mémo

Gram positif : paroi épaisse ; Gram négatif : paroi fine et membrane externe

📖 5. Membrane cytoplasmique et cytoplasme

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane cytoplasmique : La membrane cytoplasmique bactérienne est une bicouche de phospholipides contenant des protéines enchâssées, dépourvue de cholestérol et associée à des hopanoïdes.

📝 Points essentiels

• La membrane cytoplasmique assure:

  • la diffusion passive
  • la barrière osmotique
  • le transport actif
  • l’importation de grosses molécules
  • l’excrétion de substances

• Les ribosomes bactériens sont des structures 70S composées d’ARN et de protéines, responsables de la fabrication des protéines et pouvant former des polysomes.

• Le génome bactérien est généralement constitué d’un chromosome circulaire à ADN double brin situé dans le nucléoïde, sans noyau.

💡 Astuce mémo

Membrane : échanges ; cytoplasme : synthèse, génome et métabolisme

📖 6. Flagelles et tactismes bactériens

🔑 Notions clés & Définitions

• Flagelle bactérien : Le flagelle bactérien est un filament protéique semi-rigide constitué de flagelline, incorporé à la membrane et associé à un moteur, qui assure la mobilité bactérienne.

★ À maîtriser

• La nage bactérienne résulte d’une rotation synchrone des flagelles, tandis que la culbute résulte d’une rotation asynchrone provoquant un changement de direction.

• Le tactisme est un déplacement orienté par un stimulus, notamment le chimiotactisme vers une substance chimique, le thermotactisme selon la température, l’aérotactisme selon le dioxygène et le phototactisme selon la lumière.

Compléments

• Un flagelle bactérien comprend:
  • le filament
  • le crochet
  • le corps basal

💡 Astuce mémo

Nage → arrêt ou culbute → changement de direction

📖 7. Pili, capsule et couche S

🔑 Notions clés & Définitions

• Pili : Les pili sont des appendices protéiques constitués de sous-unités de piline, comprenant les fimbriae ou pili communs et les pili de conjugaison.

★ À maîtriser

• Le pilus de conjugaison forme un pont entre deux bactéries d’Escherichia coli et permet le transfert d’ADN.

📌 La capsule est une couche rigide bien délimitée, tandis que la couche mucoïde est une couche souple au contour moins nettement délimité.

• La capsule contribue à la résistance au système immunitaire, tandis que la couche mucoïde contribue principalement à la protection et à l’adhésion.

Compléments

• Les fimbriae participent à l’adhésion bactérienne aux surfaces et au pouvoir pathogène, tandis que les pili de type IV permettent une mobilité sur une surface.

💡 Astuce mémo

Flagelles dirigent → pili adhèrent → capsule protège

📖 8. Réserves, plasmides et endospores

🔑 Notions clés & Définitions

• Plasmide : Molécule d’ADN extrachromosomique double brin, circulaire et de plus petite taille que le chromosome.
• Endospore : Structure cellulaire dormante, généralement ovoïde ou sphérique, formée dans le cytoplasme d’une bactérie et dépourvue d’activité métabolique.

★ À maîtriser

• 🔄 Le cycle de l’endospore comprend:

  1. la sporulation
  2. la libération de la spore mature
  3. la germination

• Les endospores résistent notamment:

  • à la température
  • à certains agents chimiques antimicrobiens
  • aux ultrapressions
  • aux rayons UV et gamma
  • à la déshydratation

Compléments

• Les bactéries stockent généralement leurs réserves non azotées sous forme de corps d’inclusion contenant notamment des polysaccharides ou des polyesters comme le polyhydroxybutyrate.

• Le cortex de l’endospore contient un peptidoglycane inhabituel et du dipicolinate de calcium, ce qui contribue à sa résistance aux hautes températures.

💡 Astuce mémo

Réserve → plasmide → sporulation → spore dormante → germination

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des parois bactériennes