Taxonomie et Classification des Organismes

### Taxonomie

• La taxonomie est la science de la classification des organismes. Elle comprend l'identification, la classification et la nomenclature.
• L'identification consiste à identifier une bactérie en fonction de ses caractéristiques partagées avec une espèce définie.
• La classification attribue une identité à une bactérie après des études taxonomiques, en suivant des règles appelées nomenclature.
• La phylogénie étudie l'évolution génétique des organismes au fil du temps.

Niveaux de Classification

• L'unité de base de la classification est l'espèce, un groupe d'individus présentant des similitudes phénotypiques importantes et distincts d'autres groupes similaires.
• Il existe des variants au sein d'une espèce, qui se distinguent de la forme typique par des caractéristiques mineures :
  • Biovar : variations biochimiques
  • Sérovar ou Sérotype : variations antigéniques
  • Pathovar : variations pathologiques
  • Zymovar : variations enzymatiques
  • Lysovar : sensibilité aux bactériophages
  • Antibiotype : sensibilité aux antibiotiques
• Un clone est la descendance d'une même cellule bactérienne, également appelée souche.
• Une colonie est le résultat de la multiplication d'une cellule bactérienne sur une gélose.

Méthodes de Classification

• La classification phénotypique regroupe les bactéries en fonction de leur ressemblance en termes de caractères phénotypiques. C'est une méthode accessible et largement utilisée.
• La classification génotypique s'intéresse à la constitution génétique des bactéries et permet de déterminer les groupes génomiques et les liens d'évolution (phylogénie).

Classification Phénotypique

• Critères morphologiques : forme et groupement des bactéries, présence de flagelles, structure de la paroi, type de mobilité et présence d'endospores.
• Tests biochimiques :
  • Critères physiologiques (type métabolique, source d'énergie, de carbone, d'azote, substrats utilisés, production de certaines molécules, produits de fermentation, métabolites secondaires).
  • Critères de pathogénicité.
  • Critères antigéniques.

Classification Génotypique

• Étude du génome complet :
  • Composition en bases de l'ADN : pourcentage de guanine + cytosine.
  • Hybridation ADN/ADN total.
  • Température de fusion (Tm) de l'ADN.
  • Polymorphisme de restriction de l'ADN total.
  • SÉquençage du génome complet.
• Étude d'une portion du génome:
  • Polymorphisme d'une portion d'ADN total.
  • SÉquençage des ARN ribosomiques (ARNr) ou des gènes codant les ARNr.

Structure Bactérienne

• Bactérie : organisme unicellulaire de petite taille (micromètres) avec une structure relativement simple, diverses formes, capacité de multiplication autonome et caractéristiques propres. C'est un procaryote.
• Procaryote :
  • Paroi caractéristique (sauf les Mycoplasmes et les Uréaplasmes).
  • Dépourvu d'organites (sauf les ribosomes).
  • Pas de vrai noyau (pas de chromatine ni de membrane).
  • Génome haploïde sous forme d'une unique molécule d'ADN généralement circulaire.
  • Division par scissiparité.

Structures Obligatoires

• Cytoplasme.
• Ribosomes : 66% d'ARN ribosomal et 33% de protéines.
• Inclusions : contiennent des matières organiques ou inorganiques, constituant des substances de réserve.
• Appareil nucléaire : chromosome unique circulaire de 1 mm, ADN bicaténaire.
• Membrane cytoplasmique : similaire à celle des eucaryotes, transporte activement, participe aux réactions énergétiques et possède des systèmes d'excrétion.
• Paroi bactérienne : structure la plus externe, constante sauf pour les Mycoplasmes.

Structures Facultatives

• Polysaccharides de surface : enveloppes supplémentaires plus ou moins structurées.
  • Capsule : structure bien organisée, condensée et bien délimitée autour de la bactérie. C'est un facteur de virulence et antigénique (les antigènes capsulaires sont appelés antigène K).
  • Glycocalyx (diffus, biofilm, slime) : constitué de composants polysaccharidiques, permettant l'adhésion des bactéries aux surfaces inertes.
• Couche de surface cristalline : présente chez les Gram (+) (couche S en périphérie du peptidoglycane) et chez les Gram (-) associée à la microscopie électronique.
• Flagelles/cils : naissent de la membrane cytoplasmique, permettent la mobilité des bactéries. Les antigènes flagellaires sont appelés AG H.
• Fimbriae (pili communs) : visibles au microscope électronique, structures filiformes non impliquées dans la mobilité, très communes chez les Gram (-). Rôle : pouvoir pathogène, facteurs de virulence, adhésion aux interfaces et muqueuses, adhésion bactérie-bactérie and propriétés hémmaglutinantes.
• Pili sexuels : plus longs, peu nombreux (1 à 4), relient deux bactéries et servent d'échange de matériel génétique (conjugaison).
• Endospore: formée au sein du cytoplasme pour résister à des conditions défavorables. Certaines Gram (+) (Bacillus, Clostridium) peuvent former des endospores.
• Plasmides : molécules d'ADN bicaténaires, circulaires, extrachromosomiques. Réplication autonome (réplicon), transmissibles de manière stable à la descendance et pouvant être transmis horizontalement. Rôle : informations génétiques supplémentaires non essentielles (propriétés métaboliques, pouvoir pathogène, résistance aux antibiotiques).

Paroi Bactérienne: Gram (+) & Gram (-)

• Gram (+) : paroi homogène et épaisse (10 à 80 nm), principalement constituée de peptidoglycane (épais) associé à l'acide téichoïque, mais pauvre en lipides.
  • Mycobactéries : Gram (+) avec une paroi très riche en acides gras complexes (acides mycoliques) : résistantes aux acides et aux alcools.
• Gram (-) : paroi complexe et peu épaisse (10 nm), constituée de :
  • Peptidoglycane (mince).
  • Membrane externe (protéines, lipides, lipopolysaccharides).
• Espace périplasmique : entre la membrane cytoplasmique et la membrane externe.

Rôles de la Paroi Bactérienne

• Morphologie : définit la véritable forme de la bactérie.
• Résistance :
  • Maintient la pression osmotique et les constituants.
  • Protège contre les agressions physicochimiques.
  • Blocage de l'extraction de certains colorants.
• Échanges :
  • Contrôle la diffusion des molécules en fonction de leur taille et de leur hydrophobicité (rôle de membrane semi-perméable).
  • Capture des nutriments importants.
  • Évacuation des substances nocives vers l'extérieur (pompes d'efflux).
• Spécificité antigénique : antigène somatique O.
• Activation du complément : effet chimiotactique and opsonisant (rôle important dans la défense non spécifique de l'infection).
• Cible de l'action :
  • Enzymes exogènes (lysozyme) ou endogènes (autolysines).
  • Antibiotiques, notamment les bêtalactamines (pénicillines) qui inhibent la synthèse du peptidoglycane (PLP=transpeptidases).

Peptidoglycane

• Hétéropolymère composé de chaînes glucidiques reliées entre elles par des chaînons pentapeptidiques.
• La synthèse du PG se déroule en trois étapes : intracytoplasmique, membranaire et pariétale.

Méthodes d'Études

• Microscopie électronique : permet de distinguer trois régions architecturales :
  • Cytoplasme avec le génome cellulaire (ADN), ribosomes et inclusions.
  • Enveloppe composée de paroi et de membrane plasmique.
  • Structures externes : capsule, cils, flagelles et fimbriae.

Ce quiz explore les concepts fondamentaux de la taxonomie, y compris l'identification, la classification et la nomenclature des organismes. Apprenez les différentes unités de classification et les variations au sein d'une espèce. Testez vos connaissances sur la phylogénie et les types de variants.