Qu'est-ce que la microbiologie? Chapitre 1 PDF

**Qu\'est ce que la microbiologie ?** VIVANT : Capacité à donner une descendance, notion de reproduction, notion information génétique. I -- Le vivant avant 1980 On divisait le monde vivant e 5 règne : 1. Les monères : procaryotes 2. les protistes 3. les mycètes 4. les végétaux 5. les anima...

**Qu\'est ce que la microbiologie ?** VIVANT : Capacité à donner une descendance, notion de reproduction, notion information génétique. I -- Le vivant avant 1980 On divisait le monde vivant e 5 règne : 1. Les monères : procaryotes 2. les protistes 3. les mycètes 4. les végétaux 5. les animaux Aujourd\'hui on parle de lignée : - Bactéries - Archées - Eucaryotes Arbre phylogénétique du vivant:: - 3 lignées ; transferts horizontaux - Eucaryotes-archées = lignée chimère Archées et Bactéries : êtres vivants dont l'ADN est libre dans la cellule (Procaryotes) Eucaryotes: êtres vivants dont l'ADN est contenu dans un noyau cellulaire (= enveloppe nucléaire). Cellule : unité de base d'un être vivant Procaryotes sont des Unicellulaires Eucaryotes sont Unicellulaires ou Pluricellulaires Eucaryotes unicellulaires = Protistes et sont avec ou sans chloroplastes. Protistes sans chloroplaste : Protozoaires (cours de parasitologie)  III -- Qu\'est ce qu\'un micro-organisme ? Un micro-organisme est un organisme dont la taille est \< 1/10 mm, il n\'est donc pas visible à l'œil nu. Microscope optique « voit » si \> 200 nm Création XVIIème puis fin XIXème =\> début de la bactériologie, protistologie, parasitologie Microscope électronique « voit » même si \< 200 nm Création : 1930 =\> début de la virologie Quand on observe dans un microscope on parle d\'études microscopique. IV- Domaines des micro-organismes ? 3- domaines : 1. Procaryotes : unicellulaire → Information génétique est de l'ADN bicaténaire libre dans le cytoplasme Multiplication par division binaire 1 ¢ donne 2 ¢ 2. EUCARYOTES / UNI OU PLURICELLUAIRES → Information génétique est de l'ADN bicaténaire inclus dans un noyau Multiplication par sexualité 3. Virus : Acellulaires → Ce n'est pas une cellule : pas de cytoplasme, pas de membrane Ce sont des protéines qui contiennent 1 information génétique ADN ou ARN Multiplication dans une ¢ vivante Base moléculaire de l'identification des µ-organismes procaryotes et eucaryotes :  Grâce à des échantillons on peut prédire si nous avons des séquences qui appartiennent à des eucaryotes ou à des procaryotes. Archées : paroi pas en NAG-NAM enfin presque, certaines sont sans paroi : 4 phyla Découverte \> 1970, Elles existent dans le rumen par ex. Elle fabrique du méthane. Ce sont des bactéries parfois de l\'extrême. → Non pathogène Bactéries : Paroi avec NAG-NAM enfin presque certaines sont sans paroi : 1\_ phyla Le principal phylum est celui des protéo-bactéries. Les mitochondries viendraient de ces bactéries. Les cyanobactéries auraient donné les chloroplastes. Elles multiplient l\'O2 → pathogène possible Certains micro-organismes ont un rôle positif (ex : médicaments) et d\'autres sont nuisibles. La cellule bactérienne Cellule unique avec des éléments constants et inconstants selon la bactérie.  I- Le contenu du cytoplasme : nucléoïde sans membrane nucléaire Protoplasme : membrane cytoplasmique + Cytoplasme II -- Fonctions du cytoplasme : - lieu de la réplication - Lieu de la transcription et traduction couplées - Lieu du catabolisme et de l\'anabolisme déchets du métabolisme ( ATP, NAD) - Lieu de stockage - D\'éléments constant : ribosomes par ex - D\'éléments inconstants III- Cytosquelette bactérien Découverte récente : \> 1997 Les bactéries ont des protéines avec des identités de séquences avec : - La tubuline : FtsZ : division - L\'actine : MreB : forme - Les filaments intermédiaires : Crescentine : forme Attention , ce cytosquelette ne prend pas les mêmes dormes que celui des eucaryotes. IV - Éléments inconstants du cytoplasme - Vacuoles gazeuses : bactéries aquatiques = flottaison - Des pigments = molécules colorées bactériochlorophylles (couleur verte) caroténoïdes (couleur jaune de l'espèce Staphylococcus aureus) - Granulations cytoplasmiques = inclusions Ex. Lipides = réservoirs de C et d'énergie qui s'accumulent quand les éléments nutritifs autres que la source de C deviennent limitants : Cas des Mycobactéries ou des Vibrio (choléra) - Magnétosomes: fer sous forme de magnétite (Fe3O4) = aimant A. Membrane cytoplasmique La plupart des bactéries ne possèdent pas de cholestérol. Elle contient des protéines : 60 à 80 % - Dirigée vers l\'extérieur - transmembranaire - Ancrée vers le cytosol IV -- Rôle et propriétés de la membrane cytoplasmique 1. Transport : importation Les transporteurs ont des phénomènes de saturation. Leurs taux varient selon les besoins de la bactérie. 2. La membrane cytoplasmique répond aux lois de l\'osmolarité 2 formes de mort : mort en éclatant = lyse = plus de trace de la forme cellulaire = limpide mort en conservant leur forme = on peut voir encore la cellule V- Autres rôles et propriétés de la membrane cytoplasmique - Transport : exportation - ancrage de composants externes - métabolisme respiratoire - structure de la photosynthèse - ancrage d\'enzymes de la synthèse de la paroi Espace péri-plasmique = Zone entre la membrane cytoplasmique et la paroi Paroi : Nature chimique NAG-NAM La paroi = Muréine = Péptidoglycane (PG) C\'est une structures spécifiques au monde bactérien. Le NAG-NAM va différencier les bactéries des archée. Deux types de bactéries : - Gram + - Gram - existe chez les cyanobactéries (bactéries proches des Gram-) n'existe pas chez mycoplasmes (bactéries sans paroi) -- idem chez archées (thermoplasma) les bactéries dont le nom se termine par plasma n\'ont pas de paroi. VI- Les 6 rôles de la paroi : - Protège des fortes PO - Définit la forme des bactéries - Définit la taille des bactéries - Sert d\'ancrage à des structures extérieures - Sert à distinguer les Gram+ des Gram-7 - Ne prend pas la coloration de Mr Gram La paroi est un réseau +/- lâche qui entoure toute la cellule bactérienne Elle est composée de : - Chaîne osidique b1-4 Base « glucose » - Réticulation : donne la rigidité (lâche chez les Rickettsies) VII- Composition Chimique : NAG- NAM «NAG-NAM» = Brique du peptidoglycane Seule différencier entre NAM et NAG : Seul NAM portera une chaîne latérale de 5 résidus (liaison CO-NH type liaison peptidique). Le numéro trois se termine toujours par un NH2 !! Sinon il ne peut pas rencontrer d\'autres chaînes. Et la chaîne se termine par 2 D-Ala. Le rôle de la chaîne latérale est le pontage entre 2 chaînes parallèles. Biogenèse de la paroi: elle est complexe Elle à + de 30 étapes : - cytoplasme : synthèse du NAG-NAM - transport via la membrane cytoplasmique ; - espace péri-plasmique = élongation/réticulation VIII- Paroi et enzymes Dans l'espace périplasmique, il y a des enzymes qui servent à la formation du peptidoglycane 1. Celles qui allongent la chaîne 2. Celles qui réticulent et qui contrôlent la réticulation On les appelle des PLP Il existe d'autres enzymes qui dégradent la paroi : - le lysozyme - les autolysines - les endopeptidases Action du lysozyme : Hydrolyse de la Liaison osidique b1-4 après le NAM - Protéine globulaire ( 70 à 130 AA) - Multi-espèce - Antibactérien - Sécrétions (larmes, salives etc) Donne naissance à un sphéroplaste à partir des Gram Donne naissance à un protoplaste à partir des Gram+ Fragilise la bactérie =\> Lyse possible Le lysozyme entraîne la mort par lyse. Organisation de la surface des bactéries au delà de la paroi : Les bactéries Gram+ et Gram- n'ont pas la même organisation. Gram + : - Pas de membrane externe - Forte épaisseur du peptidoglycane Gram - : - Membrane externe - Finesse du peptidoglycane Vocabulaire : Enveloppe cellulaire = Membrane cytoplasmique + Paroi + Structure au delà de la paroi IX : Enveloppe des Gram + Charge négative par la présence d\'acide téichoïque. Acide téichoïque = Polymère de glycérol ou de ribitol reliés par des groupes phosphates Acide glycérol ou ribitol téichoïque Acide téichoïque = Acide Lipoteichoïque si lié aux phospholipides de la membrane cytoplasmique Certains Gram+ (Streptocoques) peuvent avoir des polyosides C (identification ; classification de Lancefield) ; X- Enveloppe des Gram - La membrane externe n\'est pas dissociée du peptidoglycane. Les Gram+ et les Gram- ont des charges négatives. 1. Est rattachée à la cellule via des fusions avec la membrane cytoplasmique ou via les Lipoprotéines de Braun qui sont protéines liées à la paroi 2. porte une molécule nommée le LPS 3. Le LPS est fait de 3 parties 4. LE LPS donne la charge négative à la surface des GRAM - LPS = LipoPolySaccharide ou Endotoxine - Les bactéries peuvent modifier le LPS - Rôle dans l'adhésion - Taux de LPS modifie la perméabilité extérieure - Protège la bactérie des défenses de l'hôte XI -- Les éléments facultatifs de l\'enveloppe des bactéries - Les bactéries peuvent s'entourer d'enveloppes supplémentaires - Éléments facultatifs car fabriqués par la bactérie que si nécessaire ET si certains constituants présents dans l'environnement (ex. sucres) - Nature chimique - polysaccharides +++ - polysaccharides + protéines ou glycoprotéines - Structure - parfois diffuse, parfois non - parfois très structurée, parfois non - Structures synthétisées par la bactérie et sont libérées à sa surface XII- Rôles des éléments facultatifs de l\'enveloppe Rôles : interaction entre cellules et l\'environnement 1. Virulence : \- Protection contre ATB \- Protection contre la phagocytose, contre les bactériophages \- Protection contre la dessication 2. Adhérence \- aux cellules humaines \- aux surfaces \- aux dents : plaque dentaire 3. aide à la mobilité 4. augmentation de la résistance au Po forte et aux vatiations de ph 5. Servent à l\'identification des bactéries Couche S : - Composition : protéine ou glycoprotéines - Structure très organisée - Entoure la paroi (Gram+) ou la Mbre Externe (Gram-) Capsule : - Composition : le + souvent sucres (Streptococcus salivarius) parfois des protéines (Bacillus) - Capsule vraie : entoure 1 ou 2 bactéries « colle » à la bactérie = Structure organisée Facilement observable -- ne prend pas les colorants de Gram Antigène K - Capsule lâche : entoure plusieurs bactéries : Biofilm facilement « retirable » = Structure peu organisée - Entoure la paroi (Gram+) ou la Mbre Externe (Gram-) XII- Couche S Couche S : toujours au contact de la paroi : Gram+ toujours au contact de la membrane externe : Gram - Visualisation de la capsule : La capsule est souvent faite de polysaccharides. L\'espace non coloré au moment de l\'observation microscopique correspond à la capsule. Les bactéries capsulées donnent des colonies muqueuse, elles possèdent l\'antigène K. Gram + : *Streptococcus pneumoniae* Gram - : *Klebsiella pneumoniae*