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INTRODUCTION AU MONDE MICROBIEN STRUCTURE ET ANATOMIE FONCTIONELLE DES BACTERIES I-INTRODUCTION : Le monde vivant est constitue de trois règnes : règne végétal, règne animal et règne des "PROTISTES" Les protistes sont des êtres généralement unicellulaires (par fois...

INTRODUCTION AU MONDE MICROBIEN STRUCTURE ET ANATOMIE FONCTIONELLE DES BACTERIES I-INTRODUCTION : Le monde vivant est constitue de trois règnes : règne végétal, règne animal et règne des "PROTISTES" Les protistes sont des êtres généralement unicellulaires (par fois pluricellulaires mais sans différenciation tissulaire) et se subdivisent en deux groupes :  les protistes supérieurs ou eucaryotes : possèdent comme les plantes et les animaux, une organisation cellulaire complexe caractérisée principalement par l'existence d'un noyau, des mitochondries, des organelles intracellulaires (Golgi,réticulum endoplasmique...). exp : algues, champignons, protozoaires.  les protistes inférieurs ou procaryotes : sont formés d'une cellule unique atypique avec un noyau primitif sans membrane nucléaire et dépourvues de nombreuses organelles cytoplasmiques, constitués par les bactéries, Les bactéries sont des organismes unicellulaires dont les dimensions sont de l'ordre du micromètre. les bactéries se distinguent des cellules eucaryotes par leur :  taille (de l’ordre du micromètre)  structure : absence de membrane nucléaire  mode de division : au cours de l’évolution la bactérie garde sa petite taille et acquis une paroi alors que la cellule eucaryotes augmente de taille en même temps que des formations particulières se différenciaient a l’intérieure de la cellule (la membrane nucléaire ; organelles intracytoplasmique, appareille de golgi …….) les bactéries se distinguent des virus par:  existence en elle a la fois d’ADN et d’ARN alors que les virus n’ont qu’un seul type d’acide nucléique.  les virus sont incapables de réplication autonome, ce sont des parasites intra cellulaire obligatoire des cellules eucaryotes ou procaryotes. 1 II-M ORPHOLOGIE: Les bactéries ont une taille moyenne de 0.5 - 2.0 µm de large et 2-6 µm de long Les bactéries ont des formes très variées :  des formes rondes ou coques (diplocoques amas, chênettes).  des formes allongées en bâtonnet ou bacilles (droits, incurvés).  des formes intermédiaires ou coccobacilles.  des formes plus ou moins spiralées. III-STRUCTURE : La bactérie est une cellule vivante constituée d’éléments obligatoires et d’éléments facultatifs. 1-ELEMENTS OBLIGATOIRES : a-Le matériel nucléaire : Les cellules procaryotes ne possèdent pas de noyau mais possèdent du matériel nucléaire sous forme d'un chromosome unique, circulaire, d'une longueur voisine de 1 mm. Ce chromosome est constitué d'un filament hélicoïdal d'acide désoxyribonucléique (ADN) bicaténaire. L'ADN des bactéries est le support de l'information génétique. 2 b-Le cytoplasme : La structure du cytoplasme bactérien est beaucoup plus simple que celle du cytoplasme des cellules eucaryotes, il est riche en ARN : ARN messager et ARN de transfert et surtout en ARN ribosomal. Les ribosomes sont constitués de protéines ribosomales et d'ARN. Ils sont divisés en 2 sous-unités: la sous-unité 30S et la sous-unité 50S jouent un rôle essentiel dans la synthèse des protéines. Les ribosomes sont la cible d'action de nombreux antibiotiques, aminosides, phénicols, cyclines, macrolides Le cytoplasme contenir des granulations de réserve (glycogène, polyphosphates, β-hydroxybutyrates...). c-La membrane cytoplasmique : Cette membrane est la limitant externe du cytoplasme, elle est constituée de lipides (35 %) et de protéines (65 %). Les lipides (phospholipides et lipopolysaccharides) sont organisés en deux couches hydrophiles séparées par une couche hydrophobe, dans l'épaisseur de cette membrane sont enchâssées des protéines transmembranaires ou exposées qui sont des perméases pour les substrats nutritionnels, des enzymes de synthése du peptidoglycane (Penicillin-Binding Proteins PBPs), des enzymes respiratoires (deshydrogénases, cytochromes...). Les molécules qui constituent la membrane sont mobiles et flottent dans son épaisseur lui donnant une grande fluidité. La membrane assure les fonctions des mitochondries, qui n'existent pas chez les bactéries. La membrane est la cible des antibiotiques polypeptidiques. d-La Paroi : Elle est présente chez toutes les espèces bactériennes à l'exception des mycoplasmes, elle entoure la bactérie et constitue la structure constante la plus externe. La paroi est constituée essentiellement de peptidoglycane ou muréine ou mucopeptide, qui est un polymère complexe formé de 3 éléments différents:  chaine polyoside faite d'une alternance de molécules de N-acétylglucosamine et d'acide Nacétylmuramique.  un ensemble de chaînes latérales peptidiques identiques, composées de 4 acides aminés et attachées à l'acide N-acétylmuramique.  un ensemble de « ponts interpeptidiques » identiques. Ce polymére complexe est synthétisé par des enzymes PBPs , Ce sont des transpeptidases, des carboxypeptidases, qui sont la cible des pénicillines. 3 Chez les bactéries à Gram positif il y a de nombreuses couches de peptidoglycane qui représentent jusqu'à 90 % des constituants de la paroi bactérienne. Celle-ci contient aussi des protéines et des structures polyosidiques acides teichoïques (polymères du glycérol ou du ribitol phosphate) associés étroitement au peptidoglycane. Chez les bactéries à Gram négatif il n'y a qu'une seule ou au plus deux couches de peptidoglycane qui ne représente que 5 à 20 % des constituants de la paroi bactérienne, associé à une enveloppe externe complexe définissant un espace périplasmique. La paroi détermine la forme de la bactérie et constitue une protection très efficace contre un environnement hostile (osmolarité, température, radiations ionisantes, sécheresse...). La paroi est la cible d'antibiotiques tels que les bêtalactamines qui bloquent sa synthèse. 2-ELEMENTS FACULTATIFS : a-La capsule : La capsule est une structure extérieure non constante. Elle entoure la bactérie. Sa constitution est le plus souvent polysaccharidique, parfois protéique. C'est un facteur de virulence car elle protège la bactérie de la phagocytose. La capsule est antigénique, les antigènes capsulaires sont dénommés antigène K. b-Les flagelles : Les flagelles ou cils sont des structures inconstantes chez les bactéries. Ce sont des appendices filamenteux, composés entièrement de protéines, Les protéines flagellaires sont appelées flagellines. Ils permettent la mobilité des bactéries et seules les espèces qui en sont pourvues sont mobiles. Les antigènes des flagelles sont appelés Antigène H. c-Les pili : De nombreuses bactéries possèdent des appendices de surface plus courts et plus fins que les flagelles et que l'on appelle pili (pilus = poil), ou fimbriae Il existe deux types :  Les pili communs : Sont des structures protéiques filamenteuses, de 2 à 3 µm de long, disposés régulièrement à la surface de la bactérie. Ils sont constitués par la polymérisation de sous-unité polypeptidique, la piline, Ils sont utiles pour l'adhésion des bactéries aux interfaces et particulièrement aux muqueuses et sont donc des facteurs de virulence.  Les pili sexuels : Plus longs mais en nombre plus restreint (1 à 4) que les pilis communs. Ils jouent un rôle essentiel dans l'attachement des bactéries entre elles au cours des échanges de matériel génétique. 4 Les bactéries capables de produire des pili sexuels sont dénommées bactéries "mâles" à l'opposé des autres qui sont dites "femelles". d-Les plasmides : Sont de petits éléments circulaires constituant du matériel génétique extra-chromosomique. Ils sont faits d'ADN et portent, comme le chromosome, des informations génétiques. Ils sont autonomes et capables de se répliquer indépendamment du chromosome. Ils codent pour la synthèse de différentes protéines enzymatiques conférant ainsi à la bactérie qui les possède des caractères particuliers tels que possibilité d'utiliser tel ou tel substrat ou résistance aux antibiotiques. Ces plasmides sont transmissibles à d'autres bactéries. 3- LA SPORE : La spore est un organite arrondi ou ovoïde de 0,3à 2µ de diamètre que l’on peut voir à l’intérieur de la bactérie ou à l’état libre. La spore n’est pas un élément structural (obligatoire ou facultatif) de la bactérie, elle représente à elle seule une bactérie qui apparait sous l’aspect différent lorsque les conditions de vie ne sont plus favorables à sa survie et à sa multiplication. La spore contient, sous forme condensée, le génome et une partie du cytoplasme déshydraté autour d’une enveloppe très résistante. Si on place les bactéries dans des conditions défavorables de survie, pour certaines d'entre elles (bacilles Gram + : Bacillus et Clostridium) il y a formation de spores ; c'est la sporulation Si on place des spores dans des conditions favorables, elles retournent à l'état de bactéries végétatives ; c'est la germination. Les spores constituent une forme de résistance des bactéries, c’est une cellule bactérienne au repos, hautement résistante à la dessiccation, à la chaleur et aux agents chimiques. 5