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Chap 5 micro: Morphologie et ultrastructure bactérienne (P4: Cytoplasme et…
Chap 5 micro: Morphologie et ultrastructure bactérienne
P1: Morphologie bactérienne
Taille et structure bactérienne
1 à 10 um
organisme unic procaryote entouré d'une paroi
Formes et modes de groupement
Coques forme: sphériques, groupement:
diplocoque en grain de café
chaînette +/- longues
en amas ou grappe de raisin
tétrade
Bacilles
Droits
isolé, par 2 ou chaines
à bouts ronds ou carré
Incurvé
isolé
Coccobacilles
isolé
Autres
extrémité renflées, fuselées, forme de crosse
Bactéries spirales
isolé
Autre: pédonculées, filamenteuses
:warning: mode de groupement valable que ds env naturel
P2: Paroi bactérienne
Méthodes d'études
microscopie optique
coloration de Gram
coloration de Ziehl
microscopie électronique et analyse chimique
plasmolyse, broyage, congélation
centrifugations, lavages
Aspect de la paroi (microscope éléctronique)
"sacs" aplatis déchiré et froissé
lisse
contour dessine morpho bactérie (rigide, peu élastique)
différence G+/G-
G+
épais de 15 à 80 nm (bcp de peptydoglycane)
aspect épais et homogène
G-
épais de 6 à 15 nm (peu de peptydoglycane)
aspect fin, hétérogène (lamellaire), 2 couches externes séparées par une interne
Composition chimique de la paroi
31 Principaux constituants chimiques
Osamines: N-acétyl glucosamine (NAG) et acide M-acétyl muramique (NAM)
aa: Ala, Glu, Lys et acide diamiopoméique (DAP)
G+: acides teïchoiques et lipoteïchoiques
G-: lipides en grande quantité (10/20% membrane externe + 1% membrane plasmique)
32 Peptidoglycane
Peptidoglycane= muréine= mucopeptide
Structure: hétéropolymère de glucides (NAM et NAG) et d'aa, chaq chaines de glu reliées par un tetrapeptide, reliés par pont interpeptidique
Structure élémt de base: alternace NAG et NAM reliés par liaisons osidiques B 1-4. Chaq NAM est lié à un tétrapeptide lié au tétrapeptide du nv inf par pont peptidique (4eme aa au 3eme aa)
Lysosyme: enzyme capable de catalyser l'hydrolyse de la liaison osidique B 1-4 entre NAM et NAG
:pencil2:Schéma
Aa et pont peptidique: enchainement L-Alanine, D acide glutamique, L lysine et D alanine.
3eme Lys p-ê remplacé par DAP, L serine ou L ornithine
Pont interpeptidique p-ê: -pentapeptide de 5 glycines
-pont direct entre DAP et D ala
-tétrapeptide
réseau plus ou moins serré: ponts longs (réseau lâche: coques) ou ponts courts (réseau compacte: bacilles)
Peptido: macromolécule qui forme réseau ou filet autour bactérie; réseau très hydraté facilement traversable par tte sortes de molécules
Synthèse
1 Cytoplasmique
synthèse N acétyl muramyl pentapeptide fixé sur transporteur cytoplasmique (UDP); synthèse N acétyl glucosamine UDP
2 Membranaire
transporteur lipidique (bactoprénol) qui fixe puis formation diholoside
3 Pariétale; carboxypeptidation, transglycosylase, transpeptidase
intégration du diholoside ds le peptido en expansion, dipeptide Ala Ala rompu par CARBOXYPEPTIDATION, nv diholoside polymérisé grâce TRANSGYCOSYLASE, ponts inerpeptidiques soudés par TRANSPEPTIDASE (enzymes bifonctionnelles qui catalysent transglycosylation et transpeptidation)
33 Particularité de l'enveloppe G+
Acides téichoîques, ancré de manière covalente ds peptido du côté extérieur; polymères d'alcools phosphatés associés à des aa ou glu
polyglycérol phosphates
polyribitols phosphates
Acides lipotéichoïques, traversent la couche épaisse du peptido et ancrés ds bicouche lipidiq de membrane interne
Permettent attachement peptido à membrane
Régulateurs d'enzymes et propriétés antigéniques capables de stimuler rep immunitaire
Lipides, très faible qté: phospholipides de la membrane plasmique
34 Particularité de l'enveloppe G- : membrane externe
:pencil2: Schéma
Structure: bicouche dt seule la partie inférieur est constituée de phospholipides :
partie sup constituée de BIPOPOLYSACCHARIDES (LPS)
côté interne: membrane externe liée au peptido par lipoprotéines de Braun -> cohésion de l'ensemble architectural; ancrées des porines et prot canal de transport
LPS appelé endotoxine (toxique)
Rôle
Barrière de protection
Transport
Evite perte des constituants
36 Parois particulière
différentes des G+ et G-
des Archaebactéries
Pseudomuréine ou ni membrane ext ni peptido
des Mycobactéries
capsulées: riche en lipides et contient des cires
bactéries appelées BAAR (bacilles acido alcoolo résistant) -> coloration de Ziehl
35 Espace périplamique
Contient enzymes pr nutrition, protéines de transports et enzymes de résistance à certains antibio
Rôles de la paroi
étudier grâce au lysozyme qui clive les liaisons B 1-4 entre NAG et NAM -> destruction totale du peptido chez G+ et fragmentation chez G-
expérience, ajout de lysosome
milieu hypotonique -> rien
milieu hypertonique -> protoplaste
milieu isotoniq -> sphéroplaste
Rôle 2: maintient de la forme
Rôle 3: propriétés antigéniques, antigènes pariétaux:
G+ peptido+ acides teichoïques et lipoteichoïques+ polyoside C
G- Ag O du LPS
Rôle 4: fixation des bactériophages: lysotypie
Rôle 5: participe à la mobilité
Rôle 6: toxicité
Rôle 7: perméabilité
Rôle 8: intérêt taxonomique
Rôle 1: protection contre la pression osmotique
P4: Cytoplasme et inclusions cytoplasmiques
espace délimité par la mp; contient gel aqueux: hyaloplasme (ARN, ADN, ribosomes, enzymes, aa, lipides, glu, sels minéraux); pH 7-7,2; état entre liquide et solide car longues chaines protéiques
Composés solubles
Sels minéraux
Oses, aa, bases azotées
Autres prot: toxines, pigments, bactériocines
Ribosomes et ARN
Très nb, prennent tt le cyto: granulations sphériques de 10 à 30 nm dia
A proximité de la mp, site de synthèse des prot pariétales exportées
Visible au MET: aspect granuleux du cyto
Isole par centri (gradient de saccharose - 70S); grd et petite sous unité
80% eau et 20% nucléoprotéines dt 63% ARNr (séq conservé utile pr évol bactérie) et 37% prot
Prot ribosomales: histones et enzymes
Ribosomes réunis sur 1 molécule d'ARNm=polysome/polyribosome
Ribosome traduit le message de l'ARNm, trad commence avant que transcription terminée
Granulations et substances de réserve (élémt facultatifs)
accumulations de subst qui forment granulations visibles au micro optique; ont un intérêt taxonomique
31 Inclusions minérales
Corpuscules métachromatiques ou grains de volutine: réserves de phosphates organiques
soufre
fer
32 Inclusions glucidiques
Glycogène ou amidon; polyosides sources de glu donc carbone et énergie
33 Inclusions lipidiques
Colorables au noir de soudan, réserve C et énergie
Organites spécialisés
Chromatophores pr photosynthèse
bactéries vertes
bactéries pourpres
Vacuoles à gaz
chez procaryotes photosynthétiq; permettent de flotter sur eau pr capter énergie lumineuse de manière optimale
Chromosome bactérien :recycle:BMGG
Plasmides :recycle:BMGG
P3: Memprane plasmique :recycle:BTC
Mise en évidence et aspect
Composition chimique
Lipides
Protéines
Glucides
Cohésion et déplacement membranaires
Fonction de la mp
Barrière
Biosynthèse
Transfert de matière
Transport passif
Transport actif
Translocation de groupe
Syctème de transport sensible aux chocs osmotiques
Siège de la respiration cellulaire
Autre rôles
P5: Enveloppes externes supplémentaires
Déf: sécrétions bactériennes autour de paroi, inconstant, propriétés d'adhésion et protection
Polysaccharides de surface
11 Capsule
Mise en évidence
Structure et compo chimique
Fonction
Propriétés immunogènes
12 Les couches muqueuses
Formation de biofilm
Facteur d'adhésion aux c épithéliales
Prod industrielles
Protéines de surface
21 Couche "S"
22 Couche "M"
P6: Flagelles et pili
Flagelles
1.1 mise en évidence
indirecte: mobilité
état frais ou milieu semi-gélosé: manitol mobilité
directe
microscopie optique
épaississement des flagelles par colorations avec mordants (Leifson, Gray) --> dépôt de particules colloïdales (sels d'argent) tout le long du cil
microscopie électronique
forme, mode d'insertion, taille
1.2 morphologie et mode d'insertion
morphologie
15 à 20 um et tès fins
organites filamenteux, sinueux, insérés dans la mp
nb de 1 à 30
mode d'insertion = types de ciliatures
polaire
monotriche
lophotriche
amphitriche
péritriche
intérêt taxonomique
1.3 ultra structure moléculaire
filament
cylindre creux flexible constitué de prot flagelline riche en cys
structure hélicoïdale à plsr fibres, espace entre 2 lignes courbes= longueur d'onde du filament
crochet = hook
jonction entre filament et corps basale, élément courbe
corps basal = rod
ancré ds mp et paroi, axe central traversant une série d'anneaux
Compo
G- : 4 anneaux = rings attachés à tige centrale
2 internes reliés à la mp (M S)
2 ext reliés au peptido (P) et à la m externe (L)
G+ : M et S
Rôle
partie mobile = rotor, capable de tourner ds les 2 sens (M, S, P)
partie fixe = stator, prot Mot qui entourent M et S et génère mvt rotatoire
1.4 synthèse
par 20 à 30 gènes
assemblage séquentiel des différents composants, du cyto vers le milieu ext
anneaux du corps basal, crochet puis filament
auto-assemblage de flagelline
polymérisation possible qu'en présence de fragmt de flagelles: matrice; synthétisées ds le cyto; fixent l'extrémité terminale
1.5 mode de fonctionnement
petit moteur physiologiq
rotation grâce énergie fournie par un gradient de sodium ou de protons; sans apport d'ATP
présence paroi rigide nécessaire à leur mouvement
1.6 rôles
locomotion
ciliature péritriche: changemt fréqt de direction : vol de mouche
ciliature polaire: ligne droite
révolutions ds sens contraire :alarm_clock: b fait la course en ligne droite
sens des aiguilles pr changer de dir
chimiotactisme
subst attirantes
subst repoussantes
signaux transmis par chimiorécepteurs, prot situés ds l'espace périplamique ou mp
antigénique
spécificité antigénique repose sur nb et séq d'aa de la flagelline
Ag H
classification de Faufmann-White
fixation des bactériophages
Pili
appendices filiformes courts et fins constitués de piline, pas impliqués ds mobilité, G-
pili communs = fimbriae
inf à 1 um, nombreux, rigides, Ag K, élémt du pvr invasif
pili sexuels
20 um, 1 à 4 par b, souble, conjugaison: tranfert de plasmide
éléments inconstants (facultatifs)