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morphologie et structure bactériennes -2007-
:: campus :: cours :: 3eme année :: microbiologie
Page 1 sur 1
morphologie et structure bactériennes -2007-
par sciencedzaguet Ven 13 Juin 2008 - 9:00
Morphologie et structure bactériennes
I Introduction:
17eme siècle ! Van Leewenhook (hollandais) invente le premier microscope
19eme siècle : grâce à Haeckel (allemand) les premiers protistes furent étudiés (ce sont des organismes ne formant pas de tissus différenciés)
En 1937 : Chatton divise le règne des protistes en :
Protistes eucaryotes (algues et protozoaires)
Protistes procaryotes (bactérie, virus)
Différence entre les eucaryotes et les procaryotes :
Elément | Eucaryotes | Procaryote |
Noyau | Plusieurs chromosomes | Un seul chromosome |
Membrane nucléaire | Présente | Absente |
Réplication du noyau | Mitose | Mode semi-conservatif |
Peptidoglycane | Absente | Présente |
Bactérie | Virus |
ADN ARN | ADN ou ARN |
Croissance et division | Pas de croissance Pas de division |
Reproduction par division cellulaire | Reproduction par réplication du matériel génétique |
Visible au microscope optique | Visible au microscope électronique |
Définition :
Les bactéries sont des organismes unicellulaires, elles peuvent avoir des dimensions variable de l’ordre du micron
Les plus longues sont de 12m
Les plus petites ont la même taille que les plus gros virus
Règne des protistes, groupe des procaryotes
Ne possèdent ni réticulum endoplasmique ni mitochondrie ni membrane nucléaire
sciencedzaguet- Panacée
-
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morphologie
par sciencedzaguet Ven 13 Juin 2008 - 9:00
II morphologie bactérienne :
Définitions
formes, dimensions, arrangements spatiaux
Il existe 3 formes principales
Sphérique : coccus
Cylindrique : Bâtonnets
Hélicoïdale : spirille
Disposition :
Exemple de disposition : disposition en grappe de raison pour les cocci en amas qui évoquent les staphylocoques
II-1- la forme sphérique :
Elle caractérise les cocci
Leur mode de division, selon un ou plusieurs plans, donne des groupements typiques qui orientent leur identification (donc le diagnostic)
Ex : cocci disposés en amas ou grappe évoquent la famille des staphylocoques
Cocci disposés en chainettes évoquent la famille des streptocoques
Cocci disposés en paire en « flemme de bougie » évoquent la famille des pneumocoques
Cocci disposés en paire « grain de café » évoquent les Neisseria
II-2- la forme cylindrique :
Il existe de très nombreuses formes cylindriques, on en distingue deux essentiellement :
*Les bacilles droits ou bâtonnets
Ex : Bacillus, les entérobactéries, corynébacterie et les bactéries fusiformes
*Les bacilles incurvés « en virgule »
Ex : vibrion cholérique ou vibrio comma
II-3-forme hélicoïdale ou spiralée :
Concerne un petit groupe bactérien : les spirilles
Ex : spirochètes, Borrelia, Leptospira
II-4-mise en évidence
Technique de l’examen à l’état frais:
On cele la lamelle pour éviter la contamination du manipulateur ainsi que le mouvement du liquide
Définitions
formes, dimensions, arrangements spatiaux
Il existe 3 formes principales
Sphérique : coccus
Cylindrique : Bâtonnets
Hélicoïdale : spirille
Disposition :
Exemple de disposition : disposition en grappe de raison pour les cocci en amas qui évoquent les staphylocoques
II-1- la forme sphérique :
Elle caractérise les cocci
Leur mode de division, selon un ou plusieurs plans, donne des groupements typiques qui orientent leur identification (donc le diagnostic)
Ex : cocci disposés en amas ou grappe évoquent la famille des staphylocoques
Cocci disposés en chainettes évoquent la famille des streptocoques
Cocci disposés en paire en « flemme de bougie » évoquent la famille des pneumocoques
Cocci disposés en paire « grain de café » évoquent les Neisseria
II-2- la forme cylindrique :
Il existe de très nombreuses formes cylindriques, on en distingue deux essentiellement :
*Les bacilles droits ou bâtonnets
Ex : Bacillus, les entérobactéries, corynébacterie et les bactéries fusiformes
*Les bacilles incurvés « en virgule »
Ex : vibrion cholérique ou vibrio comma
II-3-forme hélicoïdale ou spiralée :
Concerne un petit groupe bactérien : les spirilles
Ex : spirochètes, Borrelia, Leptospira
II-4-mise en évidence
Technique de l’examen à l’état frais:
On cele la lamelle pour éviter la contamination du manipulateur ainsi que le mouvement du liquide
sciencedzaguet- Panacée
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Re: morphologie et structure bactériennes -2007-
par sciencedzaguet Ven 13 Juin 2008 - 9:05
III structure bactérienne :
La bactérie comprend:
La bactérie comprend:
| Des éléments constants ou obligatoires | des éléments inconstants ou facultatifs |
| Enveloppe cellulaire :Paroi Membrane cytoplasmique ADN nucléaire Cytoplasme | capsule flagelles, pili plasmides spores |
sciencedzaguet- Panacée
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Re: morphologie et structure bactériennes -2007-
par sciencedzaguet Ven 13 Juin 2008 - 9:08
III-1-les éléments constants :
III-1-1- la paroi :
Enveloppe rigide assurant la forme de la bactérie
Elle n’existe pas chez :
-Les mycoplasmes
-Les formes L des bactéries
Propriétés de la paroi :
Rigide et élastique
Plus épaisse chez les bactéries gram
Représente 20% du poids sec de la bactérie
Résistante en milieu hypertonique
Resistance relative :
Aux agents chimiques, physiques
A de nombreux enzymes (les formes L ne résistent pas aux lysozymes)
Constitution chimique :
Le peptidoglycane ou mucopeptide pariétal ou mureîne est présent chez les Gram et les Gram -.
C’est une macromolécule constituée de chaines polysaccharidiques reliées entre elles par des tétrapeptides (penta – glycine)
Les chaines polysaccaridiques sont constituées par l’alternance régulière de :
N- Acetyl – Glucosamine (NAG)
Et de
L’acide N-Acetyl-muramique (NAM)
En règle générale, la composition du tétrapeptide en AA est la suivante :
L. alanine
D. glutamine
L. lysine ou acide diaminopimélique
D. alanine
Ces tétrapeptides sont branchés seulement sur les résidus NAM
Les ponts (gly)s relient le dernier AA d’un tétrapeptide à l’avant dernier AA du tétrapeptide suivant
La pénicilline (ATB) empêche la formation des ponts pentaglycines
Le lysozyme rompt les chaines polysaccaridiques (NAM – NAG-NAM)
La différence entre la paroi des Gram et celle des Gram – :
1) chez les G +:
En plus de la mureine on trouve :
Des acides teîchoîques (polyribitol – phosphate et polyglycérol- phosphate) branchés sur les résidus –NAG seulement et positionnés vers l’extérieur de la paroi
Des oses, spécifiques à chaque groupe bactérien :
ex : le rhamnose, caractéristique chez les Streptocoques A confère une spécificité antigénique
Les lipides sont inexistants ou alors présents en très faible quantité
2) chez les G- :
Paroi beaucoup plus fine, associé à 2 couches disposées extérieurement :
Une couche moyenne lipopolysaccharidique
Une couche externe lipoproteique
Ces 2 feuillets forment le complexe antigénique 0 ou antigène somatique
(Rôle antigénique----> identification)
Présence importante de lipides
Composition chimique de la paroi des G et G-
La coloration de Gram :
La structure chimique de la paroi des bactéries est à la base d’une coloration universelle (Gram)
Elle permet de déterminer le type morpho-tinctorial d’une bactérie
Pour les bactéries qui prennent mal, ou ne prennent pas cette coloration, il existe des coloration spéciales
Ex : coloration de Ziehl-Neelsen pour mes Mycrobacteries (tuberculose, lèpre)
Coloration d’Albert au bleu de A
III-1-1- la paroi :
Enveloppe rigide assurant la forme de la bactérie
Elle n’existe pas chez :
-Les mycoplasmes
-Les formes L des bactéries
Propriétés de la paroi :
Rigide et élastique
Plus épaisse chez les bactéries gram
Représente 20% du poids sec de la bactérie
Résistante en milieu hypertonique
Resistance relative :
Aux agents chimiques, physiques
A de nombreux enzymes (les formes L ne résistent pas aux lysozymes)
Constitution chimique :
Le peptidoglycane ou mucopeptide pariétal ou mureîne est présent chez les Gram et les Gram -.
C’est une macromolécule constituée de chaines polysaccharidiques reliées entre elles par des tétrapeptides (penta – glycine)
Les chaines polysaccaridiques sont constituées par l’alternance régulière de :
N- Acetyl – Glucosamine (NAG)
Et de
L’acide N-Acetyl-muramique (NAM)
En règle générale, la composition du tétrapeptide en AA est la suivante :
L. alanine
D. glutamine
L. lysine ou acide diaminopimélique
D. alanine
Ces tétrapeptides sont branchés seulement sur les résidus NAM
Les ponts (gly)s relient le dernier AA d’un tétrapeptide à l’avant dernier AA du tétrapeptide suivant
La pénicilline (ATB) empêche la formation des ponts pentaglycines
Le lysozyme rompt les chaines polysaccaridiques (NAM – NAG-NAM)
La différence entre la paroi des Gram et celle des Gram – :
1) chez les G +:
En plus de la mureine on trouve :
Des acides teîchoîques (polyribitol – phosphate et polyglycérol- phosphate) branchés sur les résidus –NAG seulement et positionnés vers l’extérieur de la paroi
Des oses, spécifiques à chaque groupe bactérien :
ex : le rhamnose, caractéristique chez les Streptocoques A confère une spécificité antigénique
Les lipides sont inexistants ou alors présents en très faible quantité
2) chez les G- :
Paroi beaucoup plus fine, associé à 2 couches disposées extérieurement :
Une couche moyenne lipopolysaccharidique
Une couche externe lipoproteique
Ces 2 feuillets forment le complexe antigénique 0 ou antigène somatique
(Rôle antigénique----> identification)
Présence importante de lipides
Composition chimique de la paroi des G et G-
composé | G | G - |
NAM, NAG | ||
Acide diaminopimélique | ||
Acide teichoique | - | |
Lipides oses | 0 à 1% 20 à 60% | 21% 20 – 60% |
La coloration de Gram :
La structure chimique de la paroi des bactéries est à la base d’une coloration universelle (Gram)
Elle permet de déterminer le type morpho-tinctorial d’une bactérie
Pour les bactéries qui prennent mal, ou ne prennent pas cette coloration, il existe des coloration spéciales
Ex : coloration de Ziehl-Neelsen pour mes Mycrobacteries (tuberculose, lèpre)
Coloration d’Albert au bleu de A
sciencedzaguet- Panacée
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Re: morphologie et structure bactériennes -2007-
par sciencedzaguet Ven 13 Juin 2008 - 9:08
Technique de Gram :
Double coloration :
Se réalise sur un frottis bactérien séché puis fixé sur la lame
Se réalise en 4 tps :
Violet de gentiane : 1 minute
Lugol 30 minutes
Rincer à l’eau
Alcool : jusqu’à décoloration
Rincer a l’eau
Fuschine phéniquée de Ziehl diluée: 1 minute
Rincer a l’eau
Laisser sécher
Mettre une goutte d’huile de cèdre
Observer X100
Etapes de la coloration de Gram :
Double coloration :
Se réalise sur un frottis bactérien séché puis fixé sur la lame
Se réalise en 4 tps :
Violet de gentiane : 1 minute
Lugol 30 minutes
Rincer à l’eau
Alcool : jusqu’à décoloration
Rincer a l’eau
Fuschine phéniquée de Ziehl diluée: 1 minute
Rincer a l’eau
Laisser sécher
Mettre une goutte d’huile de cèdre
Observer X100
Etapes de la coloration de Gram :
Réactifs | Gram | Gram - |
Violet de gentiane Lugol Alcool Fuschine | Violet Violet Violet Violet | Violet Violet Incolore Rose |
Coloration | Violet | Rose |
sciencedzaguet- Panacée
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Re: morphologie et structure bactériennes -2007-
par sciencedzaguet Ven 13 Juin 2008 - 9:10
III-1-2-la membrane cytoplasmique :
Structure :
Située immédiatement sous la paroi
Aspect trilamellaire au microscope électronique
Constituée de 70% de protéine et de 30% de lipides
Mésosomes : invaginations de la membrane cellulaire
Très développés chez les G
Reliés au chromosome bactérien
Jouent un rôle dans la régulation de la division bactérienne
Fonctions :
Respiration :
Equivalent structural et fonctionnel des mitochondries des eucaryotes
Fabrication et stockage de l’énergie (ATP)
Contient toutes les enzymes et coenzymes respiratoires (NAD, FAD , cytochrome, phosphatases….)
Perméation :
Barriere osmotique : pas d’entrée ni de sortir anarchique de composés
Perméable à l’eau et aux molécules dont elle sélectionne le passage
Il existe 2 types de perméation
1) diffusion simple
Comme une membrane inerte, du plus concentré vers le moins concentré
2/ transport actif :
Impliquant une dépense d’énergie, concerne les ions, les sucres, les AA
Met parfois en jeu des perméases ex : lactose ne pénètre la membrane que si une lactose-perméase est synthétisée par la bactérie et qu’une b-Galactosidase scinde le lactose en glucose galactose
III-1-3-la cytoplasme :
Ribosomes, ARNm, ARNt, ADN
Vacuoles de réserves
[size=14]PH ˜ 7
III-1-4 l’ADN nucléaire :
Bicaténaire, circulaire, pas de membrane
Visible en microscope optique après coloration spéciale et en microscope électronique
Taille du chromosome déroulé est 1000 fois supérieure à celle de la bactérie ---> pelotonné
Réplication selon le mode semi-conservatif
Structure :
Située immédiatement sous la paroi
Aspect trilamellaire au microscope électronique
Constituée de 70% de protéine et de 30% de lipides
Mésosomes : invaginations de la membrane cellulaire
Très développés chez les G
Reliés au chromosome bactérien
Jouent un rôle dans la régulation de la division bactérienne
Fonctions :
Respiration :
Equivalent structural et fonctionnel des mitochondries des eucaryotes
Fabrication et stockage de l’énergie (ATP)
Contient toutes les enzymes et coenzymes respiratoires (NAD, FAD , cytochrome, phosphatases….)
Perméation :
Barriere osmotique : pas d’entrée ni de sortir anarchique de composés
Perméable à l’eau et aux molécules dont elle sélectionne le passage
Il existe 2 types de perméation
1) diffusion simple
Comme une membrane inerte, du plus concentré vers le moins concentré
2/ transport actif :
Impliquant une dépense d’énergie, concerne les ions, les sucres, les AA
Met parfois en jeu des perméases ex : lactose ne pénètre la membrane que si une lactose-perméase est synthétisée par la bactérie et qu’une b-Galactosidase scinde le lactose en glucose galactose
III-1-3-la cytoplasme :
Ribosomes, ARNm, ARNt, ADN
Vacuoles de réserves
[size=14]PH ˜ 7
III-1-4 l’ADN nucléaire :
Bicaténaire, circulaire, pas de membrane
Visible en microscope optique après coloration spéciale et en microscope électronique
Taille du chromosome déroulé est 1000 fois supérieure à celle de la bactérie ---> pelotonné
Réplication selon le mode semi-conservatif
sciencedzaguet- Panacée
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Re: morphologie et structure bactériennes -2007-
par sciencedzaguet Ven 13 Juin 2008 - 9:11
III-2 les éléments inconstants :
III-2-1 la capsule :
Substance organique visqueuse entourant la paroi bactérienne (toute bactérie capsulée est immobile)
Nature souvent polyholosidique
Ex : acide aldobionique chez les Pneumocoques
La composition chimique permet une classification antigénique
Ex : méningocoque, Haemophilus
Support de propriétés physiopathologiques
Ex : la capsule du pneumocoque lui confère sa virulence et lui perme d’échapper à la phagocytose par les polynucléaires
Support de propriétés immunologiques : synthèse d’anticorps protecteurs
Elaboration de vaccins
Exemple de bactéries capsulées :
Pneumocoque, méningocoque, haemophilus, bacillus, Klebsiella pneumoniae…..
Mise en évidence : technique à l’ancre de chine
III-2-2- Les flagelles
Organes locomoteurs, visibles au microscope après coloration spéciale
Filamenteux, longs, sinueux, longueur dépassant la taille de la bactérie
Point d’insertion cytoplasmique
Disposition par rapport au corps bactérien diffère d’une famille à une autre :
Péritriche : ex E-Coli
Monotriche, polaires : ex Vibrion cholérique
Constitué d’une protéine : la flagelline
En pratique, c’est la recherche de la mobilité qui permet de dire si une bactérie possède des flagelles
Deux techniques :
Examen à l’état frais
Sur mannitol-mobilité
La mobilité est en :
*Zigzag
*Flèche
*Vol de moucheron
III-2-3 Les pili (ou Fimbriae)
Nature protéique : piline
Plus fréquemment retrouvés chez les Gram –
III-2-4 Les plasmides
ADN extrachromosomique, intracytoplasmique confèrent des propriétés aux bactéries qui les hébergent
Capables d’autoréplication et d’autotransfère (infection)
Codent pour les caractères métaboliques et pour la résistance aux antibiotiques
Ex : plasmide F---------à pili F
Plasmide RTF(résistance transfert factor) -----------à résistance aux antibiotiques
III-2-5 Les spores :
Seules quelques familles bactériennes sont capables de sporuler
Ce sont des formes de survie lorsque le milieu s’appauvrit en nutriments
La sporulation est endocellulaire et se déroule en 6 étapes
Propriétés des spores :
Très résistantes à la chaleur (stérilisation 120° pendant 5’ a 1atm)
Résistants aux : UV et rayons X, antiseptiques, antibiotiques
Très riches en ca et acide dipicolinique, peuvent résister plusieurs années dans : l’air, la poussière, les sols….
Principaux groupes bactériens qui sporulent :
Bacilles Gram anaérobies : Clostridium (spore terminale)
Bacilles Gram aérobies : Bacillus (spore centrale)
Sporosarcina : cocci saprophytes
III-2-1 la capsule :
Substance organique visqueuse entourant la paroi bactérienne (toute bactérie capsulée est immobile)
Nature souvent polyholosidique
Ex : acide aldobionique chez les Pneumocoques
La composition chimique permet une classification antigénique
Ex : méningocoque, Haemophilus
Support de propriétés physiopathologiques
Ex : la capsule du pneumocoque lui confère sa virulence et lui perme d’échapper à la phagocytose par les polynucléaires
Support de propriétés immunologiques : synthèse d’anticorps protecteurs
Elaboration de vaccins
Exemple de bactéries capsulées :
Pneumocoque, méningocoque, haemophilus, bacillus, Klebsiella pneumoniae…..
Mise en évidence : technique à l’ancre de chine
III-2-2- Les flagelles
Organes locomoteurs, visibles au microscope après coloration spéciale
Filamenteux, longs, sinueux, longueur dépassant la taille de la bactérie
Point d’insertion cytoplasmique
Disposition par rapport au corps bactérien diffère d’une famille à une autre :
Péritriche : ex E-Coli
Monotriche, polaires : ex Vibrion cholérique
Constitué d’une protéine : la flagelline
En pratique, c’est la recherche de la mobilité qui permet de dire si une bactérie possède des flagelles
Deux techniques :
Examen à l’état frais
Sur mannitol-mobilité
La mobilité est en :
*Zigzag
*Flèche
*Vol de moucheron
III-2-3 Les pili (ou Fimbriae)
Nature protéique : piline
Plus fréquemment retrouvés chez les Gram –
Pili communs | pili sexuels (F) |
| Plus nombreux Liés à une activité hémagglutininante | plus longs présents chez les bactéries mâles Rôle important dans la conjugaison bactérienne (fertilité) Codés par des plasmides F |
III-2-4 Les plasmides
ADN extrachromosomique, intracytoplasmique confèrent des propriétés aux bactéries qui les hébergent
Capables d’autoréplication et d’autotransfère (infection)
Codent pour les caractères métaboliques et pour la résistance aux antibiotiques
Ex : plasmide F---------à pili F
Plasmide RTF(résistance transfert factor) -----------à résistance aux antibiotiques
III-2-5 Les spores :
Seules quelques familles bactériennes sont capables de sporuler
Ce sont des formes de survie lorsque le milieu s’appauvrit en nutriments
La sporulation est endocellulaire et se déroule en 6 étapes
Propriétés des spores :
Très résistantes à la chaleur (stérilisation 120° pendant 5’ a 1atm)
Résistants aux : UV et rayons X, antiseptiques, antibiotiques
Très riches en ca et acide dipicolinique, peuvent résister plusieurs années dans : l’air, la poussière, les sols….
Principaux groupes bactériens qui sporulent :
Bacilles Gram anaérobies : Clostridium (spore terminale)
Bacilles Gram aérobies : Bacillus (spore centrale)
Sporosarcina : cocci saprophytes
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