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La CELLULE BACTÉRIENNE (suite). 4. ÉLÉMENTS FACULTATIFS DES BACTÉRIES. 4.1. Les éléments locomoteurs. 3.1. DNA ET SON EXPR. Un ou plusieurs flagelles libres à l’extérieur de la cellule.

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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
3 1 dna et son expr

4.1. Les éléments locomoteurs

3.1. DNA ET SON EXPR
  • Un ou plusieurs flagelles libres à l’extérieur de la cellule
  • Filaments axiaux (en nombre variable) emprisonnés entre la paroi et la membrane plasmique chez les spirochètes et les spirilles

Cellule procaryote

cils et flagelles
Cils et flagelles

E.coli

Vibrio

MICROSCOPIE ÉLECTRONIQUE

Proteus vulgaris

Cellule procaryote

cils et flagelles1
Cils et flagelles

Leptospira icterohemorragiae

Provoque maladie professionnelle des égoutiers et des baigneurs en eau douce (la bactérie provient de l’urine du rat).

Cellule procaryote

4 1 1 mise en vidence des flagelles 4 1 1 1 techniques directes
4-1-1- Mise en évidence des flagelles 4-1-1-1- Techniques directes

Après coloration de Gram :

Après imprégnation argentique :

1 mm

?

techniques directes de mise en vidence des flagelles
Techniques directes de mise en évidence des flagelles
  • Flagelles visibles :
    • après coloration des cils par imprégnation argentique dont le principe est d’épaissir les cils car cils trop fins pour être visibles en microscopie optique
    • lors de l’observation au microscope électronique
observation des cils au microscope optique apr s impr gnation argentique
Observation des cils au microscope optique après imprégnation argentique

Clostridium botulinum

Pseudomonas

MICROSCOPIE OPTIQUE

Vibrio

Salmonella

Cellule procaryote

observation des cils au microscope lectronique
Observation des cils au microscope électronique

E.coli

Vibrio

MICROSCOPIE ÉLECTRONIQUE

Proteus vulgaris

Cellule procaryote

4 1 1 mise en vidence des flagelles 4 1 1 2 techniques indirectes
4-1-1- Mise en évidence des flagelles 4-1-1-2- Techniques indirectes
  • Réalisation d’un état frais :
    • Si bactéries immobiles : bactéries dépourvues de cils
    • Si bactéries mobiles : bactéries pourvues de cils.

Remarque : l’observation des modalités de déplacement permet d’évoquer le type de ciliature

4 1 2 les diverses types de ciliature
4-1-2- Les diverses types de ciliature

PéritrichePolairePolaire Polaire

monotriche lophotriche amphitriche

mode d insertion des flagelles et type de mobilit
Mode d’insertion des flagelles et type de mobilité
  • Insertion polaire : à une ou deux extrémités :

 mobilité rectiligne avec traversée rapide du champ

  • Insertion péritriche : sur toute la surface de la bactérie :

 mobilité sinueuse lente avec tournoiement et changement fréquent de direction

4 1 3 structure des flagelles a mise en vidence de la structure au microscope lectronique
4-1-3- Structure des flagelles a/ mise en évidence de la structure au microscope électronique

Flagelles isolés avec leur corps basal

Un corps basal et

Son crochet

Crochet

Corps

basal

b insertion et structure des flagelles
b/Insertion et structure des flagelles

Gram - Gram +

Crochet

Filament

Anneaux

cils et flagelles2
Cils et flagelles

Cellule procaryote

c structure les 3 parties des flagelles
c/ Structure : les 3 parties des flagelles

Trois parties :

  • Filament:
    • cylindre creux et long (10 mm)
    • constitué d’une protéine : flagelline
  • Crochet : fixation du filament au corps basal
  • Corps basal: anneaux d’ancrage aux membranes
4 1 4 r les des flagelles
4-1-4- Rôles des flagelles
  • - Mobilité
  • - Rôle antigénique
  • - Rôle taxonomique
4 1 1 4 r les des flagelles a mobilit
4-1-1-4- Rôles des flagellesa/ Mobilité
  • - Energie nécessaire : force protomotrice
  • - Intérêt physiologique :
  • *Se déplacer vers les substances nutritives : chimiotactisme positif
    • * Fuir les substances toxiques : chimiotactisme négatif
4 1 1 4 r les des flagelles b r le antig nique
4-1-1-4- Rôles des flagellesb/ Rôle antigénique
  • - Induction par certains constituants des flagelles de la synthèse d’anticorps (Ac) spécifiques et union de ces Ac avec les flagelles
  • - Exemples :
  • *Ag H des flagelles des Salmonella
    • * Ag des flagelles d’ Escherichia coli.
4 2 capsule
4.2. Capsule

Streptococcus pneumoniae

Cellule procaryote

4 2 1 mise en vidence de la capsule
4-2-1- Mise en évidence de la capsule

Au microscope optique : Etat frais à l’encre de chine

Au microscope électronique :

10 mm

4 2 2 d finition et nature biochimique de la capsule
4-2-2- Définition et nature biochimique de la capsule
  • Couche externe à la paroi
  • Couche très épaisse (0,5 à 2 mm)
  • Couche composée
    • soit de polyosides
    • soit de polypeptides

avec beaucoup d’eau protégeant la bactérie vis-à-vis de la dessication

4 2 3 exemples de bact ries capsul es
4-2-3- Exemples de bactéries capsulées
  • Bactéries pathogènes
    • Streptococcus pneumoniae
    • Klebsiella (Enterobactérie)
    • Bacillus anthracis
  • Bactéries de l’environnement
    • Alcaligenes
4 2 4 r les de la capsule
4-2-4- Rôles de la capsule
  • Rôles dans le pouvoir pathogène
  • Protection de la bactérie contre la dessiccation
  • Rôle antigénique
  • Nuisances industrielles
slide25
4-2-4- 1- Capsule et pouvoir pathogènea/ Mise en évidence expérimentale d’un des rôles :Expérience de GRIFFITH

Injection de S. pneumoniae capsulés : mort des souris

Injection de S. pneumoniae non capsulés : survie des souris

Injection de S. pneumoniae non capsulés : survie des souris

slide26
Modalités :

Capsule = facteur de pathogénicité car empêche la phagocytose et la fixation du complément

b autre mode d action de la capsule vis vis du pouvoir pathog ne
b/ Autre mode d’action de la capsule vis-à-vis du pouvoir pathogène
  • Adhésion de la bactérie par sa capsule à de nombreuses surfaces (dents, cellules épithéliales)
  • Conséquence :
    • Plus grande difficulté pour l’hôte d’éliminer la bactérie au moyen des cils vibratiles et du mucus
    • Meilleure colonisation de l’hôte par les bactéries.
slide28

Bilan :

Rôle antiphagocytaire de la capsule et adhésion renforcée par la capsule renforcent le pouvoir pathogène des bactéries capsulées.

4 2 4 2 capsule et antig nicit
4-2-4-2- Capsule et antigénicité
  • Certains constituants capsulaires sont des antigènes
  • Applications :
    • Vaccination
    • Identification de souches capsulées :

Ex : Streptococcus pneumoniae

4 2 4 3 capsule et nuisances industrielles
4-2-4-3- Capsule et nuisances industrielles

Secrétion de capsule = accumulation de substances visqueuses :

- bouchage filtres et tuyaux

- modification des qualités organoleptiques des produits fabriqués ( exemple : filage du lait)

remarques autres exopolym res de surface
Remarques : autres exopolymères de surface

Le glycocalyx

  • Réseau diffusde polysaccharides
  • Permettant l’adhérence des bactéries aux cellules et au support (favorisant le pouvoir pathogène et rendant difficile les opérations de nettoyage désinfection) : formation d’un biofilm.

La couche S

  • Substance protéïque
  • Régulière et structurée
  • Difficilement enlevable
  • Rôle : protection, adhésion, antiphagocytaire
biofilm bact rien en formation sur une dent
Biofilm bactérien en formation sur une dent

Bactéries

Fibres de polysaccharides

4 3 pili
4.3. Pili

E.coli

Cellule procaryote

pili communs et pili sexuels

Un pilus sexuel

Des pili

communs

flagelle

1 mm

Pili communs et pili sexuels

Bactérie Gram - (MEB)

4 3 1 d finition
4-3-1- Définition

Pili = filaments

  • très fins
  • courts
  • raides
  • non impliqués dans le mouvement
4 3 2 les deux sortes de pili
4-3-2- Les deux sortes de pili

Pili communs

Pili sexuels

4 3 3 pili communs ou fimbriae
4-3-3- Pili communs ou fimbriae
  • Visibles seulement au microscope électronique
  • Très nombreux
  • Retrouvés chez les bactéries Gram -
  • Rôle d’adhésion aux cellules, aux supports , font partie des adhésines
pili sexuels
Pili sexuels
  • Moins nombreux
  • Rôle dans l’ échange d’ADN entre bactéries lors de la conjugaison
  • Présent chez les bactéries possédant le facteur F porté par un plasmide
4 3 5 r les des pili
4-3-5- Rôles des pili
  • Pili sexuels : échange d’ADN entre bactéries par conjugaison
  • Pili communs : adhérence aux cellules eucaryotes et autres supports
  • Rôle antigénique
  • Site de fixation pour des phages
4 3 5 r les des pili a echange d adn ph nom ne de conjugaison
4-3-5- Rôles des pilia/ Echange d’ADN (phénomène de conjugaison)
  • Fixation du pilus de la bactérie donatrice sur un récepteur fixé dans la membrane plasmique d’une autre bactérie (dite réceptrice)
  • Passage du matériel génétique (ADN bactérien ou plasmide) par le pilus de la bactérie donatrice à la bactérie réceptrice)
  • Acquisition par la bactérie réceptrice de nouvelles propriétés dues à l’acquisition de nouveaux gènes et donc à l’aptitude de fabriquer de nouvelles protéines (enzymes ou autres.)
exemple de propri t s acquises
Exemple de propriétés acquises
  • Résistance aux antibiotiques par transmission d’un plasmide ayant un gène codant pour une enzyme inactivant l’antibiotique
4 3 5 r les des pili b adh sion aux cellules eucaryotes
4-3-5- Rôles des pilib/ Adhésion aux cellules eucaryotes
  • Fixation du pilus sur un récepteur spécifique présent dans la membrane plasmique de la cellule eucaryote
  • Forte adhésion de la bactérie à la cellule
  • Frein à l’élimination de la bactérie par le mucus ou autres liquides de l’organisme
  • Implantation favorisée de la bactérie dans l’organisme
cons quence de l a dh sion aux cellules eucaryotes
Conséquence de l’adhésion aux cellules eucaryotes
  • Favorise l’implantation
  • Favorise la multiplication de la bactérie dans l’organisme
  • Permet le démarrage d’une infection
  • Favorise le pouvoir pathogène de la bactérie
3 1 dna et son expression
3.1. DNA ET SON EXPRESSION

4-4- Les plasmides

E. coli éclaté

Plasmide

Cellule procaryote

plasmide
Plasmide

Cellule procaryote

4 4 1 d finition
4-4-1- Définition

Plasmide =

  • Petite molécule d’ADN bicaténaire et circulaire,
  • indépendante de l’ADN bactérien,
  • à réplication autonome,
  • transmise à la descendance,
  • interchangeable entre bactéries principalement par le phénomène de conjugaison,
  • non indispensable à la croissance,
4 4 2 composition et structure
4-4-2- Composition et structure

Identiques à celles de l’ADN bactérien mais de plus petite taille.

4 4 3 m canismes d acquisition d un plasmide par une bact rie
4-4-3- Mécanismes d’acquisition d’un plasmide par une bactérie
  • Essentiellement par conjugaison : transfert d’une bactérie donatrice (dite F+) à une bactérie réceptrice (dite F-) en empruntant un pilus sexuel.
  • Parfois par transduction : transfert du plasmide d’une bactérie à l’autre par l’intermédiaire d’un bactériophage tempéré.
  • Parfois par transformation : intégration dans une bactérie vivante du plasmide provenant d’une bactérie morte de même espèce ou d’espèce voisine.
4 4 4 fonctions des plasmides
4-4-4- Fonctions des plasmides

Plasmide = apport de gènes nouveaux synthèse de protéines nouvelles des caractères nouveaux à la bactérie

  • Acquisition de la formation de pilus sexuel par apport du facteur F portant des gènes codant pour les pili
  • Acquisition de la capacité à secréter des enzymes inactivant certains antibiotiques (ex : pénicillinase) par apport du facteur R portant des gènes codant pour ces enzymes
  • Acquisition d’avantages compétitifs par apport de facteurs codant pour des bactériocines
  • Acquisition de nouveaux facteurs de virulence
  • Acquisition de nouvelles capacités métaboliques

Protéines synthétisées par des bactéries et qui détruisent d’autres bactéries

remarques pourquoi certains plasmides facteurs de virulence
Remarques : pourquoi certains plasmides = facteurs de virulence ?
  • Gènes portés par le plasmide codent pour une toxine responsable d’effets pathogènes (ex : toxine érythrogène de Sreptococcus, toxine diphtérique)
  • Gènes portés par le plasmide codent pour des adhésines
  • Gènes codent pour des enzymes inactivant les mécanismes de défense de l’hôte
  • Gènes codent pour des protéines responsables de l’induction de tumeurs.
4 4 5 utilisation industrielle des fins b n fiques des plasmides g nie g n tique
4-4-5- Utilisation industrielle à des fins bénéfiques des plasmides (génie génétique)
  • Modification de plasmides avec intégration d’un gène codant pour une substance souhaitée (insuline, hormone de croissance ….)
  • Introduction du plasmide dans un microorganisme donné qui traduit tous les gènes et notamment ceux du plasmide et produit donc en grande quantité la protéine souhaitée
  • Extraction de la substance du milieu de culture, puis purification de cette substance.
4 5 spore endospore
4.5. Spore (endospore)

coloration de Moeller

Bacillus

état frais

contraste de phasee

Bacillus anthracis

Cellule procaryote

4 5 1 d finition
4-5-1- Définition

Spore = structure

  • fabriquée par 2 genres de bacilles Gram + (Clostridium et Bacillus) dans des conditions défavorables,
  • libérée ensuite hors de la cellule,
  • capable de résister très longtemps dans le milieu environnant jusqu’à ce que les conditions redeviennent favorables,
  • redonnant ensuite lorsque les conditions redeviennent favorables un bacille identique au bacille initial par germination.
4 5 2 bact ries capables de sporuler
4-5-2- Bactéries capables de sporuler

Uniquement 2 genres de bacilles Gram + :

  • Toutes les bactéries du genre Bacillus : bacilles Gram + aérobies (aérobies stricts ou aéro-anaérobies).
  • Toutes les bactéries du genre Clostridium : bacilles Gram + anérobies stricts.
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Observation au microscope optique à contraste de phase àl’état frais des spores de Bacillus et de Clostridium

Bacillus

Clostridium

mise en vidence des spores au microscope optique
Mise en évidence des spores au microscope optique :

Bacillus anthracis

Colorations non spécifiques : Gram

mise en vidence des spores au microscope optique1
Mise en évidence des spores au microscope optique :

Bacillus subtilis

Colorations spécifiques : Vert Malachite

4 5 3 morphologie et structure 4 5 3 1 morphologie externe b r sultats
4-5-3- Morphologie et structure4-5-3-1- Morphologie externeb/ Résultats

a) Centrale ovalaire non déformante

d) Terminale ronde déformante

b) subterminale

c) terminale

4 5 3 morphologie et structure 4 5 3 1 morphologie externe b r sultats1
4-5-3- Morphologie et structure4-5-3-1- Morphologie externeb/ Résultats
  • Spore =
    • Masse sphérique ou ovoïde
    • Masse déformante ou non déformante
    • Masse centrale, subterminale ou terminale

Remarque : caractères à bien observer car utilisés pour la taxonomie des bactéries des 2 genres.

4 5 3 morphologie et structure 4 5 3 2 morphologie interne a techniques d tude
4-5-3- Morphologie et structure4-5-3-2- Morphologie internea/ Techniques d’étude

Microscopie électronique à transmission

4 5 3 morphologie et structure 4 5 3 2 morphologie interne b les divers constituants de la spore
4-5-3- Morphologie et structure4-5-3-2- Morphologie interneb/ Les divers constituants de la spore

Exosporium

Tunique

Cortex

Paroi

Membrane plasmique

Protoplaste = Cytoplasme

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4-5-3- Morphologie et structure4-5-3-2- Morphologie interneCaractéristiques de quelques constituants de la spore
  • Tuniques de nature protéique
  • Cortex constitué de peptidoglycane et de dipicolinate de calcium
  • Paroi et membrane plasmique de composition comparables à celle de la bactérie
  • Protoplaste (ou cytoplasme) caractérisé par une très grande pauvreté en eau et la présence d’enzymes inactives
4 5 4 propri t s caract ristiques de la spore 4 5 4 1 caract ristiques de composition chimique
4-5-4- Propriétés, caractéristiques de la spore4-5-4-1- Caractéristiques de composition chimique
  • Pauvreté en eau (spore : 5 à 15 % d’eau alors que bactérie : 80%)
  • Présence massive de dipicolinate de calcium
  • Inactivité des enzymes