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Novembre 2006Cellule procaryote1 4.5. Spore (endospore) Bacillus Bacillus anthracis.

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1 novembre 2006Cellule procaryote Spore (endospore) Bacillus Bacillus anthracis

2 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 jusquà ce que les conditions redeviennent favorables, redonnant ensuite lorsque les conditions redeviennent favorables un bacille identique au bacille initial par germination.

3 novembre 2006Cellule procaryote3

4 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.

5 Observation au microscope optique à contraste de phase àlétat frais des spores de Bacillus et de Clostridium ClostridiumBacillus

6 Mise en évidence des spores au microscope optique : Bacillus anthracis Colorations non spécifiques : Gram

7 Mise en évidence des spores au microscope optique : Colorations spécifiques : Vert Malachite Bacillus subtilis

8 Morphologie et structure Morphologie externe b/ Résultats a) Centrale ovalaire non déformante b) subterminale c) terminale d) Terminale ronde déformante

9 Morphologie et structure Morphologie externe b/ 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.

10 Morphologie et structure Morphologie interne a/ Techniques détude Microscopie électronique à transmission

11 novembre 2006Cellule procaryote11 Bacillus Spore au microscope électronique à transmission

12 Morphologie et structure Morphologie interne b/ Les divers constituants de la spore Exosporium Tunique Cortex Paroi Membrane plasmique Protoplaste = Cytoplasme

13 Morphologie et structure Morphologie interne Caractéristiques 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 denzymes inactives

14 Propriétés, caractéristiques de la spore Caractéristiques de composition chimique Pauvreté en eau (spore : 5 à 15 % deau alors que bactérie : 80%) Présence massive de dipicolinate de calcium Inactivité des enzymes

15 Propriétés, caractéristiques de la spore Caractéristiques physiologiques : exceptionnelle résistance aux agents physiques et chimiques Thermorésistance (résistance à un chauffage de 10 min à 80°C, voire même à 100°C) du fait du dipicolinate de calcium du cortex et de la déshydratation du cytoplasme Imperméabilité Résistance aux produits chimiques du fait de limperméabilité des enveloppes Résistance aux radiations Résistance à la dessication, aux fortes pressions, …

16 Propriétés, caractéristiques de la spore Causes de la thermorésistance Imperméabilité de la spore grâce au dipicolinate du calcium du cortex et à la présence des tuniques Déshydatation du cytoplasme Stabilisation de lADN grâce au dipicolinate de calcium Stabilité accrue des protéines cellulaires

17 Propriétés, caractéristiques de la spore Conséquences de la thermorésistance Survie des spores après une mauvaise stérilisation (température ou durée insuffisantes) ou une désinfection avec un produit non sporicide Germination des spores si milieu redevenu favorable avec production de toxines par certains bacilles (Clostridium botulinum, Bacillus cereus..) Troubles chez le consommateur de laliment ou chez le patient en contact avec un matériel chirurgical mal désinfecté ou mal stérilisé.

18 novembre 2006Cellule procaryote18 Autoclaves Stérilisation à 120°C en atmosphère humide donc sous 200 kPa

19 Le cycle sporal Cycle sporal = Sporulation (formation dune spore) + Germination de la spore (réobtention dun nouveau bacille)

20 Le cycle sporal : SPORULATION Cycle végétatif préspore Cortex Tunique GERMINATION Libération de la spore Maturation Enkystement

21 Le cycle sporal La sporulation a/ Facteurs déclenchant la sporulation - Epuisement en substances nutritives - Deshydratation Induction de la dérepression des gènes de la sporulation, donc synthèse des protéines spécifiques de la spore. Attention : pas de sporulation lors dun chauffage, seulement thermorésistance des spores préexistantes.

22 Le cycle sporal La sporulation b/ Durée de la sporulation - 7 heures environ Apparition de la thermorésistance environ 6 heures après le début.

23 Le cycle sporal La sporulation c/ Mécanismes de la sporulation novembre 2006Cellule procaryote23

24 novembre 2006Cellule procaryote24 Formation dun filament axial après replication (filament axial : 2 molécules dADN) Séparation des deux filaments : lun des filaments sentoure dune membrane, formation dune préspore. Les enveloppes se complètent (paroi, cortex, tuniques avec synthèse dacide dipicolinique dans le cortex entraînant la thermorésistance puis le DNA externe est lysé. Lendospore est libérée par lyse de la paroi bactérienne.

25 Le cycle sporal La germination a/ Facteurs déclenchant la germination Déchirure des enveloppes externes due : - à une élévation de la température (65 à 70°C) - à une rupture mécanique des enveloppes.

26 Le cycle sporal La sporulation b/ Mécanismes de la germintion novembre 2006Cellule procaryote26

27 novembre 2006Cellule procaryote27 Mécanismes de la germination : Phénomènes : Déchirure des enveloppes provoquant une entrée deau qui active les enzymes détruisant le cortex Excrétion du dipicolinate et donc perte de la thermorésistance Redémarrage du métabolisme : synthèse dune nouvelle couche de peptidoglycane, de ribosomes… Libération dun nouveau bacille identique à celui qui avait donné la spore.

28 novembre 2006Cellule procaryote28


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