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Cellule procaryote1 La CELLULE BACTÉRIENNE (suite)

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1 Cellule procaryote1 La CELLULE BACTÉRIENNE (suite)

2 novembre 2006Cellule procaryote2 4. ÉLÉMENTS FACULTATIFS DES BACTÉRIES

3 3.1. DNA ET SON EXPR Un ou plusieurs flagelles libres à lextérieur de la cellule Filaments axiaux (en nombre variable) emprisonnés entre la paroi et la membrane plasmique chez les spirochètes et les spirilles 3 novembre 2006Cellule procaryote 4.1. Les éléments locomoteurs

4 novembre 2006Cellule procaryote4 Cils et flagelles E.coli Proteus vulgaris Vibrio MICROSCOPIE ÉLECTRONIQUE

5 novembre 2006Cellule procaryote5 Cils et flagelles Leptospira icterohemorragiae Provoque maladie professionnelle des égoutiers et des baigneurs en eau douce (la bactérie provient de lurine du rat).

6 Mise en évidence des flagelles Techniques directes 1 m Après imprégnation argentique : Après coloration de Gram : ?

7 Techniques directes de mise en évidence des flagelles Flagelles visibles : –après coloration des cils par imprégnation argentique dont le principe est dépaissir les cils car cils trop fins pour être visibles en microscopie optique –lors de lobservation au microscope électronique

8 novembre 2006Cellule procaryote8 Observation des cils au microscope optique après imprégnation argentique Clostridium botulinum Salmonella Pseudomonas Vibrio MICROSCOPIE OPTIQUE

9 novembre 2006Cellule procaryote9 Observation des cils au microscope électronique E.coli Proteus vulgaris Vibrio MICROSCOPIE ÉLECTRONIQUE

10 Mise en évidence des flagelles Techniques indirectes Réalisation dun état frais : –Si bactéries immobiles : bactéries dépourvues de cils –Si bactéries mobiles : bactéries pourvues de cils. Remarque : lobservation des modalités de déplacement permet dévoquer le type de ciliature

11 Les diverses types de ciliature monotriche lophotriche amphitriche Péritriche Polaire Polaire Polaire

12 Mode dinsertion 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

13 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

14 b/Insertion et structure des flagelles Gram - Gram + Filament Crochet Anneaux

15 novembre 2006Cellule procaryote15 Cils et flagelles

16 c/ Structure : les 3 parties des flagelles Trois parties : Filament : –cylindre creux et long (10 m) –constitué dune protéine : flagelline Crochet : fixation du filament au corps basal Corps basal : anneaux dancrage aux membranes

17 Rôles des flagelles - Mobilité - Rôle antigénique - Rôle taxonomique

18 Rôles des flagelles a/ Mobilité - Energie nécessaire : force protomotrice - Intérêt physiologique : * Se déplacer vers les substances nutritives : chimiotactisme positif * Fuir les substances toxiques : chimiotactisme négatif -

19 Rôles des flagelles b/ Rôle antigénique - Induction par certains constituants des flagelles de la synthèse danticorps (Ac) spécifiques et union de ces Ac avec les flagelles - Exemples : * * Ag H des flagelles des Salmonella * Ag des flagelles d Escherichia coli. -

20 novembre 2006Cellule procaryote Capsule Streptococcus pneumoniae

21 Mise en évidence de la capsule Au microscope optique : Etat frais à lencre de chine 10 m Au microscope électronique :

22 Définition et nature biochimique de la capsule Couche externe à la paroi Couche très épaisse (0,5 à 2 m) Couche composée –soit de polyosides –soit de polypeptides avec beaucoup deau protégeant la bactérie vis-à-vis de la dessication

23 Exemples de bactéries capsulées Bactéries pathogènes –Streptococcus pneumoniae –Klebsiella (Enterobactérie) –Bacillus anthracis Bactéries de lenvironnement –Alcaligenes

24 Rôles de la capsule Rôles dans le pouvoir pathogène Protection de la bactérie contre la dessiccation Rôle antigénique Nuisances industrielles

25 Capsule et pouvoir pathogène a/ Mise en évidence expérimentale dun des rôles : Expérience de GRIFFITH Injection de S. pneumoniae capsulés : mort des souris Injection de S. pneumoniae non capsulés : survie des souris

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

27 b/ Autre mode daction 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 lhôte déliminer la bactérie au moyen des cils vibratiles et du mucus –Meilleure colonisation de lhôte par les bactéries.

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

29 Capsule et antigénicité –Certains constituants capsulaires sont des antigènes –Applications : Vaccination Identification de souches capsulées : Ex : Streptococcus pneumoniae

30 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)

31 Remarques : autres exopolymères de surface Le glycocalyx Réseau diffus de polysaccharides Permettant ladhérence des bactéries aux cellules et au support (favorisant le pouvoir pathogène et rendant difficile les opérations de nettoyage désinfection) : formation dun biofilm. La couche S Substance protéïque Régulière et structurée Difficilement enlevable Rôle : protection, adhésion, antiphagocytaire

32 Biofilm bactérien en formation sur une dent Bactéries Fibres de polysaccharides

33 Plongée dans un biofilm bactérien

34 Couche S dune Archaeae MET 100 nm

35 novembre 2006Cellule procaryote Pili E.coli

36 Pili communs et pili sexuels 1 m Des pili communs flagelle Un pilus sexuel Bactérie Gram - (MEB)

37 Définition Pili = filaments très fins courts raides non impliqués dans le mouvement

38 Les deux sortes de pili Pili communs Pili sexuels

39 Pili communs ou fimbriae Visibles seulement au microscope électronique Très nombreux Retrouvés chez les bactéries Gram - Rôle dadhésion aux cellules, aux supports, font partie des adhésines

40 Pilus sexuel

41 Pili sexuels Moins nombreux Rôle dans l échange dADN entre bactéries lors de la conjugaison Présent chez les bactéries possédant le facteur F porté par un plasmide

42 Rôles des pili Pili sexuels : échange dADN entre bactéries par conjugaison Pili communs : adhérence aux cellules eucaryotes et autres supports Rôle antigénique Site de fixation pour des phages

43 Rôles des pili a/ Echange dADN (phénomène de conjugaison) Fixation du pilus de la bactérie donatrice sur un récepteur fixé dans la membrane plasmique dune 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 lacquisition de nouveaux gènes et donc à laptitude de fabriquer de nouvelles protéines (enzymes ou autres.)

44 Exemple de propriétés acquises Résistance aux antibiotiques par transmission dun plasmide ayant un gène codant pour une enzyme inactivant lantibiotique

45 Rôles des pili b/ 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 lélimination de la bactérie par le mucus ou autres liquides de lorganisme Implantation favorisée de la bactérie dans lorganisme

46 Conséquence de la dhésion aux cellules eucaryotes Favorise limplantation Favorise la multiplication de la bactérie dans lorganisme Permet le démarrage dune infection Favorise le pouvoir pathogène de la bactérie

47 novembre 2006Cellule procaryote DNA ET SON EXPRESSION E. coli éclaté Plasmide 4-4- Les plasmides

48 novembre 2006Cellule procaryote48 Plasmide

49 Définition Plasmide = Petite molécule dADN bicaténaire et circulaire, indépendante de lADN bactérien, à réplication autonome, transmise à la descendance, interchangeable entre bactéries principalement par le phénomène de conjugaison, non indispensable à la croissance,

50 Composition et structure Identiques à celles de lADN bactérien mais de plus petite taille.

51 Mécanismes dacquisition dun plasmide par une bactérie Essentiellement par conjugaison : transfert dune bactérie donatrice (dite F+) à une bactérie réceptrice (dite F-) en empruntant un pilus sexuel. Parfois par transduction : transfert du plasmide dune bactérie à lautre par lintermédiaire dun bactériophage tempéré. Parfois par transformation : intégration dans une bactérie vivante du plasmide provenant dune bactérie morte de même espèce ou despèce voisine.

52 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 davantages 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 dautres bactéries

53 Remarques : pourquoi certains plasmides = facteurs de virulence ? Gènes portés par le plasmide codent pour une toxine responsable deffets 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 lhôte Gènes codent pour des protéines responsables de linduction de tumeurs.

54 Utilisation industrielle à des fins bénéfiques des plasmides (génie génétique) Modification de plasmides avec intégration dun 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.

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

56 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.

57 novembre 2006Cellule procaryote57

58 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.

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

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

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

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

63 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.

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

65 novembre 2006Cellule procaryote65 Bacillus Spore au microscope électronique à transmission

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

67 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

68 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


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