STRUCTURE DES BACTÉRIES

La connaissance des différentes structures des bactéries est nécessaire pour comprendre leur métabolisme. Certaines de ces structures sont permanentes, d'autres inconstantes.

La Paroi

Elle est présente chez toutes les espèces bactériennes à l'exception des mycoplasmes. Elle entoure la bactérie et constitue la structure constante la plus externe.

On rencontre deux types de paroi :

les parois épaisses et denses

Elles sont faites presque uniquement de peptidoglycane ou muréine ou mucopeptide. Cette substance à structure lamellaire est faite de chaînes glucidiques reliées entre elles par des peptides ; lui sont associés des acides téchoïques.

les parois fines et lâches

Elles ont une structure plus complexe constituée d'une fine couche de mucopeptide (à structure plus lâche que celui des parois épaisses) recouverte à l'extérieur d'une membrane externe ou pariétale. Cette paroi est séparée de la membrane cytoplasmique par un espace appelé espace périplasmique.

La membrane externe a la structure de toutes les membranes cellulaires. Elle est faite de lipides (phospholipides et lipopolysaccharides) organisés en deux couches hydrophiles séparées par une couche hydrophobe. Dans l'épaisseur de cette membrane sont enchâssées des protéines, les porines, qui permettent le passage de petites molécules telles que les antibiotiques. Les lipopolysaccharides les plus externes portent les antigènes O des bactéries et constituent l'endotoxine des bactéries.

La paroi détermine la forme de la bactérie, elle la protège (une bactérie qui n'a plus de paroi meurt), elle est un passage obligé pour les échanges avec le milieu extérieur, elle est antigénique (antigène O).

La paroi est la cible d'antibiotiques tels que les bêtalactamines qui bloquent sa synthèse.

La coloration de Gram permet de séparer les bactéries à paroi épaisse des bactéries à paroi fine.

Après fixation des bactéries sur une lame microscopique, on traite la préparation par un premier colorant : le "violet de gentiane" puis on mordance par une solution de lugol. A ce stade, toutes les bactéries apparaissent violet. On lave la préparation avec de l'alcool qui décolore les seules bactéries à paroi fine qui ne sont donc plus visibles. On surcolore par de la fuchsine (colorant rouge) qui recolore les bactéries décolorées. Après coloration de Gram, les bactéries à paroi épaisses sont colorées en violet : elles sont dites "à Gram positif", les bactéries à paroi fine sont colorées en rouge : ce sont les bactéries "à Gram négatif".

La membrane cytoplasmique

 

 

 

 

 

La membrane cytoplasmique entoure le cytoplasme, elle a la structure lipidoprotidique de toutes les membranes cellulaires.

Les molécules qui la constituent sont mobiles et "flottent" dans son épaisseur lui donnant une grande plasticité. Parmi les diverses protéines, certaines sont constitutives, d'autres ont un rôle de transport permettant le passage de diverses molécules ou ions (Na, K, Cl, sucres, aminoacides ou oligopeptides). Elle contrôle donc les entrées et sorties de la cellule.

La membrane cytoplasmique des bactéries contient en outre de nombreux enzymes assurant les synthèses et fournissant l'énergie nécessaire au métabolisme. La membrane assure les fonctions des mitochondries, qui n'existent pas chez les bactéries.

Certaines bactéries produisent des bactériocines, substances toxiques pour les bactéries et certaines de ces bactériocines perturbent le fonctionnement de la membrane cytoplasmique.

La membrane est la cible des antibiotiques polypeptidiques.

Le cytoplasme

Il contient essentiellement les ribosomes qui assurent les synthèses protéiques en traduisant le m-RNA. Ils sont en étroit contact avec le matériel nucléaire. Les ribosomes des bactéries sont différents des ribosomes des eucaryotes. Ils sont la cible de nombreux antibiotiques.

Le matériel nucléaire

Les cellules procaryotes ne possèdent pas de noyau mais possèdent du matériel nucléaire sous forme d'un chromosome unique, circulaire, d'une longueur voisine de 1 mm. Ce chromosome est constitué d'un filament hélicoïdal d'acide désoxyribonucléique (ADN) bicaténaire. Chaque chaîne est faite d'une succession d'acide phosphorique et de desoxyribose sur lequel est branché une base. Quatre bases entrent dans la composition de l'ADN : adénine (A), guanine (G),thymine (T) et cytosine (C). Les deux chaînes, liées entre elles par les bases, ont la même structure mais chaque base détermine obligatoirement la base opposée car à l'adénine ne peut se lier que la thymine et à la guanine, la cytosine (A-T, G-C). La séquence de ces bases est spécifique de chaque ADN.

L'ADN des bactéries est le support des informations transmises aux ribosomes qui effectuent les synthèses.

La capsule

La capsule est une structure extérieure non constante. Elle entoure la bactérie. Sa constitution est le plus souvent polysaccharidique, parfois protéique. Elle n'est pas colorable par les techniques bactériologiques. Pour la mettre en évidence au microscope, on réalise une suspension des bactéries dans de l'encre de chine et on observe la capsule sous forme d'un halo clair et réfringent.

C'est un facteur de virulence car elle protège la bactérie de la phagocytose.

La capsule est antigénique, les antigènes capsulaires sont dénommés antigène K.

Les flagelles

Les flagelles ou cils sont des structures rigides, ondulées qui naissent de la membrane cytoplasmique. Ils permettent la mobilité des bactéries et seules les espèces qui en sont pourvues sont mobiles. Ils sont constitués d'une protéine appelée flagelline.

Plusieurs dispositions sont possibles :

un seul flagelle polaire = ciliature monotriche,
une touffe de flagelles polaires = ciliature lophotriche,
un flagelle à chaque pôle = ciliature amphitriche,
des flagelles entourant la bactérie = ciliature préritriche.
les spirochètes ont un flagelle interne dénommé filament axial.

Les antigènes des flagelles sont appelés Antigène H.

 

la spore

Si on place les bactéries dans des conditions défavorables de survie, pour certaines d'entre elles (bacilles Gram + : Bacillus et Clostridium) il y a formation de spores ; c'est la sporulation.
Si on place des spores dans des conditions favorables, elles retournent à l'état de bactéries végétatives ; c'est la germination.

La spore contient, sous forme condensée, le génome et une partie du cytoplasme déshydraté autour d'un enveloppe très résistante.

On peut observer au microscope les spores en voie de formation dans les corps bactériens. La situation de la spore est caractéristique de l'espèce.

Les spores constituent une forme de résistance des bactéries et sont la cause de certaines contaminations d'origine tellurique (tétanos, charbon).

 

Les pili

Les pili (poils) sont des formations qu'on ne peut observer qu'au microscope électronique. Certains d'entre eux, dénommés pili communs ou fimbriae (frange) sont courts et cassants. Ils sont utiles pour l'adhésion des bactéries aux interfaces et particulièrement aux muqueuses et sont donc des facteurs de virulence . Ils ont une structure protéique : la piline

Les pili sexuels, plus longs, relient deux bactéries et sont voies d'échanges de matériel génétique entre les bactéries. Les bactéries capables de produire des pili sexuels sont dénommées bactéries "mâles" à l'opposé des autres qui sont dites "femelles".

Les plasmides

Les plasmides sont de petits éléments circulaires constituant du matériel génétique extra-chromosomique. Ils sont faits d'ADN et portent, comme le chromosome, des informations génétiques. Ils sont autonomes et capables de se répliquer indépendamment du chromosome. Ils codent pour la synthèse de différentes protéines enzymatiques conférant ainsi à la bactérie qui les possède des caractères particuliers tels que possibilité d'utiliser tel ou tel substrat ou résistance aux antibiotiques..

Ces plasmides sont transmissibles à d'autres bactéries.

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