Chapter 3: La cellule microbienne Flashcards Preview

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Flashcards in Chapter 3: La cellule microbienne Deck (85):
1

Domaines des procaryotes

1) bactéries
2) Archées
-Ils se différent selon leur métabolisme et leur membrane cellulaire

2

Forme des bactéries (coques)

-Coccus
a) Coque (1 seule)
b) diplocoque
c) tétrade
d) sarcine (groupe de 8)
e) Streptocoque (chaine)
f) Staphylocoque (grappes, comme raisins)

3

Forme des bactéries (bâtonnets)

-Bacillus, Clostridium
a) bacille (un simple)
b) diplobacille
c) streptobacille
d) Coccobacille (ressemble à deux coques fusionnés ensemble)

4

Forme de bactéries (spirales)

-vibrio, spirille, spirochète
a) vibrions (bâtonnets courbés, petits)
b) Spirilles (structure rigide, moyen)
c) Spirochètes (Structure plus flexible et un mouvement grâce à des endoflagelles, sont tous pathogènes, longues)

5

Monomorphes

Forme spécifique
-garde même forme à travers tout le développement

6

Pléomorphes

Forme changeable
- Ont la capacité de changer leur forme en réponse à des condition environnementaux (ex, corynebacterium)

7

Taille des procaryotes

très variable

8

Procaryotes petits

-Mycoplasmes; aucun paroi
-rickettsia
-nanobactéries

9

Procaryotes grandes

Spirochètes, cyanobactéries
Epulopiscium fischelsoni
Thiomargarita namibiensis

10

Rapport surface/volume

Important car ça détermine la surface d'échange entre la bactérie et son environnement
4(pi)r^2 / (4/3) (pi)r^3

11

Organisation générale de la cellule procaryote *

Picture 3.1

12

Membrane cytoplasmique

barrière perméable sélective, transport des éléments nutritifs et déchets, processus métaboliques (reps cellulaire), détection de signaux de l'env pour chimiotaxisme

13

Vacuole gazeuse

Permet les bactéries de flotter dans un milieu aquatique

14

Ribosomes

Synthèse des protéines

15

Inclusions

Réserves de carbone, phosphate et d'autres subs

16

Nucléoïde

Localisation de la matière génétique

17

espace périplasmique

contient enzymes hydrologiques et protéines nécessaires pour la capture et transformation de la nourriture

18

Paroi

Donne la forme à la bactérie, protège contre le stress osmotique

19

Capsules + couches muccoïdes

résistance à la phagocytose + adhérence aux surfaces

20

Fimbriae et pili

Attachement aux surfaces et conjugaison bactérien

21

Flagelle et cils

le mouvement

22

endospores

Survie dans des conditions extrêmes

23

Les membranes des cellules procaryotes*

Picture 3.2

24

Les membranes des cellules procaryotes- le mosaïque fluide

-ilots de protéines dans un mer de phospholipides
-bicouche de lipides dans lesquelles flottent les protéines

25

Membranes des cellules bactériens

5 à 10nm
-phospholipides
-protéines intrinsèques (peuvent avoir un bout hydrophile/phobe)
-hopanoïdes
-protéines périphériques (faiblement associés à la membrane, peuvent se détacher)
-Composition lipidique varie selon la température (bas temp, plus de L.double, haut temp L cov simple)
-repliments (mésosome)
-Fixés au glycérol par liaisons ester

26

Mésosome / repliement membranaire

-Responsable pour la sécrétion, le transport d'é (respiration cellulaire) et la réplication d'ADN
-augmentation de surface pour qu'il y aura plus de surface d'interaction avec l'environnement

27

Hopanoïdes

-Stabilisation de la membrane
-mase très grande (indicateur de pétrole)
-Équivalent de cholestérol (et d'autres stérols)

28

Phospholipides*

picture 3.3
-Amphipatique (bout hydrophile et bout hydrophobe)

29

Membranes archéennes

-chaines hydrocarbonés
-fixé par L. éther au glycérol; permet stabilité
-chaines diéther ou tétraéther
--peuvent ajusté la longueur de chaine en cyclant
-certaines ont bicouches (comme bact) (20C)
-certaines ont monocouches (40C)
--plus rigide, plus stable
--permet de résister des températures extrêmes
--thermoplasmes et sulfolobus
-certaines ont mixte
--milieu moyennement chaude

30

Différences entre les lipides bact/euc et archéennes*

picture 3.4

31

Cytoplasme

Substance dans laquelle le nucléoIde, les ribosomes et les corps d’inclusion sont en suspension.
• Pas d’organites membrannaire
• Riche en eau (70% de la masse
bactérienne)
• Protoplaste: membrane cytoplasmique et son contenu

32

Cytosquelette

-Homologues de 3 éléments de cytosquelettes eucaryotes
-FtsZ (équivalent à la tubiline eucaryote): division cellulaire chez les
bactéries et les archées
-Mreb (actine): forme cellulaire; Bâtonnet: Bacillus substilis (Mbl) (microfilaments)
-Crescentine (filament intermédiaires): forme de la cellule,

33

Corps d'inclusion

-Sous forme de granules organiques ou inorganiques
- Réserves (de carbone, soufre etc)
- Réduction de la pression osmotique en emballant les molécules dans des particules.
-corps libres
-corps enveloppées
-inclusions organiques

34

Corps libres

• Granules de polyphosphates
• Granules de glycogènes (majorité sont dispersées uniformement)

35

Corps enveloppées

-2 à 4 nm
• Poly-β-hydroxyburate (PHB)
o Seulement un par cellule, mais bactéries photosynth. ont 2
o Il a l’aire comme un trou claire (ME)
• Glycogène
o Entouré d’un monocouche, stockage de carbone pour énergie et biosynthèse
o Colorées rouge/brun avec l’iode
•Carboxysomes
o Cyanobactéries et bactéries fixatrices de CO2
o Contient ribulose 1-5-biphosphate carboxylase (Rubisco) qui est important pour la transformation de CO2 en glucose
o Important pour la photosynthèse
•Ribulose biphosphate
o Utilisé dans le cycle de Kelvin
•Vacuoles Gazeuses
o Pour que la cellule peut flotter
o Permet la recherche de la lumière/de se cacher de la lumière
o Se trouve dans les bactéries photosynthétiques
o Halobactérieum, Thiotrix (filamenteuse

36

Inclusions organiques

• Granules de polyphosphate/volutine
o Réserve de phosphate (énergie).
o Aussi appélées granulations métachromqtiques (colorées par le bleu de méthylène ou toluidine)
•Granules de Soufre
o Bactéries photosynthétiques poupres (S est l’accepteur finale des électrons, n’a pas besoin d’oxygène)
•Magnétosome
o Permet l’orientation dans un champ magnétique

37

Ribosomes

• Le cytoplasme en est rempli
– Formés de protéine et ARN
– Libres dans le cyoplasme pour la synthèses de protéines cytoplasmiques
– Liés à la membrane plasmique: protéines d’exportation
-Ribosomes 70s dans bactéries (2 sous-u 50s et 30s)
-ribosomes 80s chez eucaryote
-on peut comparer les ribosomes des arches et des bactéries (m^me taille), mais les arches ont une petite sous-u semblable aux eucaryotes
-certaines protéines existent seulement chez les eucaryotes et arches
-toutes les protéines bactériennes sont retrouvés chez les eucaryotes (dans mitochondries)

38

Le nucléoïde

-région particulière où se trouve le chromosome
-Généralement un chormosome unique circulaire d’ADN.
- Certains ont un chromosome linéaire
- D’autres ont plus d’un chromosome: Vibrio cholerae et Borrelia burgdorferi (Lyme)
- 60% ADN, 30% ARN, 10% protéines
- L’ADN est très longue, plus long que la cellule elle-même
-- Le repliement et le compactage est donc nécessaire
- Chromosome n’est pas entouré par une membrane
-- EXCEPTIONS
---- Planctomycète (2 genres) → ADN fixé au membrane
---- Pirellula →ADN entouré d’une membrane simple
---- Gemmata → ADN entouré de 2 membranes

39

Repliement et compactage

• Bactéries – Protéines HU
• Eucaryotes et Archées – Histones
• Bactéries et Archées – Condensine

40

Les plasmides

• ADN extrachromosomique dans les bactéries, levures et champignons
• Nombre et forme peut varier
o ex : Borelia burgdorferi → 12 plasmides circulaires, 9 plasmides linéaires
• Portent peu de gènes (environ 30 gènes)
• Important pour le transfert du matériel génétique
• Réplication autonome
• Les plasmides sont transmis lors de la division. Des fois, le transfert se fait d’une façon inégale et aussi, c’est possible qu’une partie ou l’entier du plasmide est perdu. Transformation (intégration d’ADN étrangère), transduction (apporté par un virus), conjugaison (via pili sexuel)
• Épisome
o Un plasmide qui a été intégré dans le chromosome
•Curage
o La perte d’un plasmide soit spontanée ou induite

41

Les plasmides sont classifiés selon

o Mode d’existence
o Mode de propagation
o Mode de fonctionnement

42

Types de plasmides

-Facteurs de fertilité F; pili sexuel (conjugaison)
-Plasmides R; pili sexuel (conjugaison), résistance aux antibiotiques (enz)
-Plasmides col: synthèse de bactériocine (tuer d'autres bactéries)
-Plasmides de virulence: facteurs qui rendent les bactéries plus pathogènes
-plasmides métaboliques: dégrader des substances; pesticides, azote

43

La paroi de la bactérie

• Extérieure à la membrane
• Donne une forme à la cellule
• Protection contre la lyse osmotique, les toxiques et contribue au pouvoir pathogène. Peu de procaryotes en sont dépourvus. Ceux qui n’en ont pas ont d’autres éléments qui remplissent la fonction.
-les mycoplasmes n'ont pas de paroi
-paroi peut être un cible pour les antibiotiques

44

La coloration gram *

picture 3.5
- des Gram positives: une seule couche homogène de
peptidoglycane= muréine
– 20 à 80 nm d’épaisseur (extérieur de la membrane cytoplasmique)
- des Gram négatives. Peptidoglycane de 2 à 7 nm est recouvert d’une membrane externe de 7 à 8 nm d’épaisseur.

45

Structure du peptidoglycane

Glucides
• N-acétylglucosamine (NAM)
• Acide acétylmuramique (NAG)
- Acides aminés dont Ac D-glutamique, D- alanine, Ac meso-diaminopimélique n’existent que chez les bactéries (D empêche dégradation car peptidases reconnaissant seulement L)

46

Acides diamantés du PG

L - lysine
acide diamninopimélique

47

Les pontages du PG*

picture 3.6
Gram - est plutôt directe
Gram + est plutôt indirecte

48

Les parois des bactéries Gram +*

Picture 3.7

49

Enveloppe des bactéries Gram +*

picture 3.8
• Paroi de PG épaisse qui sert comme la paroi
• La plupart des Gram (+) sont liées par pont indirect (exceptions : Bacillus, Clostridium, Mycobactérieum et Norcardia).
• Les bactéries Gram (+) remplacent souvent le Meso-diaminopimélique avec le L-lysine.
• Présence des Acides téchoïques
o Polymères de glycérol/ribitol reliés par des groupements phosphate de manière covalente au peptidoglycane
• Présence des Acides lipoteichoïques
o Acide téchoïque lié de manière covalente au membrane cytoplasmique
(Fonction pas très connu, donne au bactérie une charge négative qui permet à attirer des choses comme des colorants)

50

Parois des bactéries Gram -*

picture 3.9
•Présence des lipopolysaccharides (lipides et sucres)

51

Périplasme

-très important 15% du bactérie
-contient enzymes de dégradation
-enzymes qui permettent la conservation d'énergie
-transporteurs protéiques

52

Lipopolysaccharides*

picture 3.10
-Charge neg à la surface de la bact
-Stabilise memb ext
-Attachements à des surfaces (biofilms)
-barrière de perméabilités (sels niliares, antibiotiques toxique)
-Protect contre les mécanismes de défense de l’hôte
-Toxique: endotoxine—> chocs septiques
-composé du chaine latérale O, le polysaccharide centrale et le lipide A

53

Chaine latérale O

-antigène O
- lier au polysac centrale
-permet de pouvoir différencier des souches bactériennes
-sucite une réponse immunitaire

54

Polysaccharide centrale

stabilisation de la membrane externe

55

Lipide A

-fait partie du corps de la bactérie
-peut se comporter come endotoxine

56

Porines

-dans membrane externe
-trimères
-permet passage de petites molécules
-forme de tube
-peuvent augmenter ou diminuer à la surface, dépend sur les besoins de la bactérie

57

Endotoxines vs exotoxines

picture 3.11
•Exotoxines
o Bactéries Gram (+)
o Fabriqué à l’intérieur, exportées
o ex : Clotridium tetani et Clostridium botulinum
•Quelques grammes peuvent tuer l’humanité
•Endotoxines
o Bactéries Gram (-)
o Font partie du corps bactérien
o Libération quand la bactérie meurt
o Thermostables

58

Mécanisme de la coloration de Gram

• Si on enlève la paroi d’une Gram + elle devient négative.
• Les Mycoplasmes sont Gram -
- pas de paroi
-stérol dans la membrane qui augmente la stabilité
• Réduction des pores du PG par l’alcool
- pour Gram+
- pour Gram - ne fonctionne pas car PG mince et pores grandes
• Les Gr- ont une paroi, mince et peu ponté avec de larges pores.

59

Mycoplasmes

•Gram (-)
•Ont du stérol dans leur membrane qui augmente la résistivité de la membrane, empêche la lyse chimique

60

Mycobactérium

•Paroi riche en acide mycoliques
o Donne la charactéristique d’être acido alcoolo resistant
o Traitement Ziehl-Neelsen

61

La paroi cellulaire et la protection osmotique *

picture 3.12
• Lyse
• Plasmolyse (lyse du paroi)
• Action du lysozyme (coupe liens NAM-NAG)
• Action de la pénicilline (inhibe transpeptidase qui assure le pontage des chaine de PG) (détruit PG)
• Formation de sphéroplastes (Bactéries gram neg exposée au lysozyme (persistence de la memb externe); paroi n’est pas aussi affecté)
-protoplastes (Gram + sans paroi dans milieu isotonique ex) mycoplasmes)

62

La paroi des archées*

-picture 3.13
-Différentes de celles des bactéries
-Couche S (plus commun)
—prot ou glyco prot
—20-40nm épaisseur
—trouve chez méthanogènes, halophiles, thermophiles extrèmes
-Autres variétés de parois fig 3.28
-muréine = peptidoglycane
—pseudomureine = faux peptidoglycane
--- beta 1-3 chez archées et beta 1-4 chez bact

63

Les composants externes à la paroi cellulaire

1) les capsules, la couche muccoïde et les couches S
2) Pili et fimbriae
3) flagelles et mobilité

64

Les capsules et la couche muccoïde

- couche org qui est solidement fixé à la paroi
-capsule = bien organisé, ne peut pas enlever
-muccoïde = non-organisé, enlève facilement
-glycocalyx = réseau de polysoc recouvrant la surface des cellules
-structures pour protéger la bactérie
-protège contre:
-la desiccation (contient l'eau)
-phagocytose
-viruses
-substances toxiques
-permet fixation
-peut être mis en évidence par coloration négative

65

La couche S

-adhère directement contre le membrane externe chez les gram -
-associé avec PG du gram +
-fait par autoassemblage
-protège contre
-stresse osmotique
-variations de pH
-enzymes
-d'autres bactéries
-défenses de l'hôte
-donne rigidité
-permet adhérence aux substrats
-composé de protéines et glycoprotéines

66

Les flagelles et la mobilité

atriche-absence de flagelles
peritriche-périmètre flagellé
monotriche-1 flagelle
lophotriche - touffe de flagelles à un bout
amphitriche - un flagelle à chaque bout

67

les pilis

-pili ordinaire
-pili sexuel
-1à10 par cellule
-diamètre 9-10nm
-déterminer génétiquement par des plasmides conjugatifs (F)
—permet transfert de matériel génétique
—viruses peuvent s’y attaché

68

les fimbriae

-cheveux fins avec diamètre 3-10nm
-visible au microscope électronique
-qqs types permets l’adhérence à des substrats ou tissues
-on pense que certaines types ont une mobilité sans des coordonnés
-certains permettent mvmt de glissement

69

L'ultrastructure flagellaire

-entouré d'une gaine
1) filament
-plus longue + évident
-s'étend depuis la surface cellulaire
-cylindre creux formé de protéines (flagelline)
2) corps basal
-enfoui dans la cellule
3) le crochet
-courte et courbé
-lie filament au corps basal et agit comme accouplement

70

ultrastructure de la flagelle gram -*

picture 3.14
-anneaux L et P s'associent respectivement avec le LPS et le PG
-anneau MS contacte avec périplasme
-anneau C = nouveau attaché au membrane cytoplasmique

71

ultrastructure du flagelle gram +*

picture 3.15
-2 anneaux
-interne - connecté à membrane cytoplasmique
-l'autre au PG

72

Spirochète

filament axiale- endoflagelle (entoure bactérie) qui communique avec le corps de la cellule

73

antigène H de ( O157 H7)

flagelline (composant protéique des flagelles) antigène H
antigène O se retrouve chez lipopolysac

74

Flagelles des archées

-différent des bactéries
-plus fins
-plusieurs types de flagelle
-pas creux
-crochet est difficilement distinguable du filament et il est plus long

75

Le chimiotactisme

- mouvement orienté vers des substances attractives
-mouvement orienté au sens opposé des substances répulsives
-substances sont détectés grâce à des chémorécepteurs
-protéines spéciales qui fixent des substances chimiques et transmettent signaux

76

Synthèse des flagelle*s

picture 3.16
-se forment par autoassemblage de petits unités
-fixation de flagelline est contrôlée par le chapeau protéique

77

Mécanisme du mouvement flagellaire*

Picture 3.17
-counter clockwise = forward run
-clockwise = tumble

78

Mobilité par saccades et par glissement

•Se fait quand les organismes sont sur un surface solide
•Repose sur l’action des pili de type IV, la production de mucus, ou les deux
o Mobilité Saccadé
• « Twitching »
• Surfaces humides
• Cellules sont proches l’un des autres
• Mouvements courts, intermittents, et saccadées
• Pili de type IV s’étendent et se rétractent alternativement pour déplacer la bactérie
o Glissement
• Mouvement doux
• Mécanisme est encore un mystère
• Pili de type IV, mucus…

79

La spore bactérienne

picture 3.18
-tous les éléments qu’il faut pour donner une nouvelle cellule
-Tunique
-donne sa résistance à la spore: nombreux ponts désulfurés
-imperméable aux toxines
-protège contre les peroxydes d"hydrogènes, agents physiques
-contient les enzymes impliqués dans la germination
-cortex
-plus de la moitié du volume de la spore
-sous la tunique
-contient le PG moins ponté que la cellule mère
-Paroi
-sous le cortex et entoure le protoplaste (avec organise, ribosomes, nucléole) mais ils sont métaboliquement inerte
-exosporium
-certaines bactéries (mince enveloppe)

80

Résistance des spores

-Acide diplocolinique - complexé à des ions Ca2+ mais il existe des mutants sans ADP
-SASP- sature l'AN et le protège contre les radiations, la chaleur, la dessiccation les produits chimiques
- forte déshydratation, important pour protéger contre la chaleur, le cortex peut enlever de l'eau du protoplaste
-existence des enzymes de réparation d'ADN
-stabilité des protéines cellulaires

81

Produits sporicides

formaldéhyde
oxyde d'éthylène

82

Thermorésistance des spores

Pour détruire C. botulinum
- en 5min 100oC pour chaleur humide
-en chaleur sèche, il faut monter à 160oC pendant 2h

83

sporulation*

picture3.19

84

Germination

•Passage d’une spore à sa forme végétative
•Trois phases
o Activation
•Phase préparatoire au germination
o Germination
•Cellule n’est plus en dormance, déclenché en présence des valeurs nutritives
o Émergence
•Cellule se gonfle
•Rupture des parois et tunique, n’est pas résistante aux températures extrêmes, pH extrêmes, etc.
•Cellule est maintenant végétative

85

Tyndalisation

•Stérilisation fractionné qui est basé sur l’alternance entre les températures chaudes et froides (chauffé, refroidi, rechauffé...)