Chapitre 27 - Les Procaryotes

Liste d'abréviations avant des commencer

E = énergie
P/S = photosynthèse
Rx = réaction
C = carbone
¢ = cellule
ATP = Adénosine Triphosphate, une molécule énergétique

les BACTÉRIES

  • 3,5 Milliards d'années sur terre.
  • Cellules très petites
    • voir fig. 2.5.1= bactéries sur pointe d'une aiguille
  • n'ont pas la plupart des organites des eucaryotes
  • ont une paroi bactérienne, différente de celle de ¢ végétales
  • ont un génome (ADN) plus simple que les eucaryotes;
  • Le nombre de bactéries dans une poignée de terre ou sur la peau d'un humain est plus grand que le nombre d'humains sur terre (i.e. le nombre d'humains ayant vécu sur terre).

MAIS on remarque rarement leur présence. Quelques espèces causent des maladies chez les humains, mais la plupart sont indispensables à toute vie sur terre. (1 espèce sur 1000 est pathogène)

Dans cette section du cours

  • Structure, physiologie et métabolisme des bactéries
  • Comment étudier les bactéries
  • Les bactéries et les maladies infectieuses
  • Les bactéries bénéfiques
  • La diversité des monères

Structure et Physiologie

Monère = la cellule la plus simple

  • Organismes unicellulaires qui ont tendance à s'assembler en groupes de 2 ou en colonies.
  • 1 - 5µm (¢ eucaryotes mesurent de 10 à 100 µm)
  • Différentes formes

1) Cocci = sphères

ex. : diplocoque (en paires)

ex. : streptocoques (en chaîne)

ex. : staphylocoques (en grappe)

 

2) Bacilles = bâtonnets

  • plus souvent seuls, mais quelques-unes en chaînes
3) Spirilles (forme de spirale) - comme tire-bouchon

 

L'identification de la forme = première étape dans l'identification de la bactérie.

Surface bactérienne = Paroi de peptidoglycane (un polymère de sucres reliés par des polypeptides)

  • Ceci protège la cellule
  • Structure et composition des peptidoglycanes varient d'une ¢ à l'autre.

2 types de cellules basées sur la structure de leur paroi et membrane
Voir Fig. à la page 517 Gram+ et Gram- colorés

1) Bactéries à Gram positif = couleur violette avec colorant Gram.

Ces bactéries ont une couche de peptidoglycane à leur surface, à l'extérieur donc de la membrane cellulaire.

2) Bactéries à Gram négatif = couleur rouge avec le colorant Gram

  • Structure plus complexe
  • Ces bactéries ont deux membranes, dont une à la surface de la couche de peptidoglycane, donc de l'intérieur vers l'extérieur l'ordre des structures est la suivante : membrane plasmique, peptidoglycane et membrane externe. On dit que le peptidoglycane et la membrane externe constituent la paroi bactérienne

Ces membranes ont moins de peptidyglycanes et ne retiennent pas la couleur violette du colorant

Parmi les bactéries PATHOGÈNES (qui causent des maladies), les espèces Gram- sont plus dangereuses que Gram+

Pourquoi les Gram- sont-elles plus dangereuses?

1. Les lipopolysaccharides (sucres attachés aux lipides de la membrane externe) à leur surface sont souvent toxiques.

2. Membrane extérieure les protège mieux contre les défenses de leur hôte.

3. " Résistent " plus aux antibiotiques parce que les membranes extérieures inhibent l'entrée de ces molécules.

Autres caractéristiques structurales et physiologiques des bactéries

-Certains Procaryotes secrètent une CAPSULE protectrice qui entoure la paroi ¢.

-50 % des bactéries sont capables de locomotion dirigée ex. : flagelles

-Les bactéries flagellées sont capables d'un mouvement dirigé (taxie)-- Par exemple la chimiotaxie, une rx de locomotion dirigée par laquelle la bactérie s'éloigne ou s'approche d'un stimulus chimique.

  • Membranes internes (Figure 25.6)
    • La respiration cellulaire se fait dans des replis de la membrane plasmique
    • La photosynthèse chez les CYANOBACTÉRIES se fait dans des membranes thylakoïdiennes semblables à celles des chloroplastes
  • Génome
    • Pas de noyau véritable
    • ont une région nucléoïde
    • ADN circulaire (pas linéaire comme eucaryotes)

    Peut aussi porter des petits anneaux d'ADN circulaire dits extrachromosomiques = PLASMIDES qui portent quelques gènes seulement. Plasmides = petits ADN circulaires extrachromosomiques se répliquent indépendamment, il peut y avoir 1 ou plus copies/¢.

  • Reproduction
    • Par scission binaire
    • Reproduction Asexuée
    • La méiose et la fusion de gamètes ne se font pas chez les donc les bactéries ont différentes méthodes pour leur donner une variation génétique.

    1) TRANSFORMATION = Bactérie capte ADN de son milieu

    2) CONJUGAISON = Une bactérie échange des gènes directement avec une autre bactérie

    3) TRANSDUCTION = Des virus portent des gènes d'une bactérie à une autre.

  • Fig. 11.3 - Reproduction ¢ de bactérie

MÉTABOLISME BACTÉRIEN

Les termes suivants décrivent les différents métabolismes bactériens, mais ces termes vont aussi s'appliquer à d'autres organismes que nous allons étudier plus tard. Assurez-vous de bien comprendre cette terminologie.

AUTOTROPHES : Organismes qui produisent des molécules organiques sans ingérer d'autres organismes.

  • ex. : utilisent la P / S

HÉTÉROTROPHES : Organismes qui obtiennent des molécules organiques en mangeant d'autres organismes ou des résidus organiques.

PHOTOAUTOTROPHE : Bactéries qui utilisent la lumière comme source d'E pour produire des molécules organiques complexes à partir du CO2

  • ex. : les Cyanobactéries tel que Noctoc

PHOTOHÉTÉROTROPHE : Utilisent la lumière pour produire ATP MAIS doivent ingérer le carbone sous forme organique

* chez certains procaryotes seulement.

CHIMIOAUTOTROPHE : Organismes qui produisent des composés organiques sans utiliser l'E de la lumière. Font l'oxydation de substances inorganiques comme S, N.

  • ex. : Sulfolobus oxydent le S
  • ex. : Nitrobacterium fixe le N2 en NO2

CHIMOHÉTÉROTROPHES : Organisme qui doit ingérer des molécules organiques comme source de C + d'E

  • ex. : SAPROPHYTES = décomposent matière organique morte = E + C
  • ex. : PARASITES = retirent leurs nutriments des liquides biologiques d'organismes vivants (leur hôte)

Comment étudier les bactéries?

Au laboratoire = on fait croître les bactéries sur des milieux qui leur donnent des conditions de croissance optimales.

  • Chaque espèce a ces besoins nutritionnels, de pH, de température etc. pour une croissance optimale. (Figure 25.7)
  • Certaines ¢ dans un milieu non-adéquat = produisent des ¢ résistantes = ENDOSPORES

Pour former l'endosperme la ¢ réplique son chromosome ADN + 1 copie s'entoure d'une paroi résistante. L'ENDOSPORE peut résister à un climat agressif et l'autre ¢ meurt.

Au labo on stérilise les milieux de culture avec l'AUTOCLAVE (comme " un pressure cooker ") qui chauffe le milieu à plus de 120 °C pour tuer les endospores. Ceci parce que l'eau bouillante (100 °C) ne tue pas tous les endospores.

Les endospores peuvent reprendre la croissance dans un milieu adéquat, donc dans les boites de conserve par exemple il est essentiel de les tuer par un traitement à l'autoclave.

Le cycle de vie de bactérie est très rapide.

Le temps de génération est de 20 minutes à 3 heures.

Si le milieu ne limitait pas la croissance des bactéries

    • 1¢ = une colonie de 1M de kg en 24 heures.

Mais, au laboratoire et en nature, la croissance ralentit parce que

1) les ¢ épuisent nourriture

2) la colonie s'empoisonne par accumulation des déchets métaboliques

Les procaryotes peuvent produire des substances chimiques qui inhibent la croissance d'autres organismes. Ce sont les ANTIBIOTIQUES. Les humains ont exploité cette production naturelles d'antibiotiques et les utilisent pour lutter contre les infections bactériennes

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