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Les Bactéries

Présentation générale .... Structure bactérienne .... Classification et taxonomie
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Les bactéries sont des organismes unicellulaires dont les dimensions sont de l'ordre du micromètre; on doit donc utiliser un microscope pour les observer.

Vers 1665, Antoine Van Leeuwenhoeck, drapier à Delft (Hollande), fabrique le premier microscope en superposant des lentilles dans le but d'observer les textiles. Esprit curieux, il observe à l'aide de cet instrument des particules provenant de la surface de sa peau, de sa bouche ou de ses dents et les dessine. Il découvre et décrit le monde microbien.

Les organismes vivants contiennent des organes constitués de tissus faits de la juxtaposition de cellules. La cellule est une structure physique qu'on retrouve chez tous les êtres vivants. Elle possède un cytoplasme et un noyau limités l'un et l'autre par une membrane cytoplasmique ou nucléaire.

Des différences morphologiques importantes existent entre cellules des règnes végétal et animal mais la place des bactéries restait mal précisée jusqu'à Haeckel qui, en 1866, proposa la création d'un troisième règne, celui des "PROTISTES".

Le règne des protistes est scindé en deux groupes :

	les protistes supérieurs - algues, champignons, protozoaires, possèdent, comme les plantes et les animaux, une organisation cellulaire complexe caractérisée principalement par l'existence d'un noyau : ce sont les cellules eucaryotes.
	les protistes inférieurs, constitués par les bactéries, sont formés d'une cellule unique dépourvue de noyau : ce sont les cellules procaryotes.

Le microscope optique grossit 1000 fois : l'image qu'il donne des bactéries a donc une taille de l'ordre du millimètre.
Les formes des bactéries sont variées. On distingue :

	des formes rondes ou coques (coccus en latin, au pluriel cocci),
	des formes allongées en bâtonnet ou bacilles,
	des formes intermédiaires ou coccobacilles,
	des formes plus ou moins spiralées.

L'étude au microscope de la forme des bactéries ne fournit pas de renseignements très détaillés mais présente cependant un intérêt considérable car elle constitue la première étape de toute identification bactérienne.

coques gram positif
morphologie	genre	espèce	nom courant	habitat	pouvoir pathogene
en amas	staphylococcus	aureus epidermidis	staphylo doré staphylo blanc	peau muqueuses	suppuration
en chaînettes	streptococcus	a, c, g b d	strepto hémolytique enterocoque	pharynx voies génitales intestin	streptococcies synd.post strepto infections néonatales inf. urinaire, dig endocardites ...
diplocoques	streptococcus	pneumoniae	pneumocoque	voies respiratoires	pneumonies meningites otites

coques gram négatif
morphologie	genre	espèce	nom courant	habitat	pouvoir pathogene
diplocoques	neisseria	gonorrheae meningitidis	gonocoque meningocoque	voies génitales pharynx	blennorrhagie, MST méningites cérébrospinales

bacilles gram positif
morphologie	genre	espèce	nom courant	habitat	pouvoir pathogene
"petits"	listeria erysipelothryx corynebacterium	monocytogenes insidiosa diphteriae pseudodiphteriae		ubiquitaire animaux ( porc ) oropharynx de l'homme peau et muqueuses	méningites infections néonatales lésions cutanées diphtérie non pathogènes
"grands"	bacillus	anthracis autres	bacille du charbon	spores dans les sols, dans les végétaux, dans les fourrures	charbon non pathogènes

bactéries de forme spiralée
morphologie	genre	espece	nom courant	habitat	pouvoir pathogene
	treponema leptospira borrelia spirillum	pallidum icterohemorragiae recurrentis burgdorferi minus	treponème	homme rongeurs et animaux domestiques poux, tiques poux, tiques homme	syphilis leptospirose fiévres récurrentes maladie de LYME sodoku

mycoplasmes
morphologie	genre	espèce	nom courant	habitat	pouvoir pathogene
pas de paroi	mycoplasma	pneumoniae autres			pneumocystoses "atypiques" infections génitales

mycobactéries
morphologie	genre	espèce	nom courant	habitat	pouvoir pathogene
B.A.A.R.	mycobacterium	tuberculosis bovis B.C.G leprae	bacille de KOCH (BK) bacille de HENSEN	homme homme et animaux vaccin homme	tuberculose tuberculose lèpre

anaérobies stricts
morphologie	genre	espèce	nom courant	habitat	pouvoir pathogene
coques gram négatif coques gram positif bacilles gram positif bacilles gram negatif	veillonella peptostreptococcus clostridium bacteroïdes prevotella actinomyces	tetani perfringens botulinum		spores dans le sol intestin et sol terre et aliments	tetanos gangrène gazeuse botulisme suppurations suppurations suppurations

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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.

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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, lesporines, 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.

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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.

La membrane cytoplasmique

les bacteries Bgimage9

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

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.

CLASSIFICATION DES BACTERIES

La science du classement des individus est appelée taxonomie (ou taxinomie) ou systématique. Un classement consiste à former des groupes d'individus qui se ressemblent selon des critères prédéfinis et à éliminer ceux qui s'en distinguent qui pourront former un autre groupe avec leurs semblables. Ces groupes sont appelés taxons. Deux ou plusieurs taxons peuvent, si on assouplit les critères en ne tenant plus compte de certains caractères distinctifs, être à leur tour groupés en un nouveau taxon d'un niveau hiérarchique supérieur qui comprendra un plus grand nombre d'individus. De regroupements en regroupements, on arriverait à faire rentrer tous les individus dans un même ensemble.

La taxonomie est essentielle pour l'identification et la nomenclature des souches bactériennes que l'on isole chez les malades ou dans leur environnement. Les règles qu'on applique sont celles édictées par Linné en 1753 pour classer les végétaux ; elles sont également utilisées par les zoologistes pour classer les animaux.

Les échelons hiérarchiques sont : règne, embranchement, classe, ordre, famille, genre et espèce. On utilise parfois des échelons intermédiaires : sous-embranchement, tribu (sous famille), ou sous espèce.

Principaux niveaux de classification des êtres vivants (d'après J.P. Regnault)

Ordre, famille, genre et espèce, les plus utilisés en bactériologie médicale, sont exprimés par un terme latin (imprimé en caractères italiques ou soulignés) dont la terminaison est "ales" pour l'ordre, "aceae" pour la famille, "us", "er" (masculin) ou "a" (féminin) pour le genre et l'espèce qui sont accordés grammaticalement. En pratique courante, genre et espèce suffisent pour caractériser une souche. L'initiale du nom du genre s'écrit en caractère majuscule, le reste de ce nom s'écrit en minuscules comme le nom de l'espèce même si celui-ci provient d'un nom propre de personne et sans trait d'union, même s'il est formé de deux mots.
Ainsi, on doit écrire et prononcer par exemple : Haemophilus parainfluenzae, Acinetobacter lwooffii, Staphylococcus aureus, Levinea malonatica

Règne	Protistes	Animal
Embranchement	Procaryote	Vertébrés
Classe	Schizomycètes	Mammifères
Ordre	Micrococcales	Carnassiers
Famille	Micrococcaceae	Félidés
Genre	Staphylococcus	Felis
Espèce<