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novembre 2006 Cellule procaryote 1
4.5. Spore (endospore)
Bacillus
Bacillus anthracis
4-5-1- 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 jusqu’à ce que les conditions redeviennent favorables,
redonnant ensuite lorsque les conditions redeviennent favorables un bacille identique au bacille initial par germination.
novembre 2006 Cellule procaryote 3
SPORULATION
GERMINA TION
CYCLE SPORAL
Conditions défavorables (manque de nourriture…) mais pas un fort chauffage…
Conditions favorables (eau et nourriture…) et un facteur déclenchant (choc thermique par ex.
4-5-2- 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.
Observation au microscope optique à contraste de phase àl’état frais des spores de Bacillus et de Clostridium
ClostridiumBacillus
Mise en évidence des spores au microscope optique :
Bacillus anthracis
Colorations non spécifiques : Gram
Mise en évidence des spores au microscope optique :
Colorations spécifiques : Vert Malachite
Bacillus subtilis
4-5-3- Morphologie et structure4-5-3-1- Morphologie externeb/ Résultats
a) Centrale ovalaire non déformante
b) subterminale
c) terminale
d) Terminale ronde déformante
4-5-3- Morphologie et structure4-5-3-1- Morphologie externeb/ 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.
4-5-3- Morphologie et structure4-5-3-2- Morphologie internea/ Techniques d’étude
Microscopie électronique à transmission
novembre 2006 Cellule procaryote 11
Bacillus
Spore au microscope électronique à transmission
4-5-3- Morphologie et structure4-5-3-2- Morphologie interneb/ Les divers constituants de la spore
Exosporium
Tunique
Cortex
Paroi
Membrane plasmiqueProtoplaste = Cytoplasme
4-5-3- Morphologie et structure4-5-3-2- Morphologie interneCaractéristiques 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 d’enzymes inactives
4-5-4- Propriétés, caractéristiques de la spore4-5-4-1- Caractéristiques de composition chimique
• Pauvreté en eau (spore : 5 à 15 % d’eau alors que bactérie : 80%)
• Présence massive de dipicolinate de calcium
• Inactivité des enzymes
4-5-4- Propriétés, caractéristiques de la spore4-5-4-2- Caractéristiques physiologiques : exceptionnelle résistance aux agents physiques et chimiques Thermorésistance (résistance à un chauffage de 10 min à
80°C, voire même à 100°C) du fait du dipicolinate de calcium du cortex et de la déshydratation du cytoplasme
Imperméabilité
Résistance aux produits chimiques du fait de l’imperméabilité des enveloppes
Résistance aux radiations
Résistance à la dessication, aux fortes pressions, …
4-5-4- Propriétés, caractéristiques de la spore4-5-4-3- Causes de la thermorésistance
Imperméabilité de la spore grâce au dipicolinate du calcium du cortex et à la présence des tuniques
Déshydatation du cytoplasme
Stabilisation de l’ADN grâce au dipicolinate de calcium
Stabilité accrue des protéines cellulaires
4-5-4- Propriétés, caractéristiques de la spore4-5-4-3- Conséquences de la thermorésistance
Survie des spores après une mauvaise stérilisation (température ou durée insuffisantes) ou une désinfection avec un produit non sporicide
Germination des spores si milieu redevenu favorable avec production de toxines par certains bacilles (Clostridium botulinum, Bacillus cereus..)
Troubles chez le consommateur de l’aliment ou chez le patient en contact avec un matériel chirurgical mal désinfecté ou mal stérilisé.
novembre 2006 Cellule procaryote 18
Autoclaves
Stérilisation à 120°C en atmosphère humide donc sous 200 kPa
4-5-5- Le cycle sporal
Cycle sporal =
Sporulation (formation d’une spore)
+
Germination de la spore (réobtention d’un nouveau bacille)
Le cycle sporal : L’endospore bactérienne
SPORULATIONCycle
végétatif
préspore
Cortex
Tunique
GERMINATION
Libération de la spore
Maturation
Enkystement
4-5-5- Le cycle sporal4-5-5-1- La sporulation a/ Facteurs déclenchant la sporulation
- Epuisement en substances nutritives
- Deshydratation
Induction de la dérepression des gènes de la sporulation, donc synthèse des protéines spécifiques de la spore.
Attention : pas de sporulation lors d’un chauffage, seulement thermorésistance des spores préexistantes.
4-5-5- Le cycle sporal4-5-5-1- La sporulation b/ Durée de la sporulation
- 7 heures environ
Apparition de la thermorésistance environ 6 heures après le début.
4-5-5- Le cycle sporal4-5-5-1- La sporulation c/ Mécanismes de la sporulation
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schma commentaire
Formation d’un filament axial après replication (filament axial : 2 molécules d’ADN)
Séparation des deux filaments : l’un des filaments s’entoure d’une membrane , formation d’une préspore.
Les enveloppes se complètent (paroi, cortex, tuniques avec synthèse d’acide dipicolinique dans le cortex entraînant la thermorésistance puis le DNA externe est lysé.
L’endospore est libérée par lyse de la paroi bactérienne.
4-5-5- Le cycle sporal4-5-5-2- La germinationa/ Facteurs déclenchant la germination
Déchirure des enveloppes externes due :
- à une élévation de la température (65 à 70°C)
- à une rupture mécanique des enveloppes.
4-5-5- Le cycle sporal4-5-5-2- La sporulation b/ Mécanismes de la germintion
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Mécanismes de la germination :
Phénomènes :
• Déchirure des enveloppes provoquant une entrée d’eau qui active les enzymes détruisant le cortex
• Excrétion du dipicolinate et donc perte de la thermorésistance
•Redémarrage du métabolisme : synthèse d’une nouvelle couche de peptidoglycane, de ribosomes…
• Libération d’un nouveau bacille identique à celui qui avait donné la spore.
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