MICROBIOLOGIE GENERALE

République Algérienne Démocratique et Populaire

Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique

Centre Universitaire Ahmed ZABANA de Relizane

Institut des Sciences Exactes et des Sciences de la Nature et de la Vie

Département d’Agronomie

Polycopié de cours pour les 2ème année Sciences Alimentaires

Elaboré par monsieur Mhamed BENADA

Année 2020

MICROBIOLOGIE GENERALE

1

SOMMAIRE 1 Le monde microbien ...................................................................................................................... 1

1.1 Historique : ............................................................................................................................ 1

1.2 Place des microorganismes dans le monde vivant : ............................................................ 4

1.3 Différence entre cellule procaryote et cellule eucaryote : .................................................. 6

1.4 Relation hôte bactérie : ......................................................................................................... 7

2 La cellule bactérienne ................................................................................................................... 8

2.1 Introduction : ......................................................................................................................... 8

2.2 Eléments constants et inconstants de la structure bactérienne : ....................................... 9

2.2.1 Eléments constants : .................................................................................................... 10

2.2.2 Éléments inconstants : ................................................................................................. 26

3 Principes de la taxonomie chez les bactéries : ........................................................................... 35

3.1 Introduction ......................................................................................................................... 35

3.2 Classification naturelle ........................................................................................................ 36

3.2.1 Caractères phénétiques ............................................................................................... 36

3.2.2 Caractères génétiques ................................................................................................. 36

3.3 Classification des bactéries ................................................................................................. 37

3.3.1 Classification artificielle : ............................................................................................ 38

3.4 Nomenclature : .................................................................................................................... 39

3.5 Les différentes formes des bactéries .................................................................................. 39

3.5.1 Formes des cellules bactériennes : ............................................................................. 39

3.5.2 Taille : ........................................................................................................................... 40

3.5.3 Associations cellulaires : ............................................................................................. 40

4 Nutrition Bactérienne .................................................................................................................. 42

4.1 Introduction :. ...................................................................................................................... 42

4.2 L’eau ..................................................................................................................................... 42

4.3 Besoin constitutif élémentaire ............................................................................................ 43

4.3.1 Source de carbone ....................................................................................................... 43

4.3.2 Source d’azote .............................................................................................................. 44

4.3.3 Soufre et Phosphore .................................................................................................... 44

4.3.4 Autres éléments minéraux .......................................................................................... 44

4.4 Besoins énergétiques ............................................................................................................ 45

4.4.1 Bactérie phototrophe : ................................................................................................ 45

4.4.2 Bactérie chimiotrophe : ............................................................................................... 45

4.5 Besoin spécifiques (Facteurs de croissance) ...................................................................... 45

4.5.1 Syntrophie .................................................................................................................... 46

4.6 Facteurs environnementaux, physico-chimiques .............................................................. 47

4.6.1 La température ............................................................................................................ 47

4.6.2 Le pH ............................................................................................................................ 48

4.6.3 Les exigences gazeuses ................................................................................................ 49

4.6.4 La pression osmotique ................................................................................................. 49

5 Croissance Bactérienne ............................................................................................................... 50

5.1 Introduction ......................................................................................................................... 50

5.2 Mesure de la croissance ...................................................................................................... 50

2

5.2.1 Mesure du nombre (denombrement) ......................................................................... 51

5.2.2 Mesure de la masse ...................................................................................................... 53

A. Mesure de la consommation de substrat : ......................................................................... 54

C. Mesure des variations physico-chimiques du milieu ........................................................ 54

5.3 Constantes et expression de la croissance (paramètre de croissance) ............................ 54

5.3.1 Le temps de génération ............................................................................................... 55

5.3.2 Le taux de génération .................................................................................................. 55

5.4 Courbe de croissance ........................................................................................................... 55

5.4.1 Courbe de croissance en milieu non renouvelé, culture discontinue ...................... 55

5.4.2 Phénomène de diauxie (deux croissance en grec) ..................................................... 57

5.4.3 Facteurs influençant la croissance ............................................................................. 58

5.4.4 Croissance continue ..................................................................................................... 58

6 Les milieux de cultures ................................................................................................................ 59

6.1 Classification des milieux de culture selon la consistance : ............................................. 59

6.2 Classification des milieux de culture selon la composition chimique : ........................... 59

6.2.1 Les milieux synthétiques (de composition chimique connue) .................................. 59

6.2.2 Les milieux complexes ou empiriques (de composition chimique mal connue) ..... 60

6.2.3 Les milieux semi-synthétiques .................................................................................... 60

6.3 Selon le rôle : ........................................................................................................................ 60

6.3.1 Les milieux sélectifs ..................................................................................................... 60

6.3.2 Les milieux différentiels .............................................................................................. 60

6.3.3 Les milieux enrichis ..................................................................................................... 60

6.3.4 Les milieux d'identification ou d’isolement : ............................................................ 60

6.3.5 Les milieux de conservation ........................................................................................ 60

6.4 Les cultures pures ................................................................................................................ 61

6.4.1 Méthode de dilution en milieux liquide ..................................................................... 61

6.4.2 Méthode d’incorporation ............................................................................................ 61

6.4.3 Méthode de stries ......................................................................................................... 61

7 Les agents antimicrobiens ........................................................................................................... 61

7.1 Introduction ......................................................................................................................... 61

7.2 Antibiotiques : ...................................................................................................................... 62

7.2.1 Historique : .................................................................................................................. 62

7.2.2 Définition ...................................................................................................................... 63

7.2.3 Facteurs influencent l’action antimicrobienne ......................................................... 64

Les Antibiotiques ................................................................................................................. 65

7.2.4 Les familles d’antibiotiques ........................................................................................ 65

8 Champignon ................................................................................................................................. 70

8.1 Introduction ......................................................................................................................... 70

8.2 Caractéristique des champignons ...................................................................................... 71

8.3 Structure générale : ............................................................................................................. 71

8.4 Les moisissures pluricellulaires : ....................................................................................... 72

8.5 Taxinomie des mycètes (Classification des champignons) : ............................................. 72

8.6 Mode de reproduction : ...................................................................................................... 73

8.6.1 Multiplication végétative : .......................................................................................... 73

3

8.6.2 Reproduction sexuée ................................................................................................... 75

8.6.3 La reproduction chez les levures : ............................................................................. 77

9 Notion de virologie....................................................................................................................... 77

9.1 Introduction ......................................................................................................................... 77

9.2 Définition .............................................................................................................................. 78

9.3 Structure .............................................................................................................................. 78

9.3.1 Les virus polyédriques ou à symétrie cubique .......................................................... 79

9.3.2 Les virus hélicoïdaux ................................................................................................... 79

9.4 Classification ........................................................................................................................ 79

9.5 Cycle de multiplication ....................................................................................................... 80

9.5.1 Attachement ................................................................................................................. 80

9.5.2 Pénétration ................................................................................................................... 80

9.5.3 Décapsidation ............................................................................................................... 81

9.5.4 Réplication ou multiplication virale ........................................................................... 81

9.5.5 Assemblage (phase de maturation) ............................................................................ 81

9.5.6 Libération ..................................................................................................................... 81

9.6 Cycle lytique et lysogénie .................................................................................................... 82

9.7 Virus des bactéries : les bactériophages ............................................................................ 83

1

Liste des figures

Figure 1 : Cellule Procaryote et cellule Eucaryote 15

Figure 02 : les éléments constitutifs de la cellule bactérienne 17

Figure 03 : Structure de la membrane bactérienne 19

Figure 04 : Transport des molécules par diffusion simple 20

Figure 05 : Transport des molécules par diffusion facilitée 20

Figure 06 : Diffusion d’eau (osmose) 21

Figure 07 : Différents protéines transporteur 21

Figure 08 : Transport actif par phénomène d’endocytose et d’exocytose 22

Figure 09 : Etapes de coloration de Gram 23

Figure 10 : Tifférent composition de la paroi bactérienne 25

Figure 11 : Dessin schématique du peptidoglycane 25

Figure 12 : Organisation du tétrapeptide et du pentapeptide a) Gram -, b) Gram + 26

Figure 13 : Réplication semi conservative de l’ADN 29

Figure 14 : Structure de L’ADN. 31

Figure 15 : Structure du ribosome et effet de tétracyclines 32

Figure 16 : Mise en évidence de la capsule 35

Figure 17 : Différents types des flagelles 36

Figure 18 : Pili commun et Pili sexuel d’une bactérie 38

Figure 19 : Différents types des spores 38

Figure 20 : Aspect des spores après différentes colorations 39

Figure 21 : Etapes de l’endosporulation 40

Figure 22 : Différents constituants de la cellule bactérienne (Gram positive et Gram

négative)

42

Figure 23 : Différentes formes et associations des bactéries 48

Figure 24 : Quelques exemples des bactéries 48

Figure 25 : Taux de croissance en fonction de la température 54

Figure 26 : La division par scissiparité 57

Figure 27 : Méthode de comptage au microscope 58

Figure 28 : Dénombrement après culture 59

Figure 29 : Méthode de filtration sue membrane 60

Figure 30 : Courbe de croissance de la bactérie 63

2

Figure 31 : Phénomène de diauxie (Phase I (Glucose) –Phase II (Lactose)) 65

Figure 32 : Courbe de croissance continue des bactéries 65

Figure 33 : Cibles de l’action des antibiotiques 73

Figure 34 : Différents aspects de filament 80

Figure 35 : Reproduction par bourgeonnement chez les levures 81

Figure 36 : Reproduction asexuée et types de spores chez les Mycètes 82

Figure 37 : Alternance de stade haploïde et diploïde chez les mycètes 83

Figure 38 : Cycle de reproduction sexuée 83

Figure39 : Cycle vital d’une levure (Saccharomyces cerevisiae) 84

Figure 40 : Structure et différents forme de virus 87

Figure 41 : Cycle de réplication d’un virus 89

Figure 42 : Schéma de cycle lysogénie et cycle lytique 90

MICROBIOLOGIE Générale 2éme année Sciences Alimentaires

1

Avant-propos

Il est difficile d’imaginer qu’il y a seulement deux siècles, on ignorait encore tout d’un monde

biologique invisible, à la fois indispensable à notre vie et pourtant si souvent dévastateur,

celui des microbes. Ce sont des innovations techniques - dont le microscope - ainsi que la

patience et le génie de quelques savants du XIXe siècle, qui ont permis la découverte de ce

nouveau Monde des bactéries et des virus et, peu à peu, sa maîtrise.

Indispensables à notre vie car, sans les transformations bactériennes, notre sol, notre « terre »,

serait inerte et impropre à la croissance des plantes. Sans la colonisation bactérienne de notre

intestin, nos digestions ne seraient pas achevées. Aujourd’hui, les bactéries domestiquées

nous permettent d’effectuer des fermentations contrôlées pour les produits alimentaires, et de

produire en grande quantité des protéines utiles en thérapeutique. Mais les bactéries étaient

aussi de redoutables parasites, causant autrefois des épidémies gravissimes de maladies

mortelles, rendant dangereuses toute blessure, toute intervention chirurgicale.

Les progrès spectaculaires du séquençage des génomes microbiens, les techniques de biologie

moléculaire de dernière génération et les outils de bio-informatique ont permis l’identification

de métagénomes, c’est-à-dire de séquences exhaustives des génomes d’une flore complexe.

Les flores commensales ont ainsi été rebaptisées en « microbiote », terme devenu

incontournable en microbiologie et plus largement en Médecine. Ce microbiote correspond à

l’ensemble des communautés microbiennes (bactéries, archéobactéries, protozoaires,

champignons et virus) qui colonisent les différents écosystèmes de l’homme dans des

conditions normales et/ou pathologiques. Cette révolution technologique a ainsi permis de

mieux comprendre les interfaces hôte-microorganismes s’établissant au sein des cavités du

corps humain.

La microbiologie est une branche de la biologie qui étudie les lois de la vie et le

développement des micro-organismes dans leur unité avec l'environnement. Cette science

étudie les propriétés des micro-organismes, ainsi que leur effet sur les macroorganismes. Les

bactéries ont peuplé la terre il y a plusieurs milliards d'années, bien avant l'apparition des

premiers végétaux et animaux supérieurs, et représentent désormais le groupe d'organismes

vivants le plus important et le plus diversifié.

L'objectif principal de la microbiologie est d'étudier les propriétés des micro-organismes qui

nous entourent partout - dans l'eau, le sol, les organismes humains et animaux, afin d'utiliser


2

les propriétés des micro-organismes utiles aux humains dans divers secteurs de l'économie,

ainsi que des micro-organismes qui causent des maladies humaines et animales, dans le but

d'une exposition sur eux une thérapie spécifique et la prévention des maladies infectieuses.

Le présent document « Microbiologie Générale », qui est destiné aux étudiants du 2ème année

Science Alimentaire a pour objectif d’acquérir des connaissances dans ce domaine, en

commençant par savoir évolution de ce domaine et comment on a obtenu différents règnes et

comment la bactérie est devenue règne appart, ensuite savoir les différentes relations qui

existe entre hôte et le microorganisme. Savoir la structure générale de la bactérie ainsi son

mode nutritionnel et son système de croissance, et de savoir les moyens de lutte contre la

bactérie et plus précisément le domaine des antibiotiques.

Il permet ainsi de connaitre, le monde de la mycologie c.à.d. étude des champignons et en fin

se termine par un petit aperçue sur le monde viral.


1

1 Le monde microbien

1.1 Historique :

Avant la découverte des microorganismes, tous les êtres vivants étaient classés à

l’intérieur du règne animal et végétal. Les principes scientifiques dictent que les organismes

animaux tirent leur énergie de l’oxydation de matériaux organiques, accumulent des

substances de réserves sous forme de graisses ou de glycogène, sont photosynthétique,

utilisent la lumière comme source d’énergie. Ils synthétisent de l’amidon comme réserve

nutritive, sont dépourvus de mouvements et possèdent une paroi cellulaire. Avant l’invention

de microscope, bien peu de savants soupçonnèrent l'existence d'êtres vivants invisibles. Dans

l'antiquité, Aristote avait formulé l'idée d'une contagion invisible de certaines maladies mais il

ne put en apporter la preuve. De même, au XVIème siècle, Von Hutten et Paracelse affirmèrent

l'existence de germes vivants invisibles mais leurs idées n'eurent guère de succès. Girolamo

Fracastoro (1483-1553), médecin et poète italien, écrivit un traité sur les maladies

contagieuses dans lequel il attribue la syphilis et la tuberculose à des êtres vivants invisibles

capables de se multiplier. A la suite d'une épidémie de peste à Rome en 1658, l’Allemand

Athanasius Kircher (1602-1680) affirma avoir observé au microscope dans le sang des

malades "une innombrable éclosion de vers qui sont imperceptibles à l'œil", responsables

selon lui de la peste. Ce n'était qu'une affirmation. En revanche, Anton van Leeuwenhoek

(1632-1723), le précurseur de la microscopie, décrivit et dessina en 1680 des bactéries

présentes dans le tartre de ses dents ainsi que des levures de bière. Il est ainsi la première

personne au monde à avoir vraiment décrit des microbes. Antony Van Leeuwenhoek révèle au

monde scientifique la prodigieuse diversité des microorganismes et l’incroyable richesse des

milieux naturelles, comme l’eau, en protozoaire, algue, levure, bactérie. Mais le véritable

précurseur de la microbiologie fut l'abbé Lazzaro Spallanzani (1729-1799). Ce savant fut le

premier à cultiver des microbes en utilisant un milieu nutritif. Il faisait pousser des

microorganismes dans du jus de viande placé dans une bouteille. Il démontra à cette occasion

que les microbes ne poussent pas si le jus de viande a été bouilli et reste à l'abri de l'air. En

revanche, si le liquide vient en contact avec l'air, les microbes se développent. Il réfutait ainsi

la théorie de la génération spontanée tenue pour acquise à cette époque. Mais ce n’est qu’en

XIX siècle et les expériences de Louis Pasteur que ce monde microbien soit exploré.


2

En 1866, le zoologiste allemand Ernes Haeckel a proposé au monde scientifique la

création d’un troisième règne qu’il dénomma règne des Protistes et qui rassemble les algues,

les protozoaires, les champignons et les bactéries.

Les plantes et les animaux sont des organismes pluricellulaires et laissent apparaitre une

différentiation cellulaire extrêmement poussée : cellules rénales, cellules neuronales….etc.

Les Protistes, eux, sont caractérisés avant tout par une organisation biologique rudimentaire,

unicellulaire ou pluricellulaire. Ils présentent toujours le même type de cellules

indifférenciées. La cellule bactérienne est un organisme complet, indépendant, doué d’un

pouvoir autonome de reproduction. La classification contemporaine et comme suit :

Plantes : plantes vasculaires et Bryophytes.

Animaux ou Métazoaires.

Protistes : protistes supérieurs et protistes inférieurs.

Virus, organismes non cellulaires.

Les protistes sont traditionnellement divisés en deux grandes classes :

Protistes supérieurs ou Eucaryotes

Algues (excepté les algues bleu-vert)

Protozoaire

Champignons

Les protistes inférieurs ou Procaryotes

Algue bleu-vert ou Cyanobactéries

Bactérie

Très récemment des organismes qui n’appartiennent à aucun de ces catégories

fondamentales ont été découverts. Ils ressemblent extérieurement aux bactéries, mais

phylogénétiquement, ils ne sont ni procaryote ni eucaryote. Ils sont appelés Archéobactéries

et constituent une troisième classe des Protistes.

La cellule eucaryote, caractéristique des plantes, des animaux, des protistes supérieurs

comprend un noyau « vrai », noyau entouré d’une enveloppe nucléaire, contenant deux jeux

semblables de chromosomes (homologue) : diploïde. La cellule procaryote ne possède pas un

« vrai » noyau mais un appareil nucléaire diffus, non isolé par une membrane, avec un seul


3

chromosome porteur de la grande majorité des informations génétiques de la cellule :

haploïde.

En 1878, SEDILLOT crée le terme de microbes parmi lesquels on distinguera ensuite les

bactéries proprement dites et les virus. Le terme virus, qui au début désignait tout agent

infectieux, est maintenant réservé à la catégorie bien particulière de microbes qui ne

possèdent qu'un seul type d'acide nucléique et qui sont incapables d'assurer à eux seuls la

synthèse de leurs propres constituants.

L’âge d’Or de la microbiologie et sa reconnaissance en tant que science n’ont pu se

réaliser que grâce au développement de microscopes puissants au début du 19eme siècle, par

le développement de techniques simples, mais efficaces à ce jour, tel que, les milieux gélosés,

les boites de pétri, cultures pures, colorations spécifiques… Pasteur, Robert Koch

(bactériologie médicale, tuberculose et le cholera) et leurs élèves y contribuèrent de façon

considérable. La relation directe entre une bactérie et une maladie a été démontrée par le

médecin allemand Robert Koch (1843-1910) en étudiant la tuberculose et son agent

Mycobacterium tuberculosis. Pour affirmer cette causalité, il faut vérifier plusieurs critères

rassemblés sous le nom de « Postulats de Koch ».

1-Le micro-organisme doit être présent chez tous les sujet malades et absent chez les sujets

sains.

2-Le micro-organisme doit être isolé et cultivé en culture pure

3-A partir de ces cultures pures en doit être en mesure de provoquer la maladie par

inoculation expérimentale

4-Le même micro-organisme doit être de nouveau isolé des malades expérimentaux.

En même temps et à la suite d’autres scientifiques de renom :

Tyndall 1877 : découverte des spores, leur thermorésistante et il mit au point la tyndallisation.

Lister 1827-1912 : Chirurgien, il a mis au point la pratique de la chirurgie aseptique.

Winogradsky 1856-1953 : Travaux sur les bactéries nitrifiantes, les bactéries fixatrices de

l’azote, sulfureuses et la décomposition bactérienne de la cellulose dans les sols.

Beijerinck 1851-1931 : les bactéries fixatrices de l’azote, symbiotiques.


4

En 1884, Hans Christian Gram (1853-1928) développe une technique de coloration qui est

encore aujourd’hui la plus utilisée dans l'étude et la classification des bactéries.

La première édition du manuel de Bergey est publiée en 1923.

En 1928, Griffith découvre la conjugaison bactérienne.

En 1929, Fleming découvre la pénicilline.

En 1952, Zinder et Lederberg découvrent la transduction généralisée.

En 1961, Jacob et Monod proposent le modèle de l’opéron pour la régulation des gènes.

1.2 Place des microorganismes dans le monde vivant :

a) Classification de Haeckel

En 1866, E. Haeckel divise le monde vivant en trois règnes, le règne animal, le règne végétal

et le règne des protistes qui rassemble les algues, les protozoaires, les champignons et les

bactéries et on trouve :

- Protiste eucaryote

1. Les algues : leurs dimensions varient depuis la forme cellulaire microscopique jusqu’aux

formes filamenteuses atteignent un mètre de longueur. Les algues sont des organismes

aquatiques que l’on rencontre dans les eaux douces des lacs, des rivières, des étangs et dans

les eaux salines des mers e des océans. Ils sont tous photosynthétiques et accumulent leur

réserve sous forme d’amidon.

2. Protozoaire : comme leur nom indique, ce sont les premières formes animales et surtout

les moins évoluées. On les étudie généralement dans le cadre de la zoologie. Ce sont des

organismes extrêmement diversifies dans leur morphologie, leur dimension. Leur distribution

est large dans la nature. Les formes les plus nombreuses sont aquatiques. Ils se produisent de

substances organiques en solution élaborées et organisées comme les bactéries. Ils sont

divisés selon l’absence ou la présence d’un appareil locomoteur e de sa nature.

3. Champignons : on leur reconnait une organisation biologique très nettement distincte de

celle des algues et des protozoaires. Ils sont dépourvus de pigments chlorophylliens (non

photosynthétique) et tire leur énergie de l’oxydation des composés chimiques. Ils sont

caractérisés par une structure mycélienne et une organisation cénocytique car ils sont


5

constitués d’éléments filamenteux : hyphe et ils sont divisés selon leurs mode de reproduction

: Les phycomycètes : primitifs Les ascomycètes : ascospores Basidiomycète : basidiospore

Deutéromycète : des champignons imparfaits.

- Protistes procaryotes

1. Les algues bleu-vert : ils ont une forme sphérique et ils sont photosynthétiques. Ils se

reproduisent par scissiparité ou par hormogonie qui se détache de l’extrémité libre du

filament. Les plus connus sont Beggiatoa et iThiothrix

2. Myxobactéries : ils se déplacent par glissement au contact de surface solide, ils sont

non photosynthétiques et ils sont largement distribués dans la nature, le sol et dans les

eaux. Ils participent à la minéralisation de la matière organique et ce grâce à leurs

enzymes actifs et spécialisées. Les plus connus sont Myxococcus, Cytophaga et

Porocytophaga.

3. Spirochètes : ils ont une forme hélicoidale et ce grâce à leur filament axial qui leur

confère une grande mobilité. Les plus connus sont Treponema, Eptospira et Borrelia

4. Eubactéries : Eubactéries photosynthétiques : Rhodomicrobium Eubactéries non

photosynthétiques Eubactéries pédonculés : Caulobacter Eubactéries filamenteuses :

Sphaerotilus, Gallionella Eubactéries mycéliennes : (Actinomycètes) Actinomyces,

Nocardia

5. Rickettsies : Ce sont des parasites intracellulaires obligatoires car ils sont incapables

de se reproduire en dehors de l’animal. Ils sont plus petit que les bactéries et parasitent

les poux : Richettsia prowasakii.

6. Chlamydies : ils ressemblent aux Rickettsies mais n’infectent que les hôtes vertèbres.

7. Mycoplasmes : ils sont dépourvus de paroi rigide et donc ils peuvent prendre

plusieurs formes et ce suivant le milieu qui les hébergent : Mycoplasma.

8. Archéobactéries : ils peuvent constituer un règne appart du fait que :

Ils possèdent divers types de paroi qui sont à base d’acide muramique.

Leurs lipides membranaires ne sont pas constitués d’acide gras linéaires et du

glycérol mais d’acide gras ramifiés (phytanol) lies par des liaisons ester.

Ils possèdent des sous unités de l’ARN polymérase différentes de celles des

bactéries.

Leurs ARN de transfert contiennent la pseudo-uridine.


6

b) Classification de Copeland :

En 1938, H.F. Copeland sépare le règne des bactéries (ou "Monera") de celui des protistes.

c) Classification de Whittaker :

En 1959, R.H. Whittaker individualise celui des champignons. La proposition de R.H.

Whittaker (Animal, Végétal, Champignons, Protistes et "Monères") a été largement

acceptée par la communauté scientifique.

1.3 Différence entre cellule procaryote et cellule eucaryote :

La cellule eucaryote est la cellule qui possède un vrai noyau alors que la cellule

procaryote possède des éléments nucléaire mais sans être entoure par une membrane, le

tableau suivant résume les caractéristiques des eucaryotes et des procaryotes tout en faisant

apparaitre les caractères de différenciation :

Caractéristiques Cellule

procaryote Cellule eucaryote

Taille typique 1-10 μm 10-100 μm

Type de noyau nucléoïde (pas de

véritable noyau)

vrai noyau avec double membrane

Division de la cellule Division simple

scissiparité

mitose (réplication de la cellule)

méiose (menant à la formation de

gamètes)

Membrane nucléaire Non oui

Nombre de

chromosomes

Chromosome

circulaire

1 chromosome

(Haploïde)

Oui

Plusieurs chromosomes (Diploïde)

Non

Histones Non Oui

Nucléole Non Oui

Microtubule Non Oui

Echange génétique

transfert

unidirectionnel fusion de gamètes

ARN et synthèse des couplé au cytoplasme synthèse d'ARN dans le noyau


7

protéines synthèse de protéines dans le

cytoplasme

Réticulum

endoplasmique

Non Oui

Appareil de Golgi Non Oui

Lysosomes Non Oui

chlorophylle Des fois dans le

cytoplasme

Dans chloroplaste

Mitochondries Non Oui

Chloroplastes Non Oui chez les plantes

Inclusion-granule-

réserve

Oui Oui

Vacuole à gaz Des fois Oui

Figure 1 : Cellule Procaryote et cellule Eucaryote

1.4 Relation hôte bactérie :

La relation entre les microorganismes et les autres êtres vivants est une relation

complexe, un équilibre pouvant évoluer, et qui est influencé par de nombreux facteurs. On


8

appelle « hôte » l’organisme qui héberge, qui est soumis à la contamination. Selon le type

de relation existant, on distingue :

a) Micro-organismes symbiotiques : La symbiose est un mode de relation dans lequel

bactérie te hôte profitent tous deux de leur association. Ex : les bactéries qui vivent dans le

tube digestif (ex : Escherichia coli.) interviennent dans la protection contre l’infection dans le

tube digestif et dans les synthèses vitaminiques

b) Micro-organismes commensaux : Ce sont des micro-organismes vivant à la surface

ou dans les cavités naturelles de l’hôte sans nuire à celui-ci. Ces bactéries peuvent devenir

pathogènes (pathogènes occasionnels ou opportunistes). Il existe des commensaux de la peau

et des commensaux des muqueuses.

c) Micro-organismes pathogènes : Ce sont des bactéries douées d’un pouvoir agressif

chez l’hôte entraînant chez celui-ci une maladie infectieuse. On distingue :

Micro-organismes pathogènes stricts ou à fort potentiel de pathogénicité. Elles sont appelées

bactéries parasites : en principe, toujours pathogènes pour un hôte donné ex : Mycobacterium

tuberculosis.

Micro-organismes pathogènes occasionnels ou opportunistes : Ces microorganismes

déterminent des maladies lorsque des conditions particulières se trouvent réalisées (sujets

immunodéprimés, antibiothérapie à large spectre, prolongée, âges extrêmes de la vie …)

d) Le saprophytisme : Les microorganismes saprophytes vivent à l’état libre dans la

nature (eaux, sol…). Ils n’établissent pas de relation de dépendance avec d’autres êtres

vivants. Ils puisent leur énergie et leurs éléments nutritifs en dégradant les matières

organiques provenant de cadavres ou de résidus végétaux. Leur rôle est très important dans le

cycle de la vie : ils permettent la dégradation des déchets organiques et la fertilisation des sols

par l’humus.

2 La cellule bactérienne

2.1 Introduction :

Les bactéries sont les plus petits organismes connus, doués de métabolisme et capable

de se croitre et se diviser aux dépends de substances nutritives. Leur diamètre est

habituellement d’environ 1ùm.la cellule bactérienne est entourée d’une enveloppe rigide la

paroi qui lui confère sa forme, sa résistance et qui entoure une seconde enveloppe beaucoup

plus mince et plus délicate, la membrane cytoplasmique. Le Cytoplasme est en général très


9

homogène, contient essentiellement des granulations d’acide ribonucléique, les ribosomes,

parfois aussi des substances de réserves qui rendent sa structure plus grossière. Elle ne

renferme aucun des organites décrits dans la cellule eucaryote (réticulum endoplasmique,

mitochondries…).

Dans le cytoplasme, l’appareil nucléaire se distinct par son aspect fibrillaire, finement

réticulé, il n’est pas entouré dans une membrane. La paroi, la membrane, le cytoplasme et

l’appareil nucléaire représente les structures essentielles de la cellule, Elles sont toujours

présentes. D’autre organites peuvent éventuellement s’y adjoindre : la capsule, enveloppe

externe qui peut prendre un développement considérable, les flagelles de nature protéiques qui

confèrent à la bactérie sa mobilité et enfin les pili ou fimbriae qui sont plus fin que les

flagelles, rigide est cassant, certains sont appelé pili sexuels et qui joué un rôle dans la

conjugaison bactérienne.

Figure 02 : les éléments constitutifs de la cellule bactérienne

2.2 Eléments constants et inconstants de la structure bactérienne :

Certaines structures sont présentes chez toutes les bactéries, ce sont les éléments «

constants » ; d’autres sont retrouvés seulement chez certaines bactéries : ce sont les éléments

« inconstants » ou « facultatifs ».


10

2.2.1 Eléments constants :

A. Le cytoplasme : est un hydrogel colloïdal de pH variant de 7 à 7.2. Il est composé d’une

phase dispersante constituée par une solution de sels minéraux et de composés solubles de

nature lipoprotéique et une phase dispersée formée de nucléoprotéines et de lipides.

B. La membrane cytoplasmique : Les membranes cytoplasmiques isolées et observées au

microscope en contraste de phase présentent un aspect homogène, de faible densité. Elles

ont une épaisseur de 7,5 nm environ et comportent un feuillet interne transparent de nature

lipidique pris en « sandwich » entre deux feuilles denses, opaques aux électrons, de nature

protéique. L’analyse chimique de ces membranes révèle trois types de substance : lipide,

protéine et glucides. Les molécules lipidiques sont de loin les plus abondantes (des

phospholipides), en particulier le phosphatidylglycérol et/ou la phosphatidyléthanolamine.

Les membranes des bactéries Gram positives contiennent l’un de ces composantes ou les

deux avec plusieurs autres substances de nature voisine. Les bactéries Gram négative ne

renferment qu’un seul ou deux types de molécules lipidiques.


11

Figure 03 : Structure de la membrane bactérienne

La membrane cytoplasmique contient surtout les enzymes de la chaine respiratoire

autrement dit les déshydrogénases et les coenzymes qui leur sont fonctionnellement associés

NAD, FAD, cytochromes, cytochromes-oxydases. Ces systèmes multi-enzymatiques

président aux réactions de phosphorylation.

Les lipides sont à la base de la structure. Chaque molécule lipidique est amphiphile,

elle est caractérisée par une partie hydrophobe soluble dans l’huile, insoluble dans l’eau et une

partie hydrophile ayant les propriétés opposées et porteur d’un groupement phosphate chargé

négativement. Ces molécules s’organisent spontanément en deux feuillets où les parties

hydrophobes se font face et sont protégées du milieu aqueux tandis que les têtes hydrophiles

externes et sont émergées. Ainsi chaque membrane est faite de deux couches hydrophiles

séparées par une couche hydrophobe.

Les protéines membranaires sont composés d’acide aminés soudé bout à bout selon

une séquence linéaire formant ainsi une chaine fortement repliée sur elle-même. Les protéines

extrinsèques dites protéine périphériques sont liées faiblement à la membrane et apparaissent

sur l’une des deux faces du double feuillet et n’ont aucun groupement inséré dans la zone

hydrophobe. Les protéines intrinsèques ou internes transvaseraient complètement le double

feuillet membranaire pour apparaitre sur les deux faces interne et externe de la membrane.

Fonctions de la membrane plasmique

a- Rôle de barrière semi-perméable (ou semi sélective) : elle permet le passage de

molécules lipophiles et empêche le passage des molécules hydrophiles.


12

On distingue 2 grands types de transport :

Le transport passif : il désigne le passage d’un ion ou d’une molécule à travers une

membrane sans dépense d’énergie, il se fait dans le sens du gradient de concentration et

ne nécessite pas d’énergie, on distingue :

Diffusion simple : Se fait à travers la partie lipidique de la membrane plasmique ; pas

d’intervention des protéines membranaires, Cette diffusion se fait dans le sens du gradient (de

plus concentré vers le moins concentré) jusqu’à avoir un équilibre, à condition que la

molécule doit être hydrophobe et non polaire (non chargé).

Figure 04 : transport des molécules par diffusion simple.

Diffusion facilitée : c’est un toujours un transport passif, se fait dans le sens du

gradient (de plus concentré vers le moins concentré) et qui se réalise par la présence

de protéine qui permettre au molécule de traverser la membrane, ces protéines vont

former des canaux transmembranaires, les molécules sont hydrophiles et polaires

(chargées), exp : sels minéraux ; ce type de transport est plus rapide par rapport au

diffusion simple.

Figure 05 : transport des molécules par diffusion facilitée.


13

Osmose (diffusion de l’eau) : l’eau passe du côté moins concentré (hypotonique)

vers le côté plus concentré (Hypertonique) dans le but de rendre les deux milieux

isotonique (même concentration).

Figure 06 : diffusion d’eau (osmose)

Le transport actif : il se fait en sens inverse du gradient de concentration des

molécules, ce qui nécessite l’utilisation d’énergie (généralement fournie sous forme

d’ATP) et qui est assuré par un transporteur protéique, dans le but d’accumuler des

molécules, on distingue :

Transport actif primaire : consommation directe de l’énergie(ATP) via les

protéines.

Transport actif secondaire : c’est utilisation indirecte de l’énergie, Il est assuré par

des protéines qui transportent 2 molécules différentes ; les cotransporteurs.

La 1ere molécule fournit de l’énergie pour la 2éme qui passe contre son gradient. On

distingue 3 types de transporteurs : uniport, symport et antiport.

Protéine uniporter : passage d’un seul type de molécule.

Protéine symporter : passage de 2 molécules différentes à la fois en même sens.

Protéine antiporter : passage de 2 molécules différentes à la fois en sens inverse.


14

Figure 07 : différents protéines transporteur.

Le transport vésiculaire : Les vésicules de transport sont des structures sphériques

formées à partir de la bicouche lipidique refermée sur elle-même. Ces vésicules

peuvent contenir des molécules et de nombreuses protéines transmembranaires ou

associées à la membrane qui assurent leur formation, leur maintien, leurs

déplacements et leur adressage à travers la cellule, On distingue :

o Endocytose : L’endocytose est un mécanisme qui permet le passage de

certaines substances de milieu extracellulaire vers l’intérieur de la cellule, ces

substances sont enfermées dans un sac constitué d’une membrane qu’on

appelle vésicule. L’étape suivante est la migration de cette vésicule en

direction de la membrane plasmique puis sa fusion avec celle-ci, ensuite les

molécules vont être libérer a l’intérieure de la cellule. On trouve : Pinocytose

(passage des petites molécules) et Phagocytose (passage des grosses

molécules).

o Exocytose : C’est l’inverse d’endocytose, on a toujours formation de vésicule,

mais cette fois ci les molécules vont être expulser vers l’extérieure de la

cellule.

Figure 08 : transport actif par phénomène d’endocytose et d’exocytose.


15

b- Site de fixation des flagelles la membrane plasmique est considère comme un site de

fixation des flagelles.

c- Possède des protéines membranaires ayant pour rôles :

Enzymes responsables de la biosynthèse et de l’excrétion dans l’espace périplasmique de

molécules nécessaires à la synthèse de la paroi

Enzymes de la chaîne respiratoire permettant la synthèse d’ATP et celles de la

photosynthèse

Transporteurs de diverses molécules (ions, sucres, …) dans les 2 sens.

De plus la membrane joue un rôle important dans la détection des signaux et de composés

présents dans le milieu environnant grâce à la présence de protéines transmembranaires

du chimiotactisme. Ceci permet aux bactéries dotées de flagelles de « nager » vers les

endroits les plus riches en nutriments par exemple et de s’éloigner des endroits

défavorables comme ceux qui contiennent des substances toxiques. Ces protéines

interviennent dans le sens de rotation des flagelles.

C. La paroi

La pression osmotique interne de la plupart des bactéries est comprise entre 5 et 20

atmosphères. Elle résulte de l’intense concentration des substances réalisée par les systèmes

de transport actif. Pour équilibrer cette énorme pression, la bactérie est pourvue d’un véritable

exosquelette rigide et résistant, la paroi, formée d’un polymère, le peptidoglycane encore

appelé mucopeptide ou muréine. Elle joue un rôle important dans la division cellulaire et c’est

à son niveau que se fait la distinction entre les bactéries Gram positive et bactéries Gram

négatives.


16

Figure 09 : Etapes de coloration de Gram

Composition chimique

Chez les bactéries Gram positive la paroi est épaisse de 20 à 80 nm et présente un

aspect homogène en microscope électronique. L’élément structural principale est le

peptidoglycane qui n’est qu’un glycosaminopeptide comportant une molécule d’acide N-

acétyl-glucosamique et une molécule d’acide N-acétylmuramique, reliées entre elles par une


17

liaison b-glucosidique. L’acide muramique est en outre associé à une courte chaine peptidique

de quatre acide aminés appelée tétrapeptide : deux alanines, un acide glutamique et une

lysine.

Chez les bactéries Gram négatives la paroi est beaucoup plus mince (10 à 15 nm) et

présente une structure stratifiée plus complexe. Outre le peptidoglucane de base, elle

comprend trois autres structures polymériques externes ou reliées à ce peptidoglycane, on

distingue en effet :

Une couche phospholipidique dite membrane externe pour le différencier de la

membrane cytoplasmique et qui contient des protéines importantes.

Un lipopolysaccharide (LPS)

Et une lipoprotéine assurant la liaison entre la membrane externe et le

peptidoglycane et conférant une certaine solidité a l’ensemble

La paroi bactérienne porte un grand nombre d’antigènes spécifiques à chaque type de

bactéries appelés antigènes pariétaux ou antigènes O.

Figure 10 : différent composition de la paroi bactérienne.


18

Figure 11 : Dessin schématique du peptidoglycane

-La chaîne polysaccharidique : faite d'une alternance de molécules de N-acétylglucosamine

(NAG) et d'acide N-acétylmuramique (NAM).

-Les chaînes latérales peptidiques identiques, composés de 4 acides aminés (tétrapeptides),

attachées aux NAM. -Chez les Gram positives, un ensemble de ponts « inter peptidiques »

(pentapeptide) qui partent du 4eme acide aminé du tétrapeptide vers le 3eme acide aminé du

tétrapeptide d’une seconde chaine polysaccharidique et ainsi de suite.


19

Figure 12 : Organisation du tétrapeptide et du pentapeptide a) Gram -, b) Gram +

Lipopolysaccharides (LPS) : formé de 3 parties :

Le lipide (A) couplé à la glucosamine et à des résidus phosphore qui est amphiphile,

possédant une partie hydrophobe et un hydrophile. Il y a analogie entre les appellations «

endotoxine », « lipide A » et « membrane externe ».

Le polysaccharide central, constitué de 10 sucres.

La chaine latérale O, ou antigène O, chaine courte, sa composition varie selon la souche

bactérienne.

Le LPS joue plusieurs fonctions, telle que l’attachement sur les surfaces, bloque l’entrée de

substances toxiques. Il agit comme une endotoxine (lipide A) qui cause les symptômes des

maladies induites par des Gram négatives. On note également la présence de PORINES

(protéines de passage trimérique) : seules structures de transport des composés hydrophiles,

essentielles à la vie de la bactérie comme les monosacharides, mais aussi à l'action de certains


20

antibiotiques. D'autres protéines servent à la captation d'ions (fer), ou de vitamines (facteurs

de croissance).

D. L’appareil nucléaire

Pendant de nombreuses années, les essais de mise en évidence d’un appareil nucléaire

chez les bactéries se sont révélés infructueux : la présence d’acide ribonucléique en quantité

extrêmement importantes dans le cytoplasme bactérie masque en effet l’acide

désoxyribonucléique et sa coloration par les colorants basophiles. Actuellement, il est

amplement démontré que toutes les bactéries des corps intracellulaires que l’on distingue

parfaitement des structures cytoplasmiques ; ils possèdent les propriétés chimiques que l’on

reconnait aux noyaux des cellules eucaryotes et se divisent en harmonie avec la cellule.

Comme tous les protistes procaryotes, les bactéries possèdent un appareil nucléaire

constitué d'acide desoxyribonucléique (ADN) qui est le support de l'information génétique, il

est composé d’ADN (60%), d’ARN (30%) et de protéines (10%).

En 1941 a l’institut Rockfeller, Avery en entreprenant une série d’expériences

destinées à mieux comprendre les phénomènes décrits par Griffith en 1928 (mélange de deux

pneumocoques S1 et R et leurs effets sur les souris de laboratoire) a découvert les molécules

responsables de cette prodigieuse transformation. Il ne s’agissait pas comme on l’a décrit à

l’époque d’une protéine mais d’un acide nucléique de poids moléculaire assez élevé,

hautement polymérisé, l’acide désoxyribonucléique plus connu sous le nom ADN, très célèbre

dans le domaine de la biologie moléculaire. Cette ADN est donc très doué de propriétés

génétiques fondamentales puisqu’elle est le vecteur des caractères héréditaires de la bactérie.

La génétique associée à la biochimie a réalisé en cette date une véritable révolution

biologique. En 1953 Waston et Crick ont proposés un modèle de structure spatiale « le

fameux modèle à double hélice ».

E. Le Chromosome

Morphologie et structure

La majorité des bactéries possèdent un (01) chromosome unique, circulaire. Vibrio

cholerae en possède deux, un grand de 2,9 millions de bases et un petit de 1 million de bases.

Chez Escherichia coli il est empaqueté et se trouve dans une région qu’on appelle nucléoïde

ou corps nucléaire. Il mesure 1400 μm et 300 Å d’épaisseur. La morphologie des corps

observés est variable selon la phase de croissance et de division de la bactérie.


21

Chez les Cocci on observe une petite masse sphérique ou ovoïde, souvent centrale.

Chez les Bacilles, un Bâtonnets appariés, situés transversalement dans la cellule. Il est

Généralement mononucléaire chez les cocci et plurinucléaires chez les bacilles. Cet aspect est

visible chez les bactéries jeunes en phase exponentielle. L’appareil nucléaire se réplique

plusieurs fois avant que la cellule ne se divise.

Cet ADN est associé à des protéines notamment des topoisomérases qui interviennent

dans le repliement de la molécule d’ADN, par contre on ne trouve pas d’histones comme chez

les eucaryotes. On trouve par contre des polyamines analogues aux histones, tel que la

protéine II riches en Arginine.

Composition

L’ADN ou acide désoxyribonucléique est un polymère de PM élevé, composé d’unités

appelées nucléotides.

Nucléotide = « Groupement phosphoré + Sucre à 5 atomes + une base purique ou

pyrimidique ».

Bases puriques : adénine A, guanine G

Bases pyrimidiques : Cytosine C et Thymine T

Le sucre : désoxyribose

Le groupement phosphoré est : un phosphate diester en 3’ et 5’ du désoxyribose

Réplication Chimique

L’ADN se réplique, c'est-à-dire qu’il se reproduit lui-même. La séquence sur une

chaine détermine automatiquement la séquence sur l’autre chaine.

La réplication est semi-conservative : Chaque chaine parentale reste associée à la

nouvelle chaine pour qui elle sert de matrice.

La réplication est bidirectionnelle : Cairns a été le premier à observer un chromosome

entier d'E.coli en cours de réplication. Il a associé des techniques de marquages isotopiques et

d'autoradiographie suivie d'observation en microscopie électronique. Après avoir cultivé des

bactéries dans un milieu contenant de la thymidine traitée à faible activité spécifique, pendant

un temps dépassant la durée du cycle, il met au point une méthode de lyse de la cellule

permettant de libérer l'ADN directement sur une grille de microscopie électronique, en

minimisant les risques de cassures mécaniques de la molécule.


22

Figure 13 : Réplication semi conservative de l’ADN

Structure

a- Modèle de Watson et Crick

En proposant leur modèle, Watson et Crick ont disposés de trois sortes de données :

cytologique, biochimique, et génétique.

Les données chimiques

L’acide désoxyribonucléique est un polymère de PM élevé, composé d’unités

moléculaire appelées nucléotides. Chaque nucléotide est constitué d’un groupement

phosphoré, d’un ose à cinq atomes de carbone et d’une base de purique et pyrimidique

Les bases puriques sont l’adénine (A) ou la guanine (G) et les bases pyrimidiques sont la

cytosine (C) et la thymine (T).

L’ose est le désoxyribose.

Le groupement phosphoré est un phosphate diester en position 3’ et 5’ du désoxyribose.

Ces nucléotides sont donc de quatre types selon la nature de la base constitutive. Ils

s’unissent donc par des liaisons diester établies entre les fonctions acides de

l’acidephosphorique et les fonctions alcools de l’ose. Ainsi de longues chaines

polynucléotidiques se constituent formant une épine dorsale où alternent régulièrement les

molécules des oses et de phosphates, avec des projections latérales représentées par les bases

organiques fixées aux molécules des oses.

Dans toutes les ADN, il existe autant de molécule de thymine que de molécules

d’adénine et autant de molécule de cytosine que de molécules de guanine [A=T/C=G].

Autrement dit, on n’a A/T=1 et C/G=1. C’est le grand principe de l’équivalence ou de la

complémentarité selon lequel, à une adénine correspond toujours une thymine et à une


23

cytosine vient toujours s’apparier une guanine. En revanche le rapport A+T/C+G, mieux

connu sous le nom de coefficient de Chargaff varie considérablement avec les espèces et reste

constant chez toutes les souches d’une même espèce.

Les données génétiques

La formule de Watson et Crick doit répondre à trois impératifs génétiques qui sont

normalement au nombre de trois :

Au cours de la division cellulaire, cette structure doit se répliquer, autrement dit, se

reproduire identique à elle-même pour que chacune des cellules fille hérite du même potentiel

génétique acquis par la cellule mère.

Elle doit porter « l’information génétique » qui est transcrite au niveau des molécules

protéiques que synthétisera spécifiquement la cellule.

Elle doit aussi permettre d’expliquer les phénomènes de mutation si fréquemment

rencontrés dans les populations microbiennes.

Structure

En une très brillante synthèse de toutes ces donné, Watson et Crick ont proposés la structure

suivante :

Une double hélice enroulée à la manière d’une échelle de corde autour d’un axe imaginaire.

Les deux montants de l’échelle sont constitués par les squelettes désoxyribose-phosphate,

les barreaux de l’échelle, par les paires de bases.

La distance qui sépare les deux chaines latérales est rigoureusement constante afin

d’assurer l’équilibre de l’ensemble et pour éviter des distorsions il faut qu’à chaque base

purique s’apparie une base pyrimidique, ceci est rendu possible grâce à des liaisons

hydrogènes.

La double hélice a largeur de 20 A°. Les nucléotides se succèdent le long des montants tous

les 3.4 A°. Un tour complet de l’hélice est réalisé tous les 34 A°, faisant intervenir un

enchainement de dix nucléotides.

Les deux chaines de la double hélice ont des polarités opposées, par rapport aux liaisons 3’-

5’ des désoxyriboses avec les phosphates.

Ainsi les trois impératifs génétiques paraissent être satisfaits par ce modèle. Cette structure de

l’ADN parait aussi adaptée à l’autoreproduction.


24

Figure 14 : Structure de L’ADN.

F. ARN et ribosomes : les ribosomes des bactéries sont des petites granulations

sphériques de 10 à 30 nm de diamètre qui se dispersent dans tous le cytoplasme excepté les

régions nucléaires. Ils sont le siège de la biosynthèse des protéines. Les particules des

ribosomes sont souvent associées par un mince filament de ARNm, ils sont constitués d'ARN

et de protéines. Les ribosomes bactériens comprennent deux sous-unités (30S, 50S).

Ils sont particulièrement présents à proximité de la membrane cytoplasmique, site de synthèse

de la paroi et des protéines exportées. Ils n'ont pas la structure des ribosomes des eucaryotes

expliquant la spécificité propre au monde bactérien. Des antibiotiques perturbent la synthèse

des protéines à leur niveau (tétracyclines).

Figure 15 : structure du ribosome et effet de tétracyclines


25

G. Granulations et substances de réserves : les bactéries peuvent accumulée des

matériaux organiques et inorganiques constituants généralement des réserves d’énergies.

Lorsque ces substances atteignent des tailles suffisamment grandes, elles forment des

granulations de réserves. D’une façon générale, chaque groupe bactérien synthétise une seule

catégorie de substance. La bactérie peut stocker des réserves sous forme de glycogènes ou

d’amidon.

H. Les mésosomes : Outre que la membrane cytoplasmique qui limite le contenu

cytoplasmique de la bactérie, l’existence de structure membranaire intra-cytoplasmique,

appelées mésosome est le fruit d’observation plus récentes. Ils apparaissent comme des

expansions ou des invaginations de la membrane cytoplasmique, de structure vésiculaire,

tubulaire ou lamellaire. Elles sont visibles chez les bactéries Gram positives et leur

déploiement est plus restreint chez les bactéries Gram négatives. Il participe à la séparation du

matériel nucléaire au cours de la division cellulaire. De plus il intervient dans la formation de

la paroi transversale qui sépare les cellules filles après la division cellulaire.

I. Le plasmide

Ce sont des molécules d’ADN double brin extrachromosomiques, de petite taille (1 kb à 400

kb), 1/100 du chromosome bactérien. Ils portent très peu de gènes, moins de 30 et qui se

répliquent indépendamment du chromosome (autoreproduction), qui peuvent s’intégrer à

celui-ci et qui sont transmissibles. Lederberg en 1952 a proposé d’appeler des Plasmides

(facteurs sexuels F). Mais ce n’est uniquement en 1959 que la communauté scientifique a

compris la véritable nature de ces éléments et son rôle biologique en découvrant chez les

Shigelles une multirésistance aux antibiotiques. Parfois ils s’intègrent dans le chromosome et

on les appelle des épisomes, Ils sont transmissibles aux cours des générations mais pas de

façon équitable comme pour le chromosome. La perte d’un plasmide est dite curage

On classe les plasmides selon leur fonction, propagation et existence.

On distingue ainsi : des plasmides conjugatifs, qui portent le gène responsable de la synthèse

des Pili sexuels, nécessaires à la conjugaison.

Des plasmides R (facteurs de résistances) : ils permettent aux bactéries de résister aux

antibiotiques.

Des plasmides Col qui codent pour des protéines dites bactériocines, telle que la colicine

d’E.coli. Les bactériocines donnent un avantage à la bactérie en tuant des souches très

proches systématiquement parlant d’E.coli.


26

Des plasmides de virulence qui codent pour des toxines responsables des symptômes causés

par des bactéries pathogènes.

Des Plasmides métaboliques qui codent pour des enzymes capables de cataboliser des

molécules complexes, aromatiques qui polluent notre environnement (pesticides) ou bien des

nutriments comme le lactose, citrate de Na, urée. Enfin la fixation de l’azote chez Rhizobium.

Propriétés

a) Résistance aux antibiotiques Plusieurs mécanismes permettent d’expliquer la

résistance aux substances toxiques induites par des gènes plasmidiques. Dans le cas le plus

simple (pénicilline, aminosides, chloramphénicol) l’antibiotique est détruit par une enzyme.

Dans d’autres cas, l’agent toxique ne peut accéder à la cible cellulaire….etc. Généralement,

on estime que la résistance plasmidique intervient dans plus de 90% des cas observés en

clinique, les 10% restant étant dus à la résistance chromosomique. La résistance plasmidique

est aussi observée, de plus en plus fréquemment avec les métaux lourds. Les plasmides

interviennent dans la résistance aux composés mercuriels et aux sels de cadmium et au plomb

chez les Staphylocoques et chez les bacilles à Gram (-).

b) Résistance aux métaux lourds (mercure, sels de cadmium, bismuth, de plomb,

d’antimoine et arsénites.

c) Production de substances à rôle pathogène. L’exemple le plus étudié est rencontré chez

les Escherichia coli, responsables de diarrhées

d) Le pouvoir pathogène dans les 3 cas est contrôlé par une information génétique portée

par un plasmide, codant pour des entérotoxines. Et des facteurs de colonisation permettant

l’attachement des bactéries à la surface de l’intestin (épithélium intestinal).

e) Production de bactériocines

2.2.2 Éléments inconstants :

A. Chromatophores et pigments

Chromatophore des bactéries photosynthétiques ≈ chloroplaste des plantes supérieures.

Ils contiennent des pigments photosynthétiques appelés bactériochlorophylles qui assurent la

conversion de l'énergie lumineuse en énergie chimique. Ils se forment le long de la membrane

plasmique par invagination de celle-ci.

D'autres types de pigments peuvent être rencontrés. Pigments responsables de la couleur des

colonies :

Pyocyanine bleue et pyoverdine bleu-vert chez Pseudomonas aeruginosa

Dérivé pyrolique rouge chez Serratia marcescens


27

Zeaxanthène, pigment jaune chez Staphylococcus aureus (staphylocoque doré),...

Vitamine K2 chez Bacillus subtilis et Bacillus cereus

Caroténoïde protecteur anti-UV chez les corynébactéries.

B. Vacuoles à gaz : le cytoplasme des trois groupes procaryotes photosynthétiques

renferme dans leur cytoplasme des vacuoles à gaz (algues bleu-vert, bactéries pourpres,

bactéries vertes). Elles permettent à ces micro-organismes d’habitat aquatique, de flotter et

d’ascensionner à la surface de l’eau. Elles ont un contour irrégulier.

C. La capsule : Certaines bactéries sont capables, dans certaines circonstances,

d'élaborer une couche gélatino-muqueuse couche plus ou moins compacte entourant la paroi :

la capsule, la formation est largement influencée par les constituants du milieu. Constitué de

polysaccharides acides (sucres sous forme d'acides uroniques tel l'acide galacturonique,

l'acide glucuronique, mais aussi sous forme de sucres phosphorés), ce composant est lié à

certains pouvoirs pathogènes, car il empêche la phagocytose. La capsule de Bacillus anthracis

est constituée d’un polypeptide d’acide D-glutamique, capsule du pneumocoque, composée

d'acides aldobioniques (ose + acide uronique associés par liaison osidique). Les glucides

jouent un rôle important. La nature des constituants capsulaire est fréquemment

polyholisidique et quelques fois polypeptidique. Cependant, elle ne joue pas un rôle vital

comme celui de l’appareil nucléaire ou de la paroi, ou une bactérie non capsulée peut vivre

normalement. Sans être indispensable à la bactérie, les substances capsulaires sont pourtant le

support des propriétés physiopathologiques et immunologiques et joue rôle dans Rôle de

protection vis-à-vis des agents extérieurs : protozoaires, bactériophages, agents

physico¬chimiques (dessiccation)... La capsule constitue donc un agent de survie et de

sélection naturelle des espèces qui la possèdent, ainsi contre des phagocytes : des

pneumocoques encapsulés, injectés par voie intrapéritonéale à la souris, tuent l'animal en 24h.

Les pneumocoques sans capsule en sont incapables (La capsule constitue donc un facteur de

virulence, elle protège les bactéries de la phagocytose). De plus, elle semble exercer un

chimiotactisme négatif vis-à-vis des leucocytes. La capsule a des Propriétés antigéniques, et

spécificité sérologique (les Ag capsulaires sont responsables de la spécificité sérologique (Ag

K). A partir de cette propriété, une classification peut être établie exp : 70 types sérologiques

différents chez Streptococcus pneumoniae).


28

Mise en évidence de la capsule

Etat frais à l’encre de chine : les bactéries apparaissent sur fond sombre avec un

halo clair autour du corps bactérien qui correspond à la capsule.

Microscopie électronique

Techniques immunochimiques : des Ac anti-capsulaires se fixent sur les Ag

capsulaires. Le complexe Ag-Ac précipite et augmente l’épaisseur de la capsule

qui devient visible au microscope. Cette réaction est appelée : Réaction de

gonflement de la capsule de NEUFELD.

Coloration à l’encre de chine Techniques immunochimiques

Figure 16 : mise en évidence de la capsule

D. Les flagelles et la mobilité

Dans le monde des Protistes inférieurs, on rencontre deux types de mouvements. Les algues

bleues et les Myxobactéries, d’une part, se déplacent par glissement sur un support solide. Les

Eubactéries et les spirochètes, d’autre part se meuvent grâce à des organes locomoteurs

spécialisés dites chez les premiers flagelles et chez le second filament axial finement enroulé

autour de la cellule et fixé à ces deux extrémités. Les flagelles sont les organes de locomotion

des bactéries, leur nombre varie de 1 à 30 selon les espèces et de longueur entre 6 à 20 µm et

de 25 nm de diamètre, de nature protéique (flagelline), sont des filaments longs et très fins

servant au déplacement de plusieurs sortes de bactéries. Le nombre et la position des flagelles

constituent un critère de classification des bactéries à flagelles.

Lorsqu'il y en a plusieurs, ils peuvent être :

Fixés sur toute la surface de la bactérie : ciliature péritriche.

Rassemblés à un ou deux pôles : ciliature polaire.

Lorsqu’il y a un seul on l’appelle monotriche

Il existe différents modes d’insertion des flagelles, selon le nombre et la position de ceux-ci :


29

Figure 17 : différents types des flagelles

Fonctions du flagelle

La locomotion

Mises en évidence sur des milieux semi-gélosés (diffusion dans la gélose) ou sur milieu

solide (envahissement de la surface de la boîte. Ex : Proteus).

Rôle antigénique : Les antigènes flagellaires (Ag H) déterminent différents

sérotypes (exemple : sérotypage des Salmonella). En présence de l’anticorps

correspondant à leur Ag H, les bactéries agglutinent et les bactéries s’immobilisent. La

spécificité antigénique repose sur le nombre et la séquence des acides aminés de la

flagelline.

Fixation des bactériophages : Les flagelles sont le lieu de fixation de certains

bactériophages.

Le chimiotactisme : Le mouvement du flagelle qui engendre le déplacement de la

bactérie dans une direction donnée est produit par la rotation du crochet dans un

sens ou dans l'autre. La bactérie est capable de choisir le sens de rotation puisqu'elle

est apable de se diriger vers certaines substances (sucres, acides aminés) ou d'en éviter

d'autres (acides, bases), notion de chimiotactisme (réalisé grâce à des récepteurs

chimiques plus ou moins spécifiques).

E. Les Pili (ou Fimbriae)

L’existence d’appendices filiformes différents des flagelles a été révélée par le microscope

électronique. Ils sont fréquentés chez les bacilles Gram négatifs, rares cher les formes Gram

positives. On leur a donné le nom de pili (fimbriae). Les fimbriae : mot latin, signifie

filament ». C’est un appendice court (de l’ordre de 1μm), creux, rigide, composé de protéines


30

disposées en hélice. Il est largement retrouvé en grand nombre autour du corps bactérien

(1000). On en distingue deux catégories, de morphologie et de fonction distincte : les pili

commun et pili sexuels.

A ce jour on distingue 4 types de Pili (I, II III et IV).

Il est plus juste de nommer les types I, III, IV des fimbriae (pili commun) et le type II un

Pili sexuel.

Les pili sexuels ou de type II : Ils sont plus longs et plus épais que les fimbriae (10 μm, 9 nm

respectivement) et moins nombreux (1 à 4 par cellule). Ils ont un rôle dans l’attachement des

bactéries entre elles (conjugaison : un des 3 modes de transfert de matériel génétique d’une

bactérie à une autre). Les pilis sexuels de la bactérie donatrice vont permettre de reconnaître

une bactérie réceptrice (de l’amarrer) et entraîner la création d’un pont cytoplasmique entre

les 2 bactéries, permettant ainsi le passage d’une molécule de plasmide. D'autre part, ces pili

sexuels peuvent permettre la fixation de certains bactériophages qui injectent alors leur

matériel génétique par le canal du pilus.

Les fimbriae de type I, III, jouent un rôle dans l’adhésion des bactéries aux différents

supports vivant ou non. Ils favorisent la formation de biofilm.

Les fimbriae de type IV, retrouvés par exemple chez Pseudomonas aeruginosa, en plus de

l’attachement, ils sont impliqués dans un autre mode de mobilité, dite saccadée. On les

retrouve au niveau des pôles des cellules bactériennes. Les fimbriae IV se contractent et se

rétractent comme un ressort, pour permettre la mobilité de la bactérie.

Figure 18 : pili commun et pili sexuel d’une bactérie

F. Les endospores

Certaines bactéries ont le pouvoir de se transformer en petites unités ovales ou sphériques

douées d’une résistance extraordinairement élevée, lorsque le milieu s’épuise en éléments


31

nutritives. On les appelle spores ou endospores puisque leur formation est intracellulaire.

L’une des propriétés les plus remarquables des spores et leur thermo-résistance. Ce sont des

structures de résistance formées par certaines bactéries lorsque les conditions deviennent

défavorables. Elle permet aux bactéries sporulantes de survivre dans des conditions difficiles

et extrêmes de l’environnement.

Les endospores caractérisent trois principaux genres des bactéries : Bacillus, Clostridium et

Sporosarcina qui sont tous Gram positifs surtout au cours de la phase exponentielle de leur

croissance et ont ensuite tendance à se décolorer en Gram négatifs. La plus sont mobile par

cils péritriches.

Leur position dans la cellule est variable : centrale, terminale, subterminale. Elles servent

également dans l’identifiction bactérienne. La recherche de tous ces caractères se fait dans un

but taxonomique.

Figure 19 : différents types des spores.

Mise en évidence : Les spores sont visibles à la coloration de Gram où elles

apparaissent comme des espaces vides à l’intérieur des bactéries : seul le contour de la spore

apparaît coloré. A l’état frais, elles apparaissent comme de petites masses réfringentes au sein

de la bactérie, ou libres dans le milieu. Il existe des colorations spéciales basées sur le

caractère acido-alcoolo-résistant des spores. Exemple : coloration au vert de malachite =

coloration de Benito-Trujillo. Après une contre coloration par la fushine, les spores

apparaissent vertes dans la bactérie rose.


32

Figure 20 : aspect des spores après différentes colorations

Les stades de sporulation :

Des conditions défavorables de croissance entraînent la sporulation ou l’absence de

germination de la spore. Il représente le passage de la forme végétative à la forme sporulée.

La sporulation dure environ 10.5 heures, chez Bacillus megaterium

Elle est provoquée par l’épuisement du milieu en substrat nutritif et elle peut nécessiter des

conditions particulières : absence d’oxygène pour les Clostridium, présence d’oxygène au

contraire pour B. anthracis. Le processus de sporulation débute à la fin de la phase

exponentielle et se déroule en 6 étapes :

Etape 1 : la sporulation débute par l’arrêt de la synthèse d’ADN, l’ARN et des protéines. Le

premier changement consiste en la transformation du nucléotide en un filament chromatique

axial qui s’étend sur toute la cellule.

Etape 2 : le filament nucléaire se condense à une extrémité et se brise. On remarque une

autonomisation du futur noyau de la spore et division cellulaire asymétrique favorisée par un

septum transversal subpolaire qui partage la cellule en deux parties inégales : le sporange et la

future spore.

Etape 3 : la synthèse du septum se poursuit et elle aboutit à la formation d’une zone lisse,

transparente, entièrement autonome, comprenant un noyau, un cytoplasme et une double

membrane, l’une cytoplasmique, l’autre préfigurant la future paroi de la spore : c’est la

préspore.

Stade 4 : entre les deux membranes limitant la préspore se forme la paroi sporale puis

apparaît rapidement le cortex.


33

Stades 5 and 6 : apparition des tuniques et après maturation la cellule végétative se lyse et

libère la spore.

Figure 21 : Etapes de l’endosporulation

La germination : lorsque la spore est placée dans des conditions favorables de croissance,

elle subit une sérié de transformation progressive et devient finalement une nouvelle cellule

végétative. Ce processus appeler germination comprend trois stades :

Activation : correspondant à une lésion des enveloppes sporales par des agents physiques

(choc thermique) ou chimiques (acides, lysozyme) ou mécaniques (abrasion, choc). Remarque

: l’activation thermique est mise à profit au cours de la tyndallisation qui consiste à chauffer 3

fois le produit à stériliser : 30 min à 60°C (destruction des formes végétatives et induction de

la germination d’éventuelles spores), le deuxième chauffage à 60°C et pendant 30 minutes,

tue les spores issues de la germination et induit la germination des spores résiduelles. Le

troisième chauffage dans les mêmes conditions, détruit les dernières formes végétatives.

Intonation : débute en présence de conditions favorables d’hydratation et de métabolites

effecteurs (alanine, magnésium, adénosine) qui pénètrent à travers les enveloppes

endommagées. Des enzymes hydrolytiques dégradent les constituants de la spore ; il y a


34

libération du dipicholinate de calcium. Le cortex ainsi détruit, la spore s ‘imbibe d’eau et

gonfle.

Excroissance : L’émergence de la nouvelle cellule végétative, grâce à l’altération des

enveloppes et reprise de l’activité de biosynthèse (protéines, ADN).

Propriétés des spores

La spore possède de nouvelles propriétés par rapport à la cellule végétative :

Dans la nature (conditions naturelles) la spore permet de résister aux manques d’eau et de

nutriments.

Expérimentalement on a démontré les propriétés suivantes :

La thermo résistance : La spore résiste en général à des températures de 70-80°C

pendant 10 minutes, parfois plus.

Résistance aux agents physiques et chimiques : La spore résiste aux rayons

Ultraviolets, aux rayons gamma (Calcium, et SASP). Aux antiseptiques, désinfectants,

antibiotiques (la tunique).

Synthèse d’antibiotiques : Certaines bactéries synthétisent des antibiotiques au début

de la phase de sporulation. Exemple : Bacillus licheniformis synthétise ainsi la

Bacitracine ; Bacillus polymyxa le polymyxine. Mais aussi des toxines (entérotoxine

de Clostridium perfringens) ou des substances à activité biopesticide (toxines qui tue

des insectes).

La figure suivante englobe tous les constituants de la cellule bactérienne (éléments

constants et inconstants) :


35

Figure 22 : différents constituants de la cellule bactérienne (Gram positive et Gram négative)

3 Principes de la taxonomie chez les bactéries :

3.1 Introduction

La taxonomie est la science des lois de la classification. C’est au 18ième siècle que

Linné a proposé pour la première fois les principes d’une classification dite Naturelle pour les


36

organismes du monde animal et végétal. Puis au 19ème Ernest Haeckel classa selon les

principes de Linné en troisième règne les protistes. Ses principes veulent que tout individu

doive appartenir à une espèce, toute espèce à un genre…..etc. et c’est l’espèce qui détermine

la base de la construction.

La science des règles de la classification s’appelle taxonomie ou taxinomie (du grec

"taxis" = arrangement). La taxinomie permet de nommer les organismes vivants (la

nomenclature) et de les classer en unités (taxons), au sein desquels, ils partagent un grand

nombre de caractéristiques communes.

En microbiologie, cela nous permet d’identifier (l’identification) les micro-

organismes pour mieux les utiliser ou les exploiter (ceux qui sont bénéfiques) ou bien pour

mieux s’en protéger et de les contrôler (ceux qui sont pathogènes).

3.2 Classification naturelle

Arrange les organismes en groupes dont les membres ont en commun de nombreuses

caractéristiques. Reflète autant que possible la nature biologique des organismes.

Deux méthodes principales de construction :

3.2.1 Caractères phénétiques

Depuis la classification proposée par Cohn en 1872 et jusqu'au début des années

soixante, toute la taxonomie bactérienne reposait sur une classification phénétique.

La classification phénétique (ou phénotypique) utilise un nombre de caractères

considérés comme importants, ce sont les caractères anatomiques et physiologiques à savoir :

Aspect morphologique : forme, dimension, présence ou non de capsule, flagelle….

Aspect structural : présence mucopeptide, de paroi…..

Aspect tinctoriaux : toutes les types de coloration (Gram, simple…)

Type trophique : aérobie, phototrophe….etc.

Métabolismes : glucidique, protidique….

3.2.2 Caractères génétiques

L’information génétique de la bactérie est portée par des génophores nucléaires et

plasmidiques que nous désignons sous le nom de génome. Ces dernières années la

classification des bactéries est basée sur la structure de l’ADN qui s’exprime par le coefficient

de Chargaff qui représente le pourcentage de Guanine et Cytosine en mole dans la molécule

d’ADN.


37

Les critères sont recherchés :

La taille du génome.

La composition des bases d’ADN sous la forme de pourcentage de G+C (GC%).

Le taux d’hybridation ADN/ADN.

La séquence de l’ADN qui code pour l’ARN ribosomal 16 S.

a. La taille du génome

Selon les espèces la taille du génome est variable.

b. Composition en base d’ADN (Coefficient de Chargaff) :

Quel que soit l’espèce d’origine, l’ADN contient toujours autant de purine que de pyrimidine

soit :

(A + G) = (C + T) ou (A+G) / (C+T) = 1

De plus, il y a autant de thymine que d’adénine A/T = 1, autant de guanine que de cytosine

G/C = 1

Par contre, le rapport (A+T)/(C+G) varie beaucoup : il est caractéristique de l’espèce.

Ce coefficient est appelé coefficient de Chargaff. Il peut être calculer suite à un séquençage

par la formule suivante ((G+C)/(A+T+G+C)) X 100.

-2 bactéries appartenant à la même espèce auront des GC% identiques.

- 2 bactéries dont les GC% diffèrent de plus de 5% appartiennent à des espèces différentes.

- 2 bactéries ayant des GC% identiques n'appartiennent pas forcément à la même espèce (les

séquences de bases peuvent être très différentes).

3.3 Classification des bactéries

La classification est la méthode qui permet de classer des objets ou des organismes en

groupes apparentés sur la base de critères divers. Les bactéries sont classées et identifiées

pour distinguer un organisme d’un autre et de regrouper des organismes similaires selon des

critères d'intérêt pour des microbiologistes ou d'autres scientifiques. Le niveau le plus

important de ce type de la classification est le niveau de l'espèce. Les unités fondamentales de

la classification des bactéries sont l’espèce et le genre. Nous utiliserons aussi les noms de

souche pour désigner une culture pure obtenue par isolement d’une seule et même cellule ou

d’une colonie. Les espèces typiques sont des espèces bactériennes qui ont des caractères

phénétiques et génétiques bien déterminé (collection).


38

3.3.1 Classification artificielle :

Elle est basée sur une clé qui regroupe un ensemble de bactéries partagent une même

propriété phénétique (physiologique ou métabolique) aisément reconnaissable par présence

(+) ou absence (-). Cela peut être : la production d’un pigment particulier, une activité

enzymatique spécifique… Ce type de taxonomie a un grand intérêt pratique, mais il peut

réunir des bactéries par ailleurs très hétérogènes et même génétiquement non apparentées. Le

nom du micro-organisme est obtenu par choix successifs dans une base de données en

fonction des caractères testés, généralement dans un ordre hiérarchique.

Classification de Bergy

Cette classification est la plus acceptée par tous les microbiologistes. Dans ces

premières éditions, en 1936, le « Bergy’s manuel of systématic bactériology », qui a pour

objectif initial le regroupement des espèces bactérienne connues de manière facilité

l’identification d’organismes inconnus. Dans sa dernière version (1984), le mode de

classification retenu est phénétiques et basé sur la détermination des caractères simples tel que

: coloration de Gram, réaction avec l’Oxygène, mobilité, sporulation, source d’énergie et de

nutriments. La dernière classification de Bergy classe las bactéries dans la Classe des

Schizomycètes qui se divise en dix ordres puis en familles en tribus en genres et enfin en

espèces (10 O.F.T.G.sp).

La classification s’effectue selon :

Leur morphologie macroscopique (taille, forme, couleur... des colonies sur milieux

de culture gélosés)

Leur morphologie microscopique (bactérie de type coque, bacille, vibrion ; isolés,

par deux, en chaînettes...)

Leur mobilité (mobilité ou immobilité à une température donnée)

La présence de spores (à l'état frais ou après coloration)

Résultat de la coloration de Gram (coloration de Gram positive ou négative)

La température de croissance (4° C, 20° C, 30° C, 37° C...)

Type respiratoire (aérobie, anaérobie strict, aéro-anaérobie facultatif,

microaérophile..).

Besoins nutritionnels (nécessité de substances particulière pour le développement).


39

La capacité à utiliser certaines sources de carbone ou d’azote (on parlera de

biotypes ou biovars).

3.4 Nomenclature :

La nomenclature est l’ensemble des règles qui président à l’attribution d’un nom à

chaque taxon. Elle désigne, selon des règles par convention, l’espèce par le système de Linné,

qui fut la première nomenclature méthodique à être proposée. Ce système a été publié au

18ème siècle dans le domaine de la botanique, il a été appliqué par la suite à la désignation de

l’ensemble des espèces biologique dont les microorganismes. C’est un système binominal qui

désigne donc l’espèce par deux noms latin : en premier le nom de genre dont seule la première

lettre est écrite en majuscule, suivi par l’espèce, le tous souligné ou écrit en caractère italique.

Exemples:

Rangs taxonomique (Taxons) Escherichia coli Staphyloccoccus aureus

Règne Bacteria Bacteria

Division (Embranchement) Proteobacteria Firmicutes

Classe Gamma Proteobacteria Bacilli

Ordre Enterobacteriale bacillales

Famille Enterobacteriaceae staphyloccoccaceae

Genre Escherichia Staphyloccocus

Espèce coli auresu

Nom binomial Escherichia coli Staphyloccoccus aureus

3.5 Les différentes formes des bactéries

3.5.1 Formes des cellules bactériennes : les bactéries sont des organismes unicellulaires de

formes variées.

- bactéries de forme arrondies ou cocci, isolées, en chaînette, en amas (nombre variable de

cellules) : Staphylocoques, Streptocoques …

- bactéries de forme allongée ou bacille, isolés, en chaînette ou amas, de longueur et diamètre

variables : E.coli, Salmonella, Bacillus etc…

- bactéries de forme spiralée, spirilles, spirochètes, comme Treponema.

- un groupe particulier de bactéries de forme filamenteuse se rapprochant des moisissures : les

Actinomycètes.


40

3.5.2 Taille :

Les bactéries les plus petites ont une taille d’environ 0,2 μm (Chlamydia) et les plus longues

certains Spirochètes peuvent atteindre 250 μm de long. En moyenne la taille se situe entre 1 et

10 μm.

3.5.3 Associations cellulaires :

Une espèce bactérienne peut apparaître sous forme de cellules isolées séparées ou en

groupements caractéristiques variables selon les espèces : association par paires, en amas

réguliers, en chaînette, par quatre (tétrades).


41

Figure 23 : différentes formes et associations des bactéries


42

Figure 13 : quelques exemples des bactéries

4 Nutrition Bactérienne

4.1 Introduction : Selon les conditions environnementales, une bactérie existe sous deux

états principaux : (i) l'état végétatif durant lequel sont assurées des biosynthèses équilibrées

permettant une croissance plus ou moins rapide et (ii) l'état de repos caractérisé par un

minimum d'échange avec le milieu extérieur et par une survie sans multiplication. La bactérie

croit et se divise en quelque vingt minutes pour donner naissance à deux bactéries filles qui

hériteront de la cellule mère, le même potentiel d’activité, pour assurer sa croissance ou sa

survie, une bactérie doit trouver dans son environnement de quoi satisfaire ses besoins

nutritifs : substances énergétiques permettant à la cellule de réaliser la synthèse de ses

constituants et substances élémentaires ou matériaux constitutifs de la cellule les mêmes

structures complexes. On classe les besoins nutritifs en 3 grande catégorie : -Besoin

constitutif élémentaires. -Besoins énergiques, - Besoin constitutif spécifique.

4.2 L’eau

L'eau représente 70% à 80% du poids cellulaire total. Elle solubilise les nutriments, en

assurant leur transport et en assurant les réactions d'hydrolyse, ainsi c’est le solvant de la vie,

où se déroulent toutes les réactions métaboliques (catabolisme plus anabolisme).

Un paramètre appelé « activity of water », aw, ou activité de l'eau) quantifie la disponibilité

de l'eau libre, non associée aux nutriments. Elle varie de 0 à 1. On note que dans un nutriment,


43

une partie de l'eau est plus ou moins liée aux composants (sels, protéines) et elle n'est pas

disponible pour les micro-organismes qui ont besoin d'eau libre pour se développer. Certains

germes ne se développent que pour une valeur de l'Aw supérieure à 0,97. C'est le cas

des Acinetobacter spp. (Aw > 0,99) ou de Clostridium botulinum (Aw > 0,97).

Les Salmonella spp. ou Escherichia coli commencent à se multiplier pour une valeur de l'Aw

supérieure à 0,95. Staphylococcus aureus se multiplie à partir de 0,85 mais la production

éventuelle de toxines n'est possible que pour des valeurs supérieures à

0,97. Listeria monocytogenes peut supporter une valeur de l'Aw de 0,83 et les bactéries

halophiles une valeur de 0,75.

NB : Les endospores peuvent survivre dans un environnement dépourvu d'eau libre.

4.3 Besoin constitutif élémentaire

Ces éléments se divise en deux : (i) des macroéléments et qui représentent 95% du poids sec

bactérien et qui regroupent des éléments majeurs (g/l) qui sont nécessaire en quantité plutôt

élevé et qui correspond au 6 élément : C, H, O, N, S, P ; Corresponde aux éléments qui rentre

dans la constitution des lipides, acides nucléiques, glucides et protéines, et Elément mineurs

(mg/l) : K, Ca, Mg et Fe ; apparaissent sous la forme de cation dans l’équilibre physico-

chimique de la cellules Catalyse souvent activités enzymatiques. (ii) Micro éléments (g/l) :

petites quantités, correspondes aux oligoéléments : Manganèse (Mn) Zinc (Zn), Cobalt (Co),

Molybdate (Mo), Nickel (Ni), Cuivre (Cu), (Rôle catalyse enzymatiques.

4.3.1 Source de carbone

Le carbone est un élément très abondant dans la cellule bactérienne et il doit être fournit en

grande quantité. Selon la source de carbone on va trouver : des bactéries capables de se

développer sur un milieu inorganique contenant du CO2 comme seul source de carbone

(bactérie autotrophe) les autres, exigeant au contraire des composés organiques pour se

développer et se reproduire sont habituellement nommés bactéries hétérotrophes.

- Carbone minérale (CO2) : provient de la respiration, d’éruption volcanique ; utilisent

ensuit comme source H2O et O2 : Bactérie autotrophe, exp :Anabaena

- Carbone organique : dans macromolécules tels les glucides, (Macromolécules source

d’hydrogène et d’oxygène), très riche en enzyme, ces bactéries savent faire la glycolyse,

enzyme très important pour dégrader matière organique : Bactérie hétérotrophe, exp :

Pseudomonas, Rhizobium leguminosarum.

Remarque : certaines bactéries peuvent être parfois hétérotrophe, parfois autotrophe (appeler

autotrophe facultatif), car peuvent vivre dans différent milieux. (exp : les cyanobactéries


44

doivent couler en hiver pour survivre et se met au fond de l’eau et devenir Hétérotrophe, en

été remonte et redevienne autotrophe).

4.3.2 Source d’azote

Pour synthétiser leurs protéines qui représentent environ 10% de leur poids sec, les bactéries

ont toujours besoin de substances azotées. Rare sont les bactéries qui peuvent fixer l’azote

sous sa forme moléculaire (azote atmospherique) : cas des Rhizobium qui vivent en symbiose

avec les légumineuses, les Azobacter et certains Clostridium. Au contraire d’autres

Nitrosomonas et sels d’ammonium. Mais cette source d’azote peut être enfin organique,

comme les groupements aminés qui peuvent être incorporé par transamination.

-Pour la majorité des bactéries la source d'azote est constituée par d'autres composés

inorganiques (ammoniac, sels d'ammonium, nitrites, nitrates) ou par des sources organiques

(groupements amines des composés organiques).

NO2- : chez Nitrobacter

NO3- : chez de nombreuses espèces

Ammoniaque ou sel d'ammonium en solution

Azote organique (acides aminés) : incorporation de NH3 après désamination ou du

radical NH2 après transamination.

La nitrification = correspond à la transformation des ions ammonium (NH4+) en ions

nitrate (NO3 -), comprend 2 étapes réaliser par des bactéries : nitrosation et nitratation

4.3.3 Soufre et Phosphore

Le soufre nécessaire principalement pour la synthèse de certaine acide aminé, Par exemple la

méthionine, la cystéine. Les bactéries utilisent surtout le soufre sous la forme de sulfate (SO4

2- ). Quelque rare bactérie prélèvement le soufre dans des molécules organiques, ce souvent

des bactéries qui sent servent pour faire des co-enzymes. Le phosphore se trouve dans des

protéines dans les phospholipides, surtout prélevé dans l’environnement sous la forme de

phosphate.

Si bactérie se trouve dans environnement sans phosphate prend du phosphore dans molécules

organique, toujours de la même façon grâce à l’enzyme phosphatase alcaline

4.3.4 Autres éléments minéraux

Un grand nombre d’éléments chimiques jouent un rôle dans l’équilibre physico-chimique de

la cellule, ce sont : le sodium, le potassium, le magnésium et le chlore. D’autre font partie

constituante d’enzyme ou de coenzyme : le fer des cytochromes, le magnésium de la

chlorophylle. On peut aussi citer d’autre élément comme le calcium, le cobalt, le cuivre, le


45

Manganèse, le Molybdène et le Vanadium qui jouent un rôle de cofacteurs ou d’activateurs

enzymatiques. Ils sont généralement appelés Oligoéléments car ils sont généralement

indispensables en quantités infimes ou de traces.

4.4 Besoins énergétiques

Plein de réaction chimique qui ont besoin d’énergie qui provienne soit de l’air lumineuse

(bactérie phototrophes) soit de la chimie (bactérie chimiotrophe), apparaissent 4 sous-

catégories :

4.4.1 Bactérie phototrophe : utilise la lumière comme source d’énergie et on trouve :

a. Photolithotrophe = photoautotrophe : la source d'électrons est minérale, exp : les

Thiorhodaceae (bactéries pourpres sulfureuses) ou les Chlorobacteriaceae (les bactéries

vertes).

b. Photohétérotrophe = photoorganotrophe Souque de carbone molécule, exp : les

bactéries pourpres non sulfureuses Athiorhodaceae

4.4.2 Bactérie chimiotrophe : puisent leurs énergies des réactions chimiques

d’oxydoréduction, on trouve :

a. Chimioautotrophe = chimiolithotrophe : les composés (donneurs d’électrons) sont

inorganiques comme H2S, H2, Fe2+ ou NH3 ..., exp : les bactéries des sources chaudes,

Comme deuxième exemple, on peut citer les bactéries méthanogènes (Archeae) qui

synthétisent le méthane (CH4) à partir de CO2.

b. Chimioorganotrophe = Chimioheterotrophe : Les plus abondantes, Source organique,

souvent des bacilles GRAM– (Eschenchia coli) Gram + (Bacillus).

4.5 Besoin spécifiques (Facteurs de croissance)

En présence d'eau, d'une source d'énergie, d'une source de carbone, d'une source azote et

d'éléments minéraux, de nombreuses bactéries sont capables de croître et elles sont qualifiées

de prototrophes. Les bactéries auxotrophes nécessitent, en plus, un ou plusieurs facteurs de

croissance qu'elles sont incapables de synthétiser.

Un facteur de croissance ne doit pas être confondu avec un métabolite essentiel. Les facteurs

de croissance et les métabolites essentiels sont des composés organiques strictement

nécessaires à la nutrition. Toutefois, un métabolite essentiel peut être synthétisé par une

bactérie alors qu'un facteur de croissance doit être présent dans l'environnement car la bactérie

est incapable de le synthétiser.


46

Exemple : prenant le cas d’Escherichia coli et Proteus vulgaris, les deux ont besoin de La

nicotinamide, mais Escherichia coli est capable le synthétisé donc est un élément essentiel,

alors Proteus vulgaris est incapable de le synthétisé donc c’est un facteur de croissance.

Les facteurs de croissance englobent trois catégories de substances : les acides aminés, les

bases puriques et pyrimidiques et les vitamines.

Le premier de leurs caractères communs est leur action à des concentrations infimes ;

elle est de l’ordre de 1 à 24 μg par litre pour les vitamines, de 10 mg par litre pour les

bases puriques et de 25 mg par litre pour les acides aminés. Il est impératif de signaler

que la croissance d’un microorganisme est relativement proportionnelle à la

concentration en facteur de croissance.

Le second de leurs caractères est leur étroite spécificité : On devine que les acides

aminés sont des facteurs de croissance car ils sont indispensables à la synthèse des

protéines ; les bases puriques et pyrimidiques font partie des acides nucléiques et sont

ainsi nécessaire à leur élaboration. Les vitamines sont soit des coenzymes soit des

précurseurs de coenzymes et leur absence prive les bactéries des fonctions

correspondantes.

4.5.1 Syntrophie

Les métabolites essentiels peuvent être retrouvés dans le milieu extracellulaire, soit parce que

ces facteurs sont excrétés par les bactéries, soit à cause de la lyse d'une certaine proportion de

cellules. Ce phénomène explique que, des bactéries ayant des exigences nutritives

différentes puissent cultiver quand elles sont ensemencées ensemble dans un milieu sans

facteur de croissance. Exemple : si on ensemence une gélose trypticase soja avec un mélange

de Haemophilus parainfluenzae et Staphylococcus aureus, on remarque que les colonies de H.

parainfluenzae ont cultivé à proximité de celles de S.aureus (S. aureus produit du NAD+), le

NAD+ est un éléments essentiels pour S.aureus et un facteur de croissance pour H.

parainfluenzae, qui est assure par la bactérie précédente. Ce phénomène est

appelé satellitisme, il peut être utilisé dans un but diagnostique ou pour faciliter la croissance

de bactéries très exigeantes.

Le tableau suivant résume les différents types de trophique :


47

Type des besoins Nature des besoins Type trophique

Source d’énergie

Rayonnement

Lumineux

Phototrophe

Oxydations de

compose organiques

ou inorganiques

Chimiotrophe

Donneur d’électrons

Minéral

Lithotrophe

Organique

Organotrophe

Source de carbone

Compose minaral

Autotrophe

Compose organique

Hétérotrophe

Facteurs

de croissance

Aucun besoin

Prototrophe

Nécessaires

Auxotrophe

4.6 Facteurs environnementaux, physico-chimiques

Les facteurs environnementaux, comme la température, le pH, la salinité, l’osmolarité et

l’oxygène influencent et contrôlent la croissance bactérienne. Chaque bactérie possède des

valeurs optimales pour chaque facteur et par conséquent, selon les valeurs optimales, on

définit différentes catégories de bactéries.

4.6.1 La température

Elle influence profondément la multiplication et le métabolisme bactérien (action sur la

vitesse des réactions biochimiques). Selon la température optimale de développement, on

distingue généralement trois catégories de microorganismes :

Les psychrophiles dont la température optimale de croissance est située aux environs

de 0°C.

Les germes mésophiles qui préfèrent une température (moyenne) comprise entre 20 et

40°C.

Les thermophiles qui se multiplient préférentiellement entre 45et 65°C.

Cette classification n’a pas de limites strictes, il peut exister des chevauchements entre les

trois groupes. Ainsi certains mésophiles peuvent être des thermophiles et inversement. On


48

peut aussi décrire les psychrotrophes qui cultivent habituellement à des températures de

réfrigération mais qui préfèrent des températures de 10 à 20 ou même 30°C. Les

thermoptrophes qui se développent visiblement à 50°C mais plus nettement aux

températures moyennes de 30°C. Cependant, il est impératif de signaler que la majorité des

microorganismes sont mésophiles.

Les hyperthermophiles : ont une température optimale de croissance entre 70 °C et 110°C.

Figure 25 : Taux de croissance en fonction de la température.

4.6.2 Le pH

A l’opposé des moisissures et des levures qui préfèrent pour leur développement un pH acide

(3 à 6), La majorité des bactéries se multiplient préférentiellement à des pH voisins de la neutralité

(6,5 à 7,5), mais elles sont capables de croître dans une large gamme de pH. Par

exemple, Escherichia coli peut se multiplier pour des pH compris entre 4,4 et 9,0. Certaines

bactéries qualifiées de acidophiles préfèrent un pH acide. C'est le cas des lactobacilles dont le

pH optimal est de 6. Thermoplasma acidophilum dont le pH optimal est compris entre 0,8 et 3

et Thiobacillus thiooxidans dont le pH optimal de croissance est de 2. Inversement, les

bactéries basophiles (ou alcalophiles) préfèrent des pH alcalins. Ainsi, le pH optimal est de 9

pour la multiplication de Vibrio cholerae.

Au cours des cultures, le métabolisme bactérien engendre des composés acides ou basiques

qui seraient susceptibles d'entraver la multiplication bactérienne. Pour éviter ces variations de

pH, les milieux de culture sont tamponnés, le plus souvent en utilisant des tampons

phosphates. Les tampons les plus utilisée sont k2HPO4 et KH2PO4.


49

4.6.3 Les exigences gazeuses

C’est surtout vis-à-vis de l’oxygène que les exigences gazeuses des bactéries sont précises ;

selon ces exigences gazeuses on distingue : certains sont, d’autres sont anaérobies strictes (ne

peuvent se multiplier qu’en l’absence d’oxygène libre). Les anaérobies facultatifs appeler

aussi aéro-anaérobies peuvent croitre en absence ou en présence d’oxygène, mais leurs

croissances sont maximales en présence de ce dernier (Production d’ATP élevée). En absence

d’oxygène, elle utilise la fermentation ou la respiration anaérobie pour produire de l’énergie.

C’est le cas d’E. coli.

Les aérobies stricts exigent l’oxygène libre pour leur développement

Les anaérobies stricts : n’ont aucune enzyme capable de neutraliser les formes

toxiques de l’oxygène. Leur croissance doit se faire dans une atmosphère dépourvue

d’oxygène. C’est le cas de Clostridium.

Les anaérobies aérotolérants : n’utilisent pas l’oxygène pour leur croissance mais ce

gaz n’a aucun effet sur elles. C’est le cas des Lactobacilles.

Les microaérophiles : qui ont besoin d’oxygène, mais à une proportion inférieure à

celle de l’air.

Les aérophiles capables de se développer à la surface des milieux liquide en formant

un voile.

4.6.4 La pression osmotique

Les bactéries, à l'exception des Mycoplasmatales, sont peu sensibles aux variations de

pression osmotique car elles sont protégées par leur paroi. Toutefois, certaines espèces

marines sont adaptées à des milieux contenant environ 35 g de NaCl par litre. Lorsque cette

concentration est la même dans le milieu et à l’intérieur de la cellule bactérienne, on parle du

milieu isotonique. Lorsqu’elle inférieur ou supérieur on dit que le milieu est hypertonique

dans le premier et hypotonique dans le second cas. Selon leur sensibilité à la pression

osmotique, on distingue trois groupes de bactéries.

Les bactéries non-halophiles : NaCl est inférieure à 0,2 M.

Les espèces halophiles : NaCl supérieure à 0,2 M pour les moins halophiles à 5,2 M

pour les plus halophiles.

Les espèces halotolérantes : Ils tolèrent 7.5 à 15% de NaCl.

Les osmophiles : se multiplient en présence de grandes concentrations de sucre.


50

5 Croissance Bactérienne

5.1 Introduction

La croissance est un phénomène de grand intérêt biologique dont l’importance écologique et

pratique est considérable. Chez les organismes pluricellulaires, la croissance se manifeste par

l'augmentation de taille ou de masse. Chez les microorganismes unicellulaires, elle se

manifeste par l'augmentation du nombre (multiplication suite à des divisions binaires).

Lorsqu'une cellule bactérienne est placée dans un milieu de culture convenable, elle va assurer

ses biosynthèses, augmente de taille puis se divise, par fission binaire, en deux cellules filles

séparées par un septum de division formé par la paroi cellulaire

Figure 26 : La division par scissiparité

5.2 Mesure de la croissance

Plusieurs techniques sont utilisées pour analyser, suivre et mesurer la croissance. Chacune a

des avantages et des inconvénients. On distingue les méthodes directes et les méthodes

indirectes fondées sur la masure d’un paramètre lié à l’activité métabolique. Certaines

distinguent les cellules vivantes des cellules mortes et d’autres, en sont incapables.


51

5.2.1 Mesure du nombre (dénombrement)

5.2.1.1 Lecture au microscope

Cette technique permet le dénombrement de la totalité des bactéries. Elle se fait au

microscope en utilisant des compartiments volumétriques (exp: cellule de Thomas).

Récemment, la numération a été automatisée ; elle se fait par des compteurs automatiques de

particules. L'inconvénient majeur de cette méthode est qu'elle ne distingue pas entre les

bactéries viables et mortes. Elle n'est donc fiable que dans les conditions où la plupart des

bactéries sont vivantes.

Figure 27 : méthode de comptage au microscope

5.2.1.2 Epifluorescence

Elle distingue les cellules vivantes des cellules mortes. Elles sont colorées par un

fluorochrome comme utilise l'acridine orange, un colorant qui se fixe sur l'ADN. En

microscopie sous UV, les bactéries vivantes apparaissent vertes alors que les bactéries mortes

apparaissent rouges résulte de la combinaison du fluorochrome avec l’ADN dénaturé. Il est

important de signaler que ce procédé est d’interaction délicate, car en phase de multiplication

ont une des doubles hélices d’ADN ouvertes (réplication).

5.2.1.3 Dénombrement après culture

Cette méthode permet l'appréciation des bactéries viables et cultivables. Après avoir effectué

une série de dilutions, une quantité (0,1 ml en général) des dilutions convenables est étalée à

la surface d'un milieu gélosé approprié ou incorporé au milieu avant sa solidification. Après

incubation, chaque cellule se multiplie pour donner une colonie visible à l'oeil nu. En tenant

compte du facteur de dilution, nous pouvons déduire la concentration bactérienne initiale.

Ainsi pour rendre la méthode plus rigoureuse, on doit réaliser l’expérience trois fois après


52

avoir rendu le milieu très homogène par agitation. Parfois, il arrive que plus d'une bactérie

donne une seule colonie ; il est donc plus prudent de donner la concentration bactérienne en

unités formant colonies (UFC). On peut aussi utiliser la méthode du nombre le plus

probable (NPP ou MPN) qui se fait traditionnellement pour dénombrer les bactéries dans un

milieu liquide (exp : BCPL).

Figure 28 : dénombrement après culture.

5.2.1.4 Mesure par filtration sur membrane :

La méthode de filtration sur membrane consiste à recueillir, identifier et dénombrer, à la

surface d'une membrane filtrante stérile, les bactéries recherchées dans un échantillon, utilisée


53

quand le nombre des bactéries est très bas. Utilisée pour la recherche des coliformes dans

l’eau, comme preuve de contamination fécale. On procède par filtration sur membrane de 100

ml d'eau puis la membrane est mise en culture sur boite de Pétri (Gélose).

Figure 29 : méthode de filtration sue membrane

5.2.2 Mesure de la masse

5.2.2.1 Détermination du poids sec

Mesure physique directe du poids frais, du poids sec ou du volume cellulaire après

centrifugation. C’est la détermination de la masse sèche en récupérant la biomasse par

centrifugation, ensuite on sèche à 105 °C en présence de tampon de sable de Fontainebleau

jusqu'à obtenir une masse constante. C'est une méthode rigoureuse mais elle a l'inconvénient

d'exiger des suspensions bactériennes très denses et un milieu de culture sans particule, ainsi

cette mesure ne permet pas de distingué entre cellule morte et cellule vivante.

5.2.2.2 Mesure de trouble

Plus une bactérie pousse dans un liquide plus ce dernier devient trouble. Il y a formation d’un

voile. On utilise un spectrophotomètre (La mesure de la densité optique) pour mesurer cette

turbidimétrie. C’est la technique la plus simple, la plus rapide et la plus utilisée. Elle consiste

à mesurer la lumière absorbée par une suspension bactérienne à l'aide d'un spectrophotomètre

réglé à une longueur d'onde de 620 nm (longueur d'onde pour laquelle l'absorption de la

lumière par les constituants cellulaires est la plus faible). Dans des conditions techniques

précises, l'absorbance est proportionnelle à la concentration cellulaire. C’est le procédé le plus

simple, le plus rapide et actuellement le plus utilisé pour évaluer la masse microbienne,

surtout utilisé dans le cas d’une culture sur un milieu liquide.


54

5.2.2.3 Mesure de l’activité cellulaire

On mesure un paramètre facilement déterminable et dont la valeur peut être corrélée avec

précision à celle de la biomasse. La corrélation ne sera exacte que si l'état physiologique est

constant. On peut mesurer soit la consommation d’un substrat présent dans le milieu, soit un

constituant cellulaire, soit une molécule excrétée par les cellules, soit encore une variation

physico-chimique du milieu.

A. Mesure de la consommation de substrat

Le substrat peut-être une source de carbone, une source d’azote, l’oxygène ou un facteur de

croissance. Cette méthode est d’utilisation très limités et ces résultats ne sont pas très

satisfaisants. Sa crédibilité dépend de la précision du dosage, de la présence de substances

interférentes et du rapport de la masse cellulaire formé par unité de substance nutritive

consommée.

B. Mesure des produits d’excrétion

Au cours de leur développement, les microorganismes rejettent dans le milieu extérieur, les

produits de leur métabolisme. Les métabolites primaires (acides aminés, acides organiques) ne

sont pas rejetés en quantité notable car la cellule qui les synthétisent en a besoin pour sa

croissance. Leur mesure n’est pas très significative. Au contraire, certains produits du

catabolisme constituent de véritables déchets dont la cellule doit se débarrasser. Leur dosage

peut se révéler très utile.

C. Mesure des variations physico-chimiques du milieu

Les variations physico-chimiques du milieu traduisent une évolution de la croissance. Les

modifications de pH, de conductivité électrique, de potentiel d’oxydoréduction et d’énergie

calorifique libérée par les cellules peuvent être mesurées avec intérêt. Dans ces procédés, on

cherche à établir une relation entre la vitesse d’accroissement et la vitesse de variation du

paramètre mesuré.

5.3 Constantes et expression de la croissance (paramètre de croissance)

La division cellulaire répond une progression exponentielle à temps régulier. 01 cellule donne

02 cellules, qui donnent 04 cellules, puis 16, puis 32 et ainsi de suite.

La croissance d’une bactérie placée dans des conditions idéales de culture peut être définie

par deux constantes principales :


55

5.3.1 Le temps de génération

Le temps de génération est le temps entre deux divisions successives ou celui nécessaire au

dédoublement de la population. Si on part d’une cellule bactérienne unique, son

accroissement se fait selon une progression géométrique : 1 puis 2, puis 4, puis 8, puis

16…etc. Le temps de génération (G) est spécifique à chaque espèce et il dépend des

conditions environnementales.

G= t/n t= temps (connu)

n= nombre de division

Si on part d'une population initiale N0, au bout de n divisions, on aura un nombre théorique de

bactéries : N = 2n.N0

(G) est de 20 minutes pour Escherichia coli, de 1000 minutes pour Mycobacterium

tuberculosis. en milieu synthétique.

Le temps de génération est spécifique à chaque espèce et il dépend des conditions

environnementales.

Nombre de génération

n = LogN – LogN0 / log2

5.3.2 Le taux de génération

Le taux de croissance (μ) exprime la vitesse de multiplication des bactéries ; c'est le nombre

de divisions effectuées par unité de temps (temps en heure).

μ= n/t ⇒ n = μt donc nombre de bactérie : N = 2μt N0

C’est donc l’inverse du temps de génération. Si on prend par exemple E.coli qui de divise tous

les vingt minutes, en 1 heure, unité de temps généralement adoptée, le taux de croissance est

de 3/1=3. Pour Mycobacterium tuberculosis, il est de 0.075.

5.4 Courbe de croissance

5.4.1 Courbe de croissance en milieu non renouvelé, culture discontinue

Une bactérie déposée sur un milieu nutritif convenable va former une colonie, visible à l'œil

nu. Mais après 16 à 24 heures, cette croissance s'interrompe, à cause de l’épuisement des

nutriments avec le temps, la croissance en milieu non renouvelé fait apparaître différentes

phases caractéristiques : La phase de latence, la phase de croissance exponentielle, la phase

stationnaire et la phase de déclin.

Le temps de génération

G = tn-t0/n


56

Figure 30 : courbe de croissance de la bactérie

a) Phase de latence

Elle correspond à une période d'adaptation de la bactérie au milieu nutritif proposé et

essentiellement à la synthèse des enzymes nécessaires pour métaboliser les nutriments. Cette

période au cours de laquelle le taux de croissance est nul est dite phase de latence. Elle est

généralement conditionnée par :

L’espèce bactérienne

La quantité d'inoculum introduit sur le milieu : les bactéries doivent d'abord

détoxiquer le milieu en le débarrassant des traces d'éléments toxiques qui contaminent,

en général, les milieux de culture (métaux lourds par exemple.). Plus l'inoculum est

important, plus le temps nécessaire à la détoxification est court

L’âge de la culture l'espèce bactérienne : les "vieilles" bactéries, introduites dans un

milieu neuf, doivent d'abord réparer tous les dommages subis ; elles doivent donc

restaurer leur état physiologique normal avant de commencer à se multiplier. Donc,

plus la culture ayant servi d'inoculum est vieille, plus la durée de cette phase est

longue.

L’adaptation des cellules bactériennes au milieu (la composition du milieu) : les

bactéries doivent synthétiser les enzymes adaptées au nouveau milieu de culture

NB : on peut aussi attribuer ce retard au transfert des bactéries d’un milieu vers un autre neuf

mais différent.


57

Si on inocule le même milieu avec des bactéries prélevées en phase exponentielle, il n’y aura

pas de pas de latence.

b) Phase exponentielle

La vitesse de division est constante et maximum. La majorité des bactéries sont dans un bon

état physiologique et se divisent de façon exponentielle (les nutriments sont disponibles et les

substances toxiques absentes et le pH est optimal). Le taux de croissance atteint un maximum

(µ=max). La presque totalité de la masse cellulaire est représentée par des cellules viables

(mortalité nulle).

c) Phase stationnaire

La vitesse de croissance régresse. Il y a un épuisement du milieu de culture et une

accumulation des déchets et l'évolution défavorable des conditions physico-chimiques. Le

nombre de cellule viable reste constant. Il peut correspondre à un équilibre entre le nombre

des cellules vivantes et le nombre des cellules mortes. Le taux de croissance devient nul (µ =

0).

d) Phase de déclin

Elle correspond à une période où les bactéries ne se divisent plus, meurent et sont lysées par

les enzymes qu'elles libèrent.t. Le taux de mortalité peut être constant comme le taux de

croissance. Le nombre de cellules détruites étant proportionnel au temps et l’inclinaison de la

droite dépend de l’espèce bactérienne et des conditions d’environnement. Le taux de

croissance est négatif (µ < 0).

On note qu’on peut ajouter deux autres phase qui sont : phase d’accélération et qui se trouve

entre fin phase d’adaptation et début de phase exponentielle, et aussi phase ralentissement

(décélération) qui se trouve entre fin phase d’exponentielle et début phase stationnaire.

5.4.2 Phénomène de diauxie (deux croissance en grec)

Quand un milieu contient plusieurs substrats alimentaires, on peut observer des phases de

croissance décalées. Tout se passe comme si les bactéries utilisaient d'abord un premier

substrat, probablement celui qui demande le moins de dépenses (énergie, synthèses

enzymatiques, déchets, etc.), puis, une fois ce premier substrat épuisé, entamaient la

consommation d'un autre substrat alimentaire. Ce phénomène est appelé diauxie, et qui se

traduit par une courbe biphasique.

Exemple : Lorsque des bactéries sont cultivées en présence de glucose et de lactose, elles

commencent par l'utilisation du glucose jusqu'à son épuisement. On observe ensuite un temps


58

de latence, durant lequel les bactéries vont synthétiser les enzymes nécessaires à l'utilisation

du lactose, avant la reprise de la multiplication bactérienne.

Figure 31 : Phénomène de diauxie (Phase I (Glucose) –Phase II (Lactose))

5.4.3 Facteurs influençant la croissance

En plus des facteurs déjà cite au paravent (dans partie phase d latence), on trouve les facteurs

physico-chimiques qui conditionnent la nutrition sont les mêmes qui influent sur la

croissance. Les plus importants sont : La température, Le substrat, et aussi agents

antimicrobiens : les antibiotiques

5.4.4 Croissance continue

Dans les conditions habituelles de croissance, la phase exponentielle ne peut durer que

quelques heures. Expérimentalement, on peut maintenir une culture en croissance

exponentielle pendant plusieurs heures voire plusieurs jours. Pour cela, il faut renouveler

constamment le milieu de culture tout en éliminant les produits résultant du métabolisme

cellulaire. C'est le principe des fermenteurs industriels.


59

Figure 32 : courbe de croissance continue des bactéries

6 Les milieux de cultures

Un milieu de culture est composé d’un mélange de substrats nutritifs (acides aminés, peptides,

sucres, etc), d’un système tampon pour éviter les variations importantes du pH, de sels

minéraux et de vitamines. Il est possible d’ajouter d’autres facteurs de croissance (sang,

protéines, hémoglobine, vitamines). Les bactéries introduites dans le milieu de culture

constituent l’inoculum. De très nombreux milieux de culture sont utilisés en bactériologie. Ils

peuvent être classés selon de nombreux critères :

6.1 Classification des milieux de culture selon la consistance :

Milieux liquides, qu’on appelle bouillons de culture.

Les milieux solides peuvent être préparés sur boite de Petri ou en tube (gélose

inclinée, gélose profonde). Selon la quantité d’agar rajoutée, on a des géloses solides

(1,5%) et des géloses molles (0,75%).

Les bactéries se développe sous forme de colonies, dont la forme, la couleur, l’odeur,

dépendent à la fois de l’espèce et du milieu utilisé.

L’agar fond lorsqu’on la réchauffe à 100°C et se solidifie lorsqu’elle se refroidit (dès 40°C).

Généralement, on prépare les boites de Pétri avec une gélose stabilisée à 50°C.

6.2 Classification des milieux de culture selon la composition chimique :

6.2.1 Les milieux synthétiques (de composition chimique connue)

On connaît avec exactitude la composition chimique de type de milieu, qualitativement et

quantitativement.


60

6.2.2 Les milieux complexes ou empiriques (de composition chimique mal connue)

Très nutritifs de composition indéfinie. Utilisés pour la culture de nombreux organismes.

Employés pour la culture des chimiohétérotrophes.

Ils sont constitués d’extrait de soja, de viande, de levure, digérés par des enzymes. Ils

fournissent une source de carbone, d’azote, vitamines B. Exemple : bouillon nutritif.

6.2.3 Les milieux semi-synthétiques

Comme leur nom l’indique c’est un mélange de composés chimiques purs et de substances

naturelles empiriques.

6.3 Selon le rôle : On peut aussi classer le milieu de culture selon son rôle, on trouvera :

6.3.1 Les milieux sélectifs

Favorisent la croissance de certains micro-organismes particuliers tout en inhibant la

croissance d’autres espèces ou isolats. On fait intervenir un pH acide, une concentration de sel

élevée.

Exemple : géloses MacConkey, Sélectionne les bactéries Gram-négatives

6.3.2 Les milieux différentiels

Permettent de distinguer différents groupes de bactéries et même d’identifier des

microorganismes sur la base de leurs caractéristiques biologiques. Par exemple : gélose sang

Bactéries hémolytiques versus non hémolytiques. Gélose MacConkey Bactéries qui

fermentent le lactose versus non fermenteurs.

6.3.3 Les milieux enrichis

Milieux de culture à utilisation générale auxquels on ajoute des nutriments spéciaux afin de

favoriser le développement d’hétérotrophes fastidieux Ce sont des milieux utilisés pour

l'obtention des bactéries dites exigeantes et auxotrophes. Par exemple : les milieux au sang

frais.

6.3.4 Les milieux d'identification ou d’isolement :

On parle généralement de milieux usuels pour isoler et faire germer une bactérie sur un

milieu. Le plus connu est la gélose nutritive (gélose ordinaire) qui est composée d’un mélange

de bouillon nutritif et de l’Agar-agar.

6.3.5 Les milieux de conservation

Ce sont des milieux pauvres au sein desquels les bactéries survivent dans un état de vie

ralentie.


61

6.4 Les cultures pures

Les techniques d’études des bactéries exigent toujours de pouvoir avoir des cultures pures afin

de pouvoir faire des analyses de son métabolisme. Au cours de l’analyse bactériologique de

routine trois types d’analyses doivent être faites.

6.4.1 Méthode de dilution en milieux liquide

Décrite en 1862 par Pasteur et a eu un grand succès en bactériologie (NPP ou colimétrie). Elle

consiste à faire des dilutions de la solution mère à analyser et ensemencer des milieux

adéquats.

6.4.2 Méthode d’incorporation

On utilise généralement de la gélose ordinaire, où on incorpore une suspension (ou une

dilution de la suspension) à la gélose préalablement fondue et refroidie à 45°C. Après

homogénéisation le milieu est coulé en boite Pétri, laissé solidifier et incuber à une

température optimale. Cette méthode est utilisée pour les germes anaérobies.

6.4.3 Méthode de stries

C’est la méthode la plus utilisée en microbiologie. Elle consiste à réaliser à l’aide d’une anse

de platine bouclée et stérile (contenant de la suspension bactérienne) des stries sur une gélose

en la parcourant sur toute la surface et incuber à une température optimale. Elle est adoptée

pour les bactéries aérobies.

7 Les agents antimicrobiens

7.1 Introduction

Pour de multiples raisons, il est indispensable de contrôler le développement des

microorganismes, pour éviter leurs effets nuisibles sur l’homme et les animaux (bactéries

pathogènes par exemple), ou sur les produits de l’activité humaine (altération des aliments,

dégradation diverses). Les moyens de lutte sont nombreux et très variés, tels les agents

antimicrobiens physiques (température, irradiation et élimination mécanique) et chimiques

(antibiotiques, antiseptiques et désinfectant).

Le but essentiel que l’on se propose est quelquefois d’inhiber le développement des

microorganismes nuisibles mais le plus souvent de les détruire totalement. On parle

communément de stérilisation procédé par lequel on détruit ou élimine d’un objet ou d’un

habitat toutes les cellules vivantes, les spores viables et les entités acellulaires (virus, viroïdes,

prions), comme l’opération qui a pour objet de tuer tous les microorganismes contenus dans

une opération. Le matériel traité est dit stérile lorsque le résultat est acquis, autrement dit


62

lorsqu’aucun microorganisme n’est reviviable ou capable de se développer, les agents utilisés

pour assurer la stérilisation sont de trois type : physique, chimique et naturelle.

La décontamination est le premier traitement à effectuer sur les objets et matériels souillés

dans le but de diminuer la population de micro-organismes et de faciliter le nettoyage

ultérieur. C’est l’étape indispensable avant toute désinfection ou stérilisation

Désinfectants : la désinfection est destruction, inhibition ou élimination des

microorganismes potentiellement pathogènes, elle vise à réduire une population de micro-

organismes, mais pas nécessairement à la supprimer en totalité. On donne le nom de

désinfectants aux agents chimiques capables de détruire les germes pathogènes dans les

milieux extérieurs à l’homme : l’eau, l’air, le sol ou encore les objets et les matériaux les plus

divers. Ces substances peuvent être utilisées aux concentrations plus ou moins élevées avec

des temps de contact prolongés.

Antiseptiques : un milieu est dit septique lorsqu’à son niveau, des microorganismes

pathogènes peuvent être présents et même de développer. Il est aseptique dans le cas

contraire. Les antiseptiques sont des produits destinés à inhiber la croissance ou à tuer les

micro-organismes et/ou à inactiver les virus au niveau de tissus vivants (peau saine,

muqueuses, plaies). Ce sont donc des substances ayant une activité antibactérienne,

antifongique et/ou antivirale. Leurs conditions d’utilisation sont prévues pour ne pas altérer

les tissus sur lesquels elles sont placées.

Les désinfectants et les antiseptiques en raison de leurs toxicités ne peuvent pas être

administrés à l’homme par voie générale.

7.2 Antibiotiques :

7.2.1 Historique :

L’étude systématique des composés organiques de synthèse conduisit Ehrlich à la découverte

des arsphénamines, dérivés arsenicaux actifs dans le traitement de la syphilis, c’est donc la

première victoire de la chimiothérapie. La seconde étape fut franchie en 1935 lorsque

Domagk en Allemagne, démontre qu’un colorant déazoique, la para-sulfamidochrysoïdine est

capable de guérir les infections streptococciques expérimentales de la sourie. La troisième

étape est celle des antibiotiques. La connaissance du pouvoir bactériostatique de certains

microorganismes vis-à-vis d’autres microorganismes avait déjà été signalée par Pasteur et

Joubert à propos du bacille charbonneux et de sa disparition dans les urines. Cependant, l’ère

des antibiotiques commença en 1929 lorsque Flemming fit cette observation apparemment

anodine, sur une boite de Pétri ensemencée avec des staphylocoques, la présence de quelque


63

colonies d’une moisissure du genre Penicillium, un contaminant, provoque une inhibition de

la croissance des bactéries mises en culture. Il en déduit que le champignon sécrète une

substance bactériostatiques, susceptible d’être utilisé en thérapeutique. Il cultive le

penicillium et montre que ses extraits sont bactéricides sans être toxiques pour les cellules

animales. Il propose d’appeler pénicilline sur une grande échelle dans des buts d’essais

thérapeutique. Les résultats sont spectaculaires. Pendant ce temps on parle de drogues

miracles. A partir de cette date plusieurs antibiotiques ont été isolés, sélectionnés et utilisés en

thérapeutiques (c’est une véritable révolution). Puis depuis 1965, une nouvelle période semble

prolonger cette époque glorieuse. Elle est caractérisée par les antibiotiques semi-synthétiques

en particulier les ß-lactamines.

7.2.2 Définition

Antibiotiques : terme issu du Grec anti : contre, et bios : la vie. Un antibiotique est une

substance antimicrobienne d’origine biologique, autrement dit produite par un

microorganisme (champignon microscopique et bactérie) ou de synthèse chimique et qui est

capable d’inhiber la multiplication et détruire d’autres microorganismes. Ce sont des

substances chimiques naturelles ou synthétiques qui ont un pouvoir destructeur sur les

bactéries. Ce sont dépourvues de toxicité pour les autres cellules, humaines ou animale. Ces

agents qualifiés de chimiothérapeutes comprennent les sulfamides et les antibiotiques. Les

premiers sont des produits chimiques obtenus par synthèse. Les seconds sont aussi des dérivés

chimiques, mais élaborés par des microorganismes vivants (champignons et bactéries). Il

existe deux catégories d’antibiotiques :

Les antibiotiques à effet bactériostatique qui inhibent la croissance bactérienne en

ralentissant puis arrêtant la multiplication.

Les antibiotiques bactéricides qui lysent les bactéries (détruisent totalement les

bactéries), un antibiotique bactéricide à une certaine concentration peut s’avérer

bactériostatique à concentration plus faible.

Aucun antibiotique n’est efficace contre toutes les bactéries, certains agissent contre un petit

nombre d’espèces, tandis que d’autres sont actifs contre un large spectre d’organismes,

incluant aussi bien les bactéries Gram positives que les Gram négatives. Dans certains cas les

antibiotiques naturels ont été modifiés chimiquement en laboratoire. On a ainsi obtenue des

antibiotiques semi-synthétiques dont le spectre d’activité diffère de celui di compose

d’origine. Qu’ils soient d’origine biologique ou de synthèse chimique, ces médicaments

antimicrobiens doivent posséder les mêmes propriétés à savoir :


64

Avoir une activité antibactérienne.

Etre actifs en milieu organique puisqu’ ils doivent atteindre les microbes dans les

tissus de l’hôte (sang, poumons, os etc …)

Etre de bonne absorption et de bonne diffusion.

Etre de toxicité sélective (contre les cellules bactériennes et non les cellules de l’hôte).

Agissent à des concentrations très faibles de l’ordre de μg/ml in vitro

7.2.3 Facteurs influencent l’action antimicrobienne

L’action antimicrobienne est sous la dépendance d’un certain nombre de facteurs qui peuvent

la favoriser ou l’inhiber.

a) La bactérie :

Toutes les espèces ne sont pas également sensibles vis-à-vis d’une substance. Un agent

antimicrobien est caractérisé par son spectre d’activité, autrement dit, le nombre d’espèce vis-

à-vis du quelles son pouvoir bactériostatique ou bactéricide s’exerce. C’est ainsi que les

streptocoques sont sensibles à la pénicilline, l’érythromycine et les tétracyclines et sont

résistantes contre la rifamycine et la sterptomycine.

L’état physiologique de la bactérie influe sur sa vitalité et sur sa sensibilité. Les germes en

phase exponentielle de croissance sont plus résistants aux agents antimicrobiens que ceux

âgés de 24 heures ou plus. De plus une forme sporulée est plus résistante qu’une forme

végétative. Il est aussi connu que la sensibilité varie d’un individu à un autre. Aussi, il est

admis que plus le nombre de cellule est élevé plus ils résistent mieux aux antibiotiques.

b) L’agent antimicrobien

Agent physique : le taux de mortalité varie suivant la nature de l’agent : chaleur sèche

ou humide, rayonnements…. Plus son intensité est forte, plus la destruction est rapide.

Agent chimique : si l’on considère un agent chimique donné, son pouvoir antiseptique

est on fonction de sa concentration, selon celle-ci il sera, soit bactéricide soit bactériostatique.

Cette aptitude dépend aussi des propriétés intrinsèques des substances utilisées. Elle dépend

aussi de la stabilité chimique des molécules ; l’action de l’eau oxygénée et de l’hypochlorite

est liée à leurs décompositions. Cela dépend aussi de la durée de contact.

L’environnement : il conditionne l’activité de l’agent antiseptique, qu’il s’agisse du

milieu de culture dans lequel se développe l’expérience, du tissu au niveau duquel agit un

antiseptique, de l’objet ou du matériel que l’on veut désinfecter. La température peut aussi

augmenter ou inhiber cette activité. Les antibiotiques sont généralement peu stables à la

chaleur, exception faite de la tyrothricine et le chloramphénicol. Le pH du milieu influe aussi


65

considérablement car tous les antibiotiques agissent dans des fourchettes de pH bien

déterminées. La turbidité du milieu, la dureté de l’eau (titre hydrotimétrique) ont aussi un rôle

important sur l’action antimicrobienne.

Les Antibiotiques

La chimiothérapie, autrement dit, l’utilisation d’agents chimique en thérapeutique, pris son

véritable essor en 1909 lorsque Ehrlich formula le principe de base suivant : pour être

utilisable par voie générale dans le traitement des maladies infectieuses, une substance doit

être nuisible pour le microorganisme parasite, mais inoffensive pour les cellules hôtes. Elle

doit être douée de toxicité sélective. Les antibiotiques et les sulfamides ont cette qualité.

Les antibiotiques ont la propriété d’interférer directement avec la prolifération des

microorganismes à des concentrations tolérées par l’hôte. Ce qui caractérise l’ensemble de ces

produits, quelle que soit leur origine, c’est leur mécanisme d’action. Les antibiotiques agissent

au niveau moléculaire de certaines structures de la bactérie, en un point précis dénommé site

d’action ou cible moléculaire, propre à chaque famille d’antibiotique.

Les principales structures bactériennes peuvent être le site d’action d’un ou de plusieurs

antibiotiques de la même famille :

La synthèse de la paroi bactérienne.

Les fonctions de la membrane cytoplasmique.

La synthèse protéique.

La synthèse des acides nucléiques et le transfert de l’information génétique du

chromosome vers les ribosomes (ARNm)

Figure 33 : Cibles de l’action des antibiotiques

7.2.4 Les familles d’antibiotiques

Sur les 2500 antibiotiques connus plus de 70% sont synthétisés par des microorganismes. Ces

antibiotiques sont classés selon leur constitution chimique. Parmi les multiples antibiotiques


66

connus, relativement peu conviennent pour le traitement des maladies, certains d’entre eux

sont résumés ci-dessous :

7.2.4.1 Les bêta-lactamines

a) Les pénicillines

Les pénicillines peuvent être extraites à partir de nombreuse espèces de Penicillium et

d’Aspergillus, ce sont les antibiotiques les plus anciens. Historiquement c’est la souche de

Penicillium notatum qui a été utilisée puis une autre Penicillium chrysogenum a été retenue à

peu près pour la production de cette famille d’antibiotiques qui est divisée comme suit :

Groupe G : regroupe les pénicillines naturelles, soluble dans l’eau et inactivée par les

sucs gastriques. Elle est active sur les germes Gram positive et sur les cocci Gram

négatifs. Exemple : Pénicilline G, Oracilline, Extencilline.

Groupe M : sensiblement moins actives mais résistent à la pénicillinase et sont par

contre utilisés contre les infectons à staphylocoques. Exemple : Bristopen, Floxapen.

Groupe A (Ampicilline) : pénicilline semisynthétique et présente les mêmes

caractéristiques que les pénicillines G avec un spectre plus élargi sur les

entérocoques. Exemple : Amoxicilline

Pénicillines antipyocyaniques : ils sont actifs contre les Pseuomonas aeruginosa et les

Proteus indole positifs. Ils sont divisés en deux groupes, les carboxypénicillines,

exemple : Ticarpen, et les uréidopénicillines, exemple : Ticarcilline et Témocilline.

Les pénicillines différentes l’une de l’autre de diverses manières ; la pénicilline G est efficace

contre les gonocoques, les méningocoques et certains bactéries Gram positives telles que les

streptocoques et les staphylocoques mais elle doit être administrée par voie parentérale car

elle est détruite par l’acide stomacal. La pénicilline V est similaire à la pénicilline G mais elle

est plus résistante à l’acide et peut être donnée par voie orale. Elle a un spectre d’acticité plus

large puisqu’elle est active contre les bactéries Gram négatives telles que Haemophilus,

Salmonella et Shigella.

b) Les céphalosporines

Ce sont des antibiotiques proches des pénicillines (elles ont un mécanisme d’action

semblable). Isolé à partir d’un champignon Cephalosporium acremonium. Elles sont divisées

en trois groupes ou génération différentes par leur spectre d’activité, classées actuellement en

quatre groupes :

Première génération : la première a été produite en 1962. Elles résistent mieux à la

pénicillinase et sensibles aux céphalosporinases, sont plus efficaces contre les


67

bactéries pathogènes Gram positives que contre les Gram négatives. Les plus

importants sont : Céfaléxine, céfradine, céfradroxil.

Deuxième générations : elles résistent mieux aux céphalosporinases, agissent contre de

nombreuses bactéries pathogènes Gram positive et Gram négatives- Le plus

importante est le céfuroxine et céfamandole.

Troisième génération : ils sont très actifs contre les Entérobactéries et résistent mieux

aux céphalosporinases, sont particulièrement efficaces contre les bactéries Gram

négatives. Le principal représentant est le céfotaxime.

Quatrième génération : elle est représentée par un seul antibiotique le cefsulodine, son

spectre d’activité est très étroit et il est lié à Pseudomonas aeruginosa qui jusqu’ici

sont montré très résistant aux céphalosporines.

c) Les oligosaccharides ou aminosides

La structure de composés est très voisine, elle est constituée d’oses et d’oses aminés. La

streptomycine, la kanamycine, la néomycine et la tobramycine sont synthétisées par des

Streptomyces griseus, alors que la gentamicine provient d’une bactérie apparentée :

Micromonospora purpurea.

Ces antibiotiques sont actifs sur les bactéries Gram positif, notamment les staphylocoques et

tendent à être plus actifs contre les bactéries pathogènes Gram-négatives. L’utilité de la

streptomycine a fortement décru en raison d’une résistance largement répandu, mais elle est

encore efficace contre la tuberculose et la peste. On peut traiter les infections à Proteus,

Esherichia, Klebsiella et Serratia à la gentamicine, ils ne passent pratiquement pas à travers la

paroi de l’intestin et sont donc administrés par voie injectable et ils sont indiqués dans le

traitement de diverses maladies infectieuses, notamment urinaires et rénales car ils sont

éliminés sous forme active par les reins. Les aminoglycosides sont assez toxiques et peuvent

entrainer une surdité des dommages rénaux, des pertes d’équilibre, des nausées et des

réactions allergiques

d) Les Quinolones

Les quinolones comprennent un grand nombre de molécules de bonne efficacité : acide

malidixique, acide oxolinique, acide pipémidique, piromidique et fluméquine. Elles sont très

efficaces contre les bactéries entériques comme E.coli et Klebsiella pneumoniae et contre

Haemophilus, Neisseria, Pseudomonas aeruginosa et d’autre bactéries pathogènes Gram

négatives. Les quinolones sont également actives contre des bactéries Gram-positives telles

que Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes et Mycobactérium tuberculosis. Elles


68

sont couramment utilisées dans le traitement des infections du système urinaire, des maladies

sexuellement transmises dues à Neisseria et à Chlamydia, des infections du système gastro-

intestinal et du système respiratoire, des infections cutanées et de l’ostéomyélite. Les

quinolones sont généralement déconseillées pendant la grossesse et contre-indiquées pendant

l’allaitement (en raison de leur passage dans le lait maternel), ces antibiotiques ne sont

généralement pas utilisés chez l’enfant (sauf en injections).

e) Les tétracyclines

Des antibiotiques de nombre de six (Tétracyclines, Chlortétracycline, Oxytétracyclines,

Déméthyl-chlortétracyclines, Doxycycline et Minocycline). Les tétracyclines sont des

antibiotiques à large spectre, activent sur différents germes notamment les chlamydies et

lesmmycoplasmes, des bactéries particulières qui ne se multiplient qu’à l’intérieur des

cellules. Ces antibiotiques sont indiqués dans diverses maladies infectieuses, notamment

respiratoires et génitales, et dans le traitement de l’acné (souvent pendant plusieurs mois). Des

doses élevées peuvent provoquer des nausées, des diarrhées, endommager le foie et les reins

et elles ne doivent pas être utilisées à partir du 4ième mois de la grossesse et chez l’enfant de

moins de huit ans. Les cyclines sont photo-sensibilisantes : il faut éviter de s’exposer au soleil

pendant le traitement.

f) Les phénicoles

Même si le chloramphénicol a été initialement produit à partir de cultures de Streptomyces

venezuelae, il est maintenant obtenu par synthèse chimique. Cet antibiotique a un large

spectre mais malheureusement, il est assez toxique. Il induit des réactions allergiques ou

neurotoxiques, On n’utilise le chloramphénicol que dans les cas où la vie du patient est

menacée lorsqu’aucun autre antibiotique n’est utilisable.

g) Les macrolides et antibiotiques apparents

Les macrolides : (Erythromycine, Spiramycine, Oléandomycine, Kitasamycine,

Josamicyne et Midécamycine) historiquement définis à partir de leur chef de fil

l’érythro mycine sont des antibiotiques produits par Streptomyces.

La Lincomycine et la Clindamycine

h) Les Rifamycines

Les rifamycines, sont des antibiotiques produit par Streptomyces mediterranie ce groupe

comprend la rifamycine SV et la rifampicine


69

Rifamycine SV, elle agit sur les cocci Gram positifs et Gram négatifs, les bacilles

Gram positifs, les mycobactéries. Son pouvoir bactéricide élevé sur les staphylocoques

la réserve pour les infections déterminées par cette espèce.

Rifampicine Douée d’une puissante activité antituberculeuse. Son pouvoir bactéricide

est rapide et total à des concentrations très faibles, 100 fois inférieure à celle obtenue

aux posologies usuelles.

i) La Vancomycine et la Teichoplanine

La vancomycine est un glycopeptide produit par Streptomyces orientalis. C’est un

antibiotique bactéricide pour Staphylococcus et quelques membres des genres Clostriduim,

Bacillus, Streptococcus et Enterococcus. Il est administré oralement comme en intraveineuse

et prend une importance particulière dans le traitement des infections staphylococciques et

entérococciques résistantes aux antibiotiques. Cependant, des souches d’Eterococcus

résistantes à la vancomycine se sont répandues et quelques cas de Staphylococcus aureus

résistant sont apparus. La teichoplanine est un antibiotique glycopeptidique produit par

Actinoplanes teichomyecticus, il est actif contre les streptocoques, les entérocoques les

staphylocoques, Listeria et beaucoup bactéries Gram positives pathogènes

j) Les Polypeptides

Polymyxines elles proviennent toutes de diverse souche de Bacillus polymyxa.

Bacitracines c’est une substance complexe de nature polypeptidique extraite d’une

souche de Bacillus Licheniformis.

Thyrothricine c’est un antibiotique de nature polypeptidique qui a été isolé à partir

d’une souche de Bacillus brevis.

k) Les Sulfamides

Ils forment un très large groupe de substance dérivées du sulfamide initial ou sulfanylamide,

se sont des agents bactériostatiques agissent sur les germes sur les germes à Gram positif

(streptocoques pneumocoques) et à Gram négatif (méningocoques, gonocoques, Escherichia

coli) en voie de multiplication, par inhibition compétitive. Aujourd’hui, ils sont souvent

combinés aux diaminopyridines, autres molécules bactériostatiques, afin d’augmenter leur

activité et réduire le risque d’émergence de souches résistantes. Il est à noter que l’association

sulfamide-diaminopyridine est bactéricide.

l) Les antibiotiques « isolés »

Fucidanine actif sur les bactéries Gram positives, il est considéré comme un agent

antistaphylococcique puissant.


70

Novobiocine très active sur les staphylocoques, les Neisseria, les Haemophilus et

certaines entérobactéries.

Vacomycine a une activité limitée aux bactéries Gram positives.

Fosfomycine

Nitro-imidazoles

m) Les agents des infections urinaires

Isoniazide

Ethambutol

Ethionamide et protionamide

n) Les antibiotiques et conservateurs alimentaires

Nisine, Subtiline, Pimaricine, Tylosine

8 Champignon

8.1 Introduction

La mycologie est l’étude des mycètes ou champignons. On distingue trois groupes majeurs de

champignons. Les moisissures (champignons filamenteux), les levures (unicellulaires) et les

champignons macroscopiques. Il y a 1.5 millions d’espèces de mycètes.

Les champignons, dont font partie les moisissures, sont des organismes Eucaryotes aérobies.

Ni plantes ni animaux, ils constituent un règne à part (Eumycota) dans le monde vivant.

Dépourvus de chlorophylle, ils ne peuvent pas, comme les plantes, synthétiser leur matière

organique à partir du CO2 atmosphérique. Ils doivent donc puiser dans le milieu ambiant

l’eau et les substances organiques et minérales nécessaires à leurs propres synthèses ; ils sont

hétérotrophes. Pour cela ils dégradent la matière organique complexe grâce à l’excrétion

d’enzymes et d’acides puis ils en absorbent les composants digérés, tout ceci s’effectuant à

travers la paroi perméable de leur appareil végétatif. Ils peuvent être saprophytes s’ils se

développent sur de la matière organique inerte (c’est le cas des moisissures) ou parasites s’ils

se développent sur du vivant. Certains sont symbiotiques car ils vivent en association à

bénéfice réciproque avec d’autres organismes. L’exemple classique est celui des lichens qui

sont une association algues-champignons. L’appareil végétatif est constitué de filaments ou

hyphes qui s’accroissent par leur sommet et dont l’ensemble constitue un réseau appelé

mycélium. Les taches ou colonies que l’on voit à la surface des matériaux moisis sont

essentiellement constituées de mycélium. Chez les levures cet appareil végétatif est


71

unicellulaire. Les mycètes sont des eucaryotes saprophytes. Ils se nourrissent de matières

organiques en décomposition qu'ils transforment en matière minérale, par absorption à travers

une membrane. Commensales dans leurs majorités, donc vivant en association symbiotique

avec d’autres organismes (mycorhize). Mais certains sont parasites et hautement pathogènes

pour l’homme, les animaux et les plantes (causant des pertes économiques considérables aux

agriculteurs).

8.2 Caractéristique des champignons

Organismes unicellulaires ou pluricellulaires dont les cellules possèdent un noyau

(eucaryote)

Se nourrissent par absorption et utilisent le carbone organique comme source de

carbone (ce sont des hétérotrophes)

Leur paroi cellulaire contient typiquement de la chitine et du glucan

Le type respiratoire est aérobie, à l’exception de ceux que l’on trouve dans le tube

digestif des mammifères. Les levures sont anaérobies facultatives.

Les mycètes sont mésophiles, Température optimale de croissance entre 25 et

35°C.Le maximum observé est de 62°C.

Ils tolèrent des milieux acides 5.5<PH<7.5 et ils sont moins exigeant en humidité par

rapport aux autres micro-organismes. L’homme également s’en sert pour la fabrication

de médicament (antibiotiques).

L’appareil végétatif des mycètes est appelé un thalle. Le thalle peut être constitué

d'une seule cellule (levures). La plupart des champignons ont des thalles

pluricellulaires constitués d'un mycélium et d'organes de fructification (les

moisissures).

La croissance est apicale, elle se fait au niveau de l’apex des hyphes. L’ensemble des

hyphes forment un mycélium. Les levures sont unicellulaires et se reproduisent par

bourgeonnement mais également par fission binaire ou scissiparité.

Leur cycle vital peut se faire par reproduction sexuée ou asexuée. Dans la

reproduction sexuée, les spores présentent des différences notables en termes de

forme, taille et autres caractéristiques, spécifiques de l’espèce.

8.3 Structure générale :

L’organisation cellulaire des champignons est appelée le thalle. Chez les champignons

microscopiques, le thalle peut être unicellulaire (levures) ou filamenteux (moisissures).

Certaines levures sont toutefois capables de former des structures filamenteuses


72

(pseudomycélium) dans certaines conditions. Les levures ont une taille généralement

comprise entre 10 et 50 μ m. Leur forme peut être sphérique, ovoïde, allongée, cylindrique...

Leur thalle est dit lévuriforme. La membrane plasmique, riche en ergostérol, est protégée par

une paroi rigide et épaisse, constituée principalement de polyosides (dont la chitine, polymère

de N-acétyl glucosamine). Le cytoplasme, de pH égal à 5, contient de nombreuses enzymes,

des réserves (glycogène) et des organites : réticulum endoplasmique (ER), appareil de Golgi

(G) mitochondries (M), vacuoles (Va) et ribosomes. Le noyau (N) contient 17 chromosomes

chez Saccharomyces cerevisiae.

8.4 Les moisissures pluricellulaires :

Les filaments, plus ou moins ramifiés, sont appelés hyphes. L’ensemble des hyphes

constituent le mycélium. Chez les Phycomycètes, les cellules ne sont pas séparées par des

cloisons transversales : le thalle est dit coenocytique (ou « siphonné »). Chez les

Septomycètes, le thalle est cloisonné (ou « septé »). Dans ce cas, des perforations

assurent la communication entre les cellules.

Figure 34 : différents aspects de filament

8.5 Taxinomie des mycètes (Classification des champignons) :

Les levures et les moisissures appartiennent au règne des Mycètes (Fungi). La classification

est basée sur le cloisonnement des hyphes et des caractères morphologiques observés lors de

la reproduction sexuée (tableau ci-dessous).


73

Classe Cloisonnement Reproduction

sexuée

Particularités / Exemple

Myxomycètes Non Oui Moisissures visqueuses plasmodiales

Zygomycètes Non Oui

(oospores)

Plamopara viticola (mildiou de la

vigne)

Oomycètes Non Oui

(zygospores)

Mucorales : Mucor, Rhizopus, Absidia

Ascomycètes Oui Oui

(ascopsores)

Saccharomyces, Neurospora,

Aspergillus fumigatus, A. nidulans

Basidiomycètes

Oui Oui

(basidiospores)

Nombreux champignons

macroscopiques : Agaricus bisporus,

Corinus…..

Deutéromycètes

(fungi imperfecti)

Oui Absente

(ou inconnue)

Condida, Cryptoccoccus,

Rhodothorula, penicillium, Aspergillus

flavus, A. niger

8.6 Mode de reproduction :

La reproduction Sexuée est appelée téléomorphe ainsi la reproduction asexuée est appelée

anamorphe. Lorsque plusieurs aspects coexistent pour la même forme asexuée, on parle de

synanamorphe. Lorsque plusieurs aspects coexistent sous la forme sexuée, on parle de

syntéléomorphe et lorsque l’espèce fongique existe dans la même culture sous forme sexuée

et asexuée, on parle d’holomorphe.

8.6.1 Multiplication végétative :

C’est un mode de reproduction asexué : elle est assurée par la production de spores qui se

différencient à partir de cellules végétatives. Chez les levures, le bourgeonnement (figure 35)

est le mode de division le plus fréquent. Après la mitose, la cellule fille (plus petite que la

cellule mère), se détache. La localisation du bourgeonnement varie selon les espèces (polaire,

latéral...). Chez certaines levures (Schizosaccharomyces), une cellule parentale se divise en

deux cellules filles par constriction centrale et formation d’une nouvelle paroi (scission,figure

36a). Chez de nombreuses moisissures, la fragmentation des hyphes peut donner naissance à

de nouveaux individus. La colonisation des milieux par les champignons est assurée par la

production de spores de dissémination : • blastospores, produites par bourgeonnement de

cellules mères végétatives d’un pseudomycélium (figure 36d) ; • chlamydospores, structures

de résistance possédant une paroi épaisse (figure 36c) ; • sporangiospores, formées chez les

Mucorales (Mucor, Absidia, Rhizopus) à l’intérieur d’une cellule végétative différenciée, le

sporange, et libérées par éclatement de ce « sac » lorsqu’il est mature (figure 36e) ; •

conidiospores (ou conidies), produites à l’extrémité d’un conidiophore par des organes de


74

fructification : stérigmates chez Aspergillus, phialides chez Penicillium (figure 36f). Chez

Fusarium, les spores sont pluricellulaires (macroconidies : figure 36g).

Figure 35 : reproduction par bourgeonnement chez les levures.


75

Figure 36 : reproduction asexuée et types de spores chez les Mycètes

8.6.2 Reproduction sexuée

La reproduction sexuée implique la fusion de deux cellules haploïdes à rôle de gamètes, et

entraîne la formation d’un zygote diploïde. Certaines espèces sont autofertilisantes et

produisent des gamètes sexuellement compatibles sur le même mycélium. Chez d’autres

espèces, un croisement entre individus différents (notés « + » et « – ») est nécessaire. Chez les

Mycètes, il y a souvent un décalage entre la fusion des cytoplasmes (plasmogamie) et la

fusion des noyaux (caryogamie). Il existe donc un stade dicaryote, dans lequel les cellules

contiennent deux noyaux haploïdes séparés, provenant de chacun des deux parents (figure

37).


76

Figure 37 : alternance de stade haploïde et diploïde chez les mycètes.

Chez les Mucorales (Zygomycètes) Les hyphes des Zygomycètes sont coenocytiques et

contiennent de nombreux noyaux haploïdes. La reproduction sexuée apparaît généralement si

les conditions environnementales deviennent défavorables : elle intervient alors entre deux

souches de types sexués compatibles + et –. Des hyphes forment des projections appelés

progamétanges, sous l’influence d’hormones produites par chacun des deux partenaires. Les

progamétanges murissent en gamétanges qui fusionnent pour former un zygote dur à paroi

épaisse appelé zygospore. Après une période de dormance plus ou moins longue, lorsque les

conditions de croissance deviennent favorables, la zygospore subit la méiose au moment de la

germination (figure 38).

Figure 38 : cycle de reproduction sexuée


77

8.6.3 La reproduction chez les levures :

La levure possède deux modes de reproduction, asexuée et sexuée. Les cellules diploïdes

bourgeonnent et donnent des individus identiques. Si le milieu devient pauvre en azote et en

carbone, un diploïde (a/ α), subie une méiose et donne un asque qui va libérer des spores (a) et

des spores (α) (haploïdes). Ces spores peuvent se reproduire par bourgeonnement

individuellement et dès que les conditions redeviennent favorables, une cellule (a) peut

fusionner avec une cellule (α) et reformer une cellule diploïde.

Figure39 : Cycle vital d’une levure (Saccharomyces cerevisiae).

9 Notion de virologie

9.1 Introduction

Les maladies virales, telles la variole et la rage, sont connues depuis la plus haute antiquité. A

la fin du XVIIIième siècle Edward Jenner développe l'inoculation de variole bovine qui

permet d’offrir une bonne protection contre la variole. La première expérience indiquant

l'implication d'un agent ultrafiltrable, plus petit que les bactéries dans certaines maladies

infectieuses, fut la transmission de la mosaïque du tabac par Dmitrii Ivanovski à partir de

filtrats de plantes en 1892. Mais ce n'est que 6 ans plus tard que Martinus Beijerinck

comprendra les conséquences de cette observation en la répétant. Il parlera de « contagium

vivum fluidum ». Rapidement à la fin du XIXe et au début du XXe siècle de nombreux virus

seront découverts chez les animaux et les humains. On découvre aussi que certains virus


78

peuvent infecter les bactéries. Ces derniers seront appelés « bactériophages » par Félix

d’Hérelle. On visualisera pour la première fois des virus par microscope électronique en 1939

et après 1948 les techniques de cultures cellulaires permettront l'isolement et la caractérisation

de nouveaux virus. En 1953 Lwoff a donné la définition de particule virale ou virion qui est

maintenant universellement adoptée, elle sépare le monde des virus de celui des bactéries.

Le virion ne possède qu’un seul type d’acide nucléique : soit l’ARN, soit l’ADN.

Le virion se reproduit à partir de son seul acide nucléique.

Le virion est incapable de croitre ou de se diviser.

Le virion n’a aucune information génétique concernant les enzymes du métabolisme

intermédiaire producteur d’énergie.

La multiplication des virions implique l’utilisation des structures de la cellule hôte, et

spécialement des ribosomes. Le virion manifeste donc un parasitisme absolu.

L’année 1979 verra la certification mondiale de l’éradication de la variole par l’OMS. C’est

le premier grand triomphe de la médecine et plus particulièrement de la vaccination. Lorsque

le SIDA est décrit en 1980 il ne faudra que trois ans pour découvrir son virus causal, le VIH.

Les techniques continuent à évoluer, l’avancée la plus récente étant la mise au point de la

réaction de la polymérase en chaîne (PCR) par Kary Mullis en 1985 et de nouveaux virus

continuent à être découverts chaque année.

9.2 Définition

Ce sont des microorganismes ont une structure composée de deux ou trois éléments. Ils ne

sont pas considérés comme des organismes vivants. A l’extérieur de l’hôte, c’est une structure

acellulaire, incapable d’effectuer le moindre métabolisme et incapable de se reproduire de

façon autonome, nécessitant une cellule hôte, dont il utilise les constituants pour se multiplier,

d’où l’appellation de parasite cellulaire obligatoire.

Les virus une fois à l’intérieur de l’hôte, deviennent très actifs et ils prolifèrent comme les

bactéries, les mycètes et les protozoaires. Donc, on considère qu’ils sont vivants.

Les virus ne possèdent qu’un seul type d’acides nucléiques (ADN ou ARN), renfermé dans

une coque protéique. Dans la cellule hôte, ils détournent le métabolisme énergétique à leur

profit pour synthétiser de nouveaux virions.

9.3 Structure

Le virion est la particule virale complète sur le plan structural. Elle possède une capside qui

entoure un matériel génétique. Parfois cette capside est elle-même entourée d’une enveloppe.


79

L’ensemble capside plus acide nucléique forme la nucléocapside. La taille : les virus sont le

plus souvent de petite taille entre 10 et 400nm.

La capside est composée de sous unités protéiques appelées capsomères. C’est la plus petite

unité structurale observable au microscope électronique. Selon l’assemblage des capsomères

on définit les différentes formes de capsides, caractéristiques du type de virus.

9.3.1 Les virus polyédriques ou à symétrie cubique

La capside se présente sous la forme d’un icosaèdre, composé de 20 faces triangulaires et 12

sommets. Les capsomères forment un triangle équilatéral. Cette structure est observée chez la

majorité des virus animaux, végétaux et bactériophages (exemple virus Hépatite A).

9.3.2 Les virus hélicoïdaux

Ce sont des virus sous la forme d’un filament creux ou d’un cylindre. Les capsomères

s’enroulent en spirale autour de l’acide nucléique. Le virus de la mosaïque du tabac(VMT), de

la rage et Ebola ont ce type de symétrie.

9.4 Classification

Une classification a été proposée par le comité provisoire de nomenclature des virus L.H.T

(Lwoff, Horne, Tournier) Les virus sont classés selon trois critères essentiels :

Le type d’acide nucléique, ribo (R) ou désoxyribonucléique (D).

Selon ce type de symétrie, cubique (C) ou hélicoïdale (H).

Selon ce type de symétrie, le nombre de capsomères dans le premier cas, le diamètre

de l’hélice dans le second.

La présence d’une enveloppe (E) ou l’absence (N=nu).


80

Figure 40 : structure et différents forme de virus

9.5 Cycle de multiplication

Les virus ne peuvent se multiplier qu’au sein des cellules vivantes, par réplication de leur

acide nucléique. C’est l’interaction du génome viral et de la cellule hôte qui aboutit à la

production de nouvelles particules virales, leur cycle de multiplication dans la cellule

permissive comprend plusieurs étapes communes :

9.5.1 Attachement

C’est l’attachement de la surface virale sur la surface cellulaire. Il se fait par des protéines de

la capside pour les virus nus, par des glycoprotéines de l’enveloppe pour les virus enveloppés

sur des récepteurs spécifiques situés sur la membrane cytoplasmique de la cellule hôte.

9.5.2 Pénétration

Le virus pénètre à l’intérieur de la cellule, le plus souvent par endocytose (pinocytose) pour

les virus nus et, pour les virus enveloppés, par fusion de l’enveloppe virale et de la membrane

cytoplasmique en une membrane unique, fusion suivie de lyse, par formation d’un port (trou)

qui s’élargit et laisse passer la capside dans le cytoplasme. Cette fusion-lyse résulte de

l’action d’une glycoprotéine de l’enveloppe virale.


81

9.5.3 Décapsidation

Les structures virales sont ensuite dégradées, à l’exception du génome qui, débarrasse de la

capside, se trouve libéré. Il est nécessaire que la capside soit détruite pour que le génome,

décortiqué, puisse fonctionner, livrer son information génétique à la machinerie cellulaire.

9.5.4 Réplication ou multiplication virale

Le génome viral libéré prend la direction des synthèses, dans la cellule. Il se substitue en

totalité au génome cellulaire qui jusqu’alors organisait les synthèses cellulaires. Plus

précisément, elle va faire des copies, (répliques) du génome viral, des répliques de protéines

virales, protéines de capside et glycoprotéines de péplos (de l’enveloppe) pour les virus à

péplos.

Le mécanisme de cette réplication virale varie selon que le virus soit à ADN ou à ARN, mais

dans tous les cas, c’est par les ARN messagers viraux que les génomes viraux transmettent

leur information, donnent leurs ordres à la machinerie cellulaire : transcription et synthèse

de protéines.

9.5.5 Assemblage (phase de maturation)

Il y a assemblage et maturation des virus dans les cellules infectées. Les nouveaux génomes

fabriqués par la cellule s’entourent de nouvelles protéines virales fabriquées par la cellule. Cet

emballage est l’encapsidation (l’inverse de la décapsidation) des génomes qui aboutit à la

formation de nouveaux virus.

9.5.6 Libération

Ces nouveaux virus sont secrétés hors de la cellule par éclatement pour les virus nus, par

bourgeonnement pour les virus à péplos. C’est lors du bourgeonnement que les virus à

enveloppe reçoivent leur enveloppe qui est une bicouche lipidique cellulaire hérissée de

spicules glycoprotéiques. Une cellule produit de l’ordre de 100 à 1000 virus.

La multiplication d’un virus est très différente de la multiplication d’une bactérie. Une

bactérie est une cellule, particulière, mais c’est une cellule, alors qu’un virus n’est pas

une cellule.

Ainsi, un virus ne croît pas, ne se divise pas, sort complet, terminé de la cellule, et ne se

modifie plus.


82

Figure 41 : Cycle de réplication d’un virus

9.6 Cycle lytique et lysogénie

Quand la pénétration de virus dans la cellule hôte donne la production de plusieurs virus on

parle de cycle lytique, alors s’il y a une association de l’ADN viral avec ADN bactérien, par

conséquence y aura le changement de comportement de la cellule, exemple acquisition de

nouvel effet pathologique, ici on parle de cycle lysogénie. La figure suivante montre les deux

cycles.


83

Figure 42 : schéma de cycle lysogénie et cycle lytique

9.7 Virus des bactéries : les bactériophages

Leur existence a été révélée en 1915 par Twort puis c’est Herelle qui en 1917 a découvert

dans les selles des particules virales capable de détruite les Shigelles et qui les a appelés

bactériophages : virus attaquant les bactéries.

Multiplication du bactériophage : la multiplication du bactériophage est particulière, et

comporte plusieurs étapes :

- Dislocation de la paroi bactérienne par les enzymes de la queue du bactériophage, qui

hydrolysent les liaisons glycosidiques des macromolécules constitutives de cette paroi.

- Contraction de la queue (par transconformation des protéines), permettant à l’axe tubulaire

de traverser la paroi et la membrane plasmique de la bactérie.

- L’ADN linéaire de la tête du bactériophage est alors directement injecté dans la bactérie à

travers la queue.

- A l’intérieur de la bactérie, l’ADNviral bloque la biosynthèse des protéines bactériennes en

inhibant l’initiation de la traduction des ARNm bactériens, seuls les ARNm viraux sont

traduits.


84

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