Microbiologie BIOL Les bactéries: les deinocoques et les bactéries Gram- négatives autres que les protéobactéries

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1 Microbiologie BIOL 3253 Les bactéries: les deinocoques et les bactéries Gram- négatives autres que les protéobactéries

2 Le phylum des Aquificae On pense qu il représente la plus ancienne branche des bactéries. Contient une classe (Aquificae) et un ordre (Aquificales). Les deux genres les plus étudiés sont Aquifex et Hydrogenobacter. Thermophiles-hyperthermophiles. Chimiolithoautotrophes. Peuvent par exemple utiliser l hydrogène, le thiosulfate, et le souffre comme donneurs d électrons. La plupart sont aérobiques ou microaérophiles et peuvent utiliser l oxygène comme accepteur d électrons.

3 Le phylum des Thermotogae Autre branche ancienne des bactéries. Contient une classe (Thermotogae) et un ordre (Thermotogales). Un des genres le plus étudié est Thermotoga. Hyperthermophiles. Chimiohétérotrophes. Voie glycolytique habituellement fonctionnelle. Anaérobiques et peuvent se développer sur des glucides et des hydrolysats de protéines. Souvent dotées d une enveloppe extérieure semblable à un manchon qui peut s étendre ou ballonner au-delà des extrémités de la cellule.

4 Le phylum des Deinococcus-Thermus Contient une classe (Deinococci) et deux ordres (Deinococcales et Thermales). Un des genres le plus étudié est Deinococcus. Formes sphériques ou en bâtonnets. Souvent associées en paires ou tétrades. Coloration Gram-positive mais ne possèdent pas une paroi typique Gram-positive (ressemblent plus à des Gram négatives). Paroi cellulaire à plus d une couche; présence de L-ornithine dans leur peptidoglycane et absence d acides teichoïques. Mésophiles. Aérobiques. Extraordinairement résistantes à la dessication et à l irridiation. Peuvent survivre à 3-5 millions de rad (100 rad=léthal pour l humain). Isolées de viande hachée, de fèces, de l air, d eau douce et d autres sources, mais leur habitat naturel est encore inconnu.

5 La taxinomie des bactéries photosynthétiques Phylum Chloroflexi bactéries vertes nonsulfureuses. Phylum Chlorobi bactéries vertes sulfureuses. Phylum Cyanobacteria algues bleuesvertes. Phylum Proteobacteria bactéries pourpres. Les bactéries vertes et pourpres ont une photosynthèse anoxygénique, tandis que les cyanobactéries ont une photosynthès oxygénique.

6 La taxinomie des bactéries photosynthétiques

7 Les pigments photosynthétiques

8 Le phylum des Chloroflexi Bactéries vertes non-sulfureuses. Contient six classes et sept ordres. Certaines sont photosynthétiques tandis que d autres ne le sont pas. i.e., genre Chloroflexus photosynthétique. i.e., genre Herpetosiphon non photosynthétique.

9 Le genre Chloroflexus Bactéries filamenteuses. Mobilité par glissement. Thermophiles. Isolées de sources chaudes neutres à alcalines. Forment souvent des tapis rouges ou oranges. Métabolisme: Photosynthèse anoxygénique. Peuvent aussi croître de façon aérobique comme chimiohétérotrophes.

10 La mobilité par glissement Retrouvée dans une grande diversité de taxons. Chimiohétérotrophes aérobies fructifiants et non fructifiants. Cyanobactéries. Bactéries vertes non sulfureuses. Au moins deux genres de Gram-positifs. Le mécanisme exacte du glissement est inconnu. Se produit lorsque les cellules sont en contact avec une surface solide. Peut laisser une trace visqueuse. Le mouvement peut être très rapide. La mobilité peut être perdue avec l âge. Des niveaux nutritionnels bas stimulent généralement le glissement. Bien adaptée aux habitats plus secs (i.e., sol, sédiments, bois pourri). Permet le positionnement à un niveau optimal d intensité lumineuse, d oxygène, de sulfure d hydrogène, de température et d autres facteurs qui influencent la croissance.

11 Le phylum des Chlorobi Bactéries vertes sulfureuses. Contient une classe (Chlorobia) et un ordre (Chlorobiales). Morphologie variée. Formes de bâtonnets, coques ou vibrions, pouvant former des chaînes ou des amas. Présence de chlorosomes. Vésicules ellipsoïdales attachées à la membrane plasmique. Contiennent les pigments photosynthétiques. Peuvent posséder des vésicules gazeuses. Utilisées pour ajuster leur profondeur à des niveaux de lumière et de sulfure d hydrogène adéquats. Anaérobies obligatoires et photolithoautotrophes. Utilisent le sulfure d hydrogène, le soufre élémentaire et l hydrogène comme sources d électrons. Dépourvues de flagelles et non mobiles. Ces bactéries abondent dans les zones lacustres anaérobies et riches en sulfures.

12 Le phylum des Cyanobacteria Groupe le plus vaste et le plus divers de bactéries photosynthétiques. Le type de photosynthèse utilisé ressemble au processus photosynthétique eucaryote. Bien que beaucoup sont photolithoautotrophes obligatoires; certaines se développent lentement à l obscurité comme des chimiohétérotrophes, en oxydant le glucose et quelques autres sucres.

13 Le phylum des Cyanobacteria Les Cyanobacteria diffèrent fortement en forme et en aspect (diamètre varie de 1 à 10 µm). Elles peuvent être unicellulaires, en colonies de différentes formes ou constituer des filaments appelés trichomes. Utilisent fréquemment des vacuoles gazeuses. Plusieurs utilisent la mobilité par glissement. Elle ne possèdent pas de cycle des acides tricarboxyliques fonctionnel complet. Le cycle des pentoses phosphates joue un rôle central dans le métabolisme des glucides. Elle sont dépourvues de flagelles.

14 Écologie des Cyanobacteria Tolérantes à des environnements extrêmes tant aquatiques que terrestres. Les espèces thermophiles peuvent croître jusqu à des températures de 75 C. Souvent des colonisateurs primaires. Dans les étangs et lacs chauds, riches en nutriments, elles peuvent rapidemement former des fleurs d eau. Certaines produisent des toxines. Établissent fréquemment des relations symbiotiques. i.e., Partenaires photosynthétiques des lichens. i.e., Symbiotes de protozoaires et de champignons. i.e., Les espèces fixatrices d azote forment des associations avec diverses plantes. Beaucoup de cyanobactéries fixent l azote atmosphérique grâce à des cellules spécialisées appelées hétérocystes.

15 Structures spécialisées pour la reproduction Les cyanobactéries montrent une grande diversité en ce qui concerne la reproduction. Elles recourent à toute une variété de mécanismes: scissiparité, bourgeonnement, fragmentation et scission multiple. Hormogonies La fragmentation des cyanobactéries filamenteuses peut générer des petits fragments mobiles appelés hormogonies. Akinètes Cellules spécialisées non mobile à parois épaises et résistantes à la dessication. Ces dernières germent pour former de nouveaux filaments. Béocytes Certains membres qui se reproduisent par scission multiple forment de petites cellules sphériques, reproductrices, souvent appelées béocytes qui s échappent quand la paroi externe se rompt.

16 Le phylum des Planctomycetes Contient deux classes (Planctomycetacia et Phycisphaerae) et deux ordres (Planctomycetales et Phycisphaerales). Bactéries à la morphologie particulière, avec des cellules compartimentées. Le plus grand compartiment interne nommé riboplasme, situé à l intérieur de la membrane intracytoplasmique (MIC) est séparé de la membrane cytoplasmique par une région périphérique, sans ribosomes, nommée paryphoplasme. Ne possèdent pas de peptidoglycane. Plusieurs Planctomycetes ont un cycle biologique où des cellules sessiles bourgeonnent et produisent des cellules d essaimage flagellées et mobiles. La plupart sont chimiohétérotrophes. Retrouvées dans des environnements aquatiques d eau douce et marins, des divers sols et chez des invertébrés.

17 Le phylum des Chlamydiae Contient une classe (Chlamydiae) et un ordre (Chlamydiales). Le genre le plus étudié est Chlamydia. Bactéries non mobiles, coccoïdes. Taille de 0,2 à 1,5 µm (très petites). Parasites intracellulaires obligatoires des mammifères et des oiseaux avec un cycle de développement particulier. Elles ne peuvent se reproduire que dans des vésicules cytoplasmiques des cellules hôtes. Possèdent un des plus petits génomes procaryotes connus (1,0 à 1,3 Mb). Métabolisme extrêmement limité: Apparaisent comme des parasites énergétiques dépendants de leur hôte pour l ATP.

18 Plusieurs agents pathogènes importants chez les Chlamydiae C. trachomatis. Infecte les humains et les souris. Responsable de la lymphphogranulomatose vénérienne, de trachomes (maladies de l oeil), d urétrites (infection de l urètre) non gonococcique et d autres maladies. C. psittaci. Infecte les humains et plusieurs autres animaux (cette bactérie est d ailleurs transmissible d oiseaux à des humains). Cause la psittacose chez l humain; soit une infection du système pulmonaire causant une inflammation, une hémorragie et une pneumonie. C. pneumoniae. Cause commune de pneumonie à chlamydies chez l humain.

19 Le cycle biologique chlamydien La reproduction des chlamydies débute par l attachement d un corps élémentaire (EB) infectieux. La cellule hôte phagocyte le EB, qui est maintenau dans des corps d inclusion où il se réorganise pour former un corps réticulé (RB). Le RB est spécialisé pour la reproduction plutôt que l infection. 8-10h après l infection, la scission binaire débute et se continue jusqu à la mort de la cellule hôte. La lyse se produit après 48-72h.

20 Le phylum des Spirochaetes Contient une classe (Spirochaetia) et un ordre (Spirochaetales). Bactéries distinctes par leur structure et leur type de mobilité. Bactéries longues et fines en forme d hélice souple ( 0.1 à 3 µm sur 5 à 250 µm). Mouvements de reptation sur des surfaces solides dû à une structure appelée filament axial. Chimiohétérotrophes. Peuvent être anaérobies, anaérobies facultatifs ou aérobies. D un point de vue écologique, le groupe est exceptionnellement varié et il se développe dans des milieux allant de la boue à la bouche de l homme.

21 Le phylum des Spirochaetes

22 Le phylum des Bacteroidetes Contient quatre classes (Bacteroidia, Cytophagia, Flavobacteria, et Sphingobacteria) et quatre ordres (Bacteroidales, Cytophagales, Flavobacteriales, et Sphingobacteriales).

23 La classe des Bacteroidia Bâtonnets de formes variées. Non sporulants. Mobiles ou non mobiles. Chimiohétérotrophes anaérobies. Fermentation qui produit un mélange d acides organiques. Se développent dans la cavité buccale et le tractus intestinal des humains et des animaux et le rumen des ruminants. Souvent bénéfiques à leur hôte car elles peuvent fermenter l amidon, les pectines et autres glucides. Peuvent constituer jusqu à 30% des bactéries présentes dans les fèces humains. Certaines sont pathogènes pour l humain.