La Capsule, Le Flagelle et la

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1 La Capsule, Le Flagelle et la Spore

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3 La capsule

4 Définition C est une couche supplémentaire externe entourant la paroi. Chez une même souche, la formation est influencée par les constituants du milieu. De nombreuses bactéries élaborent de nombreuses substances organiques visqueuses qui entourent leur paroi dune couche plus au moins compacte.

5 La capsule est une couche gélatino-muqueuse présentant une surface externe libre nettement définie. On parle de couches visqueuses d une On parle de couches visqueuses d une consistance gluantes lorsque ces structures sont plus diffus et abondamment secrétées.

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7 Mise en évidence Méthode à l encre de Chine Halo brillant réfringent Corps bactérienne Fond noir á l'encre de chine

8 Composition chimique La nature des constituants capsulaires est fréquemment polyosidique quelque fois polypeptidique. Plus étudier en raison de son pouvoir Plus étudier en raison de son pouvoir pathogène les polyosides chez les pneumocoques formes de longues chaines d acides polyaldobionique

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10 La capsule est de nature polyosidique chez de nombreuses bactéries Gram négatives exp: E.coli type A La capsule est de nature polypeptidiques (constitués d'acide aminé, acide D-glutamique) chez quelques Bacilles Gram positifs. Exp: Bacillus megatherium, Bacillus subtilis

11 FONCTION DE LA CAPSULE N est pas essentielle á la vitalité de la cellule Une bactérie dépourvue de sa capsule peut croitre et se multiplier. Les substances capsulaires sont le support de propriétés physico pathologiques et immunologique Support de l antigénicité (Antigène K )Kapsel ou Vi Salmonella (Salmonella Typhi).

12 Joue un rôle protecteur contre: les bactériophages la dessiccation et les phénomènes physicochimiques de nombreux prédateurs comme les protozoaires Les capsules ont un rôle nuisible dans l industrie du papier car certaines bactéries, excrètent des substances visqueuses qui s accumulent dans les appareils et bouchent les filtres.

13 Remarque Beaucoup de bactéries Gram positives et Gram négatives possèdent une couche régulièrement structure appeler couche S: composée de protéines et de glycoprotéines Protégerait la cellule contre : les fluctuations ioniques, variation de ph, le stress osmotique, de la bactérie prédatrice Bdellovibrio.

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16 Flagelle Définition Sont des appendices locomoteurs qui se situe á l'extérieur de la membrane plasmique et de la paroi cellulaire. Ce sont des structures minces, d environ 20 nm de Ø et 15 á 20 micromètre de long. Sont observés au microscope électronique avec coloration spéciales

17 Les espèces bactériennes se distinguent souvent par le mode de distribution des flagelles plusieurs positions possibles: Un seul flagelle polaire: ciliature monotriche Une touffe de flagelles polaires: ciliature multitriche = lophotriche Un flagelle à chaque pole: ciliature amphitriche Des flagelles entourant la bactéries: ciliature péritriche

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21 Ciliature monotriche Ciliature amphitriche Ciliature lophotriche= multitriche Ciliature péritriche

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24 Les spirochètes ont des flagelles interne dénommés filaments axiales entourées par une gaine. Les spirochètes sont doués de mouvement de translation, de rotation autour de l axe longitudinal ou de réflexion. la distribution des flagelles est très utile pour l identification

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26 Ultra structure du flagelle Les flagelles sont constitués de trois parties: un filament hélicoïdale Un crochet Un corpuscule basal

27 1. Filament est composé de l assemblage de S.U protéique ( 1 seule protéine = la flagelline, PM= 15 à 70 Kda), de forme hélicoïdale de longueur 10 micromètres composé de 11 fibrilles disposés comme les torons d une corde et parcouru par un fin canal axial. Entouré d une gaine chez certaines espèces (prolongement de la membrane externe (Bdellovibrio, vibrio cholerea, vibrioparahaemolyticus, helicobacter) ou une structure protéique (les spirochetes excepter les esp du genre Borrelia.

28 Le crochet est très court, incurvé et flexible et présente une structure protéique. Le corpuscule ou corps basal : lieu d insertion du flagelle dans la cellule. Constitué de 2 parties: Mobile ( anneau M)et Fixe(anneaux L, S et P).

29 FILAMENT CROCHET Membrane externe (Anneau L) fixe lipopolysaccharides Espace periplasmique (Anneau S) fixe Membrane plasmique (Anneau M) mobile Peptidoglycane (Anneau P) fixe

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32 Flagelle et mobilité La mobilité s observe chez les bacilles et quelques coques. Exp: Enterococcus casseliflavus, Nitrococcus mobilis, Planococcus sp.

33 Plusieurs types de mobilité peuvent être observés: La nage: résulte de la présence de flagelles c est le type le plus fréquent, s observe sur milieux solides. Exp: E.coli, Salmonella typhimurium, Bacillus sp, Clostridium, Yesinia.

34 L essaimage: C est une alternative à la nage s observe sur milieux solides et nécessite des modifications morphologiques (en milieux liquides les bactéries sont courtes et portent quelques flagelles et en milieu solide elles s allongent et présentent de nombreux flagelles). Exp: Vibrio parahaemolyticus et Azospirillum brasiliense. Les cellules possèdent soit un unique flagelle polaire responsable de la nage soit de multiples flagelles responsable de l essaimage

35 Ensemencées au centre d une boite de milieu gélosé, les bactéries se multiplient pour donner une colonie. Que se passe t-il Lorsque le milieu s'épuise?

36 On voit apparaitre des formes longues fortement mobiles capable de se déplacer à la surface du milieu (essaimage) qui vont coloniser un endroit riche en nutriment ou elles donnent des formes courtes faiblement mobiles et l appauvrissement conduit á nouveau á des formes longues qui repartiront vers des zones de milieu neuf. La succession de ces cycles se traduit par apparition de voile qui finissent par envahir le milieu.

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38 Les pili ou Fimbriae : L'existence des pili a été révélée par la microscopie électronique Ce sont des appendices filiformes différents des flagelles. Ils sont fréquents chez les bacilles Gram négatifs. On en distingue deux catégories de morphologie et de fonction distincts :

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41 Pilis dits communs sont distribués en grand nombre autour de la bactérie (plusieurs centaines). Ils sont fins, courts et rigides. On pense que leur présence est en rapport avec les propriétés antigéniques de la bactérie. Pilis sexuels sont plus longs. Atteignant 20 µm et se terminent par un renflement. Leur nombre est faible (1 à 4).

42 jouer un rôle indispensable au cours de la conjugaison bactérienne dans le transfert du chromosome de la cellule dite à la cellule.

43 La spore (endospore) bactérienne On les appelle spores ou endospores puisque leur formation est intracellulaire. La sporulation a lieu dans les conditions du milieu défavorables ou lorsque la cellule est en fin de phase exponentielle.

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45 La sporulation est un phénomène qu on retrouve seulement dans certains genres bactériens comme Bacillus, Clostridium et Sporosarcina. Tous ces genres sont Gram positifs. Ce processus de sporulation aboutit toujours à la formation d un nouveau type de cellule qui est la spore dont le métabolisme est très bas et qui peut rester très longtemps à l état de dormance.

46 Il faut noter que la spore ne peut pas respirer car la paroi sporale ne contient pas de cytochromes. Dans les conditions favorables, elle peut redonner la cellule végétative. La spore est différente de la cellule végétative par sa structure, sa composition chimique et enzymatique. Elle a un aspect rond sphérique ou ovale. Cet aspect est net, car elle est réfringente.

47 Elle est très résistante aux conditions de vie défavorables, c'est-à-dire à ph extrêmes, températures extrêmes, elle résiste aussi à la dessiccation, aux radiations et aux agents chimiques la spore est thermorésistante car sa teneur en eau est très faible

48 Les spores résistent également aux radiations, aux pressions, aux antibiotiques, aux antiseptiques et aux désinfectants. Spores survivent après un chauffage de 70 C á 80 C durant 10 min. Certaines Plectridium caloritolerans résistent plus de 8 h á 100 C et 5min á 120 C Cette thermo résistance pose des problèmes dans les hopitaux et en industries agroalimentaires.

49 Morphologie et la structure de la spore La spore apparaît comme un corps sphérique ou ovoïde d'un diamètre variant de 0,2 à 2 mm. La grosseur et la position ne sont pas les même pour toute les espèces.

50 Si le diamètre est supérieur à celui de la cellule végétative la spore est qualifiée de déformante, dans le cas contraire elle est non déformante. Sa situation à l'intérieur de la cellule permet de reconnaître des spores centrales, subterminales ou terminales. Sauf exception (par exemple Clostridium disporicum), on ne trouve qu'une seule spore par bactérie.

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53 L'endospore Situation Grosseur forme Sont des critères d'identification

54 La spore apparaît comme un espace clair très réfringent et limité par un contour net et régulier La spore est constituée par un cytoplasme de texture homogène peu dense aux électrons, pauvre en ARN, en enzymes et en eau mais contenant une quantité d'adn proche de celle de la cellule végétative.

55 La membrane cytoplasmique, analogue à celle de la cellule végétative, est entourée de la paroi sporale elle contient un peptido glycanne qui deviendra la paroi de la cellule végétative. Le cortex qui fait suite á une couche épaisse. Il est formé de peptido glycanne mais de type inhabituel très sensible aux lysozymes.

56 La tunique est composée d une protéine de type kératine riche en ponts disulfure. Cette couche imperméable est responsable de la grande résistance de la spore aux agents chimique. L exosporium, tégument le plus externe est une membrane lipoprotéique contenant 20% de sucres n est pas essentiel á survie de la spore et sa fonction est mal connue

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60 Les différentes étapes de sporulation Phase de croissance stationnaire donc absence de division. La sporulation débute á l'arrêt totale de la synthèse d ADN, d ARN et de protéines. Les cellules qui sporulent sont binoculées

61 Le stade I ou stade du filament axial se caractérise par la présence d'un matériel nucléaire qui s'étend sur toute la longueur de la cellule et qui correspond à 2 génomes. stade II, II les deux génomes se séparent et en même temps la membrane cytoplasmique s'invagine près d'un pôle de la cellule pour former un septum de sporulation qui partage la cellule en deux parties inégales.

62 stade III. III Ce septum de sporulation va envelopper le cytoplasme de la plus petite partie pour former une pré spore stade IV Entre les deux membranes limitant la pré spore se forme la paroi sporale puis apparaît rapidement le cortex. Aux stades V et VI, VI les tuniques sont élaborées et, après maturation, la cellule mère se lyse et libère la spore mature (Autolyse).

63 stade VI stade I stade II stade V filament axial Septum stade III Préspore paroi sporale stade IV Fin de synthèse cortex tunique

64 Une fois les tuniques sont synthétisées, la spore est réfractile mais pas résistante à la chaleur. La résistance est acquise par deux phénomènes chimiques. Le pompage massif d'ions calcium par la cellule et la synthèse de

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66 Au cours de la sporulation il peut y avoir synthèse de différentes substances : antibiotiques, toxines (entérotoxine de Clostridium perfringens) ou corps parasporal (Bacillus thuringiensis, Bacillus sphaericus...) contenant des toxines létales pour les insectes.

67 Germination Placée dans des conditions favorables (eau, glucose, acides aminés) la spore va donner naissance à une nouvelle cellule végétative et on distingue trois stades dans ce processus de germination.

68 GERMINATION

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70 L'activation est un stade souvent indispensable correspondant à une lésion des enveloppes sporales par des agents physiques ou chimiques. En l'absence de cette activation, même placées dans un environnement favorable, les spores sont incapables de germer.

71 L'activation peut être provoquée par des agents mécaniques (choc, abrasion), des agents physiques (choc thermique) ou chimiques (lysozyme, acides...).

72 L'initiation débute en présence de conditions favorables d'hydratation et en présence de métabolites effecteurs (alanine, adénosine, magnésium,...) qui pénètrent à travers les enveloppes endommagées et déclenchent un processus autolytique. Des enzymes hydrolytiques dégradent de nombreux constituants de la spore et notamment le cortex qui libère le dipicolinate de calcium. Après l'élimination de la barrière corticale, la spore s'imbibe d'eau, se gonfle et perd ses propriétés de résistance.

73 L'émergence d'une nouvelle cellule végétative comprenant le cytoplasme sporal entouré de la membrane et de la paroi est possible grâce à l'altération des enveloppes. La nouvelle cellule entre dans une phase active de biosynthèse et la croissance reprend graduellement.

74 LES CONSEQUENCES DE LA SPORULATION Altérations des denrées alimentaires. Intoxication et toxi-infection alimentaires. En hygiène alimentaire les barème de chauffage des conserves doivent permettre d eliminer les risques de botulinisme

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76 FIN

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