Les procaryotes

Le monde des procaryotes

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I - Introduction

On désigne par procaryotes les organismes ne possédant pas de noyau véritable, à l'inverse des eucaryotes (dont nous faisons partie). Les bactéries, observées pour la première fois par Van Leuvenok au XVIIes., sont les représentantes du monde des procaryotes. On ne peut pas parler de microbiologie sans citer Louis Pasteur, qui découvrit au XIXes. l'origine des fermentations, la pasteurisation et ... la vaccination bien sûr!

Le rôle des bactéries est:

- Ecologique: un milliard de bactéries par gramme de terre contribuent à la fermentation des glucides, la fermentation des protides, au cycle de l'azote ...

- Biologique: il y a 100 milliards de bactéries par gramme de selles!! A l'intérieur du tube digestif, cetaines vitamines (K, B12), sont synthétisées par des bactéries.

- Economique et industriel: on leur doit la fabrication de médicaments, d'antibiotiques, leur rôle s'applique également dans l'industrie alimentaire...

II - Un peu de taxonomie pour distinguer les familles.

COQUES GRAM +

Familles MICROCOCCACEAE et STREPTOCOCCACEAE

STAPHYLOCOCCUS

STREPTOCOCCUS

Streptocoques du groupe A

Autres streptocoques bêta hémolytiques

Streptocoques du groupe D

Autres espèces de streptocoques D

Stoeptocoques non groupables

Streptococcus pneumoniae

BACILLES GRAM -

  1. ENTEROBACTERIACEAE

        2. PSEUNOMONADACEAE

       3. VIBRIONACEAE

BACILLES GRAM +, SPOROGENES

  1. GENRE BACILLUS
  2. BACILLUS ANTHRACIS
  3. BACILLUS SAPROPHYTES

MYCOBACTERIES

  1. MYCOBACTERIUNS TUBERCULOSIS
  2. MYCOBACTERIUMLEPRAE

III - Ultrastructure des bactéries.

 Organite Eucaryotes Procaryotes
Chromosome 2N (diploïde) Un seul, 1N (haploïde) circulaire
Division mitose, méïose ni mitose, ni méïose
ADN extra nucléaire mitochondries, chloroplastes plasmides
Paroi cellulose, chitine si présente toujours présente sauf chez les mycoplasmes et les archébactéries
Membrane cytoplasmique comporte des stérols ne renferme pas de stérols
Cytoplasme Réticulum Endoplasmique, Golgi, mitochondries, lysosomes. Rien de cela.
Ribosomes 80 S au niveau du Réticulum Endoplasmique "granuleux" 70 S sur la face interne de la membrane cytoplasmique.
Flagelles sous-unités simples

Il n'y a pas de phagocytose chez les bactéries. Des éléments sont présents chez toutes les bactéries: c'est le cas de la paroi, de la membrane cytoplasmique, du cytoplasme, de l'appareil nucléaire. D'autres ne se retrouvent que chez certaines bactéries: la capsule, les flagelles, les pili, la spore, les plasmides.

IV - Transfert de matériel génétiques chez les bactéries: transformation et conjugaison.

IV.1 - La conjugaison:

Les bactéries peuvent posséder des pili, qui peuvent être commune ou sexuels. Plus courts et plus fins que les flagelles, ils sont constitués de piline et faiblement fixés à la bactérie. Les pili communs (100 à 200 par bactérie) ont un rôle d'adhésion, d'hémagluttination et sont impliqués dans les mouvements bactériens. La piline qui les compose est en hélice. Les pili sexuels (1 à 8 par bactérie), plus longs que les premiers, sont comparables à un canal creux avec un bouton terminal. La piline qui les compose est globulaire. On distingue les pili sexuels de type F (synthétisés par un facteur de fertilité F), impliqués dans la conjugaison (transfert de matériel génétique d'une bactérie donneuse "mâle" à une receveuse "femelle") et lors de la fixation de bactériophages (l'ADN du phage transite par le canal creux). Les pili sexuels de type I, servent au transfert de plasmides entres bactéries.

A noter: la conjugaison concerne quasi exclusivement les bactéries Gram-; elle est très rare chez les Gram+.

IV.2 - La transformation:

Ce phénomène mis en évidence paar Griffith en 1928, existe naturellement chez certaines bactéries comme Bacillus, Streptococcus pour les Gram+ et Neisseria, Haemophilus, Acinetobacter, Moraxella, Branhamella pour les Gram-.

IV.2.1 - Définition:

La transformation consiste en un transfert d'ADN, issu d'une bactérie donatrice et absorbé par une bactérie réceptrice en état de compétence. cette absorption est suivie d'une recombinaison génétique avec acquisition de nouveaux caractères, stables et transmissibles héréditairement.

Le transfert d'ADN n'est que partiel puisqu'il ne représente que 1/1000 à 1% du chromosome bactérien. Il ne nécessite pas de contact direct entre les bactéries, contrairement à la conjugaison et est limité à quelques espèces bactériennes. L'ADN transformant présente des homologies se séquence avec celui de la bactérie réceptrice; il va se substituer à un fragment, provoquant son départ: on parle de recombinaison.

IV.2.2 - Les principales phases

  1. Fixation d'ADN bicaténaire sur les sites de fixation de la membrane cytoplasmique.
  2. Dégradation en deux brins d'ADN monocaténaire au niveau de ces sites.
  3. Pénétration d'un seul brin d'ADN monocaténaire.
  4. Appariement aves un brin complémentaire:
    • intégration dans un réplicon s'il est oncapable de se répliquer par lui-même (c'est ce qu'il se passe dans la plupart des cas),
    • réplication autonome.

Pour que la transformation réussisse, il faut qu'il y ait homologie avec l'ADN bactérien, sans quoi le brin exogène ne s'intègre pas au génome.

IV.2.3 - La transformation artificielle:

On peut la réaliser chez la plupart des espèces en créant un état de compétence. A cet effet, on peut

On fait ainsi pénétrer de l'ADN bicaténaire à l'intérieur de la bactérie.

IV.2..4 - Intérêt de la transformation artificielle:

bactéries et écologie

Le clonage (choix des sites)