Morphologie et structure bactérienne Flashcards
Quelles sont les principales différences entre les organismes eucaryotes et procaryotes?
Eucaryotes : possèdent un noyau et une membrane nucléaire, ils possèdent aussi des organelles cytoplasmiques (mitochondries, chloroplastes) ainsi que des structures membranaires intracytoplasmiques élaborées (appareil de Golgi, RD, etc…)
Procaryotes : n’ont pas de noyaux, absence d’organelles cytoplasmiques et absence de structure membranaires intracytoplasmiques élaborées. Leur cytoplasme est donc plus uniforme que celui des eucaryotes.
Quels sont les 2 groupes de procaryotes? Quelles sont leurs caractéristiques?
Eubactéries : majorité des bactéries étudiées
Archaebactéries : proviennent des environnements primitifs/extrêmes (chaleur extrême, concentration en sels élevée et anaérobie). Sont des organismes contemporains aussi car vivent dans la microbiote intestinale des humains. Elles possèdent des structures cellulaire équivalentes (fonctions similaires). Leur composition biochimique est différente. Elles datent de plusieurs milliards d’années.
Vrai ou faux? Les eucaryotes, les procaryotes et les archaebactéries ont un ancêtre commun.
Ni vrai ni faux, c’est controversé puisqu’il y a une certaine portion commune entre ces organismes mais on ne sait pas encore c’est quoi.
Quelles sont les différentes formes des cellules bactériennes?
Sphères : coccus, cocci, coques
Bâtonnets : bacilles ou cocobacilles (limite entre sphère et bâtonnet)
Bâtonnets incurvés : vibrions (virgule ou spirale incomplète)
Spirale : spirilles (corps rigide et flagelle pour se déplacer), spirochètes (corps flexible et rampent pour se déplacer).
Autres : pléomorphes, hyphes, etc…
À quoi sert le pédoncule chez les cellules bactériennes?
Il permet à la cellule d’absorber de façon importante et efficace les nutriments présents dans l’environnement.
À quoi sert le crampon chez les cellules bactériennes?
Il permet de s’accrocher à des surfaces.
Quelles sont les différentes tailles des bactéries? Nommez les exceptions et les extrêmes.
Diamètre : 0,5 à 1,5 μ
Longueur : 1-10 μ
Extrêmes :
- Mycoplasma pneumoniae : 100 nm
- Nanobactéries : 50-200 nm, sont potentiellement d’une origine bactérienne mais c’est controversé.
- Epulopiscium fishelsoni : 600 μ
- Thiomargarita namibiensis : 750-1000 μ
- Thiomargarita magnifica: 2000 μ
Quelle est la grosseur ainsi que la masse de la bactérie E. Coli? Qu’est-ce que cela lui permet?
Masse : 665 femtogrammes
Volume : 1,15e-15 l
Elle a un très petit volume par rapport à la surface qu’elle occupe ce qui l’avantage dans les échanges qu’elle doit faire avec l’environnement.
Quelles sont les différentes associations cellulaires des procaryotes?
Bactérie : unicellulaire
Bacilles : 1-2 cellules (sauf sreptobacillus qui est une longue chaîne)
Cocci : nombreux types d’associations
Grappe : staphylococcus
Chaîne : streptococcus
Autres : diplocoques (Neisseria), octades (sarcina), tétrades (haloquadratum) et rosettes (caulobacter).
Quelle est la localisation de la paroi cellulaire?
Elle est située juste après la membrane cytoplasmique vers l’extérieur.
Vrai ou faux? La membrane cytoplasmique se retrouve chez tous les organismes vivants.
Vrai.
Quelle est l’histoire de la coloration de Gram? Qu’est-ce qu’elle permet?
Ça a été inventé par Christian Gram en 1883 en colorant des pneumocoques.
Elle permet de faire la différence entre les parois cellulaires par la rétention ou non du violet de cristal.
Quelles sont les étapes de la coloration de Gram? Quel est le résultat?
Avant tout les cellules sont fixées.
- On met le violet de cristal pendant 1 minute et après on lave le surplus avec de l’eau.
- On met la solution d’iode/lugol (mordant) pendant 1 minute. On rince le surplus à l’eau. Cette solution permet de fixer les interactions entre le violet de cristal et les structures.
- On met de l’alcool ou de l’acétone (décolorant) pendant 1 minute. Cela enlève tout ce qui n’a pas été fixé par le lugol.
- On met de la safranine pendant 1 minute (contre-colorant) qui colore les organismes qui n’ont pas été colorés par le violet de cristal.
Les bactéries à gram + seront vues de couleur violette tandis que les bactéries à Gram - seront rouge ou rosées.
Quelles sont les fonctions de la paroi cellulaire?
Sa rigidité lui confère d’importantes fonctions. En effet, elle permet la survie des bactéries ainsi que leur forme.
Le cytoplasme des bactéries est très riche en solutés et ces concentrations élevées sont essentielles à la survie de la bactérie. À cause de ces concentrations élevées, l’eau qui se trouve à l’extérieur des cellules cherche toujours à entrer dans celles-ci pour venir égaliser les concentrations internes et externes. En effet, la pression osmotique est beaucoup plus importante à l’intérieur de la cellule qu’à l’extérieur.
Quelle est la différence entre les bactéries gram + et - quand on parle de supporter de la pression?
Les bactéries à Gram - peuvent supporter de 2 à 3 atmosphères de pression car leur paroi est moins rigide.
Les bactéries à Gram + peuvent supporter de 10 à 15 atmosphères de pression car leur paroi est plus rigide.
Quelles sont les exceptions des bactéries qui n’ont pas de paroi cellulaire? Quelles sont leurs autres particularités?
Mycoplasma (eubactérie) et Thermoplasma (archaebactérie)
Ces bactéries vivent dans les environnements où la pression osmotique externe est beaucoup plus importante, donc l’eau a moins besoin d’entrer dans la bactérie pour égaliser les pressions osmotiques.
De plus, leur membrane cytoplasmique est plus rigide, ce qui compense un peu pour l’absence de la paroi cellulaire.
Vrai ou faux? La paroi cellulaire est très importante et essentielle pour les cellules qui la possède.
Vrai.
Quelles sont les caractéristiques générales de la paroi cellulaire?
Elle a une épaisseur de 10 à 80nm ce qui représente environ 40% du poids sec de la cellule.
Elle est composée de peptidoglycanes (muréine) chez les eubactéries. La partie glycane est composée de polysaccharides de copolymères. Cela signifie une alternance entre 2 sucres qui sont reliés. Ces deux sucres sont N-acétylglucosamine (NAG) ainsi que l’acide N-acétylmuramique (NAM). La liaison qui lie ces sucres est la NAG-Β1-4-NAM. Ces chaînes de polysaccarides entourent la cellule.
Les ponts peptidiques constituent des interchaînes entre les polysaccarides. Ils sont formés de tétrapeptides. Les acides aminés qui composent les ponts peptidiques sont de forme D. Ces ponts permettent d’augmenter la rigidité.
Qu’est-ce qu’il y a de spécial par rapport à la forme D des acides aminés qui composent les protéines des ponts peptidiques dans la paroi cellulaire?
Les acides aminés sont normalement de forme L. Une des seules exceptions sont les acides aminés qui composent la paroi cellulaire. Ces acides aminés ne sont pas synthétisés par des ribosomes.
Quelle est l’enzyme qui lie les ponts peptidiques aux chaînes de glycanes?
C’est la transpeptidase qui effectue une transpeptidation.
Comment expliquer l’effet de la pénicilline sur la paroi cellulaire bactérienne?
La pénicilline agit sur la transpeptidation. En effet, lorsqu’elle est présente, il n’y a pas de formation de ponts interchaînes. Plus un organisme grandit en présence de pénicilline, moins il y aura de ponts.
Sans présence de ponts, un organisme bactérien perd beaucoup de sa rigidité. Un organisme qui est supposé être en forme de bâtonnet va se retrouver en forme de sphère. De plus, l’eau va pouvoir plus entrer dans la cellule, car il y aura moins de résistance. Il y aura éventuellement la lyse de l’organisme car la paroi cellulaire ne pourra plus supporter toute l’eau qui entre.
Quelles sont les particularités des parois cellulaires chez les archaea?
La structure (rigidité) ainsi que les fonctions (survie, forme) sont les mêmes que chez les eubactéries.
La seule chose qui diffère est la composition de la paroi. Celle-ci est faite de glycoprotéines ou de polysaccarides mais pas de peptidoglycanes. On dit de la pseudomuréline.
Quelles sont les caractéristiques des parois des bactéries à Gram +?
Elles sont beaucoup plus épaisses (80 nm) que celles des bactéries à Gram -
La quantité de peptidoglycanes ainsi que le nombre de couches est très élevé. Cela fait en sorte que la paroi est beaucoup plus rigide.
Dans leur paroi, les bactéries à Gram + ont des acides téichoïques ainsi que des acides lipotéicoïques. Cela est unique aux bactéries à Gram +. La structure de ces deux acides est composée de polymères de glycérol-P ou de ribitol-P. Le phosphate présent sur ces polymères cause une charge négative.
Cette charge négative permet à ces composantes de créer un filtre ionique qui permet la sélection des composantes qui peuvent entrer dans la cellule.
Il existe aussi d’autres polysaccarides ou protéines mais elles ont des fonctions structurales et enzymatiques. Elles sont présentes en moins grande quantité.
Dans les bactéries à Gram +, qu’est-ce qui serait responsable des interactions avec le violet de cristal?
Ce serait les acides téichoïques.
Que permettent les acides lipotéichoïques présents dans la paroi des bactéries à Gram +?
Ces acides possèdent un acide gras, ce qui permet l’ancrage de la paroi cellulaire dans la membrane cytoplasmique.
Quelle est l’épaisseur de la paroi des bactéries à Gram -? Pourquoi?
L’épaisseur est d’environ 10-15nm. Cela est causé par le fait que la quantité de peptidoglycanes est plus faible donc la paroi a une rigidité plus faible que les bactéries à Gram +.
Qu’est-ce que les bactéries à Gram - possèdent que les bactéries à Gram + ne possèdent pas?
Une membrane externe (bicouche).
De quoi est composée la membrane externe de la paroi des bactéries à Gram -?
Elle est composée de phospholipides ainsi que de protéines OMP (outer membran proteins).
Quelles sont les caractéristiques et les fonctions des OMP dans la membrane externe chez les bactéries à Gram -?
La majorité des OMP sont des porines qui discriminent le passage de certaines substances dans la cellule. Elles permettent le passage sélectif de certaines molécules hydrophile dans la cellule. La sélection des porines se fait par la nature et par la taille des molécules. Tout ce qui est plus grand que 700Da ne peut pas entrer dans la cellule.
Il y a aussi d’autres OMP qui ne sont pas des porines qui ont des fonctions structurales et enzymatiques. Par contre, elles sont présentes en petites quantités.
Quelles sont la caractéristiques des lipopolysaccharides qui composent la membrane externe des bactéries à Gram -?
Ils sont spécifiques aux bactéries à Gram -
Ce sont des glycolipides comprenant une région lipidique appelée lipide A, le plus souvent faite d’un disaccharide de glucosamines .
Le lipide A est lié à un core polysaccharidique d’à peu près dix sucres (heptulose, KDO, 2-céto-3-désoxyoctonate). La composition de ce polysaccaride central est constante dans une même espèce de bactérie.
La partie lipidique (hydrophobe) est située à l’intérieur de la bicouche tandis que la partie polysaccaride (hydrophile) s’étend à l’extérieur de la bactérie.
Il y a aussi la chaîne latérale O qui représente l’antigène O de la bactérie. Elle est située à l’extérieur de la bactérie et est un bloc répété de résidus de sucre (abequose). Sa composition est variable et constitue la signature des souches bactériennes, car elle est spécifique à la souche.
En quoi les lipopolysaccharides des bactéries à gram - sont dangereux pour les humains? Qu’en est-il des vaccins?
Les LPS sont des endotoxines. Ils font réagir très fortement le système immunitaire chez les humains. La réaction provoque d la fièvre, un choc et même des nausées.
Lorsqu’on prépare un vaccin, il faut être absolument certain qu’il n’y a pas de LPS dedans sinon les gens qui le reçoivent peuvent être gravement malades.
Quelles sont les caractéristiques de l’espace périplasmique? Quels lipides le constitue? Quelles protéines le constitue?
Cet espace est exclusif aux bactéries à Gram -
Il se situe entre la membrane externe et la membrane cytoplasmique.
Il est composé de 1 à 2 couches de peptidoglycanes. Cela forme une toute petite couche qui est beaucoup plus mince que la paroi cellulaire des bactéries à Gram +. Cela explique pourquoi les bactéries à gram - song moins rigide que les bactéries à Gram +.
Il est composé de lipoprotéines de Braün qui servent à faire le lien entre les peptidoglycanes et la membrane externe de façon covalente. Cela permet de rigidifier un peu.
Il contient aussi des protéines de transport et de digestion des nutriments.
Il est sous forme de gel.
Quelle est la fonction de l’espace périplasmique?
Il contient des enzymes hydrolytiques et des protéines de transport qui interviennent dans l’assimilation des nutriments.
Quelle est la différence de perméabilité entre les bactéries à Gram + et à Gram -?
Les bactéries à gram - la cause des porines non ??
Quel est le mécanisme de la coloration de Gram?
Le violet de cristal se fixe sur les acides téichoïques et sur les acides lipotéichoïques dans les bactéries à Gram +. Il est fixé par l’iode et pas enlevé par le traitement à l’alcool. Dans les bactéries à Gram -, le violet de cristal n’a nul part où se fixer donc il est lavé par l’alcool. La safranine colore les deux types de cellules mais le violet de cristal l’emporte sur la safranine. C’est pourquoi seulement les bactéries à gram - sont roses.
Où est située la membrane cytoplasmique chez la bactérie?
Directement après le cytoplasme.
Chez quels organismes est présente la membrane cytoplasmique? Quelle est sa fonction?
Elle est présente chez tous les organismes vivants (pas les virus). Elle sépare le cytoplasme du reste de l’environnement (elle sépare deux environnements hydrophiles de manière efficace).
De quoi est composée la membrane cytoplasmique chez les eubactéries? Quels sont les lipides retrouvés en majorité et en minorité?
Elle est composée de protéines à 60-70% de son poids sec. Elle contient aussi 30-40% de lipides par rapport à son poids sec.
Les lipides majoritairement retrouvés sont des glycérophospholipides comme le phosphatidyléthanolamine qui est une molécule amphipatique. Ils sont organisés en bicouche.
Les lipides minoritaires sont les hopanoïdes qui sont insérés dans la bicouche pour lui procurer une plus grande rigidité.
Quelles sont les molécules les plus diversifiées dans la membrane cytoplasmique?
Les protéines.
Dans quoi les hopanoïdes pourraient avoir une fonction? Qu’est-ce que cela signifie?
On a retrouvé une quantité importante des hopanoïdes dans les combustibles fossiles ce qui pourrait signifier que les microorganismes ont joué un rôle important dans leur formation.
