Morphologie et structures des cellules bactériennes (3) Flashcards
Quelles sont les différences, au niveau de la structure, entre les cellules eucaryotes et procaryotes?
Cellules eucaryotes:
- noyaux, membranes nucléaires
- organelles cytoplasmiques
- structures membranaires intracytoplasmiques élaborées
Cellules procaryotes:
- absence de noyaux
- absence d’organelles cytoplasmiques
- absence de structures membranaires intracytoplasmiques élaborées
Quels sont les 2 groupes de procrayotes et comment peut-on les différencier?
- Eubactéries (majorité des bactéries étudiées) et Archaebactéries (environnements primitifs)
- ils ont des structures cellulaires équivalentes (fonctions similaires mais compositions différentes)
Quelles sont les 6 formes des cellules bactériennes?
- sphères: coccus, cocci, coques
- bâtonnets: bacilles, cocobacilles
- bâtonnets incurvés (forme stable): vibrions
- spirales: spirilles (rigides, ont des flagelles pour se déplacer) et spirochètes (flexibles, rampent)
- appendices: pédoncule
- autres: pléomorphes (changent de formes, ont pas 1 forme caractéristique), hyphes
Quelles sont les dimensions des cellules bactériennes?
Diamètre: 0.5-1.5µ
Longueur: 1-10µ
*il y a des extrêmes qui vont de 200nm à 1000µm
Quel est l’avantage d’avoir des petites cellules bactériennes?
Le rapport S/V est meilleur: quand le rapport augmente, l’absorption des nutriments et la diffusion des molécules dans la cellule sont plus efficaces ce qui facilite le taux de croissance qui devient plus rapide
Vrai ou faux: les bactéries sont des organismes pluricellulaires?
Faux, ils sont unicellulaires
*les bacilles peuvent êtres 1-2 cellules collées et il existe un nombreux types d’associations pour les coccis
Quels types de bactéries s’associent en grappe, en chaîne et quels sont les autres types d’associations cellulaires (4)?
Grappe: Staphylococcus
Chaînes: Streptococcus
Diplocoques
Octades
Tétrades
Rosettes
Où est localisée la paroi cellulaire?
6
Entre la membrane cytoplasmique et la capsule
Quand la coloration de Gram a-t-elle été inventée et par qui?
- 1884
- Christian Gram
Quels sont les 2 groupes des bactéries et que les différencie-t-il?
Gram+ et Gram-, leur paroi cellulaire
Quelles sont les 4 étapes de la coloration de Gram?
1- Violet de cristal
2- Iode/Iugol (mordant): va fixer les interactions entre le violet de cristal et certaines molécules dans la paroi cellulaire
3- Alcool/acétone (décolorant): va enlever le violet de cristal qui n’a pas interagit avec la paroi cellulaire
4- Safranine (contre-colorant): permet de visualiser les structures qui n’ont pas retenu le violet de cristal
Comment peut-on interpréter les résultats d’une coloration de Gram?
Si violet → Gram+
Si rouge/rose → Gram-
La paroi cellulaire est-elle rigide ou souple?
Rigide
Quelles sont les 2 fonctions principales de la paroi cellulaire?
Survie (protège de la lyse osmotique) et forme de la cellule
Peut-on retrouver une paroi cellulaire chez toutes les bactéries?
Non, il y a des exceptions:
- Mycoplasma (eubactérie)
- Thermoplasma (archaebactérie)
*leurs environnements est différents, ils ont une membrane cytoplasmique plus rigide
Est-ce que la paroi cellulaire est lourde?
Oui, elle représente 40% du poids sec de la cellule bactérienne
De quoi est composé la paroi cellulaire chez les eubactéries?
Peptidoglycanes (ou muréine):
- NAM et NAG alternés, le peptide est relié à NAM
- ponts peptidiques interchaînes de peptidoglycanes: a.a. de forme D, ils augmentent la rigidité de la cellule, relié à NAM
Qu’arrive-t-il lorsqu’il y a présence de pénicilline?
Il n’y aura pas formation de lien des ponts interchaînes. La pénicilline inhibe la transpeptidation (faite par transpeptidase), donc la rigidité de la cellule diminue.
Les peptides sont pas attachés, donc la structure s’affaiblit et l’eau va pouvoir rentrer plus facilement dans la cellule → mort de la cellule si trop d’eau à l’intérieur
De quoi est composé la paroi cellulaire chez les archaebactéries?
Pseudopeptidoglycanes (ou pseudomuréine)
Comment est la paroi des bactéries à Gram+?
- épaisse et uniforme (80nm)
- beaucoup de peptidoglycanes → très rigide
- composée aussi d’acide téichoïques (donne la charge (-) à la paroi, polymères de glycérol/ribitol, absorption des ions)
- composée d’autres polysaccharides/protéines (ils ont des fonctions structurales/enzymatiques, ils sont peu nombreux)
Comment est la paroi des bactéries à Gram-?
- hétérogène et complexe (10-15nm)
- pas beaucoup de peptidoglycanes
- possède une membrane externe + un espace périplasmique
Qu’est-ce que la membrane externe?
- liée à la cellule par la lipoprotéine de Braun (Braun est fixée au peptidoglycane et l’autre bord est dans la partie hydrophobe de la membrane externe)
- constitués de phospholipides + protéines (OMP), de porines et de lipopolysaccharides (LPS)
De quoi est constituée la membrane externe?
- phospholipides
- protéines intrinsèques (ex: porines)
- lipopolysaccharides (LPS)
Comment les peptidoglycanes et la membrane externe sont-ils reliés?
Par les lipoprotéines de Braun
De quoi sont composés les LPS?
Lipide A:
- dans la membrane externe
- 2 dérivés de glucosamine
- responsable de la toxicité des Gram-
- structure varie selon les bactéries
Polysaccharide central:
- au milieu
- constitué de 10 glucides
- composition spécifique à chaque bactérie
Chaîne latérale O (antigène O):
- la plus externe
- séquence signature pour chaque souche
- cible pour la reconnaissance par les anticorps de l’hôte
Quel est le rôle des LPS?
Protection contre les défenses de l’hôte:
- endotoxine
- si activé (par anticorps), peut causer fièvre, choc septique, diminution de la PA)
*dans les vaccins, il y a absence de LPS
Où se trouve l’espace périplasmique?
entre la membrane externe et cytoplasmique
Que peut-on trouver dans l’espace périplasmique?
- peptidoglycanes (bcp - que Gram+)
- lipoprotéine de Braun
- protéines de transport et de digestion des nutriments
Quelles sont les 2 fonctions de la membrane externe?
sélection et exclusion
Entre Gram+ et Gram-, lequel a la paroi la plus perméable?
Gram+, laisse rentrer plus de choses
Pourquoi les Gram- ne prennent-elles pas le violet de cristal?
Car les porines sont très sélectives et ne laissent pas rentrer le violet de cristal
Où est localisée la membrane cytoplasmique?
5
avant la paroi cellulaire
Vrai ou faux: la membrane cytoplasmique n’est pas présente dans toutes les cellules bactériennes?
Faux
Quel est le rôle de la membrane cytoplasmique?
Elle sépare le cytoplasme de l’environnement (frontière entre organisme et environnement)
De quoi est composé la membrane cytoplasmique?
Protéines
Lipides :
- majeur: glycérophospholipides (tête hydrophile et 2 jambes hydrophobes)
- mineur: hopanoïde (dépourvus de stérols)
Comment les membranes cytoplasmiques sont-elles organisées?
en bicouches
Quel est le rôle des hopanoïdes dans la bicouche?
- rendent les membranes plus fluides à basse T° et moins fluides à hautes T°
- il y en a beaucoup dans les combustibles fossiles
Quelle est la différence majeure entre les Eubactéries et les Archaebactéries au niveau de la membrane cytoplasmique?
Les Archaebactéries ont une monocouche. Leur membrane cytoplasmique est constituée d’une molécule transmembranaire (2 extrémités hydrophiles et un centre hydrophobe)
Quelles sont les fonctions de la membrane cytoplasmique (2 grosses catégories)?
Passives
- séparation cytoplasme/milieu
→ imperméable aux molécules hydrophiles
→ maintien des différences cytoplasme/milieu (phospholipides, protéines de structure)
Actives (protéines):
- transport
→ nutriments (demande de l’énergie,car à l’encontre des [])
→ déchets métaboliques
- biosynthèse
→ structures externes
→ pré-assemblage intracytoplasmique
→ transport transmembranaire
→ assemblage final extracytoplasmique
- production de l’énergie (ATP)
→ chaîne respiratoire et ATP synthase
- réplication de l’ADN
→ mésosome
→ réplication et ségrégation/partage du chromosome
- perception de l’environnement
- chimiotaxie (orientation du déplacement)
→ détection de signaux (avec protéines senseurs)
Comment est la structure de la membrane cytoplasmique?
Mosaïque fluide:
- les glycérophospholipides forment une sorte de gel
- déplacement des protéines
LIRE SUR COMPOSITION LIPIDES/TEMPÉRATURE
Est-ce que les virus ont une membrane cytoplasmique?
Non, ils ne sont pas des bactéries (en plus qu’il faut que ça soit des bactéries Gr- pour avoir une membrane cytoplasmique), mais ils peuvent quand même avoir une membrane
Quelles sont les 4 structures extracellulaires des bactéries?
- flagelle(s)
- fimbriae et pili
- glycocalyx
- couche S
De quoi est composé la portion externe de la flagelle?
De sous-unités protéiques: la flagelline qui est en empilement hélicoïdal
Quelles sont les 3 parties du flagelle?
- filament
- crochet
- corps basal (différences entre les Gr+ et les Gr-, car leur parois sont différents)
Est-ce que le flagelle traverse la paroi de la bactérie?
Oui
Pourquoi y’a-t-il plusieurs type de disposition de flagelles et quels sont-ils?
Car ils sont typique à chaque espèce:
- monotriche (1 flagelle)
- lophotriche (plusieurs flagelles mais à une extrémité)
- amphitriche (au moins 2 flagelles et aux 2 extrémités)
- péritriche (partout)
Quelle est la fonction de la flagelle?
La locomotion, en rotatant elle permet à la cellule de se déplacer. Il y a présence de chimiotaxie
Qu’est-ce que la chimiotaxie?
C’est une orientation des déplacements en fonction de concentration de composés chimiques. Ça peut être positif ou négatif
Quels sont les sens de rotation du flagelle?
Culbute (pogne un coin, tourne): sens horaire
Nage (ligne droite): sens anti-horaire
Qu’arrive-t’il lorsqu’il y a absence de stimulus, une chimiotaxie positive ou une chimiotaxie négative?
Absence de stimulus: beaucoup de culbute, mouvement aléatoire
Chimiotaxie positive: nage > culbute en s’approchant de la source d’attraction
Chimiotaxie négative: nage > culbute en s’éloignant de la source de répulsion
Est-ce que la chimiotaxie c’est efficace?
Oui, elle fait 3000x la longueur de la cellule par minute (648km/h)
Que sont les fimbrias et pili (pilus)?
- elles sont à la surface de presque toutes les cellules bactériennes
- elles sont composées d’un empilement de fimbrilline, piline
Quels sont les fonctions des fimbriae et des pilus?
Fimbriae:
- ils reconnaissent le récepteur et vont amener la cellule bactérienne à s’attacher, ils reconnaissent des récepteurs spécifiques
- ils font des secousses (qui aident à la locomotion)
Pili:
- transfert d’ADN
Où est situé le glycocalyx?
6, c’est la partie la plus extérieure de la cellule
Est-ce que le glycocalyx est présent chez toutes les espèces?
Non, seulement chez plusieursd
Quelles sont les 2 parties du glycocalyx?
- capsule (difficilement détachable)
- couche muqueuse (facilement détachable), elle a moins de fonctions cruciales
De quoi est composé et quelles sont les fonctions de la capsule (du glycocalyx)?
Composition:
- polysaccharides (ils viennent cacher la cellule bactérienne)
- exception de anthrax qui est composé de protéines D-glu (on retrouve seulement dans les peptidoglycanes et cette capsule)
Fonctions:
- adhérence non spécifique
- elle diminue la déshydratation, car elle contient beaucoup d’eau
- protection contre le système immunitaire et les substances toxiques
- biofilm (communauté microbienne)
Où est situé la couche S?
Entre la paroi cellulaire et la capsule
Gr-: apposée sur la membrane externe
Gr+: apposée sur les peptidoglycanes
Qu’est-ce que la couche S, de quoi est-elle composée et quelles sont ses fonctions?
C’est un réseau cristallin
Composition:
- protéines ou glycoprotéines
- réseau protéique enchevêtré
Fonctions:
- protection contre l’environnement (enzymes lytiques, variations pH, prédatuers, phagocytose)
- adhésion spécifique aux surfaces
- fréquente chez les archaebactéries
Quelles sont les principales structures intracellulaires des bactéries?
- nucléotide
- ribosomes
- inclusions
- organelles spéciales (endospores bactériennes, protoplaste, carboxysomes, magnétosomes et vacuoles gazeuses)
Qu’est-ce que le nucléoïde et quel est son rôle?
- absence de membrane
- 1 chromosome
- circulaire
- porte l’information génétique
- empaquetage efficace
Que sont les ribosomes?
- ribosomes cytoplasmiques ou membranaires
- composés de protéines et d’ARNr, il y a une grande et une petite sous-unité (procaryote 70S et eucaryote 80S
- ils font la biosynthèse protéique
Qu’est-ce que les ribosomes 70S eubactériens ont que les ribosomes 80S et archaebactériens 70S n’ont pas?
Ils ont un site d’action d’antibiotiques (chloramphénicol, tétracycline et streptomycine)
Que sont les corps d’inclusion?
Ils sont des réserves intracellulaires, ils n’ont pas de membrane
Quelle sont les 4 grandes réserves?
- réserve de carbone
- réserve de phosphate
- réserve d’azote
- réserve de soufre
Qu’est-ce que la réserve de carbone?
- PHB
- glycogène
- 50% de la masse cellulaire
- utilisation en période de jeûne
Qu’est-ce que la réserve de phosphate?
- Volutine (composé cristallin phosphaté, elle contient du polyphosphate inorganique)
- coloration de toluidine apparait rosé
- coloration de bleu de méthylène apparait rouge
Qu’est-ce que la réserve d’azote?
- cyanobactéries
- 10-15% du poids sec
Qu’est-ce que la réserve de soufre?
- grains de S0
- oxydation du H2S
- *Thiomargarita
Que sont les endospores bactériennes?
- ils sont chez certaines espèces
- elles apparaissent lorsque les conditions sont non propices à la croissance (elles vont permettre à la cellule d’être en phase de dormance au lieu de mourir)
- elles sont des organes de résistance
Quelle est la structure des endospores?
Exosporium:
- chez certaines bactéries
- lipoprotéines
- couche la plus externe
- pas de fonction précise
Tunique sporale:
- protéines (a.a. hydrophobes), environ 70 protéines différentes
- plusieurs couches: 30-60% du poids sec
- imperméabilité (résistance aux substances toxiques)
Cortex:
- peptidoglycane moins ponté
- prend beaucoup de place
- résistance mécanique
Core/noyau:
- faible en eau
- composé d’acide dipicolinate et de Ca
- les protéines vont servir à stabiliser et réparer l’ADN
Qu’est-ce qu’un protoplaste?
- possède seulement une membrane cytoplasmique, un chromosome et des ribosomes
- absence d’activités métaboliques
- conserve les structures essentielles
- petites protéines liant l’ADN (protection contre radiations/dessiccation)
Qu’est-ce que la sporulation?
- différenciation
- ordre d’évènements précis → 7 phases (synthèse de molécules typiques)
- prend environ 10 heures
Vrai ou faux et les mentionnez: la position de l’endospore dans la cellule est typique à l’espèce?
Vrai:
centrale, subterminale, terminale et sporange gonflé
Quelles sont les bactéries formant des endospores?
- bâtonnets Gr+
- quelques coccis Gr+
- quelques Gr- (c’est une exception)
Que sont les carboxysomes?
- présents chez de nombreux cyanobactéries
- ils ont une protéine sur leur enveloppe qui convertit l’acide carbonique en CO2
- site de fixation du CO2
Que sont les magnétosomes?
- permettent aux bactéries magnétotactiques aquatiques de s’orienter dans le champ magnétique terrestre
- ils sont dans les invaginations de la membrane cytoplasmique
Que sont les vacuoles gazeuses?
- confèrent une flottabilité à certaines bactéries aquatiques
- pleins de petites vésicules gazeuses ensembles
- imperméable à l’eau, mais perméable aux gaz atmosphériques
- les cellules avec des vacuoles gazeuses flottent pour avoir un maximum d’O2, de lumière et de nutriments
- elles montent en formant de nouvelles vésicules et descendent en les dégonflant
Vrai ou faux: les endospores batériennes sont extrêmement résistantes aux stress environnementaux?
Vrai (chaleur, radions UV, radiations gamma, désinfectants chimiques, dessiccation)
Est-ce que les endospores bactériennes peuvent être des agents pathogènes dangereux?
Oui, comme les endospores de Clostridium botulinum qui cause le botulisme
À quel moment commence la sporulation?
lorsque la croissance cesse par manque de nutriments → mécanisme de survie
Quelles sont les 7 étapes de la sporulation?
1- l’ADN cellulaire est répliqué
2- invagination de la membrane cellulaire pour isoler une partie de l’ADN et constituer le septum de la préspore
3- la membrane de la cellule mère poursuit son développement et entoure la préspore d’une seconde enveloppe
4- le cortex se forme entre les 2 membranes, du calcium et de l’acide dipicolinique s’accumulent
5- les protéines de la tunique sont formées autour du cortex
6- l’endospore arrive à maturité
7- des enzymes lytiques détruisent le sporange en libérant la spore
Qu’est-ce que la germination chez les endospores bactériennes?
- l’interruption de l’état de dormance de la spore
- présence de signaux moléculaires
Quelles sont les 3 étapes pour transformer des spores dormantes en cellules végétatives actives?
- activation
- germination
- croissance
Combien d’endospores peut-on retrouver dans une cellule?
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