Morphologie et structures des cellules bactériennes Flashcards
VRAI ou FAUX
Les cellules eucaryotes possèdent un noyau et une membrane nucléaire
Vrai
VRAI ou FAUX
Les cellules eucaryotes ne possèdent aucun organelle cytoplasmique
Faux
mitochondries, chloroplastes
Vrai ou faux
Les cellules eucaryotes possèdent des structures membranaires intracytoplasmiques élaborés
Vrai
appareil de Golgi, réticulum endoplasmique, etc.
Vrai ou faux
Il y a absence de noyau dans les cellules procaryotes
Vrai, nucléoïde
Vrai ou faux
Il y a présence d’organelles cytoplasmiques comme des mitochondries et chloroplastes dans les cellules procaryotes
faux
vrai ou faux
Il y a absence de structures membranaires intracytoplasmiques élaborés chez les procaryotes
vrai
cytoplasme uniforme
Quels sont les 2 grands types de bactéries étudiées?
Eubactéries
- facile à cultiver, majorité des bactéries étudiées
Archaebactéries
- environnements “primitifs” (To élevée, sels élevé, pas
O2, anaérobie)
:structures cellulaires équivalentes –> fonctions
similaires, composition biochimiques différentes (voies
métaboliques différentes), divergence de 10^9 années
Ancêtres communs: bacteria, archea, eucarya
Quelles sont les différentes formes des bactéries (6) et exemples?
- Sphères: coccus, cocci, coques
- Bâtonnets: bacilles, cocobacilles
- Bâtonnets incurvés: vibrillons
- (virgule ou spirale incomplète) - Spirales: spirilles (rigides), spirochètes (flexibles,
rampent) - Autres:
- pléomorphes (mélange)
- hyphes
- Appendices: prostèques, pédoncules
Quelle es la taille moyenne des cellules bactériennes?
(Diamètre et longueur)
diamètre: 0,5 - 1,5 u
Longueur: 1 - 10 u
Caractéristiques E. Coli (Escherichia Coli)
longueur
masse
volume
rapport surface volume? –> permet quoi
poids
1,5 - 2u
masse 10^-12 g
volume 1,15 x 10^-15
Rapport surface/volume : élevé!
- permet échanges efficaces avec environnement
poids: 665 femtograms (0,6 picogram) (10^-12)
Nommer des bactéries qui sont soit très petites (2) ou soit très grandes (3)
Petites:
- mycoplasma pneumonia: 100 nm
- nanobactéries: 50-200 nm
Grandes:
- Épulopiscium fishelsoni: 600 u (0,6 mm)
- thiomargarita namibiensis (750-1000 u) (1mm)
- thiomargarita magnifica 2000 u (2mm)
Les différentes associations cellulaires et exemples bactéries
Bactéries –> organismes unicellulaires
bacilles: 1-2 cellules, exception: Streptobacillus
(plusieurs)
Cocci: Nombreux types d’associations
Grappe: Staphylococcus
Chaine: Streptococcus
Autres:
- Diplocoques: Neisseria (2 sphères)
- Octades: Sarcina (2 blocs de 4 -> 8)
- Tétrdes: Haloquadratum (4cell.)
- Rosettes: Caulobacter
PAROI CELLULAIRE
où est-elle située?
tout juste à l’extérieur de la membrane cytoplasmique
Coloration de Gram:
étude pneumocoques (1883)
Différences dans les parois des bactéries
capacité de rétention du crystal violet
Étapes:
- violet de crystal
- Iode / lugol (mordant) fixe interactions
- Alcool / acétone (décolorant) Enlève violet de cristal
non fixé par le lugol
- Safranine (contre-colorant) Visualise cellules non
colorées par cristal violet
Gram +: violet
Gram -: rouge/rosé
PAROI CELLULAIRE
2 rôles de la paroie cellulaire
Rigidité
- survie!
- pression osmotique ext «_space;int –> pourrait exploser
- Gr -: résiste à 2-3 atmosphères
- Gr +: résiste à 10-15 atmosphères
Forme de la cellule
PAROI CELLULAIRE
Est-elle présente chez toutes les bactéries?
Presque toutes!
Sauf:
- Mycoplasma
- Thermoplasma
-> sont dans environnement où pression osm ext très
élevée et ont memebrane cytoplasmique + rigide
PAROI CELLULAIRE
Eubactéries
De quoi est composée leur membrane?
+ caractéristiques
Peptidoglycanes!!!! (muréine)
paroi = 10-80 nm, 40% du poids cellule
- Glycane
- polysaccharide, copolymères (plusieurs sucres)
: N- acétylglucosamine (NAG)
: Acide N-acétylmuramique (NAM)
–> liés par liens B1-4
(NAG - B1-4 - NAM) –> complexe
chaines entourent cellule - Peptide
- ponts peptidiques interchaines des peptidoglycanes
- E. Coli = tétrapeptides
- acides aminés de forme D (ala, glu) –> augmente
rigidité
- maj aa = forme L, forme D pas synthèse ribos.
- attachent chaine peptidoglycanes ensemble
Gram -: D-D + lien covalent
Gram +: D-L + ponts interpeptidiques
PAROI CELLULAIRE
Eubactéries
Comment sont créés les ponts interchaines (peptide)?
Enzyme: Transpeptidase –> Transpeptidation
est aussi le site d’action des antibiotiques ex: péniciline
inhibe la transpeptidase –> diminue rigidité
eau entre dans cellule (pression osm.) –> éclate car n’est plus assez rigide –> lyse et mort de la cellule bactérienne
PAROI CELLULAIRE
Archae bactéries
comparaison avec paroi eubactéries
paroi structure équivalente –> rigidité
fonctions identiques (forme, rigidité (survie))
Composition différente:
- Glycoprotéines ou polysaccharides! (pseudomuréine)
PAROI CELLULAIRE
Bactéries à GRAM +
composition de la paroi + caractéristiques
(1 bicouche –> PAS membrane ext.)
- Paroi épaisse et uniforme 80nm (résiste à pression
élevée)
- Quantité peptidoglycanes élevée, bcp couches
peptidoglycanes == très rigide
- Acides téichoïques et lipotéichoïques
- Polymères glycérol-P ou ribitol-P
- chargés - : filtre ionique –> sélection
- Intéraction avec violet de cristal !!!!!!
-Autres polysaccharides + protéines
- fonctions structurales et enzymatiques
- faible quantité
PAROI CELLULAIRE
Bactéries à GRAM -
composition de la paroi + caractéristiques
- Paroi hétérogène et complexe (10-15nm)
- faible qté peptidoglycanes –> faible rigidité
- grande diversité composantes
-* possède membrane externe!!!
- *Espace périplasmique!!!
PAROI CELLULAIRE
Bactéries à GRAM -
composition de la paroi
MEMBRANE EXTERNE
Fonction: sélection et exlusion composés hydrophiles!
Phospholipides + protéines: OMP
ex: porines: transport molécules hydrophiles
sélection par taille (< 700 Da passe) et taille
–> discrimine ce qui traverse
Autres OMP: structure + enzymatique (faible qté)
Feuillet exterme:
Possède LPS - liposaccharide
Liens covalents entre:
- Lipide A: dans membrane –> assoc avec 2-GlcN
- Polysaccharide central
- 10 résidus: heptulose et KDO
(2-céto-3-désoxyoctanate)
- composition constante
- Chaîne latérale (antigène O) partie + externe
- blocs répétés de résidus: Abequose
- composition variable
= signature des souches!
ex: E. Coli = O157h7 (antigène O)
LDS = endotoxine -> fièvre, choc, nausée
vaccin ne doivent pas avoir LPS endotoxine: substance toxique qui reste associé à cell
PAROI CELLULAIRE
Bactéries à GRAM -
composition de la paroi
Espace périplasmique
- entre membrane ext de la paroi et membrane
cytoplasmique - 1 à 2 couches de peptidoglycanes
résistance Gr- ««_space;Gr+ - lipoprotéine de Braün: lien covalent avec peptidoglycane
membrane ext (paroi) - protéines de transport et de digestion nutriments
- environnement gel -> + dense
PAROI CELLULAIRE
Différences résistances, perméabilité et sélectivité
Gram + et Gram -
Résistance: Gram - «_space;Gram +
Perméabilité: Gram - «_space;Gram +
Sélectivité: Gram -»_space; Gram +
MEMBRANE CYTOPLASMIQUE
Vrai ou faux
On l’a retrouve chez toutes les cellules
VRAI
MEMBRANE CYTOPLASMIQUE
localisation?
Rôle général?
localisation: à la limite du cytoplasme
rôle: frontière entre cytoplasm et environnement
MEMBRANE CYTOPLASMIQUE
Composition
Bicouche
Protéines: 60-70%
Lipides: 30-40%
- Lipide majeurs: Glycérophospholipides
- le plus fréquent: phosphatidyléthanolamine
(amphiphile)
- Lipides mineurs : Hépanoïdes (5cycles)
- s’insèrent dans bicouche: augm rigidité et résistance
- [ ] élevé dans combustibles fossiles
–> Archaebactéries:
- structure équivalente
- composition différente: lipides, alcools à longue
chaîne
- certaines espèces = monocouche
- 1 molécule transmembranaire
- 2 extrémités hydrophiles, centre hydrophobe
MEMBRANE CYTOPLASMIQUE
Quelles sont les fonctions de la membrane cytoplasmique passives?
Passives:
- pas énergie
- séparation du cytoplasme/milieu
- imperméable molécules hydrophiles
- maintien différence cyto/milieu
-> protéines structure
-> phospholipides
MEMBRANE CYTOPLASMIQUE
Quelles sont les fonctions de la membrane cytoplasmique
Actives?
Actives:
- demande énergie
Protéines de:
- transport:
- nutriments contre gradient [ext]<[int] x 10^4
- Déchets métaboliques vers extérieur
- Biosynthèse:
- structures externes
- pré-assemblage intracytoplasmique
- transport transmembranaire
- assemblage final extracytoplasmique
ex: PG: NAG-NAM- tétrapeptide
Polymérisation + transpeptidation
- Production
- énergie (ATP): chaîne respiratoire + ATP
synthase
- Réplication ADN
MEMBRANE CYTOPLASMIQUE
VRAI OU FAUX
La membrane cytoplasmique a des composants très rigides qui e bougent jamais.
FAUX
membrane cytoplasmique = mosaïque fluide!
-> glycérophospholipides = structure gel
-> Déplacement des protéines
composition en lipides dépend de Temp. de croissance
temp diminue = + rigide = protéines ont plus difficultés déplacer => afecte croissance cellule
STRUCTURES EXTRACELLULAIRES
Flagelle
Est en majorité sur quel type de forme de bactéries?
En majorité sur les structures allongées
ex: bacilles, vibrions, spirilles, spirochètes
Exception: Sporosarcina (sphérique et a flagelle)
STRUCTURES EXTRACELLULAIRES
Flagelle
caractéristiques:
structure?
Fonction?
structure filamenteuse
souvent bcp + longue que la cellule
- largeur: 12-20 nm, longueur: 15-20 um
Composition: s-u protéique: flagelline
empilement hélicoïdale
Traverse la paroi:
filament + crochet + corps basal (moteur)
différences Gr+ (a - de parties) et Gr - (a + de
parties)
Fonction: locomotion
-> Rotation, déplacement, moteur hors bord
STRUCTURES EXTRACELLULAIRES
Flagelle
Différentes dispositions (4)
monotriche (flagelle à 1 extrémité)
lophotriche (plusieurs falgelles à une extrémité)
amphitriche (1 seul ou plusieurs flagelles à 2 extrémités)
péritriche (plusieurs flagelles en périphérie)
STRUCTURES EXTRACELLULAIRES
Flagelle
Différences motilité et mobilité
Motilité: Dépense énergie de la cell pour se déplacer
Mobilité: se déplace au gré des micros-courants, ex:
microscope..
STRUCTURES EXTRACELLULAIRES
Flagelle
Chimiotaxie
orientation du déplacement selon [composés chimiques]
(nutriments, temp., substances toxiques, etc.)
- fréquence culbutes plus faibles en s’Approchant d’une
charge + ( source d’Attraction)!!! - Fréquence culbutes plus faibles en s’Éloigant d’une
charge - (source de répulsion)!!!
Très efficace! vitesse 3000x la taille cell / min
STRUCTURES EXTRACELLULAIRES
Flagelle
Orientation par sens de rotation
anti-horaire: nage (droit)
horaire: culbute (change de direction)
Direction = proportions cage/culbute
STRUCTURES EXTRACELLULAIRES
Fimbriae et pili (pilus)
toutes cell.?
structure?
protéines?
sur presque toutes cellules
structure filamenteuses
largeur (1-10 nm), longueur (2-4 um)
fixée à la paroi
fimbria –> fibrilline
pili –> piline ==> empilements (fimbriae+pili)
Apex: protéine de reconnaissance du récepteur
STRUCTURES EXTRACELLULAIRES
Fimbriae
quelles sont ses fonctions?
attachement spécifique -> surfaces -> cell. hôtes,
bactéries, colonisation
Locomotion: secousses (quelques fimbriae)
surface bactérie: plusieurs fimbriae –> fonctions diff.
STRUCTURES EXTRACELLULAIRES
Pili (+ courtes)
quelles sont ses fonctions?
Transfert ADN cell. bact –> échanges matériel génétique
ex: pilus sexuel E. Coli
(car bactérie = réplication)
STRUCTURES EXTRACELLULAIRES
Glycocalix
toutes espèces?
situé où?
taille?
quels sont les types?
Chez plusieurs espèces
Extérieur à la paroie
Présence et taille selon conditions (milieu et espèce
microbienne)
2 types:
- Capsule (difficilement détachable) (+ étudiée!)
- Couche muqueuse (facilement détachable)
STRUCTURES EXTRACELLULAIRES
Glycocalix
Capsule
De quoi est-elle fait?
Fonctions?
Polysaccharides
- sauf Bacillus Anthracis (Gram+: protéines D-Glu)
Fonctions:
- adhérence (non-spécifique)
- diminue déshydratation (empêche eau sortir)
- protection contre système immunitaire + subs toxiques
(détergeants, bactériophages)
Ex: Biofilms: créent écosystèmes intiient biofilm (bactéries ayant capsule)
–> observation microscope
- lorsque préparé avec rouge de roténium = très
grande
- lorsque non préparée, est déshydratée, petits
filaments pas trop gros
STRUCTURES INTRACELLULAIRES
Chromosome
Combien de chromosome et quelle forme?
1 chromosome chez bactéries
forme circulaire
STRUCTURES INTRACELLULAIRES
Chromosome
membrane?
rôle?
taille?
chez tous organismes bactériens
nucléoïde : absence membrane
Porte info génétique
Empaquetage efficace
E. Coli:1,5 u, chromosome: déplié 1,4 mm
STRUCTURES INTRACELLULAIRES
Ribosome
Rôle?
2 types?
synthèse de protéines
- traduction ARNm en protéines
cytoplasmique (libres) ou membranaire
STRUCTURES INTRACELLULAIRES
Ribosome
De quoi est composé le ribosome?
Est-ce que les virus ont des ribosomes?
Protéines ribosomlaes et ARNr
- Grande et petite s-u
- Procaryotes: 70S (50S + 30S) (lorsque s’associe 70s)
- eubactéries + archaebactéries
- Eucaryotes: 80S (60S + 40S)
virus = Pas de ribosome
STRUCTURES INTRACELLULAIRES
Ribosome
Rôle
Biosynthèse protéique
STRUCTURES INTRACELLULAIRES
Ribosome
Quelle sous-unité eubactérienne est une cible d’Antibiotique?
ribosomes 70S eubactériens
Site d’Action antibiotiques:
- Chloramphénicol
- Tétracycline
- Streptomycine
bloque la synthèse protéique
Ribosomes 80S et archaebactériens 70S insensibles
STRUCTURES INTRACELLULAIRES
Réserves intracellulaires
Ont-elles des membranes?
Non! corps d’inclusion
STRUCTURES INTRACELLULAIRES
Réserves intracellulaires
quelles sont les différentes réserves + caractéristiques de chaque?
- Réserve de carbone
- Réserve de phosphate
- Réserve d’Azote
- Réserve de soufre
STRUCTURES INTRACELLULAIRES
Réserves intracellulaires
Réserve de Carbone
- Réserve de carbone
les plus fréquent mis en réserve:
- Poly-B-hydroxybutyrate
- Glycogène (glucose)
- 50% de la masse cellulaire
- utilisation en période de disette (près de la mort)
STRUCTURES INTRACELLULAIRES
Réserves intracellulaires
Réserve de phosphate
- Réserve de phosphate
- Volutine: polyphosphate inorganique
(grains métahcromatiques)
- Toluidine (noir) => rosé
- Bleu de méthylène => rouge
Besoin phosphate pour: ARN, ADN, phospholipides
STRUCTURES INTRACELLULAIRES
Réserves intracellulaires
Réserve d’Azote
- Réserve d’Azote
- Cyanobactéries -> font granules de cyanophycine
copolymère arg-asp
10-15% du poids sec
STRUCTURES INTRACELLULAIRES
Réserves intracellulaires
Réserve de Soufre
- Réserve de soufre
- Grains de S^0
Soufre provient de: l’Oxydation du H2S - Thiomargarita
- Grains de S^0
ORGANELLES SPÉCIALES
Endospores bactériennes
général:
C’est quoi, toutes les espèces?, quand on les retrouvent…
chez certaines espèces
présente chez la cellule lorsque conditions non propices à la croissance
== organe de résistance!
1 cellule –> 1 endospore –>1 cellule
Différenciation complexe
ORGANELLES SPÉCIALES
Endospores bactériennes
Structures des endospores (4) Ext. vers int.
- Exosporium (certaines espèces -> pas tous les spores)
- lipoprotéines / glycoprotéines
- fonctions? à découvrir …
- Tunique sporale
- Protéines [aa hydrophobes + Cys] grande (repousse
eau) - Plusieurs couches: 30-60% poids sec
- Imperméabilité aux substances hydrophiles
- résistance aux substances toxiques
- Protéines [aa hydrophobes + Cys] grande (repousse
- Cortex (zone claire)
- Peptidoglycane moins ponté (mais suffisamment
rigide)- cortex 3% vs 40% PG
- Résistance mécanique
- Peptidoglycane moins ponté (mais suffisamment
- Protoplaste (paroi disparue)
= mini cellule dormante- Membrane cytoplasmique, chromosome, ribosomes
- absence activités métaboliques
- Conserve les structures essentielles
- Petites protéines liant l’ADN
- Protection contre radiations et dessication
- Membrane cytoplasmique, chromosome, ribosomes
ORGANELLES SPÉCIALES
Endospores bactériennes
Les étapes de la sporulation
p.77
Différenciation
Ordre d’évènements précis: 7 phases
- synthèse molécules typiques
- enzymes et antibiotiques à certaines étapes
- temps total= environ 10 heures (Bacillus)
- bcp de temps et d’énergie! = investissement
Étudier figure 3.51
- étape 6 = toute eau sort
- Formation filament axial
- Formation septum et développement de la préspore
- Engloutissement de la préspore
- formation du cortex
- synthèse de la tunique
- Fin synthèse tunique, augmentation réfringeance et de résistance à la chaleur
- Lyse du sporange et libération de la spore
ORGANELLES SPÉCIALES
Endospores bactériennes
Où est situé l’endospore dans la cellule?
Typique de l’espèce
ORGANELLES SPÉCIALES
Endospores bactériennes
Caractéristiques:
Résistance augmentée à: chaleur, pression, substances toxiques => imperméable
Quantité d’eau diminuée
Composé typique: dipicolinate de Ca
Protéines => stabilisation et réparation de l’ADN
ORGANELLES SPÉCIALES
Endospores bactériennes
Exemple: Endospores de Clostridium botulinum, les plus résitantes!
Botulisme
100oC : des heures -> pas perte viabilité
121oC : 15 min -> perte viabilité
ORGANELLES SPÉCIALES
Endospores bactériennes
Germination
quand?
caractéristiques?
Lorsque conditions redeviennent propices à la vie
signaux moléculaires
1 endospore = 1 cellule
Activation, germination, croissance
ORGANELLES SPÉCIALES
Endospores bactériennes
Temps de survie des endospores
- Intestin d’abeille
-> 40 millions d’années - Mine de sel
-> 250 millions d’années
ORGANELLES SPÉCIALES
Endospores bactériennes
Survie et déplacement dans le vide spatial?
Théorie de la panspermie
(hypothèse): l’origine des organismes vivants sur Terre serait une « contamination » extraterrestre
Car on vu que endospores gardait leur viabilité dans l’Espace!
ORGANELLES SPÉCIALES
Endospores bactériennes
Quelles sont les bactéries formant des endospores?
Bâtonnets Gram +
Quelques cocci Gr +
Exceptions: quelques Gram -
ORGANELLES SPÉCIALES
Carboxysomes
Présents chez nombreuses cyanobactéries et d’autres bactéries fixatrices de CO2
Manteau polyédrique: 6 protéines diff.
- ex: Anhydrase carbonique qui convertit acide carbonique en CO2
- ex: RubisCO -> fixation du CO2, CO2 en glucide
Servent de site de fixation du CO2
ORGANELLES SPÉCIALES
Magnétosomes
Permettent aux bactéries magnétotactiques aquatiques de s’orienter dans les champs magnétique terrestre
= chaines intracellulaires particules magnétite (Fe3O4) ou de greigite (Fe3S4)
Chaque particule Fe (aimant)
Bactéries hémisphère Nord utilisent pour s’orienter vers le Nord et vers le bas, pour nager vers sédiments riches en matières nutritives
Bactéries hémisphère sud s’oriente vers le Sud et vers le bas
ORGANELLES SPÉCIALES
Vacuoles gazeuses
confèrent flottabilité à certaines bactéries aquatiques dont bcp sont photosynthétiques
Couches S
structure régulière
ressemble à pavement régulier
composé de protéines et glycoprotéines
chez bact gram -: couche S adhère directement sur membrane ext de la paroie
gram +: associé à surface peptidoglycanes
