FacMed.3emeAnn e 2010

1. FacMed.3emeAnn�e2010/11MicrobiologiEALLAG H.Structures bacteriennes 1

2. Agents des maladies infectieuses Prions : maladies d�g�n�ratives du syst�me nerveux (maladie de Creutzfeldt Jakob) Virus : 20 � 200 nm Bact�ries Champignons Parasites 2

3. Qu�est ce qu�une bact�rie ? Bact�rie = �tre vivant, unicellulaire Poids d�une cellule = 10-12 g (poids sec = 3x10-13 g) � D�couverte du monde bact�rien : d�but du 18�me si�cle gr�ce au microscope � �tude des bact�ries : Louis Pasteur (1822-1895) d�couverte du r�le des bact�ries dans - les fermentations - les maladies � Classement : Eucaryotes : membrane nucl�aire (algues, champignons, protozoaires) Procaryotes : un seul chromosome, pas de membrane nucl�aire toujours unicellulaire (bact�ries, algues bleues) 3

4. Domaines de la bact�riologie Science m�dicale : pathologie infectieuse Science fondamentale : bact�ries et virus = outils en g�n�tique et biologie mol�culaire Science extra-m�dicale concernant : - L�agriculture : bact�ries interviennent dans cycles naturels de C, N, S - L�industrie alimentaire : . r�le dans les fermentations . contamination des aliments (Salmonelles, List�ria) - L�industrie chimique et pharmaceutique : . production d�antibiotiques . armes de guerre 4

5. Moyens d��tude de la structure bact�rienne A)� microscopie optique (x 1000 � 1500) morphologie, groupement Coloration de Gram invent�e en 1884 �violet : Gram + �rose : Gram � B)� microscopie �lectronique (x > 10 000) structure fine des bact�ries C)� fractionnement des bact�ries Constituants lib�r�s, s�par�s, analys�s 5

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9. Morphologie bact�rienne 1)� forme : - coques = sph�res - bacilles = b�tonnets - spirilles 2)� taille : ~1 � de large x quelques � de long 3)� groupement des bact�ries caract�ristique de l�esp�ce : isol�es, par 2, amas, cha�nettes, en palissades� 4)Combinaison entre - forme, caract�rise les bact�ries - coloration - et groupement 9

10. Anatomie bact�rienne (cellule procaryote) El�ments obligatoires : El�ments inconstamment pr�sents : - chromosome - plasmides - cytoplasme - vacuoles, substances de r�serve - ribososomes - capsule - membrane cytoplasmique - flagelles - paroi - pili (pilus commun et pilus sexuel) - spore El�ments absents : * v�ritable noyau * mitochondrie * r�ticulum endoplasmique * appareil de Golgi 10

11. Constituants de la cellule bact�rienne � R�le pour la bact�rie � Implications m�dicales dans - pouvoir pathog�ne - diagnostic biologique (direct et indirect) - �tudes �pid�miologiques (comparaison de souches) - sensibilit� aux antibiotiques - vaccins 11

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13. Structures constantes � Paroi � Membrane cytoplasmique � Appareil nucl�aire � Cytoplasme Structures inconstantes � Capsule � Couche S � Flagelles � Fimbriae, Pili � Spore � El�ments g�n�tiques mobiles 13

14. A)Chromosome - absence de membrane nucl�aire - filament unique d�ADN . bicat�naire . circulaire . surenroul� - 1000 fois plus long que la bact�rie (masse ~ 2000MDa) - prot�ines fix�es dessus: - ADN et ARN polym�rases - topoisom�rases : r�alisent les torsades 14

15. A�)Chromosome : int�r�t m�dical � Identification bact�rienne : mise en �vidence de g�nes � �pid�miologie : comparaison des g�nomes des souches bact�riennes � Cible d�antibiotiques : - quinolones : inhibition des topoisom�rases - rifamycine : inhibition de l�ARN polym�rase (=> de la transcription) - nitro-imidazol�s : fragmentation de l�ADN 15

16. B)Plasmides structures g�n�tiques non essentielles (inconstantes) ADN double brin, surenroul� de 1 � 1000 kb (en moyenne 0,5 � 5% de la taille du chromosome) cytoplasmique, de r�plication autonome transf�rable � d�autres bact�ries par conjugaison exemples : - plasmides porteurs de g�nes intervenant dans le pouvoir pathog�ne (g�nes de virulence, de toxines�) - plasmides de r�sistance aux antibiotiques - Facteur F transfert de fragments de chromosome par conjugaison 16

17. C)Cytoplasme � compos�s solubles � compos�s de r�serve � ARN � ribosomes 17

18. D)Ribosomes � Nombreux : ~ 20 000 / bact�rie � Constitution : comportent 2 sous unit�s (50S et 30S) constitu�es de prot�ines + ARN (23S et 16S) � R�le dans la synth�se prot�ique � Cible d�antibiotiques qui agissent en perturbant la synth�se prot�ique - aminosides - cyclines - ph�nicols - macrolides - acide fusidique 18

19. E)Membrane cytoplasmique interface entre cytoplasme et structures externes sous la paroi � Constitution - prot�ines dispers�es dans - double couche de phospholipides absence de cholest�rol micro. �lectronique : aspect trilamellaire � Lieu de fixation des flagelles et d�initiation de leur mouvement 19

20. E�)Membrane cytoplasmique : nombreuses fonctions � Responsable des �changes - transferts passifs : barri�re osmotique - p�n�tration active et s�lective : perm�ases - sortie des prot�ines : syst�mes de s�cr�tion � Transmission des informations de l�environnement : prot�ine signal � Enzymes de la cha�ne respiratoire (m�me r�le que la mitochondrie dans cellule eucaryote) � Cible de substances antibact�riennes : - ph�nols, antiseptiques cationiques - antibiotiques polypeptidiques : fixation sur les phospholipides 20

21. F)Paroi enveloppe rigide �forme (exosquelette) �protection �contient la pression osmotique interne diff�rente chez les Gram positif et les Gram n�gatif mais comporte un polym�re commun, partie la plus interne : PEPTIDOGLYCANE = MUREINE = MUCOPEPTIDE macromol�cule (= sac entourant la bact�rie) de structure r�ticul�e : - chaines polysaccharidiques reli�es par des - chainons peptidiques 21

22. F�)Paroi : peptidoglycane ou mur�ine � constitution : - chaines polysaccharidiques . acide N-ac�tyl muramique = NAM . N-ac�tyl glucosamine = NAG - chainons peptidiques . branch�s sur l�acide muramique (NAM) . et reli�s entre eux par une cha�ne peptidique � biosynth�se : - enzymes (transpeptidase, carboxypeptidase) sur lesquelles se fixent les AB b�ta-lactamines = prot�ines se liant � la p�nicilline ou PLP 22

23. F�a)Paroi chez les GRAM POSITIF : �paisse (30 � 50 nm) � peptidoglycane = constituant majeur (30% du poids sec), nombreuses couches � autres constituants fix�s dans - le peptidoglycane : - acides teicho�ques - polysaccharides - prot�ines - la mb. cytoplasmiq 23

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26. F�b)Paroi chez les GRAM NEGATIF : plus complexe peptidoglycane : couche mince (3-5 nm) (< 15% du poids sec) espace p�riplasmique membrane externe : - double couche de phospholipides - couche externe de lipopolysaccharide (LPS) - prot�ines : - de structure (OmpA) - de transport - porines : perm�abilit� - d�adh�rence 26

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28. F�c)Paroi des GRAM NEGATIF : structure du LPS couche externe de lipopolysaccharide (LPS) = endotoxine, avec 3 r�gions : � lipides (lipide A) � rattach�s au core ou noyau polysaccharidique de base � sur lequel est fix� un polysaccharide complexe immunog�ne (antig�ne O) se d�veloppant � l�ext�rieur de la paroi 28

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