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04-01-2012, 03:16 PM   #1

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les bacteries

On a deux grands groupes, les archobactries et les eubactries.

La classification est base sur des caractres gnotypiques, sur la filiation volutive (techniques de squenage, types de parois, ). Par exemple, la paroi des archobactries ne renferme pas dacide muramique qui est le composant typique des peptidoglycanes. Les lipides membranaires prsentent des chanes aliphatiques ramifies, alors que chez les eubactries, ces mmes chanes ne le sont pas. De plus, les archobactries possdent des gnes discontinus.

I\ Les eubactries.

A\ Morphologie des eubactries.

Elles sont en gnral unicellulaires mais on les trouve parfois sous forme de colonies plus ou moins structures. Les cellules sont soit sphriques : coccodes, soit en btonnets : bacillus.

Lenveloppe : cest la membrane la plus interne, elle est cytoplasmique, rarement en contact avec le milieu externe dont elle est spare par la paroi. Chez certaines espces, la membrane cytoplasmique peut sinvaginer pour donner un empilement de membrane interne : le msosome. Cela se retrouve particulirement chez les bactries photosynthtiques ou, chez les bactries ayant des changes gazeux importants.

La coloration de Gram permet de sparer les eubactries en deux groupes : les g+ et les g-. Cette coloration est rvlatrice dune diffrence de structure de la paroi.

- Chez les g+, la membrane cytoplasmique est recouverte dune zone paisse de peptidoglycane qui enferme la cellule dans une coque relativement rigide et paisse. Cette gangue est responsable de la forme cellulaire et est charge de constituants secondaires comme lacide techoque.

- Chez les g-, la couche de peptidoglycanes est faible et est recouverte dune seconde membrane externe de composition spciale renfermant des LippoPolySaccharides (LPS). Entre la membrane interne et la membrane externe, se situe un espace troit appel le Priplasme o se situe le peptidoglycane.

Les bactries sentourent souvent dune enveloppe supplmentaire plus ou moins structure, parfois paisse, appele le Glycocalyx.

B\ Le gnome.

Dans une bactrie, il est reprsent par un double brin dADN circulaire. Le gnome est parfois complt par des anneaux dADN supplmentaires plus petits : ce sont les plasmides. Ils offrent au monde bactrien des possibilits extraordinaires dadaptation car ils sont souvent transmissibles dune cellule lautre. Les bactries changent entre elles des portions de squences dADN ou de plasmides qui peuvent sintgrer compltement dans le gnome de la bactrie receveuse.

C\ Les cils et les flagelles.

Ils sont comparables aux flagelles des cellules mobiles des algues. Ils sont constitus par un petit nombre de fibrilles et sinsrent au niveau du plasmalme sur un blpharoblaste. La protine constituant ces flagelles est lastique et contractile comme la myosine des muscles.

D\ La multiplication asexue.

Les bactries se divisent par scissiparit. La division cellulaire peut-tre rapide (de 20 30 minutes), partir dune cellule, on peut en obtenir jusqu 10^9 en 24 heures. Cest un phnomne de parasexualit. Chez certaines bactries, il existe des processus parasexus aboutissant des recombinaisons gntiques voisines de celles rsultant de la reproduction sexue des eucaryotes.

On connat trois processus : transformation, transduction, conjugaison qui ont des caractristiques gnrales qui permettent de les distinguer de la reproduction sexue des eucaryotes.

Chez ces derniers, la contribution des deux gamtes pour constituer le matriel gntique du zygote est symtrique. Un zygote diplode redevient haplode la suite dune miose. Dans les processus parasexus, il ny a pas de gamtes, mais deux cellules rle oppos : un parent donneur qui introduit dans lautre parent (receveur ou accepteur), une partie de son matriel gntique et donne un mrozygote qui contient la totalit du matriel gntique de laccepteur. Ce matriel gntique est appel endognote.

De plus, un ou plusieurs fragments dADN du donneur (exognote) rentre dans ce nouveau matriel gntique mais les exognotes sont incapables de se multiplier et finissent par disparatre. De temps en temps, lexognote peut sintercaler avec la rgion homologue de lADN du receveur. Par la suite, des descendances du mrozygote vont apparatre et donneront des bactries matriel gntique recombin. Toutefois, la majeure partie du gnome provient du receveur.

1\ La transformation.

Exemple avec Streptococcus pneumoniae : Un change gntique peut se produire, quand, dans un milieu de culture o se dveloppe une population bactrienne avec un gnotype donn, on introduit de lADN correspondant un gnotype diffrent. La transformation ne peut se produire que si les bactries sont dans un tat comptent .

Dans le cas de lagent de la pneumonie (g+), ltat de comptence est confr par un facteur de comptence (une protine soluble de faible poids molculaire, produite et excrte par les bactries dans le milieu de culture) qui est absorb sur certains sites de la surface cellulaire. Ce facteur induit une cascade de ractions permettant lentre dans la cellule de lADN transformant.

Si lADN est originaire dun organisme diffrent mais sil prsente suffisamment dhomologies avec celui de lendognote, il est intgr ce dernier sous forme de courtes squences. La bactrie rceptrice, en intgrant une partie de linformation gntique de lADN donneur, acquire donc, une ou plusieurs caractristiques du donneur.

2\ La transduction.

Ce mcanisme de recombinaison gntique sopre par lintermdiaire dun bactriophage. Il y a infection dune bactrie par un virus (virion), qui se multiplie lintrieur et qui provoque sa destruction. Pendant cette multiplication, ce virus peut intgrer son ADN une partie du gnome de la cellule infecte. Au cours de linfection dune nouvelle bactrie, le virion introduit dans celle-ci, une squence du gnome de la cellule infecte prcdemment. Ces virions sont appels : vecteur de transduction .

3\ La conjugaison (sur Escherichia coli).

Une vritable diffrenciation de type sexuel existe. Deux bactries entrent en contact par un pont cytoplasmique. La bactrie mle est plus petite que la bactrie femelle (rceptrice). La bactrie mle injecte un brin dADN reprsent par un plasmide ou un chromosome.

Un trait dominant du monde bactrien est une grande varit et un important mtabolisme. Les bactries peuvent fixer lazote atmosphrique.

Exemple : Des bactries sont lorigine du gaz naturel et de la houille. Elles ont donc un rle fondamental. Sur lHomme, elles peuvent avoir un rle bnfique ou pathogne.

Les bactries peuvent tre :

- arobies strictes.

- arobies facultatives (elles vivent avec ou sans oxygne).

- anarobies strictes (elles vivent sans oxygne).

- anarobies qui supportent la prsence d'oxygne en faibles concentrations.

Les bactries anarobies sont les plus anciennes. Certaines bactries, comme les vgtaux, sont capables dutiliser les radiations lumineuses comme source dnergie. Ce sont des phototrophes, mais leurs pigments sont diffrents de ceux des vgtaux. En gnral, la photosynthse a lieu en milieu, peu prs, anarobie.

Les bactries qui effectuent toutes leurs synthses partir du CO2 comme seule source de carbone sont dites photoautotrophes .

Dautres bactries vivent au dpend des composs organiques tout en continuant utiliser lnergie lumineuse. Ce sont les photohtrotrophes .

Des bactries vertes utilisent le CO2 comme source de carbone et H2S comme source de pouvoir rducteur. Ces bactries sont dites : chimio-litho-htrotrophes .

Les bactries peuvent vivre partout.

Remarque : Les pigments permettant la photosynthse sont les bactriophylles et les carotnodes.


II\ Les cyanobactries.

Cest le deuxime grand groupe des procaryotes. On les appelle aussi cyanophyces ou blue-green algae.

A\ Gnralits.

Les cyanobactries nont pas de recombinaison gntique. Au niveau des pigments, on note la prsence de chlorophylle A, ainsi que dautres pigments : les billiprotines qui sont solubles dans leau (exemple : la Phycorythrine qui est rouge et la phycocyanine qui est bleue).

Au microscope, la cellule bactrienne apparat souvent homogne car elle na pas de plastes individualiss. Toutefois, on arrive distinguer une zone priphrique : le chromatoplasme, et une partie centrale : le centroplasme ou nucloplasme. La cellule est entoure dune paroi paisse. Celle-ci est similaire la paroi des gram-. Dans un certain nombre de genres, on note la prsence dune gaine. Celle-ci peut avoir une structure lamellaire trs paisse. Les cellules sont dans une sorte de gele.

B\ Structure et fonctions.

1\Le chromatoplasma.

Cest une partie trs colore par les pigments. On y trouve des thylacodes (se sont des sacs aplatis sur lesquels est fixe la chlorophylle). Ils sont disperss dans le centroplasme, mais ne sont jamais entour de parois pour former des chloroplastes.

Le complexe pigmentaire. Il est constitu par la chlorophylle A qui est fixe sur les thylacodes, et par les carotnodes.

Lnergie lumineuse que peuvent capter les carotnodes est faible mais ils peuvent avoir un rle cologique important car ils protgent contre une trop forte intensit lumineuse et empchent donc la photo-inhibition.

Les billiprotines sont des pigments, excellents capteurs de lnergie lumineuse et la retransmettent presque 100% la chlorophylle. Ces billiprotines donnent un avantage car la prsence de ces deux pigments permet de capter tout le spectre de la lumire (entre 400 et 800 nm). Quand le milieu est carenc en azote, les cyanobactries utilisent celui contenu dans les billiprotines.

2\ Les inclusions cellulaires.

Les granules de carboxysome : elles sont le lieu de localisation des enzymes fixant le CO2 (Rubisco)

Les granules de polyphosphates (= la volutine). Ils sont mtachromatiques (sils sont colors par le bleu de mthylne ils seront rouges). Ils sont le lieu daccumulation du phosphate. Ils sont utiliss quand le milieu extrieur est carenc en phosphate.

Les granules de cyanophycine. Ce sont des rserves dazote qui peuvent tre utilises des deux cts de la paroi cellulaire.

Ces granules se constituent quand le milieu est riche en un lment. Cest un avantage dans la comptition entre cellules. A partir de ses rserves, une cellule peut se multiplier 7 8 fois.

Chez les cyanobactries planctoniques, on trouve trs souvent des pseudo-vacuoles gazeuses (ce sont de petits cylindres creux, remplis dair, leur diamtre est peu prs de 70 nm). Leur paroi est permable leau : cest un espace creux en quilibre avec les gaz dissous dans le cytoplasme

Leur rle est de permettre aux cyanobactries de faire des migrations verticales soient journalires, soient, plus tales dans le temps. Quand ces bactries sont soumises une trop faible intensit lumineuse, il y a multiplication des pseudo-vacuoles gazeuse : ce qui permet une remonte vers la surface.

Donc : plus lintensit lumineuse augmente, plus la pression osmotique augmente. On assiste donc a un collapsus ou dgonflement de ces vacuoles qui entrane la descente des ces bactries.

Le gnome : Il est constitu de fibrilles dADN localises dans le nucloplasma.

3\ Cyanobactries coloniales et multiplication asexue.

Certaines cyanobactries (coloniales) possdent des cellules spciales appeles htrocystes . Ces cellules se distinguent par une couleur plus verdtre, moins dense, avec une paroi plus paisse et surtout avec chaque extrmit, la prsence dun pore qui la met en contact avec les cellules contigus du filament. Les htrocystes perdent leur carboxysomes (et lenzyme Rubisco [Ribulose 1,5 diphosphate carboxylase] qui fixe le CO2), et ne peuvent donc plus effectuer la photosynthse, et ne peuvent en consquence, plus rejeter doxygne.

Les htrocystes sont considrs comme les cellules les plus aptes fixer lazote atmosphrique. Tout autour des htrocystes, il ny a pas doxygne, cest ce qui permet un meilleur fonctionnement de la nitrognase (cest lenzyme qui fixe lazote).

En milieu anarobie, toutes les cellules fixent lazote atmosphrique. Les htrocystes ont la facult de produire des askintes. Ce sont des spores de rsistances : cest une cellule normale qui grandit, se remplie de matire organique et se protge avec une paisse membrane, puis se laisse tomber au fond du milieu, puis remontera plus tard pour recoloniser le milieu.

Remarque : il existe de vrais et de fausses ramification chez les cyanobactries.



La multiplication asexue : certaines formes de cyanobactries forment des endospores ou nannocystes, dautres forment des exospores. Beaucoup de cyanobactries se multiplient grce des spores pluricellulaires qui sont appels hormospores.

Ecologie des cyanobactries :

Elles sont rencontres dans tous les milieux. Dans certains cas, elles ont un rle utile, par exemple, dans certains cours deau, elles fixent lazote et servent ainsi dengrais naturel. Elles peuvent aussi avoir des effets ngatifs : elles peuvent scrter des toxines qui seront toxiques pour les autres habitants du milieu. Elles peuvent aussi tre nfastes par leur nombre.

 
07-13-2012, 01:51 AM   #2

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02:40 PM.

 
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