La cellule bactérienne dr latifa (1)

Docteur Latifa Berrezouga
Professeur en Microbiologie-
Immunologie Médicale
Clinicienne au service d’odontologie
conservatrice-endodontie
E-mail: lberrezouga@yahoo.com

Qu’est -ce qu’une bactérie ?
Comment la voir ?
Quelles sont les structures qui la composent ?
Quelle est l’intérêt médical de connaître la
morphologie bactérienne ?
Objectifs
Qu’est -ce qu’une bactérie ?
Comment la voir ?
Quelles sont les structures qui la composent ?
Quelle est l’intérêt médical de connaître la
morphologie bactérienne ?

Quelques dates:
- 1673: Antoni Van Leeuwenhoek
décrit dans la salive de
« Très nombreux animalcules.....autant d'habitants que sur
la planète"
http://www.ucmp.berkeley.edu/history/leeuwenhoek.html
décrit dans la salive de
« Très nombreux animalcules.....autant d'habitants que sur
la planète"
Microscope

1857. Louis Pasteur, rôle des bactéries dans
Le processus de fermentation de l’acide lactique
1877: Robert Koch, découverte de Bacillus anthracis
(responsable du charbon)
Mycobacterium tuberculosis (tuberculose)
http://bacterioweb.univ-fcomte.fr/fcours.html
1884: Christian Gram, coloration de Gram
1890 : W. D. Miller in his book "The
microorganisms of the human mouth"

Domaine Ex: Bacteria
Règne Procaryotae
Phylum
Classe Schizomyctes
Ordre Micrococcales
Famille Micrococcacea
Genre Staphylococcus
Espèce S. aureus
Domaine Ex: Bacteria
Règne Procaryotae
Phylum
Classe Schizomyctes
Ordre Micrococcales
Famille Micrococcacea
Genre Staphylococcus
Espèce S. aureus

Classification des bactéries TAXONOMIE
Bactéries classées en Taxons (groupes)
Espèce: regroupe des organismes qui ont plusieurs
Caractères communs
Souche: est la sous-division d’une espèce
Clone: une population qui descend d’une même souche
Classification des bactéries TAXONOMIE
Bactéries classées en Taxons (groupes)
Espèce: regroupe des organismes qui ont plusieurs
Caractères communs
Souche: est la sous-division d’une espèce
Clone: une population qui descend d’une même souche
Htpp://www.homd.org/

Majuscule
Ecrire le nom d’une bactérie en Latin et en Italique
Nom du Genre Nom de l’espèce
Majuscule
Abréviation: S.aureus, S. mutans
Streptococcus mutans

Caractéristiques Eucaryote Procaryote
Taille habituelle 0.3 à 2.5 µM 2 à 20 µM
Noyau avec membrane --- +
Nombre de chromosomes 1 >1
Réplication par mitose --- +
Position de l’ADN Nucléoïde ou plasmides Noyau et certains organites
intracellulaires
Présence d’organites
intracellulaires
Aucun Habituellement présents
(mitochondries, appareil de
golgi
Présence d’organites
intracellulaires
Habituellement présents
(mitochondries, appareil de
golgi
Membrane contenant des
stérols
Aucune Souvent présents
Enveloppes cellulaires Hétéropolymère glucido-
peptidique
Cellulose et autres
polysaccharides, seulement
dans les plantes
Flagelles et cils Pas de cils Agencement typique

http://www.microbe-edu.org/glossaire/glossaire.html

 Observation microscopique
 Microscopie optique
▪ Etat frais, colorations
▪ Améliorations des performances
▪ Fond noir, contraste de phase
 Microscopie électronique
 Fractionnement et analyse des composants
bactériens
 Observation microscopique
 Microscopie optique
▪ Etat frais, colorations
▪ Améliorations des performances
▪ Fond noir, contraste de phase
 Microscopie électronique
 Fractionnement et analyse des composants
bactériens

Grossissement maximum = 1000/1-1500/1
résolution = 0,2 m
Grossissement maximum = 1000/1-1500/1
résolution = 0,2 m

L’examen au microscope optique se fait
à partir d’un prélèvement biologique: exemples
opus d’abcès
oLiquide articulaire (infecté)
oLiquide céphalorachidien (lors d’une méningite)
oSang infecté (bactériémie, septicémie)
 à partir d’une culture bactérienne
L’examen au microscope optique se fait
à partir d’un prélèvement biologique: exemples
opus d’abcès
oLiquide articulaire (infecté)
oLiquide céphalorachidien (lors d’une méningite)
oSang infecté (bactériémie, septicémie)
 à partir d’une culture bactérienne

État frais
Une goutte d’un prélèvement biologique
entre lame et lamelle
Permet de voir
-Morphologie des bactéries
-Mobilité des bactéries
-Présence de cellules: PNN,GR…
Une goutte d’un prélèvement biologique
entre lame et lamelle
Permet de voir
-Morphologie des bactéries
-Mobilité des bactéries
-Présence de cellules: PNN,GR…

1: Cristal Violet ou Violet de Gentiane; 2: Lugol; 3: Alcool ou
iode acétone; 4: Fushine
Coloration de Gram

Prélèvement biologique
Fixé sur une lame: Frottis
-Forme de la bactérie
-Coloration:Gram+, Gram-
-Présence de cellules
Coloration de
Gram-Weigert

2 grandes catégories
de bactéries
Gram positifs Gram négatifs

Cocci à Gram positif
Groupés en amas
Groupés en amas
Groupés en chainettes
Groupés en chainettes
Ex: S. aureus
Ex: Streptocoque du groupe A

bacilles à Gram négatif
Groupés en amas
Groupés en amas
Ex: Porphyromonas gingivalis
Sous forme de spires
Sous forme de spires
Ex:Treponema pallidum

 Familles des mycobacteriaceae (tuberculose)
 Richesse en lipides (acides mycoliques)
 Coloration de Zhiel-Neelsen
 BAAR: Bacilles Acido-Alcoolo-Résisistant
 Classe des mollicutes (mycoplasmes)
 Pas de peptidoglycane
 Famille des spirochetaceae
 Structure complexe
 Familles des mycobacteriaceae (tuberculose)
 Richesse en lipides (acides mycoliques)
 Coloration de Zhiel-Neelsen
 BAAR: Bacilles Acido-Alcoolo-Résisistant
 Classe des mollicutes (mycoplasmes)
 Pas de peptidoglycane
 Famille des spirochetaceae
 Structure complexe

 Bleu de Méthylène
 Giemsa
 Imprégnation argentique

Grossissement: 100 000/1
Résolution: 1 nm

Les bactéries en microscopie
électronique
Transmission
Balayage
Virus
Bactérie

M E à balayage
Grossissement: X >10.000 fois

Bacilles spiralés Forme en « epi de maïs »

Chromatographie
Electrophorèse
Ultracentrifugation
Detector
TOF-
MS
Spectrographie de masse

 Dimensions et formes des bactéries
 Ultrastructure d’ensemble
 La paroi
 Structure: Gram +, Gram –
 rôles
 Les structures externes
 Flagelles
 Pili
 autres
 La membrane cytoplasmique
 Structures internes
 Formes cellulaires « différenciées »
 La paroi
 rôles
 Flagelles
 Pili
 autres

Visibleàl’œilnu
Invisibleàl’œilnu

Grappes
Chaînettes
Coques
Bacilles
Spirochètes

Cocci Bacille Spirille
Spirochète
Filaments
Hyphe
Tige

Diplocoque
Ex: Streptococcus pneumoniae
Chaines de cocci
Ex: Streptococcus mutans
Chaines de cocci
Ex: Streptococcus mutans
Grappe
Ex: staphylococcus aureus
Packet
Ex: Streptococcus pyogenes

 La paroi
 rôles
 Flagelles
 Pili
 Autres structures extracellulaires
 La paroi
 rôles
 Flagelles
 Pili
 Autres structures extracellulaires

Cytoplasme
Chromosome
Flagelle
Pili
Ribosomes
Membrane plasmique
Capsule
Paroi

Paroi décolée du reste de la cellule chez un E. coli
traité par des antibiotiques

Paroi des Gram positif: ultrastructure
Deux couches dont
l’une dense et epaisse

Paroi des Gram négatif: ultrastructure
 Trilamellaire

Anatomie et ultra-structure
 Dimensions et formes des bactéries
 Ultra-structure d’ensemble
 La paroi
 Structure: Gram +, Gram –
 rôles
 Les structures externes
 Flagelles
 Pili
 autres
 La membrane cytoplasmique
 Structures internes
 Formes cellulaires « différenciées »
 La paroi
 rôles
 Flagelles
 Pili
 autres

 Bilamellaire
 Peptidoglycane 90%
 Acides techoïques
 Proteïnes
 Enzymes
 Trilamellaire
 Phospholipides
 Lipo-polysacharides
 Proteines
 Enzymes
Gram Positifs Gram Négatifs
 Bilamellaire
 Acides techoïques
 Proteïnes
 Enzymes
 Trilamellaire
 Phospholipides
 Lipo-polysacharides
 Proteines
 Enzymes

Structure schématique de la paroi des
Gram positifs
Acide teichoïque
Peptidoglycane
Acide lipoteichoïque
Membrane cytoplasmique

CH2-OH
OH
O
H
H
H
H
NH
O
H NH
H
O
O
C O
CH3
C O
CH3
CH2OH
H
HOH
O
H3C CH C O
CH3 C H
NH
C O
NH
L-Alanine
CH CH2 CH2 C O
COOH
Acide D-Glutamique
NH
CH (CH2) CH COOH
C O
3
NH2
NH
Acide meso-Diaminopimelique
CH CH3
OC
D-Alanine
NAG ---NAM
Liaison osidique
Liaison ester
Liaisons peptidiques
CH2-OH
OH
O
H
H
H
H
NH
O
H NH
H
O
O
C O
CH3
C O
CH3
CH2OH
H
HOH
O
H3C CH C O
CH3 C H
NH
C O
NH
L-Alanine
CH CH2 CH2 C O
COOH
Acide D-Glutamique
NH
CH (CH2) CH COOH
C O
3
NH2
NH
Acide meso-Diaminopimelique
CH CH3
OC
D-Alanine
Peptidoglycane:
unité structurale

. Composition : La chaîne
polysaccharidique est formée de
chaînons N-Acétyl Glucosamine - Acide
N-Acétyl Muramique.
Les chaînes peptidiques formées au
minimum de quatre aminoacides (par
exemple L-Alanine - D-Glycine - L-
Lysine - D-Alanine)
sont toujours fixées sur l'acide
muramique. L'enchaînement des
aminoacides des séries D et L est une
constante.
Ces tétrapeptides sont reliés
directement entre eux ou par une
courte chaîne peptidique (chaîne «
interpeptidique»).
Lysine - D-Alanine)
constante.
interpeptidique»).
Lysine - D-Alanine)
constante.
interpeptidique»).
Lysine - D-Alanine)
constante.
interpeptidique»).

Paroi des Gram négatifs : structure schématique

 Membrane externe: paroi
• Porines: canaux pour le transport de
substances de bas poids moléculaire
• LPS Porine
Lipopolysaccharides
lipoprotéine
Espace
Péri plasmique
lipoprotéine
Peptidoglycane
Membrane
externe
Membrane
cytoplasmique

 Espace periplasmique
▪ Entre la membrane cytoplasmique et la paroi
▪ Enzymes hydrolytiques
▪ Enzymes inactivant les antibiotiques: B-lactamases
▪ Protéines de transport
Lipopolysaccharides
Espace
Péri plasmique
lipoprotéine
Porine
Lipopolysaccharides
Peptidoglycane
Membrane
externe
Membrane
cytoplasmique

Lipopolysaccharide (endotoxine) des Gram négatifs
Antigénicité
ChaineO
Partie externe
ChaineO
Partie externe
Core
Polysaccharidique
Partie interne
Core
Polysaccharidique
Partie interne
Spécificité antigénique
Toxicité
Antigénicité
Core
Polysaccharidique
Partie interne
Core
Polysaccharidique
Partie interne
Lipide ALipide A

 Morphologie
 Protection de la cellule
 Pression osmotique (sphéroplastes)
 Température, pH, radiations…
 Interface avec l’extérieur
 Porines
 Espace periplasmique et -lactamases
 Cibles de certains antibiotiques
 Protéines liant les pénicillines (PLP)
 Morphologie
 Protection de la cellule
 Pression osmotique (sphéroplastes)
 Température, pH, radiations…
 Interface avec l’extérieur
 Porines
 Espace periplasmique et -lactamases
 Cibles de certains antibiotiques
 Protéines liant les pénicillines (PLP)

Anatomie et ultra-structure
 La paroi
 rôles
 Flagelles
 Pili
 Capsules et formations extracellulaire
 La paroi
 rôles
 Flagelles
 Pili
 Capsules et formations extracellulaire

Cytoplasme
Capsule
Flagelle
Pili
Ribosomes
Capsule
Paroi

 Longs filaments (6 à 20
µm) fins et flexueux
 Flagelline
 Responsable de la
mobilité
 phénomène énergétique
 Très antigéniques
 variations antigéniques
Flagelles: structure
 Longs filaments (6 à 20
µm) fins et flexueux
 Flagelline
 Responsable de la
mobilité
 phénomène énergétique
 Très antigéniques
 variations antigéniques

Polaire monotriche Polaires lophotriches Péritriches
Mobilité unidirectionelle, rapide Mobilité pluridirectionelle, lente

Monotrichous
Lophotrichous
Amphitrichous
Peritrichous

 Filaments rigides
 Constitués de piline
(proteine)
 Antigèniques
 Pili communs
 Nombreux, courts
 Impliqués dans l’adhérence
 Pili sexuels
 Peu nombreux, plus longs
 Impliqués dans la
conjugaison
 Filaments rigides
 Constitués de piline
(proteine)
 Antigèniques
 Pili communs
 Nombreux, courts
 Impliqués dans l’adhérence
 Pili sexuels
 Peu nombreux, plus longs
 Impliqués dans la
conjugaison

 Polysaccharidique acide: sucres glucuroniques et
phosphorés
 Antiphagocytaire: rôle pathogène (facteur de
virulence)
 Antigènique: sérotypes (antigènes solubles), vaccin
anti Streptococcus pneumoniae ou anti Haemophilus
influanzae)
 Facultative
 Mise en évidence: coloration par l’encre de chine,
nigrosine, coloration de Gram
 Polysaccharidique acide: sucres glucuroniques et
phosphorés
 Antiphagocytaire: rôle pathogène (facteur de
virulence)
 Antigènique: sérotypes (antigènes solubles), vaccin
anti Streptococcus pneumoniae ou anti Haemophilus
influanzae)
 Facultative
 Mise en évidence: coloration par l’encre de chine,
nigrosine, coloration de Gram

Capsule d’un Cryptocoque
Streptococcus pneumoniae
ou Pneumocoque
Pneumonie
Méningite
septicémie

 Polysaccharidique
 Antiphagocytaire
 Antigènique (80
sérotypes, vaccin)
 Facultative
Souche capsulées
(virulente)
Souche acapsulée
(non virulente)
 Polysaccharidique
 Antigènique (80
sérotypes, vaccin)
 Facultative
Souche acapsulée
(non virulente)

 Glycocalyx : (Slime layer)
 Réseau polysaccharidique lâche ou polymères
entourant la bactérie
 Bactéries vivant en biofilm (ex. Streptocococcus
mutans
 Attachement des bactéries aux cellules, surfaces
dentaires, prothèses, cathéters…
 Protection contre la déssication
 Résistance aux antiseptiques, désinfectants
antibiotiques
 Glycocalyx : (Slime layer)
 Réseau polysaccharidique lâche ou polymères
entourant la bactérie
 Bactéries vivant en biofilm (ex. Streptocococcus
mutans
 Attachement des bactéries aux cellules, surfaces
dentaires, prothèses, cathéters…
 Protection contre la déssication
 Résistance aux antiseptiques, désinfectants
antibiotiques

ADHESION DES
BACTERIES A UN SUPPORT
INERTE (cathéter)
ADHESION DES
BACTERIES A UN SUPPORT
INERTE (cathéter)

 Proteique
 Très antigénique
 Responsable de la
virulence avec la
toxine
 Proteique
 Très antigénique
 Responsable de la
virulence avec la
toxine

 Bicouche
phospholipidique
 Nombreuses protéines
transmembranaires
 Perméases, enzymes
respiratoires, …
 Rôles
 Métabolisme
respiratoire
 Echanges
 Détruite par les
antibiotiques et les
antiseptiques
 Bicouche
phospholipidique
 Nombreuses protéines
transmembranaires
 Perméases, enzymes
respiratoires, …
 Rôles
 Métabolisme
respiratoire
 Echanges
 Détruite par les
antibiotiques et les
antiseptiques

Cytoplasme
Capsule
Noyau
Ribosomes
Capsule
Noyau
ribosomes
Cytoplasme

formé d’ADN (80 %), d’ARN et de proteines
 Chromosome unique
 ADN bicaténaire, circulaire, surenroulé
formé d’ADN (80 %), d’ARN et de proteines
 Chromosome unique
 ADN bicaténaire, circulaire, surenroulé

Bicaténaire, circulaire
 1 % de la taille du
chromosome
 Présence de plasmides
facultative
 Plusieurs copies d’un même
plasmide ou plusieurs
plasmides différents
Bicaténaire, circulaire
 1 % de la taille du
chromosome
 Présence de plasmides
facultative
 Plusieurs copies d’un même
plasmide ou plusieurs
plasmides différents

 Différents de ceux des
eucaryotes (70S au lieu de
80S)
 Sous unité 30S
 ARNr 16S (très
conservétaxonomie
moléculaire)
 21 polypeptides
 Sous unité 50S
 ARNr 23S
 ARNr 5S
 31 polypeptides
30 S
 Différents de ceux des
eucaryotes (70S au lieu de
80S)
 Sous unité 30S
 ARNr 16S (très
conservétaxonomie
moléculaire)
 21 polypeptides
 Sous unité 50S
 ARNr 23S
 ARNr 5S
 31 polypeptides
50 S

 Processus d’adaptation aux
environnements hostiles
 Résistance
 Métabolisme modifié  économie
 Réversible quand l’environnement
redevient favorable
 Botulisme: spores de Clostridium
botulinum dans les conserves
 Tétanos: spores de Clostridium
tetani dans le sol après souillure
d’une plaie
Spore terminale
de Clostridium
 Processus d’adaptation aux
environnements hostiles
 Résistance
 Métabolisme modifié  économie
 Réversible quand l’environnement
redevient favorable
 Botulisme: spores de Clostridium
botulinum dans les conserves
 Tétanos: spores de Clostridium
tetani dans le sol après souillure
d’une plaie
Spore terminale
de Clostridium
Spore centrale

la coloration de Gram
la morphologie
la mobilité
la capacité à sporuler
la température de croissance
les besoins nutritionnels
le mode respiratoire
la capacité de photosynthèse
l’utilisation des différentes sources de carbone ou d’azote
le G+C% du génome.
Conclusion
la coloration de Gram
la morphologie
la mobilité
la capacité à sporuler
la température de croissance
les besoins nutritionnels
le mode respiratoire
la capacité de photosynthèse
l’utilisation des différentes sources de carbone ou d’azote
le G+C% du génome.
Classification des bactéries

Biochimiques : biotypes ou biovars)
Antigéniques : sérotypes ou sérovars)
Pathogéniques : pathotypes ou pathovars)
Enzymatiques : zymotypes ou zymovars)
de Sensibilité aux Antibiotiques : antibiotypes)
de Sensibilité aux Bactériophages : lysotypes ou lysovars)
Moléculaires : identification de l’ADN par ribotypie,
Hybridation ADN-ADN, hybridation ADN-ARN,
Séquençage de l’ARN ribosomique, etc
Conclusion
Biochimiques : biotypes ou biovars)
Antigéniques : sérotypes ou sérovars)
Pathogéniques : pathotypes ou pathovars)
Enzymatiques : zymotypes ou zymovars)
de Sensibilité aux Antibiotiques : antibiotypes)
de Sensibilité aux Bactériophages : lysotypes ou lysovars)
Moléculaires : identification de l’ADN par ribotypie,
Hybridation ADN-ADN, hybridation ADN-ARN,
Séquençage de l’ARN ribosomique, etc
Classification des bactéries

Conclusion
SI VOUS AVEZ DES QUESTIONS ?
SI VOUS VOULEZ FAIRE DE LA RECHERCHE
EN MEDECINE DENTAIRE ?
SI VOUS AVEZ DES QUESTIONS ?
SI VOUS VOULEZ FAIRE DE LA RECHERCHE
EN MEDECINE DENTAIRE ?
MERCI

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