MICROBIOLOGIE I

MICROBIOLOGIE I
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Les procaryotes on en commun avec les eucaryotes: la membrane cytoplasmique
et où ils peuvent éventuellement faire une photosynthèse contrairement aux
eucaryotes.
Les procaryotes ont une structure génomique en adn à double hélice directement
dans le cytoplasme se divisant par réplication semi conservatrice grâce au
ribosome 70S, exactement comme les mitochondries et les chloroplastes qui sont
des organites eucaryotes.
Les algues
Les champignons
Les bactéries:
Les protozoaires
Aquatiques,
Chlorophyllienne,
adaptées au sel,
entre 0 et 80 °C
Pas de photosynthèse
Mycélien
Hétérotrophe
Grande activité enzymatique
Procaryotes
Diversité mal connue
Pas de paroie
Pas de photosynthèse
Unicellulaire
Eau douce
Parasite/bactériophage
Euglénophytes
Chlorophytes
Chrysophytes
Phéophytes
Rhodophytes
Lyphe: filament mycélien
Champignons inférieurs:
siphomycetes (mycélium non
cloisonné)
-myxomycètes
-phycomycètes
_zygomycètes
Champignons supérieurs:
septomyètes(mycélium cloisoné):
-Ascomycètes (spores endogènes)
-Basidomycèts (spores exogènes)
Divisions:
1- Gracilicutes (gram-)
2- Firmicutes (gram+)
3- Tenericutes (pas de paroie)
4- Mendosicutes (ne resssemble
à rien)
5- Archéobactéries
A l'intérieur des divisions on les
différencient par leur:
_ type respiratoire
_ type trophique:
¤ phototrpohe (auto/hétéro)
¤Chémotrophe (auto/hétéro/lito)
Mobilité:
_ Flagelles
_ Rhizopodes
-amibes nues
-amibes à thèques
_ Ciliés
_ Sporozoaires
IDENTIFICATION D UN MICROORGANISME
I Caractères phenotypiques:
_ Morphologique: forme, cytoplasme, mobilité, spore...
_ Trophiques et culturaux: Source d'énergie, de carbone, d'azote, de minéraux...
_ Caractères biochimiques: les différents métabolismes
_ Caractères antigèniques: constitution de la paroie, pour cela on mets en contact
avec notre organisme et l'on observe (couteux) ou étude avec des anticorps.
_ Lyspotropie: sensibilité à certains phages
_ Antibiotypie
_ Bactériocinotypie
_ Pathogénicité: symptômes à la suite d'une infection
II Caractères génétiques:
_ Détermination du GC%
_Empreinte d'ADN et ribotypage
_ Hybridation: après dénaturation de l'ADN on observe sa renaturation en présence
de brins d'ADN connus
_ Séquençage de l'ARN ribosomique 16S: on compare aux bases de données
_ Méthode PCR: On pose une amorce sur un brin d'ADN, s'il y a amplification c'est
que notre amorce a bien reconnu la séquence d'ADN
croissance BACTERIENNE
A la Nième génération on a 2^n cellules
Xn = 2^(n) * X0
X = X0 * 2 ^ (µt)
X = X0 * e ^ (kt) [ou k = µ * ln2]
g=1/µ
R = M / C0
M = Xf - X0
(µ) : nombre de dédoublement par unité de temps, taux de croissance. Il est
génétiquement déterminer. Il atteint son maximum pendant la phase exponentielle
et on compare les différents µ de la croissance au µmax
(g) : temps de génération, quel temps pour un doublement
(X): nombre de cellules au temps t
(M): croissance totale, qui dépend surtout du carbone et sert à calculer le
rendement de la croissance
(R): rendement de la croissance en tel ou tel composé ( où C0 est la concentration
initiale de ce composé. Le rendement du glucose est toujours supérieur aux autres.
Les conditions sont optimales pour une bactérie s'il n'y a pas de temps de latence,
c'est qu'il n'y a pas besoin de temps d'adaptation.
On détermine 3 groupes de bactéries selon la température qui donne leur croissance
max:
– thermophile: entre 55°c et 75°c
– mésophie: entre 30°c et 45°c
– psychrophile: entre 5°c et 10°c
Généralement la bactérie est en milieu limité et sa courbe de croissance a cette
allure:
1: phase stationnaire
2: phase d'accélération, atteinte de µmax
3: phase exponentielle de croissance
4: ralentissement de la croissance
5: phase plateau, stationnaire finale
6: déclin, mortalité
Détermination graphique du temps de latence (phase 1 + 2) :
rôles des micro-organismes
–
–
–
–
1 Agents biochimique:
formation des sols
décomposition de la matière
organique
transformation d'éléments (N; Mg ...)
dépôt de matières économiquement
importante (pétrole ...)
–
–
–
–
–
2 Pathogènes:
homme et animaux
phytopathogène
3 Producteurs d'antagonistes:
antibiotiques
vitamines
4 Symbioses
agents de la digestion chez les
ruminants
–
produisent des facteurs de croissance
chez certains organismes supérieurs
–
fixation symbiotique d'azote
écologie microbienne
I interactions entre bactéries
Neutralisme : 0/0
C'est en général que les bactéries sont très éloignées
Commensalisme : +/0
-par modification de l'environement
-> pour faire du vin
Trop grande pression osmotique due au sucre. Des bactéries osmophiles vont
dégrader le sucre en alcool ce qui va diminuer la pression et permettre à d'autres
bactéries de prendre la relève.
->moisissure de pain
Le pain ne moisit qu'avec l'humidité sauf si il est contaminé par un certains bacillus.
Il est peu exigeant et produit de l'eau pendant sa croissance, permettant la
moisissure.
–
par production d'éléments essentiels
-> vin
L'alcool précédemment produite est transformée en acide acétique.
->azote
Des micro-organismes transforment la matière organique en azote qui est ensuite
disponible pour les plantes.
Hétérotrophe
Chémiolitotrophe
Chémiolitotrophe
MO_________>NH4 ___________>NO2_____________>NO3
+
+
–
par élémination d'un facteur antimicrobien
-> le lait
stréptocoque lactis
----0--->
geotrichum
lait _______________> acide lactique____________>
<---+--Lorsque la concentration d'acide lactique atteint 1% cela inhibe streptocoque lactis
ce qui laisse la place a geotrichum qui utilise l'acide lactique (Attention ceci ne
correspond pas à un effet positif sur geotrichum mais à une autoinhibation).
Géotrichum utilisa l'acide lactique, donc sa concentration baisse et streptocoque
lactis peu redémarrer.
MUTUALISME :
–
+/+
par production de nouveau produit métabolique
A et B ont mutuellement besoin l'un de l'autre pour pousser parce que A produit ce
dont a besoin B et B produit ce dont à besoin A
–
Synergie
Les bactéries font plus ensemble qu' isolées, souvent elles ont une conformation
complémentaire et une fois complexées elles s'activent.
COMPETITON : - / Les populations se gênent mais il n'y a pas d'attaque de l'une sur l'autre. Cela peut
être du à:
– un taux de croissance plus élevé
– plus de tolérance au milieu
– ...
ANTAGONISME: - / o = il y a une attaque
Substance non-organique
–
H2O2; NH3; H2S...
MO____________________>NH4__________>NO2___________>NO3
|____________>NH3
Or NH3 inhibe la production de NO3, la quantité NO2 va augmenter ce qui peut
être toxique pour la bactérie
–
Substance organique faiblement toxique
- Substance organique toxique
Actif a faible concentration.
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Antibiotique
•
bactériocine: Ont une concentration seuil où elles deviennent efficaces.
Elles peuvent être bactériocides ou bactériostatique (stopper la croissance). Pas plus
de 1% de la population produit la bactériocine.
–
bactériophage tempéré
C'est virus qui peut être loger dans la bactérie sans que cela ne se voit. Il peut être
libéré pendant un cycle lytique.
-> Corynebacterium diphteriae
L'acquisition d'un phage peut donner l'acquisition de ses gènes.
PARASITISME: + / Parasite qui se nourrit au dépend de son hôte.
•
obligatoire: sont dans leur hôte
autres: peuvent avoir un un stade indépendant dans l'environnement
Si on met en présence la bactérie et son parasite:
_ le nombre de cellules augmente donc celui de parasites aussi
_ Donc la croissance de la bactérie est inhibé et le nombre de parasites baisse
_ donc la bactérie peut a nouveau se multiplier
Ces oscillations traduisent le niveau de dépendance du parasite pour la cellule hôte.
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II INTERACTIONS AVEC DES ORGANISMES
SUPERIEURS
AVEC LES PLANTES:
rhizosphère:
Le pathogène reconnaît les racines grâce à ce qu'elles relarguent dans le sol.
PGPR: Pathogène Rizhosphèrique Favorable aux Plantes, qui peuvent sécreter:
•
des antibiotiques contre les autres pathogènes
•
des substances favorables à la croissance de la plante
•
sont compétitives pour des minéraux du sol
–
-> synthèse de sidérophore = piège à fer
Quand la bactérie va mourir sont fer va être disponible pour la plante
–
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symbiose
fixation bio de l'azote
Les pathogènes fusionnent avec les racines formant des protubérances capables de
réduire l'azote et de l'échanger sous forme d'ammonium avec la plante contre de
l'énergie sous forme de sucre produit par la photosynthèse.
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Nycorhires
Champignons qui pénètrent les racines et forment des organes en cheveux. La
plante lui donne de l'énergie en échange
_de facteur de croissance AIA
_du posphore pour lequel il dispose d'un système de solubilisation
_de sa protection contre l'installation d'autres pathogènes
_de son mycélium qui augmente le territoire racinaire
–
phytopathogène
La galle du collet est le seul exemple de transfert génétique bactérie/plante.