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Comprendre la Structure des Bactéries

les bactéries sont des micro-organismes procariotes qui mesurent de 0,5 à 10 microns ce sont les plus petits organismes vivant doué d'autonomie du milieu extracellulaire vers le milieu intracellulaire on distingue l'enveloppe qui est extrêmement variable d'une espèce à une autre elle est toujours composée d'une paroi puis d'une membrane plasmique la paroi est parfois protégée par une capsule pili et flagel peuvent être enchassé dans la membrane plasmique cette enveloppe permet l'absorption des nutriments à l'exclusion de certaines substances toxiques elle permet aussi l'adhérence des bactéries à diverses surfaces et parfois même le transfert de gènees d'une bactérie à une autre par exemple la pression osmotique interne de la plupart des bactéries est très élevée elle est comprise entre 5 et 20 atmosphères pour équilibrer cette énorme pression la bactérie est pourvue d'un véritable exosquelette rigide et résistant la paroi en fonction de la composition chimique pariétale on distingue deux groupes de bactéries qui sont révélées par la coloration de Gram on parle alors de bactéries Gram plus et de bactéries Gram moin en fait il existe une différence considérable dans la structure des parois des bactéries Gram plus et des bactéries Gram moins ainsi que dans le rôle que joue cette structure dans l'adaptation au ch du milieu cependant un constituant pariétal demeure commun aux bactéries gin plus et Gin moins il s'agit du peptidoglycane le peptidoglycane est une macromolécule en sac qui entoure complètement la cellule bactérienne il est constitué de chaînes polyozidiqu parallèles lié les unes aux autres par des pompes peptidiques l'ensemble forme un réseau dimensionnelle tout autour de la cellule bactérienne chaque chaîne est un polymère alterné de nacétyle dglucosamine la Nag et d'acide naacétyle d muramique le namam uni par des liaisons glycosydiques beta14 la Nag est un glucose N é tandis que le namam est un glucose nacétylé uni à une molécule d'acide lactique par une liaison et TER chaque résidu de namam est substitué au niveau de son carboxyle par un tétrapeptide ce tétrapeptide est un peptide constitué de quatre acides aminés qui peuvent être les suivants la l alanine la acide déglutamique l'acide diaminopimélique qui est un dérivé de la lisine et la D alanine la présence d'acide aminé de la série D dans le peptidoglycane explique sa résistance au peptidas en effet ces peptidases hydrolysent les peptides renfermant des acides aminés de la série L et non D enfin afin d'assurer la cohésion des chaînes polilyoiddiques entre elles les tétrapeptides sont unis les uns aux autres par liaison peptidique l'ensemble forme un pont peptidique en particulier chez cherichacoli l'acide diaminopimélique d'un tétrapeptide est unit au D à l'anine d'un autre tétrapeptide on remarquera que la pénicilline est un antibiotique qui inhibe la transpeptidase bactérienne enzyme qui catalyse la réticulation des peptidoglycanes par la dalanine chez certaines espèces deux rangées ne sont pas liées directement mais par l'intermédiaire d'une chaîne peptidique par exemple la pintaglycine chez Staphylococcus aoreus le peptidoglycane est considéré comme une véritable barrière osmotique qui permet aux bactéries de survivre dans des milieux qui sont généralement hypotoniques c'est-à-dire dans la pression osmotique est inférieure à celle qui règne dans le cytoplasme bactérien sans le peptidoglycane l'eau rentrerait massive dans les bactéries par osmose provoquant leur lise ceci est démontré expérimentalement en supprimant le peptidoglycane par l'action du lisozyme enzyme antibactérienne présent dans de nombreux fluides de l'homme et de l'animal comme dans les larmes et la salive pour mettre en évidence ce rôle du peptidoclicane prenons l'exemple d'un COC gram plus il possède une paroi essentiellement composé de peptidoglycane le voici en suspension dans de l'eau disyle au distilé dont la pression osmotique est très inférieure à celle du cytoplasme bactérien le milieu extracellulaire est donc hypotonique par rapport au milieu intracellulaire par osmose il y a donc un flux net d'eau qui rentre dans les bactéries afin d'équilibrer les concentrations de part et d'autre de l'enveloppe par suite la bactérie devrait éclater comme le ferait une cellule animale mais il n' est rien les scientifiques ont donc supposé que la paroi et précisément le peptidoglycane pariétale agissait comme une barrière osmotique il formerait un véritable corsé autour de la bactérie permettant de contrer la force osmotique pour le prouver ils ont donc réalisé l'expérience suivante voici notre coque gram plus en suspension dans de l'eau physiologique eau physiologique dont la pression osmotique est à peu près égale à celle du cytoplasme bactérien milieux extra et intracellulaires sont donc isotoniques ajoutons du lisozyme dans cette suspension cet enzyme hydrolyse le peptidoglycane précisément elle rond les liaisons bet14 entre les résidus de Nag et de namam du peptidoglycane celui-ci est donc dégradé entièrement et le C gmlu se retrouve dépourvu de parois entouré uniquement de sa membrane plasmique on le nomme alors protoplaste le milieu est ensuite lavé pour éliminer le lisozyme mais le protoplaste ne synthétise pas de nouvelles parois par osmose des mouvements d'eau ont lieu de part et d'autre de sa membrane plasmique mais les entrées et sorties s'équilibre car l'eau physiologique est isotonique par rapport au cytoplasme bactérien maintenant remplaçant l'eau physiologique par de l'eau distilée eau distilée dont la pression osmotique est très inférieure à celle du cytoplasme bactérien par osmose l'eau rentre massivement dans le protoplaste qui gonfle et finit éclater on parle alors de Lise bactérienne dans le cas d'une bactérie gr le peptidoglycane est recouvert d'une membrane externe afin que le lisozyme puisse accéder au peptidoglycane il faut donc traiter d'abord les bactéries par de l'EDTA en effet l'éthylène d'Amine tétraacétique en complexant les cationss déstabilise la membrane externe le lysozyme peut alors hydrolyser le peptidoglycane mais seulement partiellement dans le cas d'un bacygramme moins celui-ci devient sphérique on parle de sphéroplaste dont la paroi est partiellement dégradée après élimination du lisozyme le sphéroplaste est capable de restaurer sa paroi il redevient donc un bacilgoin pourvu d'une enveloppe complète et lorsqu'on remplace l'eau physiologique par de l'eau distylée le basilgam moins est à nouveau protégé contre une lise osmotique