BACTÉRIES: CARACTÉRISTIQUES, MORPHOLOGIE, TYPES, REPRODUCTION - LA BIOLOGIE - 2025

Les bactéries constituent un grand groupe de micro-organismes procaryotes. Ils ne mesurent généralement que quelques microns. Ils ont différentes formes allant de cylindrique à spirale à des formes de canne.

Ce sont des organismes pratiquement omniprésents et peuvent être localisés dans le sol, les plans d'eau marins et d'eau douce, habitant la flore intestinale et la salive de nombreux vertébrés, et en tant que parasites des animaux et des plantes. Ils ont également été trouvés dans des environnements extrêmes tels que les sources chaudes acides, les évents hydrothermaux et les déchets radioactifs.

Bacterium Bacterium tartarophtorum, B. manitopoeum et Bacillus sporogenes poussant dans un récipient en acier inoxydable. Tiré et édité de commons.wikimedia.org

Ces microbes sont une partie essentielle de nombreux cycles nutritifs. Ils sont la composante de base du microbiote de toutes les chaînes trophiques et leur biomasse peut être calculée à environ 5 × 10 ³⁰ bactéries sur la planète Terre.

Un autre chiffre intéressant est celui de la quantité de bactéries qui peuplent le corps humain: on pense que chez un humain moyen, il y a environ 39 billions de cellules bactériennes et la plupart d'entre elles font partie de la flore intestinale.

La classification traditionnelle des bactéries comprenait un groupe taxonomique polyphylétique. Aujourd'hui, ce groupe a été divisé en deux domaines: les bactéries et les archées. Les bactéries sont reconnues comme le groupe procaryote avec des lipides membranaires composés de diesters diacyliques de glycérol.

Par contre, l'archea est le groupe des procaryotes dont la membrane est composée de lipides isoprénoïdes (glycérol diéther ou glycérol tétraéther). Ils présentent également des différences dans leur ARN ribosomal, appelés respectivement ARNr bactérien et ARNr archéen.

Morphologie

Les bactéries ont une grande variété morphologique et une grande taille. Ces organismes unicellulaires peuvent mesurer de 0,3 microns à 0,5 millimètres, cependant, leurs mesures sont généralement comprises entre 0,3 et 5,0 microns.

La forme appelée cocci (sphérique) est la plus courante parmi les bactéries. Cependant, d'autres formes telles que les bacilles (en forme de bâtonnet ou de bâtonnet) sont également relativement courantes.

Les autres formes qui ne sont pas si fréquentes chez les bactéries sont: les virgules, également appelées vibrions (en forme de tige légèrement incurvée ou comme le signe de ponctuation ","), et les spirilias ou spirochètes (avec des formes en spirale). Certains plus inhabituels ont encore la forme d'étoiles.

Autres caractéristiques non morphologiques

Les représentants du domaine bactérien, étant des organismes unicellulaires procaryotes, ne présentent pas de noyau défini ni d'organites membranaires complexes. La paroi cellulaire de ceux-ci a un pectidoglycane qui contient de l'acide muramique et les lipides membranaires contiennent des acides gras à chaîne droite avec des liaisons ester.

Ils présentent des vésicules de gaz. L'ARN de transfert contient de la thymine (dans la plupart des ARNt) et de la N-formylméthionine (portée par l'ARNt initiateur). Ils présentent un ARNm polycistronique, c'est-à-dire qu'ils codent pour plus d'une protéine.

Les ribosomes ont une taille de 70 ans. Ils sont sensibles au chloramphénicol et à la kanamycine, ils ne montrent pas de sensibilité à l'antibiotique anisomycine.

L'ARN polymérase bactérienne est une grosse molécule. Il comporte cinq sous-unités d'environ 410 kilodaltons chacune. De plus, dans sa structure, l'ARN polymérase a une rainure de 55 Â de longueur et 25 Â de largeur. Vous êtes sensible à la rifampicine. Il ne contient pas de promoteurs de polymérase de type II.

Les bactéries fixent l'azote, effectuent la photosynthèse à base de chlorophylle et réalisent également la chimiololithotrophie (oxydation de composés inorganiques). Ils ne produisent pas de méthane ni ne présentent l'enzyme ATPase.

ID

L'identification et la classification des bactéries est l'une des questions les plus complexes de la biologie des micro-organismes. De nombreuses caractéristiques et méthodes sont utilisées pour l'identification et la classification ultérieure de ces individus.

Les caractéristiques classiques comprennent la morphologie, la physiologie et le métabolisme, la biochimie, les relations et fonctions écologiques et la génétique.

Les analyses les plus couramment utilisées sont: les produits de fermentation, le type de nutrition, les sources de carbone et d'azote, les inclusions de stockage, la motilité, la tolérance osmotique, les conditions physico-chimiques optimales, les pigments photosynthétiques, entre autres.

D'autres caractéristiques non classiques se trouvent au niveau moléculaire. Au cours des dernières décennies, l'utilisation d'acides nucléiques et de protéines dans la taxonomie des bactéries a pris de l'ampleur.

Les comparaisons entre les gènes (protéines et acides nucléiques) fournissent de vastes informations sur la parenté et, bien sûr, la similitude entre les organismes.

Types (classification)

Bactéries, était un terme traditionnellement utilisé pour désigner tous les procaryotes unicellulaires. Cependant, la systématique moléculaire a montré que cet ancien groupe d'organismes (procaryote) divergent en 2 groupes ou domaines.

Ces deux groupes étaient appelés eubactéries et archébactéries. Ils ont ensuite été renommés en bactéries et archées. Les Archea sont un groupe le plus étroitement lié aux membres d'un troisième domaine, appelé les Eukarya.

Ce dernier groupe est constitué d'organismes eucaryotes. Ensemble, les 3 domaines (bactéries, archées et eucarya) constituent la classification actuelle de la vie.

Système des 3 domaines, Bacteria, Archea et Eukarya. Tiré et édité de commons.wikimedia.org

-Classifications des bactéries

Les bactéries peuvent être classées selon divers critères tels que:

Organisation cellulaire

Les bactéries sont généralement unicellulaires, cependant, selon l'organisation cellulaire, elles peuvent être classées comme «unicellulaires et multicellulaires».

Métabolisme

En fonction de l'environnement dans lequel elles se trouvent et de la manière dont elles mènent leurs processus d'obtention d'énergie et de nutriments, les bactéries sont classées en:

• Anaérobies: ceux qui vivent et se développent dans des environnements sans oxygène.
• Aérobie: bactéries qui vivent et se développent dans des environnements contenant de l'oxygène.
• Facultatif: ces organismes qui vivent et se développent indistinctement dans des environnements anaérobies ou aérobies, c'est-à-dire qu'ils peuvent vivre dans des environnements avec ou sans oxygène.

Membrane cellulaire

En fonction de la composition de la paroi cellulaire des bactéries, elles réagissent à la coloration de Gram, soit avec une couleur bleu foncé ou violette, soit au contraire avec une couleur rose ou rouge et leur classification est la suivante:

• Gram positif: coloration bleue ou violette et paroi cellulaire épaissie.
• Gram négatif: couleur rose ou rouge et paroi cellulaire fine ou fine.

Température de croissance et de développement

En fonction des températures où ces micro-organismes se développent, ils peuvent être classés en:

• Psychrophiles: ces bactéries qui se développent dans des environnements à très basses températures.
• Mésophile: bactéries qui habitent et se développent à des températures comprises entre 15 et 35 ° C (températures modérées), cependant, certains chercheurs considèrent les organismes qui se développent dans une plage de 20 à 40 ° C mésophile.
• Thermophiles: ces cellules bactériennes qui se développent et vivent à des températures élevées, c'est-à-dire supérieures à environ 45 ° C.

Forme

Les bactéries ont longtemps été identifiées selon leur forme et leur classification est la suivante:

• Cocacées: cylindriques ou sphériques. Ces formes ont diverses classifications basées sur le nombre de cellules qu'elles forment et la forme qu'elles construisent. Par exemple, en ce qui concerne les nombres, lorsque les cocacées sont observées par paires, elles sont appelées "diplocoques" et lorsqu'elles sont trouvées en nombres de 4, elles sont appelées "tétracoques". Mais quand il s'agit de forme, si ceux-ci forment des chaînes, ils sont appelés «streptocoques», lorsqu'ils forment des amas de «staphylocoques» et lorsqu'ils sont en forme de cube, ils sont appelés «sarcins».
• Bacilles: bactéries aux formes allongées, comme une tige ou une tige. Lorsque ces bacilles forment des chaînes, ils sont appelés «streptobacilles».
• Cocobacilles: bactéries semi-cylindriques mais aplaties aux pôles, montrant une forme ovale.
• Spirilos: bactéries aux formes en spirale, semblables à un tire-bouchon.
• Vibrios: organismes en forme de tige courte et courbée, ils sont aussi appelés virgules, comme le signe de ponctuation.

Morphologie des bactéries. Tiré et édité de commons.wikimedia.org

-Classification actuelle du domaine bactérien

Suite à la classification révolutionnaire de Carl Woese et de ses collègues en 1990, la classification des bactéries a radicalement changé. Actuellement, selon le LPSN ou la liste des noms procaryotes avec position dans la nomenclature (Liste des noms procaryotes avec position dans la nomenclature), le domaine de la bactérie est divisé en 34 phylums. Parmi ces phylums, on trouve:

Spirochètes

Bactéries allongées et hélicoïdales. Gram négatif. Ils ont une enveloppe cellulaire externe. Ils se déplacent au moyen de filaments axiaux.

Firmicutes

Groupe de bactéries Gram-positives, principalement à paroi cellulaire épaissie et faible teneur ou pourcentage de GC. Les firmicutes sont principalement en forme de bâtonnet et parfois en forme de noix de coco. De nombreuses espèces produisent des endospores.

Protéobactéries

Bactéries à Gram négatif, de morphologie variée et d'une paroi cellulaire formée de lipopolysaccharides. Principalement hétérotrophes, bien que certaines espèces puissent faire la photosynthèse. Ils sont très abondants dans les océans et autres plans d'eau.

Cyanobactéries

Organismes bactériens contenant de la chlorophylle et de la phycocyanine. Ils sont appelés algues bleu-vert. Ils sont Gram-négatifs et capables de photosynthèse oxygénée.

Bactéroïdètes

Des bactéries adaptées à une grande diversité d'habitats. Métabolisme anaérobie. Gram négatif. Certaines espèces sont des agents pathogènes opportunistes.

Chlorobi

Groupe de bactéries réalisant une photosynthèse oxygénée. Métabolisme anaérobie. Gram négatif. Ils sont appelés bactéries soufrées vertes.

Chloroflexi

Les bactéries monodermiques, c'est-à-dire qu'elles ont une seule membrane cellulaire. Ils ont une paroi cellulaire externe très mince de peptidoglycane. Le groupe a des représentants thermophiles et mésophiles. Certains photosynthétisent. Principalement aérobie. Gram positif.

Thermotogae

Ce sont des bactéries adaptées à vivre dans des environnements extrêmes. Ils sont considérés comme des organismes hyperthermophiles. Métabolisme anaérobie et peut transformer les glucides. Ils sont à Gram négatif.

la reproduction

Fission binaire

Le principal mécanisme de reproduction des bactéries est la fission binaire ou bipartition. C'est un type de reproduction asexuée, où la cellule bactérienne doit doubler de taille puis se diviser, donnant naissance à deux cellules filles.

Ce type de reproduction asexuée permet aux bactéries d'avoir un taux de croissance démographique exponentiel. De cette manière, la population croissante peut faire une utilisation meilleure et plus rapide des ressources disponibles et également élargir la possibilité de générer des organismes ou des souches résistants aux différents environnements dans lesquels ils se développent.

Fission multiple

C'est un type de division cellulaire dans lequel le noyau est divisé en plusieurs parties égales, puis la division du cytoplasme se produit, donnant naissance et simultanément à plusieurs cellules filles.

En herbe ou en herbe

Ce type de reproduction bactérienne asexuée se produit dans un emplacement non spécifique de la bactérie mère. Cela commence par un renflement dans le cytoplasme appelé bourgeon, qui double ensuite la taille du parent et se sépare en un nouvel individu (cellule fille). Ce type de reproduction a été observé chez les phyla planctomycètes, firmicutes et cyanobactéries.

Production de baéocytes

Ce type de reproduction, également appelé fission binaire atypique, consiste en une petite cellule circulaire (baeocyte), qui augmente par la suite en masse ou en taille, formant une cellule végétative.

Au cours de l'augmentation de taille, cette cellule végétative réplique son ADN plusieurs fois, plus tard elle passe à la phase de reproduction où elle subit des fissions cytoplasmiques, qui deviendront plus tard des dizaines voire des centaines de baéocytes. Ce type de reproduction a été étudié chez les cyanobactéries.

Nutrition

Les bactéries ont plusieurs types de nutrition:

Lithotrophes

Bactéries qui utilisent des substrats inorganiques tels que les nitrites, les nitrates, le fer ou les sulfates pour la biosynthèse ou la préservation de l'énergie par anaérobiose ou aérobiose.

Organotrophes

Organismes bactériens qui obtiennent de l'hydrogène ou des électrons à partir de sources organiques telles que les glucides, les hydrocarbures ou les lipides. Ces organismes peuvent être aérobies ou anaérobies, voire hétérotrophes ou autotrophes.

Bactéries autotrophes

Organismes qui se développent en synthétisant des substances inorganiques qui pourraient être du carbone, mais inorganiques comme le dioxyde de carbone.

Bactéries hétérotrophes

Organismes qui synthétisent des substances chimiques dont la source de carbone est organique, comme les polysaccharides.

Mixotrophes

Les bactéries qui nécessitent la synthèse de substances inorganiques pour la conservation et l'obtention d'énergie, mais qui nécessitent également des composés organiques pour répondre à leurs besoins métaboliques biosynthétiques.

Maladies causées

Parmi la grande diversité de bactéries connues de l'homme, seules quelques-unes (en proportion) provoquent des maladies. Les pathologies causées par ces microorganismes chez l'homme peuvent être classées selon leur origine, c'est-à-dire selon le mécanisme de transmission ou d'acquisition de celui-ci:

- Aéroporté

Les bactéries qui causent des maladies aéroportées affectent généralement les voies respiratoires ou le système respiratoire et, dans d'autres cas, peuvent provoquer des affections cutanées. Voici quelques maladies transmises par l'air:

Diphtérie

Dans la plupart des cas, cette maladie est transmise par Corynebacterium diphtheriae, bien que C. ulcerans puisse produire des manifestations cliniques similaires.

La maladie est transmise d'une personne malade à une personne en bonne santé par des particules transmises lors de la respiration. Elle peut également survenir par contact avec la sécrétion de lésions cutanées. La diphtérie peut affecter presque toutes les membranes muqueuses et les formes cliniques les plus courantes sont:

• Pharynx: c'est la manifestation la plus courante. Les symptômes comprennent un malaise général, une fièvre légère, un mal de gorge et même une anorexie.
• Nasale antérieure: c'est la manifestation clinique la moins fréquente. Il se présente comme un saignement de nez. Un écoulement muqueux purulent peut également être présent ou une pseudomembrane peut se développer dans la cloison nasale.
• Larynx: Cette manifestation clinique de la diphtérie produit de la fièvre, un enrouement, un essoufflement, une toux aboyante et des sons aigus lors de la respiration. S'il n'est pas contrôlé à temps, la mort peut survenir en raison d'une obstruction des voies respiratoires.
• Cutané: se présente sous la forme d'une éruption cutanée squameuse ou d'ulcères bien définis. En fonction de l'emplacement de la zone touchée (membrane) et de son étendue, des complications telles qu'une pneumonie, une myocardite, une névrite, une obstruction des voies respiratoires, une arthrite septique, une ostéomyélite et même la mort peuvent survenir.

Légionellose ou maladie des légionnaires

La maladie est causée par une bactérie aérobie à Gram négatif originaire du sol et des écosystèmes aquatiques appelée Legionella pneumophila. Cette bactérie a également été isolée dans les systèmes de climatisation et les cabines de douche.

La maladie est le résultat de la propagation de la bactérie via l'air d'un réservoir au système respiratoire humain. Les hommes de plus de 50 ans qui sont compromis par le tabagisme, l'alcoolisme ou des déficiences immunitaires sont plus susceptibles de contracter la maladie.

La bactérie se loge dans les phagosomes des macrophages alvéolaires, d'où elle se multiplie et cause des lésions tissulaires. Les symptômes de cette maladie sont: une toux sans expulsion des sécrétions respiratoires, de la fièvre, une bronchopneumonie sévère et des problèmes neurologiques peuvent se manifester.

Méningite

Cette maladie consiste en une inflammation des méninges du cerveau et de la moelle épinière. Il peut avoir une origine aseptique ou bactérienne. La pathologie d'origine bactérienne provient des sécrétions respiratoires des porteurs de la maladie ou des cas actifs.

Les bactéries à l'origine de la méningite colonisent d'abord le nasopharynx, d'où elles traversent la muqueuse et pénètrent dans la circulation sanguine, et de là vers le liquide céphalo-rachidien d'où elles enflamment les méninges.

Les symptômes de cette infection sont: une maladie respiratoire ou des maux de gorge, suivis de confusion, de vomissements, de maux de tête (dans certains cas graves), de raideur de la nuque et du dos.

Pneumonie

Plusieurs espèces de bactéries sont liées à la pneumonie, mais les espèces Mycobacterium avium et M. intracellulare sont les principales causes de cette maladie. Ces bactéries ont une distribution mondiale et infectent non seulement l'homme, mais d'autres vertébrés et insectes.

On pense que les systèmes respiratoire et digestif sont le point d'entrée de ces bacilles pour coloniser les patients. La maladie se manifeste chez l'homme comme une infection pulmonaire, un peu comme celle causée par la tuberculose.

Autres maladies

De nombreuses autres maladies sont transmises par les bactéries des voies respiratoires, parmi lesquelles on peut citer: la tuberculose, produite par le bacille de Koch (Mycobacterium tuberculosi); coqueluche, causée par la bactérie Bordetella pertussis, et maladies causées par les streptocoques.

-Transmission par les arthropodes

Les maladies bactériennes causées par ces invertébrés sont considérées comme rares, mais elles font l'objet de beaucoup d'intérêt. Certaines de ces maladies sont:

Ehrlichiose

Pathologie causée par la bactérie Ehrlichia chaffeensis, qui est transmise par des réservoirs animaux tels que la tique. Une fois que la bactérie pénètre dans la circulation sanguine, elle provoque une maladie fébrile non spécifique appelée Ehrlichiose monocytaire humaine (HEM). La maladie est caractérisée par des symptômes tels que: fièvre, frissons, maux de tête et myalgie.

Typhus épidémique

Maladie bactérienne transmise à l'homme par les poux. Le bacille responsable de cette maladie est Rickettsia prowasekii. Lorsque le pou se nourrit d'une personne infectée, la bactérie infecte l'intestin de l'arthropode et se propage.

Avant longtemps, de grandes quantités de rickettsies apparaissent dans les excréments des poux, et lorsque le pou suce le sang d'un autre individu en bonne santé, il défèque.

Lorsque l'irritation de la piqûre provoque le grattage de l'individu, elle contamine le site endommagé et permet aux rickettsies de pénétrer dans leur circulation sanguine, où elles provoquent ensuite une inflammation des vaisseaux sanguins par infection de leurs cellules endothéliales. Les symptômes de cette maladie sont la fièvre, des maux de tête sévères et des myalgies.

Maladie de Lyme

La maladie de Lyme est une infection bactérienne transmise à l'homme par une piqûre de tique dont les hôtes naturels sont des campagnols et des cerfs. Les bactéries responsables sont des spirochètes du genre Borrelia.

Cliniquement, la maladie comporte trois étapes: d'abord, elle commence généralement par des lésions cutanées qui se dilatent comme des anneaux. Cette étape est souvent accompagnée de fièvre, de frissons, de fatigue, de malaise et de maux de tête.

La deuxième étape est caractérisée par des épisodes d'arthrite, d'inflammation cardiaque et de problèmes neurologiques. La troisième et dernière étape peut être observée des années plus tard et se caractérise en ce que les individus développent une démyélinisation des neurones et présentent des symptômes similaires à ceux de la maladie d'Alzheimer ou de la sclérose en plaques.

Autres maladies

Bien que les infections bactériennes transmises par les arthropodes soient considérées comme rares, certaines ont causé des décès massifs dans l'humanité, comme la peste noire ou la peste bubonique, causée par Yersinia pestis.

Une autre maladie moins mortelle que la peste noire est la fièvre Q causée par la bactérie Coxiella burnetii et infectant le bétail, les animaux domestiques et l'homme.

Les bactéries responsables de la peste noire. Yersinia pestis. Tiré et édité de

-Maladies de contact direct

Ces maladies bactériennes sont principalement associées à des infections cutanées et des tissus sous-jacents. Certaines de ces pathologies sont:

Anthrax

Maladie transmise par contact direct avec des animaux d'élevage infectés ou leurs produits. La bactérie responsable de la maladie est Bacillus anthrasis et ses endospores peuvent rester viables pendant de nombreuses années dans le sol ou chez les animaux.

L'infection chez l'homme survient principalement en raison de lésions ou de coupures de la peau (affection cutanée), elle peut également affecter les systèmes respiratoire (anthrax pulmonaire) et gastro-intestinal (anthrax gastro-intestinal).

Une escarre (une papule cutanée ulcérée) se forme sur la peau et les symptômes qui l'accompagnent comprennent de la fièvre, des maux de tête et des nausées.

Vaginose bactérienne

Il s'agit d'une MST polymicrobienne (maladie sexuellement transmissible), c'est-à-dire produite par plusieurs bactéries. Ces bactéries sont Gardnerella vaginalis, espèce du genre Mobiluncus et Mycoplasma hominis.

C'est une maladie considérée comme bénigne mais très contagieuse et ses symptômes sont: écoulement vaginal mousseux, abondant avec des odeurs similaires à celles du poisson, il n'y a pas de douleur, de brûlure ou de démangeaison.

Blennorragie

Une autre maladie bactérienne sexuellement transmissible. Elle est causée par Neisseria gonorrhoeae. Ce diplocoque, une fois qu'il pénètre dans l'organisme, se fixe aux cellules muqueuses par l'intermédiaire des pili et de la protéine II. Cette adhérence l'empêche d'être expulsée du vagin par les sécrétions normales ou l'urine.

Les symptômes chez les hommes sont: du pus jaune à vert s'écoulant de l'urètre, avec des mictions fréquentes, accompagnées de douleur et d'une sensation de brûlure ou de brûlure. Seulement 10 à 20% des personnes exposées à la bactérie se développent chez les femmes, et si elles développent la maladie, cela peut provoquer des grossesses extra-utérines et même la stérilité.

Autres maladies

Les maladies bactériennes par contact direct sont très diverses tant dans leur origine que dans leur développement, les plus citées sont les MST et parmi celles-ci on peut citer: les maladies génito-urinaires produites par les mycoplasmes Ureaplasma urealyticum et Mycoplasma hominis; et le chancre, produit par Haemophilus lucreyi.

D'autres maladies de contact non sexuel et causées par des bactéries sont: la conjonctivite à inclusion, la lèpre, la maladie des griffes du chat, la gangrène gazeuse et bien d'autres.

Références

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