Bactéries (suite)

• La paroi que possèdent la plupart des Bactéries explique la constance de leur forme. Elle est en effet rigide, ductile, élastique. Son originalité réside dans la nature chimique du composé macromoléculaire, qui lui confère sa rigidité. Ce composé, un mucopeptide, est formé de chaînes d’acétylglucosamine et d’acide muramique, sur lesquelles se fixent des tétrapeptides de composition variable. Les chaînes sont liées par des ponts peptidiques (v. protide). Il existe de plus des constituants de surface variant selon les espèces.

La différence de composition biochimique des parois de deux groupes de Bactéries est responsable de leur comportement différent à l’égard de la coloration par le violet de gentiane et une solution iodo-iodurée (coloration de Gram). On distingue les Bactéries Gram positives (gardant le Gram après lavage à l’alcool) et Gram négatives (perdant leur coloration).

On connaît maintenant les mécanismes de la synthèse de la paroi. Certains antibiotiques peuvent la bloquer. La destruction de la paroi provoque la fragilisation de la Bactérie, qui prend une forme sphérique (protoplaste) et éclate en milieu isotonique (solution saline équivalant à 7 g de NaCl par litre).

• La membrane cytoplasmique, située sous la paroi, a un rôle de perméabilité sélective pour les substances entrant et sortant de la Bactérie. Elle est le siège d’enzymes nombreuses, en particulier respiratoires. Enfin, elle a un rôle fondamental dans la division du noyau bactérien. Les mésosomes, replis de la membrane, ont une grande importance dans cette étape de la vie bactérienne.

Structures internes

• Le noyau porte le matériel génétique de la Bactérie ; il est formé d’un filament unique d’acide désoxyribonucléique ADN (v. nucléique) pelotonné et mesurant environ 1 mm de longueur (1 000 fois la taille de la Bactérie).

• Les ribosomes sont des éléments granuleux contenus dans le cytoplasme bactérien ; essentiellement composés d’acide ribonucléique, ils jouent un rôle majeur dans la synthèse protéique.

• Le cytoplasme, enfin, contient des inclusions de réserve.

La division cellulaire bactérienne

La synthèse de la paroi, la croissance bactérienne, la replication de l’ADN tiennent sous leur dépendance la division cellulaire. La Bactérie donne naissance à deux cellules filles. La division commence au milieu de la Bactérie par une invagination de la membrane cytoplasmique, avec formation d’un septum (d’une cloison transversale). La séparation des deux cellules s’accompagne de la ségrégation dans chacune d’entre elles d’un des deux génomes provenant de la replication de l’ADN de la cellule mère.

Spore bactérienne

Certaines Bactéries Gram positives peuvent synthétiser un organe de résistance permettant la survie dans les conditions les plus défavorables, pour redonner naissance à une forme végétative lorsque le milieu redevient adéquat. Cette spore, bien étudiée grâce à la microscopie électronique, contient l’information génétique de la Bactérie, protégée par deux enveloppes imperméables. Elle est caractérisée par son état marqué de déshydratation et la réduction considérable des activités métaboliques, contrastant avec sa richesse enzymatique. La faculté de sporuler est soumise à un contrôle génétique, et certains germes peuvent la perdre. La germination des spores est en règle spontanée. Elle donne naissance à une Bactérie identique au germe qui avait sporulé.

Nutrition et croissance bactériennes

Les Bactéries ont besoin, pour se développer, d’un apport énergétique.

• On distingue différents types nutritionnels, en fonction de la source d’énergie utilisée : les Bactéries utilisant la lumière sont phototrophes, celles qui utilisent les processus d’oxydoréduction sont chimiotrophes. Les Bactéries peuvent utiliser un substrat minéral (lithotrophes) ou organique (organotrophes). Les Bactéries pathogènes vivant aux dépens de la matière organique sont chimio-organotrophes.

• L’énergie présente dans un substrat organique est libérée lors de l’oxydation par des déshydrogénations successives. L’accepteur final d’hydrogène peut être l’oxygène : il s’agit alors de respiration. Il peut s’agir d’un accepteur organique (fermentation) ou d’un accepteur inorganique : il s’agit alors d’anaérobiose*.

• Outre les éléments indispensables à la synthèse de leurs constituants et une source d’énergie, certaines Bactéries ont besoin de substances spécifiques : les facteurs de croissance. Ceux-ci sont des éléments indispensables à la croissance d’un organisme incapable de faire leur synthèse. Les Bactéries ayant besoin de facteurs de croissance sont dites « auxotrophes ». Celles qui peuvent synthétiser tous leurs métabolites sont dites « prototrophes ». Certains facteurs sont spécifiques, telle la nicotinamide (vitamine B₃) pour le proteus. Il existe des degrés dans l’exigence des Bactéries. Pour André Lwoff, on distingue des facteurs de croissance vrais, absolument indispensables, des facteurs de départ, nécessaires au début de la croissance, et des facteurs stimulants. La croissance bactérienne est proportionnelle à la concentration en facteurs de croissance. Ainsi, les vitamines constituant pour certaines Bactéries des facteurs de croissance, il est possible de les doser par méthode microbiologique (B₁₂ et Lactobacillus lactis Dorner).

On peut mesurer la croissance des Bactéries en suivant le nombre de Bactéries par unité de volume, en fonction du temps. On utilise des méthodes directes, par numération des germes au microscope ou numération des colonies observées après culture d’une dilution d’un échantillon donné, prélevé à un temps donné. On utilise également des méthodes indirectes (densité optique, mieux que techniques biochimiques).

Il existe six phases dans les courbes de croissance. Les plus importantes sont la phase de latence (qui dépend de l’état physiologique des germes étudiés) et la phase exponentielle, où le taux de croissance est maximal. La croissance s’arrête du fait de l’utilisation complète d’un ou de plusieurs aliments, de l’accumulation de substances nocives, de l’évolution vers un pH défavorable ; on peut obtenir une synchronisation des divisions de toutes les cellules de la population bactérienne, ce qui permet d’étudier certaines propriétés physiologiques des germes.