Microbiologie m

1

• Microbiologie médicale
• Cours 1 et 2

2
Definition

• Microbiologie la science qui étudie les
  micro-organismes.
• Micro-organisme être-vivant unicellulaire, qui
  peut-être visualisé avec le microscope optique ou
  électronique.

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L'histoire de la microbiologie

• Lexistence dun monde microbien fut méconnue
  jusquà linvention du microscope au début du
  XVIIIe siècle

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L'histoire de la microbiologie

• 1665 - Robert Hooke, premier homme a avoir
  observé les micro-organismes avec un microscope
  rudimentaire

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LHistoire

• La première mise en évidence des bactéries a été
  possible avec un microscope simple fabriqué par
  Anthony van Leeuwenhoek, drapier hollandais
  (1632-1723).Ainsi il décrit dans la salive de
  "Très nombreux animalcules ... autant
  d'habitants que sur la planète"

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(No Transcript)
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La théorie de la génération spontanée

• Francesco Redi, un philosophe italien, a déclaré
  que le ver ne résulte spontanément de la
  viande, mais des œufs pondus par des mouches

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Discréditation de la théorie de la génération
spontanée

• En 1859, le chimiste français Louis Pasteur
  discrédite définitivement cette théorie par la
  conception de ballon avec "col de cygne"
• Quand l'air n'a pas accès le bouillon peut être
  stocké indéfiniment sans multiplication des
  micro-organismes

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Discréditation de la théorie de la génération
spontanée
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Lhistoire de la microbiologie

• Les conséquences de ces expériences ont été
• imagination de premier milieu de culture pour les
  bactéries - bouillon de viande - encore en usage
  aujourd'hui
• développement de méthodes simples de désinfection
  (destruction de tous les micro-organismes mais
  pas les spores)
• le concept de manipulation aseptique des objets,
  des produits pathologiques, etc. (protégées par
  des microorganismes)

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Les fondateurs de la microbiologie

• Louis Pasteur (1822-1895)
• Met les bases de la méthode de stérilisation et
  d'asepsie.
• Découvre la nature microbienne du processus de
  fermentation anormale de vin
• Fait le lien entre les maladies du vin et de
  certaines maladies infectieuses et contagieuses
  chez les animaux et lhomme
• Découvre les agents étiologiques de nombreuses
  infections.
• Réalise des vaccins par inactivation ou
  atténuation de la pathogénicité des
  micro-organismes (rage, le charbon, le choléra
  aviaire).

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La théorie des germes

• En 1870, Robert Koch, médecin allemand, a révélé
  l'agent étiologique de l'anthrax, du choléra et
  de la tuberculose
• Il a introduit les milieux solides en pratique
  microbiologiques

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Les fondateurs de la microbiologie
Robert Koch (1843-1910)

• Il a examiné les micro-organismes dans des
  préparations fixées par la chaleur et colorées
  avec des colorants de base
• Il a introduit les milieux solides dans la
  pratique de diagnostic microbiologique
• Il a reproduit les maladies, expérimentalement,
  par inoculation de l'agent étiologique des
  maladies infectieuses chez les animaux de
  laboratoire

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Les fondateurs de la microbiologie
Robert Koch (1843-1910)

• Il a décrit les séquences expérimentales à
  l'appui de la relation de causalité entre un
  organisme et les manifestations de la maladie
  (postulats de Koch)
• Micro-organisme qui a causé la maladie est
  détecté chez tous les patients et la distribution
  dans le corps correspond à la caractéristique
  lésions de la maladie
• Un organisme qui a causé la maladie peut être
  isolé en culture pure et sous-cultivé pour
  létudier
• Un animal inoculé avec la culture pure reproduit
  les lésions spécifiques et les micro-organismes
  peuvent être réisolé .

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Le monde microbien

• Micro-organisme avec structure cellulaire
• Eucaryotes (le regn Eucaryota), le
  micro-organisme avec structure cellulaire
  supérieure champignons et protozoaires
• Procaryotes (le regn Procaryotae), le
  micro-organismes avec structure cellulaire
  inférieure bactéries et algues bleues.
• Micro-organisme acellulaire les virus (parasite
  strict dune cellule évolué).

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La classification des bactéries

• Classification phénotypique
• Classification analytique
• Classification génotypique
• Taxonomie classification systématique des
  bactéries dans des groupes ordonnés.

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Classification phénotypique

• Selon la colorabilité dans la coloration de Gram
  
• gram positive
• gram négative
• Selon la forme des bactéries
• sphérique ou ovale coques, cocci
• cylindrique bacilles
• virgule vibrions
• spiralée spirochètes

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La coloration de Gram
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Classification phénotypique

• Selon les caractère de cultura
• Hémoliza, pigmentogeneza, forma, marimea
  coloniilor, mirosul degajat de o cultura
• Dupa prezenta sau absenta unor markeri biochimici
  specifici.
• Serotipare anticorpii formati fata de antigenele
  bacteriene unice pot fi folositi pentru
  identificarea lor.
• Dupa comportamentul fata de antibiotice (patern
  de rezistenta).

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Classification analytique

• Lembranchement la division selon lordre, la
  famille, le genre, lespèce.
• Ex. Ordre Eubacteriales
• Ex. Famille Enterobacteriaceae
• Ex. Genre Escherichia
• Ex. Espèce Escherichia coli

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Les bactéries

• Les bactéries ont des tailles comprises entre 1
  et 10 µm, et sont observées au microscope optique

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Structure de la cellule bactérienne

• Structures stables
• L appareil nucléaire
• Le cytoplasme
• La membrane cytoplasmique
• La paroi cellulaire
• Structures inconstantes
• La capsule
• Les flagelles
• Les pili fimbriae
• Les pili sexuels
• Le spore

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Structure schématique de la cellule bactérienne
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(No Transcript)
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Structures stables

• Lappareil nucléaire
• Le cytoplasme
• La membrane cytoplasmique
• La paroi cellulaire (exception Mollicutes -
  Mycoplasma)

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Lappareil nucléaire

• Totalement dépourvue dun véritable noyau,
  absence de membrane nucléaire et nucléole
• Chromosome unique, une molécule dADN
  bicaténaire, circulaire.
• Le filament dADN a des boucles superenroulé (ADN
  gyrase)
• ADN extra chromosomique sappelle plasmide
  molécule bicaténaire, circulaire qui possèdent
  des gènes non indispensables au métabolisme
  normale de la bactérie, qui permettent une
  meilleure adaptation des bactéries a leur
  environnement.

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(No Transcript)
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Lappareil nucléaire

• Constitue le support de linformation génétique,
  héréditaire
• Transmet l'information génétique aux cellules
  filles par autoréplication
• Transmet l'information génétique aux ribosomes
  par hétéroréplication
• Site daction de certains antibiotiques

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(No Transcript)
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Structures stables

• Lappareil nucléaire
• Le cytoplasme
• La membrane cytoplasmique
• La paroi cellulaire (exception Mollicutes -
  Mycoplasma)

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Le cytoplasme

• Contient de très nombreux ribosomes, qui sont
  constitués de protéines et dARN
• Ils possèdent deux sous-unités 50S et 30S
• Ils jouent un rôle important dans la synthèse
  protéique et dans l'exportation vers lextérieur
  des protéines synthétisées.
• On trouve parfois dans le cytoplasme des
  granulations qui sont des formes de stockage de
  certains constituants.

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Les ribosomes
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Les ribosomes
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La synthèse protéique
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Structures stables

• Lappareil nucléaire
• Le cytoplasme
• La membrane cytoplasmique
• La paroi cellulaire (exception Mollicutes -
  Mycoplasma)

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La membrane cytoplasmique

• Située sous la paroi, à son contact
• Constituée dune double couche de phospholipides
  où sont dispersées des protéines
• Dépourvue de cholestérol (sauf chez les
  mycoplasmes)

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La membrane cytoplasmique
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La membrane cytoplasmique

• Les fonctions
• Responsable des échanges entre la bactérie et les
  milieux extérieurs barrière osmotique
  (transferts passifs), contient aussi des systèmes
  de transport qui assurent la pénétration active
  et sélective de certaines substances (sucre,
  acides aminés, ions, minéraux)
• Site du métabolisme énergétique (siège de la
  chaîne respiratoire)
• Le prolongement de la membrane cytoplasmique que
  constitue le mésosome porte un site dattachement
  du chromosome bactérien, qui intervient dans la
  régulation de la division bactérienne.
• Point dimpact de diverses substances
  antimicrobiennes et antibiotiques
  polypeptidiques.

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Structures stables

• Lappareil nucléaire
• Le cytoplasme
• La membrane cytoplasmique
• La paroi cellulaire (exception Mollicutes -
  Mycoplasma)

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La paroi des bactéries

• Structure particulière aux cellules procaryotes
• Enveloppe rigide essentielle a la bactérie dont
  elle assure la protection et détermine la forme.
• La structure de la paroi diffère selon quil
  s'agit de bactéries a Gram positif ou a Gram
  négatif.
• Le peptidoglycane ou murine est le constituant
  principal de la paroi.

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(No Transcript)
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Coloration de Gram

• Gram negative (rouge)
• Gram positive (violet)

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Bactéries à Gram positif Streptococcus (cocci,
chaine)

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Bactéries à Gram négatif(Eg. Escherichia,
Salmonella)
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Coloration de Ziehl- Neelsenpour les
mycobactéries
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Peretele bacteriilor Gram (-)
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La structure du peptidoglycane

• Le peptidoglycane est un hétéropolymère composé
  de chaînes glucidiques reliées les unes aux
  autres par des chaînons peptidiques
  (pentapeptide).
• La macromolécule réticulée tridimensionnelle est
  ainsi constituée et sa solidité dépend de
  l'importance des interconnexions
• La paroi de la bactérie est ainsi une unique
  macromolécule.

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• 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
• Ces tétrapeptides sont reliés directement entre
  eux ou par une courte chaîne peptidique (chaîne
  interpeptidique).

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Le peptidoglycane BGN bidimensionnel, chaîne
pentaglycanqueBGP tridimensionnel, chaînons
tetrapeptidiques
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Peptidoglycane
L-alanine D-glutamic acid L-lysine/Diaminopimelic
acid D-alanine D-alanine
Muramic acid
Glucosamine
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Peptidoglycane schéma
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(No Transcript)
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La biosynthèse du peptidoglycane

• S'effectue par sous-unités dans le cytoplasme
  jusqu'à l'assemblage du disaccharide-pentapeptid
  (N-Acétyl Glucosamine-Acide N-Acétyl Muramique-
  L-Alanine-D-Glycine-L-Lysine-D-Alanine-D-Alanine)
  qui traverse la membrane cytoplasmique fixé sur
  un transporteur phospholipidique puis est attaché
  à la chaîne glucidique de la paroi préexistante
  (réaction de transglycosylation).
• Les chaînes peuvent être reliées pour former la
  molécule réticulée finale par liaison covalente
  entre les peptides (réaction de
  transpeptidation).
• D'autres enzymes sont nécessaires
• hydrolases permettant de couper les chaînes
  glucidiques du peptidoglycane (rôle essentiel
  lors de la division)
• D, D carboxypeptidases coupant le dipeptide D-
  Alanine-D-Alanine et réduisant le nombre des
  interconnexions.

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Importance médicale

• Certaines étapes peuvent être entravées par
  certains antibiotiques ß-lactamines,
  glycopeptides (cf. antibiotiques) ou encore
  enzyme (lysozyme)
• La composition variant selon l'espèce ou le
  groupe bactérien, il a été possible de distinguer
  des affinités tinctoriales différentes par la
  coloration Gram et Gram-

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La forme des bactéries
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Paroi des bactéries à Gram positif

• Le peptidoglycane est le constituant majeur
• La muréine représente jusqu'à 30 du poids sec
  d'une cellule. Le peptidoglycane est très solide,
  les liaisons croisées entre chaînes glucidiques
  sont nombreuses.

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(No Transcript)
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Paroi des bactéries à Gram négatif

• Beaucoup plus complexeLe peptidoglycane est en
  couche mince peu dense (lt 15 du poids sec).
  L'autre constituant essentiel est un lipide
  complexe (A) couplé à la glucosamine et à des
  résidus phosphore qui est amphiphile, possédant
  une partie hydrophobe et une hydrophile. Il y a
  analogie entre les appellations endotoxine,
  lipide A et membrane externe (cf. pouvoir
  pathogène).Sur les résidus glucosamine, des
  polysaccharides complexes sont fixés et forment
  la partie la plus externe de la paroi. Ils sont
  essentiels pour la physiologie bactérienne dans
  les processus de pénétration de nutriments ou de
  toxiques, ils sont spécifiques de sous-espèces ou
  de types et comportent des sucres originaux
  antigènes O.On trouve à l'intérieur, des
  phospholipides. La membrane est successivement
  hydrophile (polysaccharide complexe), hydrophobe
  (lipide A et lipides des phospholipides),
  hydrophile (têtes hydrophiles des
  phospholipides).Se trouvent enchâssées des
  protéines qui assurent la cohésion de la
  membrane, une liaison avec le peptidoglycane et
  des fonctions diverses de perméabilité sélective
  ou non. Ces porines, seules structures de
  transport des composés hydrophiles, sont
  essentielles à la vie de la bactérie mais aussi à
  l'action de certains antibiotiques. Enfin
  d'autres protéines servent à la captation d'ions
  (fer), ou de vitamines (facteurs de croissance).

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Structures inconstantes

• La capsule
• Les flagelles
• Les pili fimbriae
• Les pili sexuels
• Le spore

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La capsule bactérienne

• Ce constituant inconstant est le plus
  superficiel.
• Sa mise en évidence s'effectue par coloration
  négative (le colorant, encre de Chine ou
  Nigrosine est repoussé par la capsule et apparaît
  en clair sur fond noir).
• Constitué de polysaccharides acides (sucres sous
  forme d'acides uroniques tel l'acide
  galacturonique, l'acide glucuronique, mais aussi
  sous forme de sucres phosphorés), ce composant
  est lié à certains pouvoirs pathogènes, car il
  empêche la phagocytose.
• Elle peut se trouver à l'état soluble dans les
  liquides de l'organisme (emploi dans le
  diagnostic recherche d'antigène soluble).
• Elle intervient dans l'identification
  infra-spécifique. Ce typage est une des méthodes
  de reconnaissance des épidémies.
• Les polymères capsulaires purifiés sont la base
  de certains vaccins (Streptococcus pneumoniae,
  Haemophilus influenzae).

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(No Transcript)
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Le glycocalyx

• Ce sont des fibres polysaccharidiques ou
  polymères extrêmement fréquents entourant la
  bactérie et difficile à visualiser en microscope
  électronique.
• Le feutrage des fibres de glycocalyx est constant
  dans le cas de bactéries vivant en biofilm dans
  les conditions naturelles.
• Il est responsable de l'attachement des bactéries
  aux cellules (cellules buccales,
  respiratoires......) ou à des supports inertes
  (plaque dentaire sur l'émail dentaire, biofilms
  sur les cathéters, ou encore les prothèses dans
  le cas de bactéries d'intérêt médical).
• Il protège les bactéries du biofilm de la
  dessiccation, sert à concentrer ou modifier les
  éléments nutritifs exogènes et rend les bactéries
  résistantes antiseptiques, désinfectants et
  antibiotiques.

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(No Transcript)
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Structures inconstantes

• La capsule
• Les flagelles
• Les pili fimbriae
• Les pili sexuels
• Le spore

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Les flagelles

• Longues et fines structures filamenteuses
• Ils assurent la mobilité da la bactérie
• Ils ne sont pas visible en microscopie optique,
  sauf avec des techniques de coloration spéciale
• Ils ont plusieurs micromètres de long
• Leur nombre et leur disposition varient suivant
  les espèces
• Ils sont implantés tout autour de la bactérie
  (disposition périphérique) ou à une extrémité de
  la bactérie (disposition polaire)
• Ils sont faits de lassemblage de molécule de
  protéines - flagelline
• Ils sont attachés a la membrane cytoplasmique par
  une structure protéique complexe et mobile par
  rotation
• La flagelline est antigénique et les flagelles
  sont le support de lantigénicité H

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FLAGELLES (ME)
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(No Transcript)
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Structures inconstantes

• La capsule
• Les flagelles
• Les pili fimbriae
• Les pili sexuels
• Le spore

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Fimbriae ou pili

• Sont des structures fibrillaires, rigides, de
  nature protéique et dispose à la surface de
  nombreuse bactéries a Gram négatif
• Ils sont plus fins et plus réguliers que les
  flagelles
• Permettent l'attachement spécifique des bactéries
  sur les cellules, phase essentielle dans certains
  pouvoirs pathogènes (Escherichia coli de
  certaines infections urinaires)
• Des structures comparable peuvent également
  protéger la bactérie de la phagocytose et
  favoriser la virulence (Neisseria gonorrhoeae)

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Structures inconstantes

• La capsule
• Les flagelles
• Les pili fimbriae
• Les pili sexuels
• Le spore

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Pili sexuels

• Peu nombreux, longs, creux, renflés a leur
  extrémité distale
• Ils sont codés par des plasmides
• Ils interviennent dans le phénomène de la
  conjugaison bactérienne
• Des virus bactériens ou bactériophages peuvent
  infecter la bactérie après fixation sur certains
  pili sexuels

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Structures inconstantes

• La capsule
• Les flagelles
• Les pili fimbriae
• Les pili sexuels
• Le spore

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Le spore

• Certaines espèces bactériennes, dites sporulées,
  ont la propriété quant elles sont placées dans la
  conditions denvironnement défavorable de donner
  naissance à des spores qui vont pouvoir résister
  indéfiniment au froid, à la dessiccation
• Quand les conditions favorable se manifestent de
  nouveau, le spore redonne des bactéries
  végétatives identique à celles qui lui ont donné
  naissance.
• Importance médicale la thermo-résistance (les
  méthodes de stérilisation par la chaleur doivent
  tenir compte de cette propriété) et la résistance
  aux antibiotiques et à certains antiseptiques.

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