Les bactéries

Les bactéries (Bacteria), sont des organismes vivants unicellulaires et procaryotes présents dans tous les milieux.

La plupart des bactéries possèdent une paroi cellulaire glucidique, le peptidoglycane. Les bactéries les plus grosses mesurent plus de 2 μm et, jusqu'au début du xxi^e siècle, les spécialistes considéraient que les plus petites mesuraient 0,2 μm, mais il existe des « ultramicrobactéries », y compris en eau douce2,3,4.

Les bactéries présentent de nombreuses formes : sphériques (coques), allongées ou en bâtonnets (bacilles), des formes plus ou moins spiralées. L’étude des bactéries est labactériologie, une branche de la microbiologie.

Il existe environ 7300 espèces connues à ce jour5. L'estimation du nombre des espèces oscillerait entre 5 et 10 millions6,7.

Les bactéries sont ubiquitaires et sont présentes dans tous les types de biotopes rencontrés sur Terre. Elles peuvent être isolées du sol, des eaux douces, marines ou saumâtres, de l’air, des profondeurs océaniques, des déchets radioactifs8, de la croûte terrestre, sur la peau et dans l’intestin des animaux. Il y a environ 40 millions de cellules bactériennes dans un gramme de sol et 1 million de cellules bactériennes dans un millilitre d’eau douce. On estime qu'il y aurait (à un instant donné) quatre à six quintillions (4 ×10³⁰ à 6×10³⁰), soit entre 4 et 6 mille milliards de milliards de milliards de bactéries dans le monde9, représentant une grande partie de la biomasse du monde9. Cependant, un grand nombre de ces bactéries ne sont pas encore caractérisées car non cultivables en laboratoire10. Les bactéries ont une importance considérable dans les cycles biogéochimiques comme le cycle du carbone et la fixation de l’azote de l’atmosphère.

Chez l'humain, il a été calculé que 10¹² bactéries colonisent la peau, 10¹⁰ bactéries colonisent la bouche et 10¹⁴ bactéries habitent dans l'intestin, ce qui fait qu'il y a dix fois plus de cellules bactériennes que de cellules humaines dans le corps humain11. La plupart de ces bactéries sont inoffensives ou bénéfiques pour l’organisme. Il existe cependant de nombreuses espèces pathogènes à l'origine de beaucoup de maladies infectieuses comme le choléra, la syphilis, la peste, l’anthrax, la tuberculose. Le plus souvent, les maladies bactériennes mortelles sont les infections respiratoires: la tuberculose à elle seule tue environ 2 millions de personnes par an, principalement en Afrique subsaharienne12. Des bactéries peuvent entraîner des troubles respiratoires ou intestinaux alors que d’autres peuvent être responsables de l’infection d'une blessure. Les infections bactériennes peuvent être traitées grâce aux antibiotiques, qui le plus souvent inhibent une de leurs fonctions vitales (par exemple, la pénicilline bloque la synthèse de la paroi cellulaire).

Les bactéries peuvent être très utiles à l’humain lors des processus de traitement des eaux usées, dans l’agroalimentaire lors de la fabrication des yaourts ou du fromage et dans la production industrielle de nombreux composés chimiques13.

Il existe différentes formes de bactéries, chaque forme ayant une appellation particulière :

- les bactéries sphériques appelées coques, de 1 à 2 µm de diamètre 
- les bactéries en forme de bâtonnets appelées bacilles de 1 à 10 µm 
- les bactéries incurvées appelées vibrions 
- les bactéries en forme de fuseau appelées fusiformes 
- les bactéries spirilles.

• La Paroi

Elle est présente chez toutes les espèces à l'exception des mycoplasmes. Elle entoure la bactérie et constitue la structure constante la plus externe.Les parois épaisses et denses sont presque uniquement du peptidoglycane ou muréine ou encore mucopeptide. De structure lamellaire ce sont des chaînes glucidiques reliées par des peptidesassociés à des acides téchoïques.Les parois fines et lâches sont constituées d'une fine couche de mucopeptides (plus lâches) recouverte d'une membrane séparée de la membrane plasmique par l'espace périplasmique.La paroi détermine la forme de la bactérie, la protège, et est un passage obligé pour les échanges avec le milieu extérieur, elle est antigénique. 
Des porines y sont intégrées qui permettent le passage de petites molécules, en particulier de certains antibiotiques qui bloquent sa synthèse.

• La membrane cytoplasmique

Elle est semblable à celle des autres cellules. Elle assure, en plus, les fonctions desmitochondries, qui n'existent pas chez les bactéries. Elle est la cible des antibiotiques polypeptidiques.

• Le cytoplasme

Il contient les ribosomes qui assurent les synthèses protéiques en traduisant le m-RNA. Ils sont en contact direct avec le matériel nucléaire. Les ribosomes des bactéries sont différents des ribosomes des eucaryotes. Ils sont la cible de nombreux antibiotiques.
Structuare de bactérie

• Le matériel nucléaire

Les cellules procaryotes ne possèdent pas de noyau mais un chromosome unique circulaire, constitué d'un filament hélicoïdal d'ADN bicaténaire.
ADN bactérie. Sur cette image vous voyez tout l'ADN de la bactérie qui a subi un traitement spécial pour dérouler et faire sortir son ADN de la cellule.

• Les plasmides

Les plasmides sont des éléments circulaires extra-chromosomique faits d'ADN et portent des informations génétiques. Ils sont autonomes et se répliquent indépendamment du chromosome. Ils codent pour des protéines enzymatiques. Ces plasmides sont transmissibles à d'autres bactéries.

• La capsule

La capsule est une structure extérieure non constante. Sa constitution est le plus souvent polysaccharidique. C'est un facteur de virulence car elle protège la bactérie de la phagocytose ; les antigènes capsulaires sont nommés antigènes K.

• Les flagelles

Les flagelles ou cils permettent la mobilité des bactéries et seules les espèces qui en ont sont mobiles. Ils sont constitués d'une protéine appelée flagelline. Les antigènes des flagelles sont appelés antigènes H On peut avoir :-- un seul flagelle polaire = ciliature monotriche, 
-- une touffe de flagelles polaires = ciliature lophotriche, 
-- un flagelle à chaque pôle = ciliature amphitriche, 
-- des flagelles entourant la bactérie = ciliature préritriche. 
-- les spirochètes ont un flagelle interne dénommé filament axial.

• Les pili

Les pili (poils) ne sont visibles qu'au ME. Les pili communs (frange) sont courts et cassants et permettent l'adhésion des bactéries aux interfaces et aux muqueuses : ils sont donc des facteurs de virulence . Ils sont formés d'une protéique : la piline.Les pili sexuels, plus longs, relient deux bactéries et sont voies d'échanges de matériel génétique. Les bactéries capables de produire des pili sexuels sont dénommées bactéries "mâles" à l'opposé des autres qui sont dites "femelles".

• La spore

Si on place les bactéries dans des conditions défavorables les bacilles Gram + : il forment des spores très résistantes qui contient, sous forme condensée, le génome et une partie du cytoplasme déshydraté; c'est la sporulation. La situation de la spore est caractéristique de l'espèce.
Si on place les spores dans des conditions favorables, elles retournent à l'état de bactéries fonctionnelles : c'est la germination.