Biologie générale

• Particularités du monde microbien :

  • Ancienneté : d'abord les procaryotes, puis les eucaryotes
  • Diversité : 3 grands domaines de l'arbre de vie dominés par les micro-organismes
  • Adaptabilité : capacité à survivre à de nombreux changements
• Classification des micro-organismes :

  • Critère de définition : la taille
  • Groupes hétérogènes incluant virus, eucaryotes, algues, protistes, champignons, procaryotes (bactéries), archaea, bacteria
• Structure et classification des virus :

  • Les virus sont du matériel génétique entouré d'une capsule protéique (capside)
  • Matériel génétique : ADN ou ARN, double ou simple brin
  • Capside : hélicoïdale ou icosaédrique
  • Certains virus sont enveloppés, d'autres non
  • Cycle biologique : parasites obligatoires nécessitant un hôte pour se multiplier
• Les virus des bactéries (bactériophages) :

  • Cycle lytique et lysogénique
  • Quantification des virus par titration
  • Défense des bactéries contre les virus : Crisper Cas, conjugaison plasmidique, mutation génomique
• Phase lysogénique:

  • Le génome du prophage est transcrit avec celui de l’hôte
  • Peut conférer un avantage écologique à l’hôte ou changer son mode de vie, phénomène appelé «conversion lysogénique»
• Exemples célèbres de conversion lysogénique:

  • Escherichia coli EHEC (hémorragique)
  • Vibrio cholerae, agent du choléra
  • Phage CTX
  • Phage lambdoïde
  • Clostridium botulinum, agent du botulisme (utilisé en cosmétique (Botox) et comme arme biologique)
• Les phages et la science:

  • L’étude des phages a permis de grandes découvertes, telles que l’ARN comme intermédiaire entre l'ADN et les protéines en 1957
  • Découverte que l’information génétique est codée dans l’ADN par unités de trois bases en 1961
  • Développement de la première méthode de séquençage d’ADN («Sanger method») en 1980
  • Découverte des enzymes de restriction utilisées dans les clonages
  • Utilisation des phages comme vecteurs de clonage pour porter des fragments d’ADN à cloner ou séquencer
• Les phages ont un potentiel curatif contre les infections bactériennes et sont utilisés comme agent de conservation et de protection des aliments

  • Ils pourraient être utilisés dans les élevages pour réduire l'utilisation d'antibiotiques
• Structure du cours:

  1. Particularités du monde microbien

  2. Les virus

  3. Les bactéries

  4. Les champignons
• Les virus des plantes:

  • Plus de 2000 virus de plantes connus, la plupart à ARN
  • Transmission horizontale (blessures, herbivores, greffage) ou verticale (graines ou boutures)
  • Pas de moyen de soigner les infections virales, lutte par prévention, détection précoce et élimination des plants contaminés
• Les viroïdes sont de petites molécules d’ARN capables de se multiplier dans les plantes
• Les microorganismes forment la grande majorité des êtres vivants, certains sont prokaryotes (bactéries et archées), d'autres eucaryotes (protistes, algues et champignons)
• Les virus ne sont pas des organismes, leur survie dépend de leur hôte et sont composés de nucléotides et de protéines
• Les virus sont classés en fonction de leur matériel génétique, de leur structure capsidique et de la présence ou non d'une membrane externe
• La spécificité des virus varie, certains infectent différentes espèces animales et humaines, d'autres infectent une seule espèce spécifique
• La multiplication des virus se fait en quatre étapes: pénétration du virus dans la cellule hôte, réplication de son génome, assemblage des nouvelles particules virales et libération des virions
• Les bactériophages ont deux types de cycle: lytique (virulent) et lysogène (tempéré), ce dernier peut devenir virulent et certains peuvent coder pour des toxines pathogènes
• Les virus animaux utilisent souvent l'ARN comme matériel génétique et certains rétrotranscrivent leur ARN en ADN qui s'intègre dans le génome de l'hôte
• Les virus végétaux pénètrent par des ouvertures naturelles ou par des vecteurs herbivores, causant des dommages aux cultures
• Les bactéries ont une grande diversité et sont à la base des mitochondries et des chloroplastes
• Les bactéries ont une petite taille, une grande activité métabolique et une adaptabilité importante
• Les bactéries se reproduisent rapidement dans des conditions optimales, ce qui soulève des questions sur les limites de leur croissance
• Les bactéries ont différentes morphologies, telles que les coques et les cellules allongées
• Les bactéries ont une paroi cellulaire particulière, principalement composée de muréine, qui les distingue en Gram positif et Gram négatif
• La coloration de Gram permet de différencier les bactéries en Gram positif et Gram négatif en fonction de leur paroi cellulaire
• Les bactéries Gram négatif ont une membrane externe complexe contenant des lipopolysaccharides et des lipoprotéines
• La membrane externe est très différente de la membrane plasmique
• Les lipides A de nombreuses bactéries pathogènes à Gram négatif sont toxiques et peuvent provoquer de la fièvre, des chocs ou des perturbations digestives
• L'antigène O est spécifique de chaque souche de bactérie et est utilisé en médecine pour le sérotypage
• Le lysozyme est une enzyme bactéricide présente dans la salive, les larmes, etc...
• La pénicilline (β-Lactamine) inhibe la transpeptidase qui relie les couches de muréine entre elles, et est bactéricide sur les bactéries en croissance uniquement
• Les β-Lactamines peuvent être plus efficaces contre les bactéries Gram + ou Gram -
• Certaines bactéries produisent des β-Lactamases qui rendent les pénicillines inoffensives
• Les ennemis des bactéries produisent des substances comme l'acide clavulanique qui bloquent les β-Lactamases
• Les bactéries possèdent des flagelles qui leur permettent de se déplacer activement
• Le flagelle se compose de trois parties: le filament, le crochet et le corpuscule basal
• Les bactéries peuvent se déplacer de façon dirigée en réaction à des substances attractives ou répulsives
• Les bactéries forment des colonies appelées "biofilms" qui peuvent contenir plus de 10 millions de cellules
• Les bactéries sont métaboliquement versatiles et peuvent être classées selon différents types trophiques en fonction de leur source d'énergie, d'électrons et de carbone
• Certains types trophiques des bactéries incluent la photoorganohétérotrophie, la photolithoautotrophie, la chimioorganohétérotrophie, la chimiolithohétérotrophie, etc...