Gram positif - Définition
Les bactéries à gram positif sont mises en évidence par une technique de coloration appelée coloration de Gram. Les bactéries à gram positif apparaissent alors mauves au microscope. La technique de coloration repose sur les caractéristiques membranaires et de paroi de la bactérie. La coloration au Gram est un facteur déterminant dans la taxinomie (classification) bactérienne.
Principe de coloration des gram positif
Après fixation des bactéries sur une lame (deux méthodes possibles : fixation à l'éthanol à 90° ou par passage de la lame dans la flamme) :
- La lame est plongée dans un premier colorant : le violet de gentiane (ou un produit proche, le cristal violet). Le violet de gentiane est un colorant puissant (toxique et cancérigène). Il va traverser les parois et membranes des bactéries et se fixer dans leurs cytoplasmes. Ainsi à cette étape toutes les cellules sont colorées en violet.
- La lame est ensuite traitée au lugol iodo-ioduré en solution qui sert de mordant : il va renforcer le violet de gentiane contenu dans le cytoplasme des bactéries.
- On chasse ensuite le violet avec une solution d'éthanol à 90°. Cette étape est cruciale car elle détermine quelle bactérie est gram négatif et quelle bactérie est gram positif. Le principe est le suivant : les bactéries gram positif possèdent une paroi riche en peptidoglycane, composant qui empêche l'alcool d'emporter le violet de gentiane celui-ci restant dans le cytoplasme. La bactérie n’est donc pas décolorée (pour plus d'information, voir ci-dessous la section Caractéristiques des bactéries gram-positif).
- La lame après avoir été rincée est plongée brièvement dans un deuxième colorant, la fuschine. Toutes les bactéries colorées en violet sont dites "GRAM +" et celles colorées en rose sont "GRAM -"
La lame est ensuite récupérée, rincée et séchée, puis observée au microscope optique généralement à l'objectif x100 + huile à immersion. Les bactéries gram positif apparaîtront en violet. L'observation de leurs couleurs est généralement accompagnée de descriptions structurelles (ex. bacille ou coque).
Caractéristiques des bactéries gram positif
Description de l'enveloppe
Les bactéries gram positif ont une structure qui s'organise en trois grandes parties : (de l'extérieur vers l'intérieur)
- La couche de peptidoglycane
- L'espace périplasmique
- La membrane plasmique
La couche de peptidoglycane des bactéries à gram positif est très épaisse contrairement à celle des bactéries à gram négatif, Sa composition varie très légèrement en fonction du genre voire de l’espèce de la bactérie concernée. Elle est principalement formée de plusieurs couches de polymère de N-acétylglucosamine (NAG) et d'acide N-acétylmuramique (NAM) en série alternée. Le peptidoglycane des gram positif est traversé latéralement par de grande chaînes polymérique qui le relie à la membrane plasmique : les acides lipotéichoïques. D’autre chaînes comme les acides téichoïques sont contenus dans le peptidoglycane et assurent sa stabilité.
L'espace périplasmique, beaucoup plus étroit que chez les gram négatif, est un espace de stockage d'enzymes, de nutriments, de protéines, d’ions... Il a beaucoup d'autres fonctions notamment dans certaines étapes de la synthèse de protéine et dans le métabolisme. Il se situe entre la couche de peptidoglycane et la membrane plasmique.
La membrane possède des protéines poreuses aboutissant dans l'espace périplasmique (synthèse de protéine). La membrane plasmique contient de nombreux autres complexes protéiques d'une importance vitale pour la bactérie (comme l'ATP synthase) qui ont des rôles prépondérants dans le métabolisme bactérien.
Description des souches
Les bactéries gram positif sont pour la plupart des germes non exigeants, c'est-à-dire qu'ils se cultivent facilement dans les milieux de base. La plupart des coques sont des grams positif mais de nombreux bacilles sont aussi des gram positif.
Exemples de bactéries gram positif
- Genre Staphylococcus ;
- Genre Lactococcus ;
- Genre Lactobacillus ;
- Genre Micrococcus ;
- Genre Streptococcus.
La discrimination entre les bactéries à gram positif se fait par la recherche de la catalase.
La recherche de la catalase
Réalisation
Sur une lame microscopique propre, déposer une goutte d'eau oxygénée (ou peroxyde d'hydrogène H2O2). Prélever sur un milieu gélosé, la colonie à tester au moyen d'une pipette Pasteur stérile ou d'un ensemenceur métallique et déposer la colonie dans la goutte.
Observations et conclusions
Si on observe un dégagement gazeux (dioxygène), on dit que le résultat est positif, la souche est catalase +. Si on n'observe aucun dégagement gazeux, on dit que le résultat est négatif, le souche est catalase -.