Flagelle

Définition

Le fla­gelle est une struc­ture cel­lu­laire per­met­tant aux bac­té­ries de se dépla­cer dans un milieu liquide. Il est com­po­sé de trois par­ties : le fila­ment, le cro­chet et le corps basal. Le corps basal sert de “moteur” et conver­tit une éner­gie chi­mique (gra­dient de pro­ton) en une éner­gie phy­sique (rota­tion). La par­tie mobile de ce “moteur” peut tour­ner à une vitesse de 300 rota­tions par seconde chez Escherichia coli. Cette rota­tion est trans­mise au fila­ment via le cro­chet qui sert de lien entre ces deux éléments.

Schéma d’un fla­gelle chez une bac­té­rie à paroi Gram néga­tive. Le corps basal est com­po­sé d’une par­tie fixée à la paroi bac­té­rienne et d’une par­tie mobile. Le cro­chet est atta­ché à la par­tie mobile du corps basal et trans­met son mou­ve­ment au fila­ment. Les trois par­ties (corps basal, cro­chet et fila­ment) du fla­gelle sont com­po­sées de pro­téines.

Le fila­ment est un tube creux com­po­sé de plu­sieurs mil­liers d’u­ni­tés d’une pro­téine appe­lée fla­gel­line (ou FliC chez Escherichia coli). L’extrémité du fila­ment se finit par une coiffe et non pas comme une “queue de rat” comme obser­vée sur cer­tains des­sins. Cette coiffe ter­mine le fla­gelle mais inter­vient aus­si dans l’é­lon­ga­tion de celui-ci.

Mécanisme de fonctionnement

La rota­tion du fla­gelle, dans le sens contraire aux aiguilles d’une montre, per­met de pro­pul­ser la bac­té­rie en avant. Le prin­cipe est simi­laire à celui d’une hélice qui fait avan­cer un bateau. Le “moteur” du fla­gelle peut aus­si tour­ner dans le sens des aiguilles d’une montre. Lorsque le sens de rota­tion du fla­gelle s’in­verse, cela dés­équi­libre la bac­té­rie qui va tour­ner sur elle même et ain­si chan­ger de direction.

Le dépla­ce­ment d’une bac­té­rie est com­po­sé d’une répé­ti­tion de phases de nage puis de chan­ge­ment de direc­tions (appe­lé culbute). Ce mode de dépla­ce­ment peut sem­bler désor­don­né, à pre­mière vue. Cependant, les bac­té­ries sont capables de régu­ler la durée des phases de nage et de culbute pour s’ap­pro­cher d’un envi­ron­ne­ment favo­rable ou au contraire s’é­loi­gner d’un envi­ron­ne­ment défa­vo­rable. Ce méca­nisme est appe­lé chimiotactisme. 

Le mou­ve­ment des bac­té­ries est une alter­nance de phases de nage et de culbute.

Un mécanisme similaire chez toutes les bactéries ?

La recherche en micro­bio­lo­gie a été pen­dant long­temps très orien­tée vers les micro-orga­nismes patho­gènes pour les humains. Le dépla­ce­ment bac­té­rien a sur­tout été étu­dié chez les enté­ro­bac­té­ries patho­gènes telles que Escherichia coli et Salmonella Typhimurium. Ce qui est valable pour une par­tie des bac­té­ries ne l’est pas for­cé­ment pour toutes les autres. Chez des bac­té­ries vivant dans d’autres éco­sys­tèmes, l’u­ti­li­sa­tion des fla­gelles peut varier.

À par­tir du prin­cipe de base du fla­gelle, plu­sieurs confi­gu­ra­tions sont pos­sibles ce qui va influen­cer la nage. Certaines bac­té­ries pos­sèdent un seul fla­gelle, d’autres une dizaine tan­dis que cer­taines comme €œCandidatus Ovobacter pro­pel­lens en pos­sèdent plus de 400. La posi­tion des fla­gelles sur la bac­té­rie peut aus­si chan­ger. Le terme cilia­ture est uti­li­sé pour dési­gner la posi­tion des flagelles.

Plusieurs posi­tions (type de cilia­ture) sont pos­sibles pour les fla­gelles : mono­triche (un seul fla­gelle), amphi­trice (des fla­gelles à chaque extré­mi­té), lopo­triche (plu­sieurs fla­gelles à une seule extré­mi­té) ou péri­triche (plu­sieurs fla­gelles tout le long de la bactérie).

De nom­breux cas par­ti­cu­liers existent et le mode de dépla­ce­ment de cer­taines bac­té­ries reste encore mys­té­rieux. Ces modes de dépla­ce­ment per­mettent de s’a­dap­ter à des envi­ron­ne­ments dif­fé­rents par exemple des milieux plus ou moins visqueux.

Billets du blog parlant de flagelles

Bibliographie

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