Introduction à la Microbiologie PDF

Made with Xodo PDF Reader and Editor Introduction à la Microbiologie  Made with Xodo PDF Reader and Editor INTRODUCTION La microbiologie a été classiquement définie comme étant l'étude d'organismes trop petits pour être vus à l'œil nu. La microbiologie est princip...

Made with Xodo PDF Reader and Editor Introduction à la Microbiologie  Made with Xodo PDF Reader and Editor INTRODUCTION La microbiologie a été classiquement définie comme étant l'étude d'organismes trop petits pour être vus à l'œil nu. La microbiologie est principalement concernée par des organismes d'un diamètre inférieur à un millimètre, qui sont invisibles et doivent être examinés au microscope. Une variété extraordinaire d'organismes notamment les virus, les bactéries, les levures, les moisissures et les protozoaires sont dans cette catégorie.  Made with Xodo PDF Reader and Editor INTRODUCTION Les micro-organismes sont présents partout dans l'environnement : dans l'air, l'eau, le sol, sur les surfaces, et même à l'intérieur de notre corps. Ils permettent aux cycles du carbone, de l’oxygène, de l’azote et du soufre de fonctionner dans les milieux terrestres et aquatiques ; ils sont à l’origine de toutes les chaînes alimentaires.  Made with Xodo PDF Reader and Editor Les micro-organismes jouent des rôles clés dans le maintien de l'équilibre des écosystèmes et dans de nombreux processus biologiques vitaux. Ils sont responsables de la décomposition des matières organiques, du recyclage des éléments nutritifs comme l'azote et le carbone.  Made with Xodo PDF Reader and Editor Certains micro-organismes sont également utilisés dans divers domaines industriels, comme la fermentation (production de produits alimentaires, boissons alcoolisées, et médicaments), la biotechnologie, et la production d'antibiotiques. La microbiologie est à la base de la biotechnologie moderne  Made with Xodo PDF Reader and Editor Découverte des microbes Les micro-organismes ont été découverts au 17e siècle, bien que leur existence ait été théorisée avant cette époque. La date clé de cette découverte est 1676, grâce aux travaux de l'inventeur néerlandais Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723).  Made with Xodo PDF Reader and Editor Découverte des microbes Il observa, au moyen d’un microscope rudimentaire de sa fabrication, un grand nombre de particules invisibles à l’œil nu, qu’il appela des « animalcules », parmi lesquels il décrivit des sphères, des bâtonnets, des spirilles, correspondant aux principales variétés morphologiques de bactéries.  Made with Xodo PDF Reader and Editor Le microscope de Van Leeuwenhoek (dont il fabriqua plusieurs centaines d’exemplaires au cours de sa vie), était un instrument à une seule lentille, une loupe de très courte distance focale. Chaque microscope avait un grossissement fixe qui variait entre 50 et 300 fois.  Made with Xodo PDF Reader and Editor Découverte du Microscope (1632-1723) Anthonie van Leeuwenhoek observa ainsi le premier: les globules rouges du sang (1673); les bactéries (1683); Les protozoaires, les spermatozoïdes (1677); les cellules de la levure de bière (1680), Ses travaux eurent un écho très large et contribuèrent à la découverte du monde du vivant.  Made with Xodo PDF Reader and Editor Découverte des rôles des bactéries Deux siècles plus tard : rôle des bactéries dans les processus de fermentation et dans la transmission des maladies a été découvert et que leur étude a commencé. Louis PASTEUR (1822-1895) et Robert KOCH (18431910). L’étude des bactéries au cours de la deuxième moitié du 19ème siècle. Ces micro- organismes furent d’abord classés dans le règne végétal.  Made with Xodo PDF Reader and Editor Haeckel en 1866, qui proposa, à côté des règnes animal et végétal, le règne des protistes regroupant les organismes unicellulaires ou pluricellulaires qui ne forment pas de tissus différenciés. CHATTON en 1937 que proposa la subdivision en protistes eucaryotes et protistes procaryotes  Made with Xodo PDF Reader and Editor Découvertes de Louis Pasteur (1822-1895) Fils de fermier, diplômé en physique chimie En 1874, ses recherches sur la fermentation lui valent la médaille Copley, En 1876, Pasteur, la fermentation et les infections Lutte contre la théorie de «génération spontanée», les microbes se développent à partir d’un support  Made with Xodo PDF Reader and Editor En 1881 , l'équipe de Pasteur met au point le vaccin contre le charbon des moutons. En 1888, vaccin contre la rage La découverte du vaccin antirabique (1885) vaudra à Pasteur sa consécration dans le monde : il recevra de nombreuses distinctions. L'Académie des sciences propose la création d'un établissement destiné à traiter la rage : l'Institut Pasteur naît en 1888.  Made with Xodo PDF Reader and Editor Découvertes de Robert Koch (1843-1910) Médecin bactériologiste Koch étudie l'anatomie avec Jacob Henle, défenseur depuis 1840 de la théorie microbienne des maladies contagieuses. Il est le premier en 1876 à réussir la culture du bacille du charbon découvert en 1850 par les français Rayer et Davaine  Made with Xodo PDF Reader and Editor En 1882, Il isole le bacille de la tuberculose en mettant au point une méthode de culture in vitro en reproduisant la maladie chez les animaux avec la souche cultivée, prouvant que le germe est bien responsable de la maladie. Ce germe lui doit son nom, bacille de Koch  Made with Xodo PDF Reader and Editor Cette découverte entraîne l'utilisation des mesures d'hygiène pour lutter contre la transmission de la maladie. Koch découvre également la tuberculine , extrait du bacille, et son rôle pour le diagnostic de la maladie. En 1883, au cours d'une expédition en Égypte, il isole l'agent microbien du choléra ( Vibrio cholerae )  Made with Xodo PDF Reader and Editor Découvertes de Ignace-Philippe Semmelweis (1818-1867) Médecin accoucheur Hongrois 1847-1850 découvre que la fièvre puerpérale (période après l’accouchement) chez les femmes post accouchées se transmet par les médecins après dissection d’où l’utilisation des antiseptiques  Made with Xodo PDF Reader and Editor Découverte des virus 1898 : Découverte du virus de la mosaïque du tabac, alors nommé Contagium vivum fluidum. Ivanovski démontre en 1892 qu'un extrait de feuille malade reste infectieux après filtration à travers un filtre de Chamberland; 1898 à 1901 : Découvertes de premiers virus impliqués dans des zoonoses et maladies humaines (Fièvre aphteuse, Fièvre jaune); 1917 : Premières découvertes de virus dits bactériophages (infectant des bactéries); 1931 : Première découverte d'un virus oncongène (induisant le cancer chez le poulet);  Made with Xodo PDF Reader and Editor Découverte des virus 1939 : Première photographie au microscope électronique d'un virus Cultures cellulaire en 1943 1983 : Identification du VIH du SIDA 1989 : Première évaluation du nombre des virus marins (4 à 10 millions dans chaque 1 ml d'eau) Taille des virus 20 à 250 nm  Made with Xodo PDF Reader and Editor Intérêts de la Microbiologie Industrie (biotechnologie) Production Médecine - Maladies infectieuses - de médicaments (Antibiotiques, - «Vaccins alimentaires» Insuline …) - d’aliments fermentés - d’acides aminés, Environnement - Epuration de l’eau - d’acide citrique … - Biorémédiation - d’enzymes - de polysaccharides - Ethanol - Méthane …  Made with Xodo PDF Reader and Editor CLASSIFICATION La classification est la science qui permet de classer rationnellement les organismes vivants en groupes d'affinité ou taxons. Avant la découverte des micro-organismes, les êtres vivants étaient classés dans les deux règnes : le règne animal et le règne végétal.  Made with Xodo PDF Reader and Editor Les animaux tirent leur énergie à partir de l'oxydation du substrat organique et accumulent les réserves sous forme de graisse et de glycogène, ils sont animés de mouvement et dépourvus de paroi cellulaire. Les végétaux photosynthétiques, tirent leur énergie de la lumière et accumulent les réserves sous forme d'amidon, ils sont dépourvus de mouvement et possèdent une paroi cellulaire.  Made with Xodo PDF Reader and Editor Depuis longtemps, la taxonomie bactérienne repose sur une classification phénotypique utilisant un faible nombre de caractères considérés comme importants comme : la morphologie; la présence d'une spore; la mise en évidence d'un caractère biochimique jugé essentiel  Made with Xodo PDF Reader and Editor La découverte des micro-organismes rendait difficile la classification, certains micro-organismes tels que les algues (photosynthétiques) et les champignons (immobiles) étaient proches des végétaux les protozoaires (mobiles et non photosynthétiques) étaient proches des animaux. La place des bactéries n'était pas encore fixée.  Made with Xodo PDF Reader and Editor C'est en 1886 que Hackel proposa le règne des Protistes regroupant les algues, champignons, protozoaires et bactéries. Les Protistes étaient considérés comme tout organisme unicellulaire ou multicellulaire dénué de toute différenciation cellulaire dont toutes les cellules sont équivalentes. On distingue donc le règne Animal, le règne végétal, le règne des protistes et le règne des virus.  Made with Xodo PDF Reader and Editor Les Protistes sont séparés en Protistes inférieurs et Protistes supérieurs. Les Protistes supérieurs sont des cellules eucaryotes : algues (excepté algues bleu-vert), protozoaires et champignons. Les Protistes inférieurs sont des cellules procaryotes, algues bleu- vert (cyanophycées) et bactéries.  Made with Xodo PDF Reader and Editor La nouvelle taxonomie des microorganismes repose sur la base des relations phylogénétiques. La classification phylogénétique est un système de classification des êtres vivants qui étudie les degrés de « parenté » entre les espèces. Elle a évolué vers la classification numérique qui consiste à étudier, pour chaque souche, plus d'une centaine de caractères: morphologiques, biochimiques, culturaux et présence ou absence d'un constituant cellulaire particulier (un acide gras membranaire, une protéine, une quinone...)  Made with Xodo PDF Reader and Editor Les méthodes moléculaires basées sur la Détermination du GC %. En 1949, Chargaff montra que le contenu en bases puriques (G = guanine, A = adénine) et bases pyrimidiques (C = cytosine, T = thymine) de l'ADN pouvait varier, mais qu'il était relativement constant pour les individus d'une même espèce. Le contenu en bases d'un ADN est exprimé par le GC% qui est défini ainsi (chaque base étant exprimée par sa concentration molaire) :  Made with Xodo PDF Reader and Editor GC% = (G + C) x 100 / (A + T + G + C). Chez les procaryotes, les valeurs du GC% sont très dispersées et varient de 25 à 75%. Les bactéries dont GC% diffèrent de plus de 5% ne devraient pas appartenir à une même espèce. Les bactéries dont les GC% diffèrent de plus de 10% ne devraient pas appartenir à un même genre.  Made with Xodo PDF Reader and Editor * Définitions des groupes taxonomiques L’espèce bactérienne représente l’unité de base ou le maillon essentiel de la classification bactérienne. En bactériologie, une espèce est constituée par sa souche type et par l'ensemble des souches considérées comme suffisamment proches de la souche type pour être incluses au sein de la même espèce. Le genre : toutes les espèces sont classées dans des genres ce qui permet d'appliquer à la systématique bactérienne la nomenclature "binomiale"  Made with Xodo PDF Reader and Editor Les rangs hiérarchiques supérieurs au genre Le regroupement de plusieurs genres en Famille, Sous-ordre, Ordre, Sous-classe, Classe. Les rangs hiérarchiques inférieurs à l’espèce La sous-espèce occupe l'échelon le plus bas des rangs hiérarchiques réglementés par le Code de Nomenclature.  Made with Xodo PDF Reader and Editor En bactériologie médicale, les bactéries sont classifiées en fonction du type de pathologie occasionnée. Ainsi parlera-t-on de pathotypes ou pathovars. Dans le cadre de la bactériologie médicale, on s’intéresse à l'étude de la sensibilité bactérienne aux antibiotiques, on parlera d'antibiotypes.  Made with Xodo PDF Reader and Editor Dans le cadre de la bactériologie médicale, on s’intéresse à l'étude des caractéristiques antigéniques on parlera de sérotypes ou sérovars. Dans le cadre de la bactériologie médicale, on s’intéresse à l'étude de la sensibilité à certains bactériophages (virus spécifiques des bactéries), on parlera de lysotypes ou lysovars.  Made with Xodo PDF Reader and Editor Autre classification : Les organismes procaryotes (Procaryotae) regroupent les organismes unicellulaires ne présentant pas de noyau individualisé, c'est à dire les Bactéries et les Archaebactéries. Les organismes eucaryotes (Eucarya) regroupent quant à eux l'ensemble des organismes unicellulaires ou multicellulaire à noyau individualisé.  Made with Xodo PDF Reader and Editor Voici la classification du colibacille ou Escherichia coli : - règne : Procaryotae - domaine : Bacteria - phylum : Proteobacteria - classe : Gammaproteobacteria - ordre : Enterobacteriales - famille : Enterobacteriaceae - genre : Escherichia - espèce : Escherichia coli