Introduction à la Microbiologie

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Introduction à la Microbiologie
I- Règnes du vivant.
En vivant dans le monde macroscopique et terrestre nous rencontrons les organismes qui,
traditionnellement, sont classés dans deux règnes : Animaux et Végétaux.
Ce système à deux règnes s’appuie sur une longue tradition de la taxinomie classique crée
au XVIII siècles par un naturaliste suédois Carl VON LINNÉ. Le système à deux
règnes a persisté, même après la découverte de l’univers microbien.
Cette dichotomie traditionnelle : Animal/Végétal est également à la base du
développement des domaines scientifiques.
En 1969, un scientifique de l’Université Cornell, Robert H. WHITTAKER a pu faire
accepter un système taxinomique à cinq règnes :
-Les Monères.
-Les Protistes.
-Les Mycètes ou champignons ou Fungi.
-Les Animaux ou Métazoaires.
-Les Végétaux ou Métaphytes.
Fig.1 : Système taxinomique des règnes du vivant
(D’après WHITTAKER, 1969)

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Ce système distingue les deux types fondamentaux des cellules-Les Procaryotes (Pro=
primitifs, caryote =cellule) et les Eucaryotes (Eu= vraie, caryote= cellule) (partie
hachurée).
Tous les procaryotes sont groupés dans le règne des Monères qui comporte les Bactéries
et les Cyanobactéries (auparavant les algues bleue-vertes).
Les règnes des Végétaux, des Mycètes et des Animaux comprennent les Eucaryotes
pluricellulaires. Les végétaux sont autotrophes, c-à-d qu’ils fabriquent leur nourriture par
la photosynthèse. Les mycètes sont hétérotrophes et leur nutrition se fait par absorption.
Ils sont les décompositeurs qui vivent enfouis dans leur source de nourriture, sécrétant
des enzymes digestives et absorbant les petites molécules produites par la digestion. Les
animaux sont hétérotrophes qui s’alimentent principalement en ingérant la nourriture et
en la digérant dans des cavités spécialisées. Le règne des protistes est un règne fourre-
tout auquel appartient tous les Eucaryotes qui ne répondent pas à la définition de végétal,
de mycète ou d’animal. La majorité des protistes sont des organismes monocellulaires
mais, ils englobent aussi les organismes pluricellulaires relativement simples qu’on
considère comme les descendants directs des protistes unicellulaires comme par exemple
les Algues.
II- Systématique
La Systématique ou la Classification est l’étude de la diversité biologique qui cherche à
mettre en évidence les relations évolutives entre les différents organismes et elle
englobe la Taxinomie ou la Taxonomie (taxi=arrangement, nomie=nomination ou
nomenclature), la science qui a pour l’objet de nommer et de classifier les espèces.
L’espèce est le taxon ou unité taxonomique. La classification est basée sur la mode de
nutrition, de reproduction, physiologie, morphologie, structure de la paroi cellulaire…
Chaque espèce est déterminée par un binôme (nomenclature binaire), une appellation
formée de deux mots latins (écriture en italique, on souligne l’espèce dans les textes)
dont le premier indique le genre auquel l’espèce appartient, et le second désigne l’espèce
en tant que t’elle.
Le cadre taxonomique renferme les catégories suivantes :
-Règne.
-Phylum ou Embranchement ou Clade.
-Classe.
-Ordre.
-Famille.
-Genre.
-Espèce.

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Le tableau ci-dessous renferme des exemples :
Règne
Végétaux
supérieurs ou
Métaphytes
Animaux ou
Métazoaires Animaux ou Métazoaires
Embranchement
Spermaphytes
Vertébrés
Vertébrés
Classe
Dicotylédones
Mammifères
Mammifères
Ordre
Rosales
Périssodactyles
Primates
Famille
Rosaceae
Equidés
Hominidés
Genre
Rosa
Equus
Homo
Espèce
Rosa canina
Equus caballus
Homo sapiens
La terminaison –eae- sera lue comme –ée.
Il y a toujours des sous catégories (sous- famille, super-ordre, sous-règne…).
On rencontre toujours des suffixes ou bien des préfixes. On donne comme exemple :
-Proto= primitif, premier, avant, involué, ancien, inférieur. (Protozoaire, protiste)
-Méta : après, évolué, supérieur. (Métaphyte, métazoaire, métathériens)
-Archéa : ancien. (Archéabactéries)
-Eu : vrai. (Eubactéries)
-Méso ou Méro : intermédiaire, moyenne. (Mésoderme)
-Epi : superficiel. (Epineurien)
-Hypo : cavitaire ou inférieur. (Hypoderme)
-Ecto : externe. (Ectoderme)
-Endo : interne. (Endoderme)
-Vore : dévorer, nature du régime alimentaire. (Granivore)
-Phage : manger. (Entomophage)
-Phile : avide de quelque chose. (Hydrophile : qui aime l’eau)
-Phobe : horreur de quelque chose. (Hydrophobe : qui n’aime pas l’eau).
-Pode : pied. (Arthropodes).
-zoaire : animal. (Métazoaire)
-Ptère : ailé. (Diptère)
III- Microbiologie : Définition, disciplines et filières, terminologie, sciences
apparentées
La microbiologie (micro=petit, bio=vie, logos=science) est la science qui s’occupe de
l’étude des microorganismes.
La microbiologie étudie principalement les représentants des 3 premiers règnes
(bactéries, mycètes, protistes), en plus les virus, viroïdes et prions.
Les virus n’ont pas de noyau, n’ont pas la capacité d’une biosynthèse car il n’est pas une
cellule, il est Acaryote. Le prion, ce n’est plus l’ADN et l’ARN porteur du bagage
génétique. La vache folle est un prion ou corps capable d’induire dans une cellule vivante
une synthèse anormale.

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Comme chaque spécialité, la microbiologie a son propre « Terminologie » ou bien les
termes scientifiques qui la correspondent.
Elle comporte plusieurs disciplines ou spécialités ou options :
1-La bactériologie : qui traite les bactéries.
2-La virologie : discipline qui étudie les virus, viroïdes, virus-like et les prions (les
Acaryotes).
3-La mycologie : qui s’intéresse aux mycètes (moisissures, levures).
4-La protistologie : ou science des algues, des protozoaires et des protistes fongiformes.
La Parasitologie est une science apparentée à la microbiologie et comprend les
protozoaires parasites (Protozoologie), les vers parasites (Helminthologie) et les
ectoparasites causant la nuisance (Ectoparasitologie et/ou Entomologie et Acarologie
médicale).
Actuellement la Mycologie et la Parasitologie forment une discipline à part de la
microbiologie.
La science qui étudie les parasites des plantes se nomme : la phytopathologie.
La microbiologie comporte plusieurs filières ou secteurs ou modules ou axes : clinique et
médicale, agro-alimentaire, industrielle, environnementale et moléculaire. Ces formes
touchent les différentes disciplines qu’elle comporte, c-à-d, par exemple, on parle de la
bactériologie clinique, alimentaire…
La microbiologie clinique et médicale : cherche à détecter les germes pathogènes causant
des maladies ou pathologies infectieuses (Infectiologie), diagnostic, symptomatologie
(séméiologie) et la thérapeutique.
La microbiologie environnementale : traitant les cycles géochimiques, l’interaction
microorganismes-nature, écologie microbienne.
La microbiologie moléculaire : étude de la génétique bactérienne, bactériophages…
La microbiologie agro-alimentaire et industrielle : production des aliments, des additifs
alimentaires, des médicaments, le contrôle de la qualité, l’hygiène et la désinfection…
La microbiologie est toujours en relation avec de nombreuses disciplines : La biochimie,
la biologie moléculaire, la génétique, la physiologie cellulaire, la chimie, la cytologie et
l’histologie, l’épidémiologie et la bio statistique, la santé publique…
Rq. : La botanique s’intéresse aux végétaux inférieurs (protophytes) et supérieurs
(métaphytes) avec quelques types de champignons, la zoologie aux animaux, et la
protistologie aux 3 sous règnes : protozoaires, algues et protistes fongiformes.
Les protophytes sont des organismes végétaux pouvant être des algues, champignons…

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IV- Importance de la microbiologie
-La microbiologie est à la base de la Biotechnologie. Les microorganismes apportent de
nombreux avantages. Ils sont nécessaires à la production du pain, vin, boissons
alcooliques ; aussi ils permettent la production des antibiotiques, d’hormones et d’acides
organiques.
-Le pain, le vin, le cidre (fermentation des fruits) sont fabriqués grâce aux levures du G.
Saccharomyces.
-Le premier vin a été découvert et non inventé, le raisin dans un milieu clos en absence
d’oxygène a donné un liquide agréable.
-La science qui traite cette forme est l’œnologie (Ampélologie de même).
-Le pain est essentiellement produit par : S .cereviciae et S. exiguus.
-Le vin par : S. ellipsoïdeus.
-La bière (industrie brassicole) par : S .cereviciae
-Acetobacter et Gluconobacter sont deux genres responsables de l’oxydation du vin en
vinaigre.
-Les bactéries du G. Streptomyces (bactéries filamenteuses) sont à la base de la
production de : l’érythromycine, antibiotique pour les infections cutanées. La rifampine,
antibiotique pour traiter les problèmes respiratoires, la tuberculose.
-Le G. penicillium donne la pénicilline et le G. Cephalosporium la céphalosporine.
-L’insuline sera produite par des microorganismes transformés.
-Actuellement, une cyanobactérie (bactéries photosynthétiques dont le pigment (qui capte
de l’énergie de la lumière solaire) est la phytocyanine. Elles peuvent vivre agglutinées en
filaments, les trichomes. Les chloroplastes, organites présents dans les cellules végétales
et où s’accomplit la photosynthèse, sont d’anciennes cyanobactéries vivant en symbiose)
du G. Spirulina est une source de protéines vendues sous forme de poudre ou autre dans
les magasins BIO et diététiques. De même le G. Bifidobacterium connu sous le groupe
des probiotiques utilisé souvent dans les produits laitiers (yaourt) pour rendre l’équilibre
de la microflore intestinale.
-Sans les microorganismes pas de libération de substances comme le soufre et l’azote.
Ces deux sont indispensables à la production des acides aminés.
-Les microorganismes sont à la base de toutes les chaînes alimentaires, indispensables
dans tous les écosystèmes et permettent aux cycles du carbone, de l’azote et du soufre
d’avoir lieu.
-Les microorganismes sont aussi très néfastes. Ils sont à la base des détériorations,
putréfactions et sont les principaux responsables de la maladie. Plusieurs épidémies sont
connues dans le monde entier (choléra causé par Vibrio, tuberculose causée par
Mycobacterium tuberculosis, la grippe causée par le virus d’Influenza…).
En quelque sorte, ils permettent la régulation des populations.
-Ils ont permis l’ouverture et l’épanouissement de plusieurs disciplines comme la
biotechnologie, la biologie moléculaire, le génie génétique, la pharmacologie,
l’endocrinologie ou hormonologie.