I. Diversité du monde microbien
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AFBB CAP APR Microbiologie appliquée (SA1) 1/8 I. Diversité du monde microbien Un micro-organisme est un être-vivant dont l'observation ne peut-être faite à l'œil nu. Leur petite taille, inférieure au millimètre, rend nécessaire l'utilisation du microscope. La microbiologie est l'étude de ces êtres vivants (bactéries, levures et moisissures, protozoaires, algues unicellulaires) et des virus. La plupart des micro-organismes ne sont constitués que d'une seule cellule : ils sont dits unicellulaires. Les micro-organismes peuvent être divisés en deux groupes : Les micro-organismes procaryotes, dont l'organisation cellulaire est simple, c'est à dire sans noyau, l'ADN portant l'information génétique est directement au contact du cytoplasme. Les bactéries appartiennent à ce groupe. Les micro-organismes eucaryotes, dont l'organisation cellulaire comprend un noyau contenant l'information génétique, portée par l'ADN des chromosomes. Ce groupe comprend : les algues unicellulaires, dont les cellules ressemblent aux cellules végétales, les protozoaires, dont les cellules ressemblent aux cellules animales, les levures et les moisissures, dont les cellules ressemblent aux cellules des champignons. Figure 1 : l'arbre du vivant L'arbre du vivant montre les relations de parenté entre les être vivants. AFBB CAP APR Microbiologie appliquée (SA1) 2/8 Les virus ne peuvent pas être considérés comme des êtres-vivants : ils n'ont pas de structure cellulaire, et ils sont incapables de se multiplier en dehors d'une cellule qu'ils parasitent. I. Les bactéries I.1. Morphologie Les bactéries sont des organismes unicellulaires dont la taille est de l'ordre du micromètre (1 µm = 1 millième de millimètre). Elles sont capables de se développer dans un milieu contenant des substances nutritives. Leur morphologie est variable, on distingue : les bactéries de forme sphérique, appelées coques, les bactéries de forme cylindrique (en "bâtonnet"), appelées bacilles. Le regroupements de cellules bactériennes sont également particuliers : certaines forment des chaînettes , d'autres formes des amas. Figure 2 : formes et groupements des bactéries AFBB CAP APR Microbiologie appliquée (SA1) 3/8 I.2. Structure L'observation des bactéries au microscope électronique permet l'étude des éléments constitutifs de ces cellules : on distingue les éléments constants, retrouvés chez toutes les bactéries, et les éléments facultatifs, qui n'existent que chez certaines bactéries. Les éléments constants Les éléments facultatifs Le chromosome bactérien (constitué d'ADN) La spore (forme de résistance) Le cytoplasme (le "liquide cellulaire") La capsule (couche entourant la paroi) La membrane plasmique (délimitant la cellule) Les flagelles (permettant aux bactéries de se déplacer) La paroi (enveloppe rigide protégeant la cellule) Les pili (rôle dans l'adhésion aux cellules de l'hôte) (1) (3) (4) Figure 3 : photographies de bactéries en microscopie électronique (1 : Proteus, 2 : Bacillus, 3 : Pseudomonas , 4 : Legionella). (2) AFBB CAP APR Microbiologie appliquée (SA1) 4/8 La structure de la cellule bactérienne peut être schématisée ainsi : Au laboratoire, la première étape du diagnostic bactériologique (c'est à dire l'identification d'une espèce bactérienne présente dans un prélèvement) est la coloration de Gram. Un frottis séché et fixé est recouvert de violet de gentiane puis de lugol. Le frottis est ensuite décoloré par l'alcool, rincé à l'eau et enfin recoloré par la fuchsine, un colorant rose. L'observation au microscope permet de distinguer deux catégories de bactéries : - les bactéries violettes sont dites Gram positif, - les bactéries roses sont dites Gram négatif. AFBB CAP APR Microbiologie appliquée (SA1) 5/8 II. Les micro-organismes eucaryotes II.1. Les algues unicellulaires Les algues unicellulaires sont capables, comme les végétaux supérieurs, d'utiliser la lumière comme source d'énergie. Elles pratiquent donc la photosynthèse, grâce à leurs pigments, dont le plus important est la chlorophylle. Figure 4 : une algue unicellulaire (Chlamydomonas) observée au microscope optique (dans le cadre) et au microscope électronique. II.2. Les protozoaires Les protozoaires sont, en quelque sorte, des "animaux unicellulaires". Contrairement aux algues unicellulaires, ils ne possèdent pas de paroi. La membrane plasmique est donc au contact du milieu extérieur. De nombreux protozoaires sont des parasites de l'homme. Il existe quatre groupes principaux de protozoaires : GROUPE Exemples Photographie Amibes Entamoeba histolytica, responsable de diarrhées et de douleurs abdominales, suite à la consommation d'eau contaminée. Flagellés Trypanosomes (photographie), responsables de la maladie du sommeil, transmise à l'homme par la mouche tsétsé. AFBB CAP APR Microbiologie appliquée (SA1) Paramécies Ciliés : elles occupent 6/8 de nombreux milieux, notamment les eaux stagnantes. Sporozoaires Plasmodium falciparum, agent du paludisme, transmis à l'homme par le moustique femelle (l'anophèle). II.3. Les levures et les moisissures Les levures et les moisissures sont des champignons microscopiques : les levures sont unicellulaires, les moisissures sont filamenteuses. La cellule fongique est constituée d'un noyau contenant l'information génétique, de cytoplasme limité par une membrane plasmique, et une paroi épaisse et rigide. GROUPE Exemples Levures Saccharomyces cerevisiae, la levure de boulanger, Photographies utilisée pour la fabrication de nombreuses boissons fermentées alcoolisées (le vin, la bière). Candida albicans, levure pathogène, responsable d'infections humaines. Moisissures Penicillium roquefortii, moisissure utilisée pour la fabrication des fromages (bleus et roquefort). Aspergillus, contaminant fréquemment les céréales et les fruits, certaines espèces produisent des toxines appelées aflatoxines. AFBB CAP APR Microbiologie appliquée (SA1) 7/8 III. Les virus Un virus peut être considéré comme un bloc de matériel génétique (de l'ADN par exemple), entouré par un manteau protéique protecteur (la capside). Cette capside peut être parfois entourée d'un manteau membranaire (l'enveloppe). Les virus ne contiennent pas les éléments nécessaires à leur multiplication autonome: ce sont donc des parasites intracellulaires stricts dont les composantes sont multipliées séparément dans la cellule hôte, puis assemblées en nouvelles particules virales. Pour cette raison, les virus ne sont pas considérés comme des organismes vivants. GROUPE Exemples Photographies Bactériophages Ce sont des virus "mangeurs" de (virus bactériens) bactéries : ils sont capables de détruire la bactérie infectée après leur multiplication au sein de celle-ci. Virus eucaryotes Il existe des virus spécifiques : des cellules végétales (exemple : la mosaïque de la tomate) ; des cellules animales et humaines (exemple : le virus de l'immunodéficience humaine ou VIH, responsable du SIDA). AFBB CAP APR Microbiologie appliquée (SA1) 8/8 IV. Conclusion La microbiologie est l'étude des petits êtres-vivants (bactéries, algues unicellulaires, protozoaires, levures et moisissures) et des virus. Elle comprend donc différentes composantes : la bactériologie étude des bactéries, la parasitologie étude des protozoaires parasites, la mycologie étude des champignons, la virologie étude des virus. Les micro-organismes et les virus occupent de nombreux milieux naturels (sol, eaux douces, océans…). Beaucoup d'entre eux interviennent dans les cycles de la matière (cycles du carbone, de l'azote…). Certains micro-organismes et virus sont responsables de maladies humaines diverses : Maladie Agent responsable Variole Virus de la variole Rage Virus de la rage SIDA Virus de l'immunodéficience humaine Hépatite B Virus de l'hépatite B Peste Bactérie Yersinia pestis Botulisme Bactérie Clostridium botulinum Tétanos Bactérie Clostridium tetani Choléra Bactérie Vibrio cholerae Diphtérie Bactérie Corynebacterium diphteriae Fièvre typhoïde Bactérie Salmonella Typhi Listeriose Bactérie Listeria monocytogenes Muguet ou candidose buccale Levure Candida albicans Pityriasis versicolor Levure Malessezia furfur Teignes (dermatophytoses) Moisissure Microsporum canis L'élimination de ces agents pathogènes, soit dans organisme infecté (homme, animal familier ou d'élevage), soit dans un milieu donné (eau, aliment, chaîne de préparation d'un plat cuisiné, salle d'opération…) requiert l'utilisation de substances chimiques (antibiotiques, antiseptiques, détergents…) ou de procédés physiques (chauffage, rayonnements ultra-violets…). En fonction de leur activité "destructrice", ces méthodes seront qualifiées de : bactéricides, si elles détruisent les bactéries ; fongicides, si elles détruisent les champignons (levures et moisissures en particulier) virucides, si elles détruisent les virus.
