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Microbiologie Générale Chapitre 1 2014/2015 Ecole d’Ingénieurs Polytechnique pr

Microbiologie Générale Chapitre 1 2014/2015 Ecole d’Ingénieurs Polytechnique privée de Sousse Cours de Microbiologie Générale Rédiger par : Dr. Olfa KILANI FEKI Année universitaire 2014/2015 Microbiologie Générale Chapitre 1 2014/2015 Sommaire Chapitre I Histoire de la microbiologie I. Historique : 1. Origine de la microbiologie 2. Epoque pasteurienne 3. Génération spontanée : 4. Bactériologie médicale : 5. Vaccination : 6. La période moderne II. Le monde microbien : 1. Classification contemporaine 2. Comparaison cellule eucaryote et cellule procaryote : 3. Cellule bactérienne Microbiologie Générale Chapitre 1 2014/2015 Chapitre I Histoire de la microbiologie I. Historique 1- Origine de la microbiologie Depuis l’antiquité l’Homme exploite les micro-organismes pour produire et conserver des aliments (exemple : Fermentation du lait, production de vin, Panification,…) La découverte des micro-organismes été rendu possible grâce à l’invention d’un outil qui est « le microscope » (Van Leeuwenhock 1963-1723) qui a permis de faire un grossissement de 270 fois. Ceci a été suffisant pour découvrir la richesse des milieux naturels en organismes microscopiques : Protozoaires, algues, champignons, levures et bactéries. Cette découverte a amélioré la qualité de vie de l’époque, puisqu’il est devenu possible de faire des comparaisons entre les milieux propres et les milieux contaminés comme pour les eaux de rivières, les salives des malades, les ferments, les levains,… Ces observations ont permis d’établir une première identification basée sur les formes des micro- organismes. Cette technique est toujours en vigueur. Cependant la physiologie des micro-organismes ne fut comprise qu’en 1836 avec la maitrise de la fermentation. Figure 1 : Microscope de Van Leeuwenhoeck 2- Epoque pasteurienne : La microbiologie est passée d’une pratique à une véritable science au 19ème siècle grâce au génie de Louis Pasteur (1822-1895) qui est à la base un physico-chimiste. Il découvre à l’âge de 24 ans l’asymétrie moléculaire de l’acide tartrique et qui constitue une propriété fondamentale de Microbiologie Générale Chapitre 1 2014/2015 la matière vivante. A l’âge de 32 ans, alors qu’il été doyen de la faculté des sciences de Lille en France, il découvre que la fermentation lactique est due à la présence d’un micro-organisme globuleux beaucoup plus petit que la levure. Par la suite, il découvre les autres types de fermentation (alcoolique due à la présence de levure, et butyrique due à la présence de vibrion). A l’âge de 36 ans, il découvre que des maladies peuvent être causées par des contaminants qu’on peut détruire par chauffage à 56°C, c’est la Pasteurisation. D’autres découvertes en microbiologie seront détaillées plus loin dans ce chapitre. 3- Génération spontanée : Louis Pasteur fut le premier à rejeter la théorie de la génération spontanée, selon laquelle les animalcules (= microorganismes) provenaient de la transformation de la matière organique. Il a pu montrer que ces microorganismes existent naturellement dans l’atmosphère et qu’ils peuvent être détruits par la chaleur (Stérilisation). Il a même réussi à les retenir grâce à un dispositif appelé ballon en col de cygne et à montré que certains sont nuisibles (maladies) et d’autre sont bénéfiques (exp : fermentation,…) Figure 2 : Ballon en col de cygne de Louis Pasteur 4- Bactériologie médicale : Les épidémies qui sont apparues à l’époque pasteurienne ont incité L. Pasteur à se pencher sur le problème. Avec la collaboration de Robert Koch (1843-1910), il a fondé la bactériologie médicale après avoir mis en évidence la relation entre la présence d’une bactérie et la maladie. La première maladie étudiée fut la maladie de charbon causée par Bacillus anthracis. Suite à ceci, R. Koch énonce les bases de la bactériologie dans le fameux « Postulat de Koch », selon lequel une bactérie est responsable d’une maladie si : Microbiologie Générale Chapitre 1 2014/2015 - Elle est retrouvée dans tous les cas de maladies semblables. - Elle est retrouvée dans une culture pure. - Elle reproduit la maladie d’une façon expérimentale. - Elle est ré-isolée à partir des animaux infectés expérimentalement. Figure 3 : Postulat de Koch C’est à R. Koch aussi qu’on doit les techniques d’isolement sur milieu solide et d’identification biochimique des bactéries qu’on verra au cours du TP. Tableau 1 : Exemple de découverte en Bactériologie Maladie Agent causal Scientifique Date Charbon Bacillus anthracis Koch / Pasteur 1876 Blennorragie Neisseria gonorrhoeae Neisser 1879 Fièvre typhoïde Salmonella typhi Eberth 1880 Malaria Plasmodium sp. Lawran 1880 Tuberculose Mycobacterium tuberculosis Koch 1882 Choléra Vibrio cholerae Pasteur 1883 Diphtérie Corynobacterium diphteriae Klebs et Loeffler 1883-84 Tétanos Clostridium tetani Nicolaier 1885 Diarrhée Escherichia coli Escherich 1885 Pneumonie Streptococcus pneumoniae Frankel 1886 Méningite Neisseria meningitidis Weischelbaum 1887 Fièvre ondulante Brucella sp. Bruce 1887 Gangrène gazeuse Clostridium perfreingens Welch et Nuttal 1892 Peste Yersinia pestis Kitasato et Yersin 1894 Botulisme Clostridium botulinum Van Ermengem 1896 Dycentérie Shigella dycenteriae Shiga 1898 Syphilis Treponema pallidium Schaudin et Hoffman 1905 Microbiologie Générale Chapitre 1 2014/2015 5- Vaccination : La première maladie virale fut étudiée par Pasteur est le choléra qui touchait les Hommes et les animaux. Il a montré que l’agent responsable est un virus dont la virulence peut être atténuée. L’injection de la solution qui contient le virus traité à permis de protéger les poules de la maladie. A partir de cette découverte la vaccination fut née. Des travaux similaires ont été menés aussi pour lutter contre la maladie de Charbon par l’atténuation de la bactérie B. anthracis. La vaccination contre cette maladie a été testée sur une population de vaches, de moutons et de chèvres. La vaccination contre la rage est la dernière grande œuvre de Pasteur, qui malgré la complexité de la maladie et l’impossibilité d’isoler l’agent viral responsable, il a réussi à atténuer le virus dans la moelle de lapin (naissance de la technique de la fixation virale). Du 7 Juin au 16 Juillet 1885, un enfant alsacien de 9 ans mordu par un chien enragé, reçoit les suspensions vaccinales qui lui sauvent la vie. Cette découverte a été accueillie par une immense joie dans le monde entier. A la même époque, Lawran découvre que la transmission du protozoaire de la malaria était due à une mouche. Iwanowski découvre que la mosaique du tabac est du a un agent non-filtrant, contrairement aux bactéries et il établie ainsi la définition des virus qui a été utilisé par pasteur pour désigner tout agent pathogène. 6- La période moderne : Les microorganismes sont faciles à cultiver en un temps très court. Ils permettent d’avoir des cultures homogènes avec un nombre de génération important. Ceci fait d’eux l’outil biologique le plus favorable pour les études en génétique qui est la science de l’étude des caractères héréditaires et leurs variations. Ceci a permis de découvrir que l’ADN est le support de l’information génétique, de connaitre le mécanisme de synthèse des protéines, de décrypter le code génétique, d’étudier la régulation cellulaire,…La période actuelle est marquée par l’essor du génie génétique et la biotechnologie. Microbiologie Générale Chapitre 1 2014/2015 II. Le monde microbien : 1- Classification contemporaine : Avant l’époque pasteurienne tous les êtres vivants été classés soit dans le règne animal soit dans le règne végétal. Mais la découverte des microorganismes qui ressemblent un peu aux deux règnes sans pour autant être l’un des deux, a incité le zoologiste allemand Haeck à les grouper dans un troisième règne, et il propose ainsi le règne des Protistes ou microbe. Il les définie comme étant tout organisme qui ne présente pas de différentiation cellulaire (= Spécialisation fonctionnelle). La classification contemporaine est présentée comme suit : Règne I : Plantes (vasculaire et bryophytes) Règne II : Animaux et métazoaires Règne III : Protistes Règne IV : Virus Les protistes se composent en protistes supérieurs (algues, protozoaires, champignon), protistes inférieurs (algues bleus et verts et bactéries) et Archéobactéries. La microbiologie (micro : petit, bios : vie) est la science de l’étude des protistes. Elle englobe la bactériologie, la parasitologie et la mycologie. 2- Comparaison cellule eucaryote et cellule procaryote : En 1937, le protozoologiste E. Chaton proposa le terme « Eucaryote » et « Procaryote », mais la caractérisation complète de ses cellules a été faite après la découverte du microscope électronique en 1955. La cellule eucaryote caractéristique des plantes, des animaux et des protistes supérieurs, alors que les cellules procaryotes sont les protistes inférieurs principalement les bactéries. La cellule eucaryote comporte un vrai noyau entouré d’enveloppe nucléaire et contenant deux jeux semblables de chromosomes c’est la « Diploïdie ». Le cytoplasme comporte des organites cellulaires : réticulum endoplasmique, mitochondrie, appareil de Golgi, lysosomes, peroxysome, etc… Microbiologie Générale Chapitre 1 2014/2015 Les procaryotes ont un noyau diffus non isolé avec en général un chromosome unique, c’est la « haploïdie ». Le cytoplasme contient les ribosomes, les protéines, les réserves et des inclusions. Tableau 2 : Comparaison entre cellule eucaryote et procaryote Caractéristiques Eucaryotes Procaryotes Type d’organisation Complexe Simple Organites spécialisés vrai Noyau Appareil nucléaire Organisation nucléaire Nombreux Rares Organisation cellulaire Unicellulaire Pluricellulaire Coenocytique Unicellulaire Principaux représentants Algues Mycètes protozoaires Bactéries 3- Cellule bactérienne : Les bactéries sont les plus petits organismes connus dotés de métabolisme et capable de croitre au dépond des substances nutritives. Les détails des différentes composantes et leurs uploads/Histoire/ chapitre-1-microbiologie-generale.pdf