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Cours de Microbiologie Ecole Supérieure d'Agriculture de Mograne 1ère Année Fil

Cours de Microbiologie Ecole Supérieure d'Agriculture de Mograne 1ère Année Filière Ingénieur Dr. Mohamed Elimem Chapitre I : Introduction générale La microbiologie est une science qui s’intéresse à l’étude des micro- organismes, leur identification, caractérisation, leurs besoins, leur origine, leur évolution, activités, relations avec le milieu naturel ou artificiel. Bien que depuis l’antiquité on pensait à l’existence des micro- organisme, la science de la microbiologie n’a commencé qu’avec l’apparition et l’intervention du microscope vers la moitié du XI siècle. Cette discipline intéresse le domaine de la médecine autant que certains autres comme le domaine de l’agriculture étant donné que divers micro-organismes peuvent être pathogènes vis-à-vis des plantes ou qu’ils jouent un rôle de symbiose avec celles-ci. La microbiologie présente un intérêt en commun avec la biochimie et la chimie. Ces trois spécialités interviennent dans des domaines à l’échelle moléculaire. Elles partagent toutes un même concept d’entité moléculaire sur lequel repose l'interconnectivité entre ces trois disciplines. Importance de la microbiologie Les microbes affectent tous les domaines de la vie. La pratique de la microbiologie consiste à fournir des services professionnels et des conseils scientifiques, notamment dans l'analyse, la gestion, le contrôle, l'évaluation et la supervisions des activités portant sur les microorganismes. Ceci inclut également les activités en lien avec les composantes microbiennes et avec les produits de l’activité des microorganismes. La microbiologie se divise en plusieurs spécialités. 1. Microbiologie biopharmaceutique (médicale) La capacité de certaines microbes à provoquer des maladies est bien connue. L’industrie pharmaceutique est souvent liée à la microbiologie médicale ou microbiologie moléculaire. Elle contribue au développement de nouveaux antibiotiques, antiviraux ou vaccins et évaluent l'efficacité des nouveaux traitements. À l’échelle clinique, la microbiologie étudie les micro-organismes susceptibles d'être pathogènes pour les êtres humains. Ceci s’effectue par les analyses et leur identification tout en étudiant la virulence, la pathogenèse (relation hôte-pathogène) et l'efficacité des traitements. La microbiologie médicale se focalise sur la dynamique des maladies infectieuses. 2. La Microbiologie moléculaire Cette branche de la microbiologie étudie plus particulièrement les structures microbiennes et leurs fonctions, la génétique et les relations hôte-pathogène au niveau moléculaire. Elle identifie et exploite des molécules, protéines ou gènes microbiens pouvant être utiles en biotechnologie, dans la production de vaccins ou d'antibiotiques ou dans l'industrie en général. La microbiologie moléculaire est principalement appliquée dans l'industrie agroalimentaire, biotechnologique ou pharmaceutique. 3. La Microbiologie biotechnologique Traditionnellement, les microbes sont utilisées pour synthétiser de nombreux produits chimiques comme l’acétone, l’acide acétique ou également certains produits pharmaceutiques. 4. Microbiologie industrielle Plusieurs industries exploitent les propriétés utiles des micro- organismes. La microbiologie industrielle a souvent une connaissance approfondie du métabolisme et de la physiologie des microorganismes. Elle exploite leurs systèmes enzymatiques et leur pouvoir de synthèse ou de dégradation moléculaire. Ils sont employés dans l'industrie des pâtes et papiers, les usines de traitement d'eau, l'industrie alimentaire et biotechnologique. 5. Microbiologie agroalimentaire Le secteur agroalimentaire inclut l'industrie de l'alimentation, mais aussi l'agriculture et la recherche dans ces domaines. La microbiologie agro-alimentaire étudie le rôle utile ou nuisible des micro-organismes dans la production maraîchère, la production animale, la fabrication et la conservation des aliments. Elle se spécialise également dans la recherche en luttes biologiques, développement de probiotiques, protection de l'environnement et l'élimination des pesticides et des antibiotiques en agroalimentaire. Dans l'industrie alimentaire, ils sont aussi employés pour contrôler la production de lait, fromage, yogourt, bière, vin et autres produits dérivés de la microbiologie. 6. Microbiologie environnementale Cette spécialité évalue l’impact que les microorganismes peuvent avoir sur la santé et sur l’environnement. En effet, les microbes assurent également le recyclage de CO2, d’Azote et des composants essentiels pour les organismes vivants. On les trouve aussi en associations symbiotiques avec les plantes et peuvent être utilisés pour éliminer les composés toxiques de l’environnement. Le monde microbien Un micro-organisme, ou une microbe, fait partie d’un groupe large et extrêmement diversifiés d’organismes qui sont groupés sur la base d’une seule propriété : ce sont des organismes vivants, invisibles à l’œil nu et ne peuvent être observés qu’au microscope. Les micro-organismes sont représentés par différentes formes de vies telles que les bactéries, les archeobactéries, les champignons microscopiques, les protistes, les algues ainsi que certains organismes vivants appartenant au règne animal comme les protozoaires, planctons, les amibes… Concernant les virus, certains chercheurs les adhèrent aux micro- organismes alors que d’autres les écartent étant donné qu’il ne sont pas des êtres vivants. Microbe Taille Nature cellulaire et nucléaire Virus 0.01  0.25 µm Acellulaire acaryote Bactéries 0.1 10µm Procaryotes Champignons 1 2µm Eucaryotes Protozoaires 2 1000µm Eucaryotes Algues 1 plusieurs mm Eucaryotes La cellule bactérienne La cellule bactérienne est entourée par une enveloppe rigide (la paroi) qui lui garde sa forme, lui donne sa résistance et entoure une autre enveloppe plus mince, la membrane cytoplasmique. Le cytoplasme est un fluide aqueux homogène contenant des ribosomes, des substances nutritives et de réserves, des pigments, des ions, des enzymes, des vacuoles à gaz, des déchets, et divers molécules impliquées dans les synthèses et le métabolisme énergétique mais aucun organite cellulaire. L’information génétique est représentée par l'appareil nucléaire qui est un filament d'ADN non entouré par une membrane (cellule procaryote). Il forme un chromosome unique. La cellule bactérienne est haploïde. Le cytoplasme des bactéries est riche en ribosomes qui sont des complexes ribonucléoprotéique faits d’ARN ribosomiques et de protéines ribosomiques et de la taille de 0.025µm de diamètre. Ils constituent le site de synthèse des protéines. Ils assurent la traduction de la molécule d’ARNm dans la synthèse des protéines. Les vacuoles de gaz ou gazeuses n’apparaissent que chez certaines espèces aquatiques. Chaque vacuole consiste en un grain de petite vésicule allongée et remplie de gaz. Chaque vésicule présente un diamètre de 60 à 250 nm. Et est entourée par une paroi protéique. Leur rôle est d’assurer la flottabilité dans les milieux aquatiques et gazeux. Morphologie Bactérienne La plupart des bactéries sont de très petite taille (de 1 à 3 micromètres). Toutefois, certains spirochètes peuvent atteindre 500 micromètres alors que les mycoplasmes ne dépassent guère 0.1 micromètre. Spirochètes : Ces bactéries parasites sont sources de maladies pour de nombreux animaux (dont mammifères) et en particulier pour l'Homme Mycoplasmes: ce sont des bactéries qui n’ont pas de paroi cellulaire ce qui les rend insensibles aux antibiotiques. Les bactéries peuvent être de différentes formes. Elles peuvent prendre essentiellement trois formes: sphérique ou coccoïde, en bâtonnet et en spirale. La forme sphérique caractérise les Cocci ou coques. Leur mode de division conduit à des groupements typiques en chaînette (streptocoques), en grappe de raisin (staphylocoques), en cubes (sarcines), etc. Streptocoques plusieurs espèces sont pathogènes de l’homme et à l’origine des angines et des pharyngites. Staphylocoques responsable d'intoxications alimentaires, d'infections localisées suppurées et, dans certains cas extrêmes, d'infections potentiellement mortelles. Sarcines bactéries saprophytes en masse cubiques qu’on trouve parfois dans les vomissement des personnes atteintes d’affections chroniques de l’estomac. La forme en bâtonnets caractérise les bacilles. Quelquefois les bâtonnets sont incurvés (vibrions) ou prennent la forme d'une massue (corynébactéries). Parfois les bâtonnets sont tellement courts qu'on pourrait les confondre avec des coques (coccobacilles). Vibrions ce sont des bactéries de formes incurvées dite en virgules dont l’espèce la plus connue est Vibrio cholerae responsable de la Cholera. Corynébactéries disposés en palissades et en lettres V, extrémités souvent renflées responsables de la maladie de la diphtérie. Les formes spiralées se rencontrent chez les tréponèmes, les leptospires et les spirochètes. Tréponèmes sont de forme spiralée dont la bactérie responsable de la Syphilis chez l’homme. Or, il est à noter que dans le monde bactérien d'autres formes existent: pédonculées (Caulobacter), filamenteuses (bactéries ferrugineuses, Sphaerotilus), mycéliennes (mycobactéries) ou nettement ramifiées (actinomycètes). Caulobacter Sphaerotilus mycobactéries actinomycètes La paroi bactérienne La paroi est l'enveloppe caractéristique de la cellule procaryote. Elle est un véritable exosquelette qui lui confère sa forme et lui permet de résister à la forte pression osmotique interne. La paroi est notamment formée d'un polymère : le peptidoglycane, encore appelé mucopeptide, muréine ou encore muco-complexe. Il maintient la forme des cellules bactériennes et assure une protection mécanique vis-à-vis de la pression osmotique. Il est constitué d'une partie glucidique (= polysaccharide) et d'une partie peptidique. L’identification et la caractérisation des bactéries se basent essentiellement sur la structure de la paroi bactérienne. En effet, ceci s’effectue par la méthode de la coloration de Gram qui doit son nom au bactériologiste Hans Christian Gram. C’est une coloration par le violet de gentiane qui permet de mettre en évidence les propriétés de la paroi bactérienne afin de les utiliser pour les distinguer et les classer. C’est un protocole qui permet une identification rapide des bactéries qui existent au niveau d’un certain milieu. Il y’a deux types de bactéries selon ce protocole d’identification qui sont: •Bactéries à Gram positif •Bactéries à Gram négatif La distinction entre bactéries à Gram positifs et les bactéries à Gram négatif repose sur une différence de composition pariétale. Gram positif, il y a de nombreuses couches de peptidoglycane qui représentent jusqu'à 90 % des constituants de la paroi bactérienne. Celle-ci contient aussi un feutrage (10 à 50 % du poids sec de la paroi) uploads/Management/ 2-amaglo-ghana-prod-feuille-moringa2006.pdf