introduction
La science de la microbiologie n’a commencé qu’avec l’invention du
microscope dans la moitié du 16eme siècle et ce qu’est qu’au 17ème siècle que
robert Hooke et Antoine Yan Leeuwenhoek ont répertorié les premières mycètes,
bactéries virus protozoaires.
Il a fallu attendre les expériences de
luis pasteur pour que le monde microbien soit exploré et que les différents caractéristiques
des microorganismes apparaissent dans leurs immense variété. Depuis, la science
a progressé considérablement car la microbiologie affecte tous les aspects de la vie et l’environnement.
NB : la microbiologie c’est la science consacré à l’étude du
microorganisme a l’œil nu
Place des microorganismes dans le
monde vivant :
Avant la découverte des
microorganismes tous les êtres vivants étaient classés a l’intérieur du règne animal et végétal.
Les animaux et les plantes sont des organismes
pluricellulaires, complexes et différenciés .les protistes par contre sont
caractérisés par une organisation biologique rudimentaire.
Les protistes sont traditionnellement
divisés en deux grandes classes :
Classe I : protistes
supérieur ou eucaryotes :
referment
1/les algues (excepté les
algues bleu-vert)
2/les protozoaires
3/les champignons
Classe II : protistes inferieurs ou
procaryotes : comprennent
1/bactéries ou schizomycètes
2/algues bleu vert ou
cyanophycées
Le nombre de cellules peut varier de :
•
1
cellule → organismes unicellulaires
Exemples : microbes, protozoaires,
parasites
•
à des
milliards → organismes pluricellulaires
Exemples : animaux, végétaux
La cellule est l’unité élémentaire des
organes.
Dans le règne animal, comme dans le
règne végétal, les cellules peuvent être différentes comme structure et comme
fonction suivant l’organe qu’elles constituent :
·
Les cellules épithéliales
sont différentes des cellules sanguines.
·
Les cellules osseuses sont différentes
des cellules nerveuses, etc.
L’organisme unicellulaire n’est
visible qu’au microscope ; on l’appelle micro-organisme.
Il fait l’objet de la microbiologie.
La morphologie cellulaire
Toute cellule est constituée de 3
parties essentielles
•
la
membrane
•
le
cytoplasme
•
le noyau
C’est la constitution de noyau qui
permet de diviser les cellules en 2 catégories :
• les cellules
eucaryotes (caryos = noyau ; eu = normal)
• les cellules procaryotes (caryos =
noyau ; pro = substitut de noyau vrai
Cellule eucaryote
Caractéristique du règne animal et
végétal, elle est constituée :
a) d’une membrane cytoplasmique avec
une paroi pour les cellules végétales mais pas de paroi pour les cellules
animales ;
b) d’un cytoplasme qui contient :
•
des
ribosomes
•
des
réticulums
•
des
vacuoles
•
divers
organismes : mitochondries, corps de Golgi
c) d’un noyau formé :
•
d’une
membrane nucléaire
•
d’un
nucléole
•
d’un
amas de chromatine
Cellule procaryote
Caractéristique du règne bactérien,
elle est constituée :
a) d’une membrane cytoplasmique avec
une paroi de composition différente de celle du règne animal ;
b) d’un cytoplasme qui contient :
•
des
ribosomes
•
des
vacuoles
c) d’un noyau rudimentaire : pas de
noyau vrai et avec un seul chromosome.
Ces deux types de cellules déterminent la classification des
êtres vivants.
Le monde bactérien
Elles peuvent être observées :
soit à l’état frais,
entre lame et lamelle, à partir d’un étalement de liquide biologique
(Pus, crachats,…) ou d’une culture en
milieu liquide.
soit, après
coloration, à partir d’un étalement sur une lame, séché et fixé.
La forme des bactéries permet de les
classer en :
Cocci (formes rondes)
Bacilles (formes longues)
1) Bactéries sphériques : Cocci
a) Les
cocci peuvent se grouper dans le même plan :
Par deux :
Pneumocoques
: diplocoques
- encapsulés
- en flammes de bougie groupée par l’extrémité de la flamme
- en forme de 8
Neisseiria
: gonocoques, méningocoques
- non capsulés
- aplatis à un pôle accolé par la partie plate
Ø Les cocci peuvent se grouper en chaînettes
·
Streptocoques :
·
Leuconostoc :
b) Les cocci peuvent se grouper sur
des plans différents :
·
2 plans perpendiculaires → tétrades
·
3 plans perpendiculaires → sarcines
·
plusieurs plans en amas irréguliers →
par exemple : en forme de
grappes → staphylocoques
2 ) Bactéries cylindriques : bacilles
3) Bactéries de formes variées :
a) hélicoïdales : Spirochétacés : Tréponèmes (Syphilis) ; Spirochètes
(Ictéro –hémorragiques)
b) filamenteuses : Sphaerotines
c) ramifiées : Actinomycètes
II-LA PHYSIOLOSIE
BACTERIENNE
La paroi : enveloppe rigide
entourant le cytoplasme mais indépendant de celui-ci ;
•
la
membrane cytoplasmique : plus mince que la paroi ;
•
le
cytoplasme qui contient :
- les ribosomes
- les granulations de réserve
-
les
vacuoles
•
l’appareil
nucléaire : ce n’est pas un noyau vrai.
Il est constitué d’un filament d’ADN
1000 fois plus long que la bactérie.
Eléments facultatifs
• la capsule : couche
visqueuse entourant la bactérie ;
Exemple : pneumocoques ;
• les flagelles qui
donnent la mobilité à la bactérie ;
• les pilis :
- filaments qui
favorisent l’adhésion des bactéries entre elles : pilis
communs
- d’autres pilis
portent les caractères génétiques : pilis sexuels ;
• les spores : forme de
résistance de certaines bactéries qui leur permet
de survivre dans des conditions
défavorables.
1 ) la paroi
-1 La composition chimique :
En désintégrant des bactéries par les ultra-sons,
on a pu faire l’analyse de la structure et
de la composition chimique
de la paroi.
Les différences constatées
ont permis d’expliquer la réaction des bactéries vis-à-vis des
colorants.
On a exploité ces
différences pour faciliter une première identification des germes par les
colorations : Gram, Ziehl…
a) Constitution
Toutes les parois des
bactéries ont un constituant commun : le peptidoglycane : c’est un
molécule constituée de :
·
Polyoside ( dérivé du sucre )
·
Polypeptides (substances protidiques)
Bactéries
GRAM + (voir schéma p 1)
- La paroi, assez épaisse, est
essentiellement constituée de peptidoglycane ou de la mureine
- Elle a aussi une couche d’autres
polyosides (composés dérivés du sucre) chez les staphylocoques et les
streptocoques.
- Des protéines de surface jouent
un rôle important dans le pouvoir pathogène de certains germes.
Les protéines fixant
certains antibiotiques sont fixées à la surface de la membrane cytoplasmique ;
exemple : elles fixent les pénicillines, les céphalosporines
Bactéries GRAM -
Chez ces bactéries, la couche de
peptidoglycane, plus mince, est recouverte d’une membrane externe constituée de
:
- phospholipides (graisses phosphorées)
- protéines
- lipopolysacchrides (lipides + sucres)
Cette différence de constitution
explique les r
b) Fonction de la paroi
Ø Elle
confère à la bactérie sa forme et sa résistance dans les milieux extérieurs
hyper. Ou hypotoniques.
Ø Elle est le support des antigènes.
Ø Elle contient les sites de fixation des virus
sur les bactéries.
2) La membrane cytoplasmique
a) Constitution
Elle est constituée du poids de la
matière sèche :
Ø Glucides
: 10% environ, associés aux protides et aux phospholipides
Ø Protides : 70%
Ø Lipides : 20% sous forme de phospholipides
La membrane cytoplasmique est le
réservoir d’énergie de la bactérie.
b) Rôle
Elle empêche que sortent du cytoplasme
les éléments nutritifs qui y sont concentrés :
Ø Acides aminés
Ø Sucre
Ø Sels minéraux
Elle assure la pénétration de ces
mêmes éléments :
Ø Les
petites molécules pénètrent par diffusion si la concentration du milieu
extérieur est supérieure à celle du cytoplasme.
Ø Dans le cas contraire ; la pénétration se
fait grâce à une liaison de ces
molécules avec une protéine ou grâce à
une enzyme ( perméase ) qui favorise le passage à travers la membrane.
C’est au niveau de la membrane que les
substances sont oxydées avec production d’ATP
(adénoside tri-phosphate).
3 - Le Cytoplasme
ü Il
est physiquement intermédiaire entre l’état solide et l’état liquide.
ü Il
possède une certaine résistance et de l’élasticité.
ü Il
est fluide et visqueux ; ce qui permet les échanges nécessaires à son
existence.
ü Il
est constitué de longues chaînes protéiques qui enserrent glucides et lipides ;
le
tout dans un milieu aqueux.
Le constituant principal est l’ARN
(acide ribo-nucléique ). C’est lui qui constitue les ribosomes. Plus une
bactérie contient de ribosomes, plus elle est active.
Le cytoplasme contient d’autres
inclusions :
Ø dans les vacuoles : glycogène et lipides
Ø des granulations métachromatiques
Ø des
sels minéraux : fer et soufre
Ø des
pigments
4 - Le Noyau
Le noyau est constitué d’un filament
d’ADN très long ( parfois 1mm ) pelotonné sur luimême.
Il porte tous les gènes de la
bactérie. L’ADN conditionne tous les caractères de la
bactérie :
Ø métabolisme
Ø Reproduction
On peut résumer en disant que :
Ø la membrane cytoplasmique fabrique l’énergie
;
Ø les ribosomes sont les centres de production
;
Ø les vacuoles sont les centres de stockage ;
Ø le noyau conditionne la reproduction.
5 - Eléments inconstants des bactéries
a) La capsule
Elle est constituée de substances
visqueuses accumulées sur la paroi des bactéries.
Ces substances sont composées de
polyosides (dérivés des sucres à + ou – longues chaînes).
Les capsules sont visibles après
coloration :
Ø De
GRAM : la bactérie est entourée d’une zone plus réfringente, pas toujours
facile à distinguer.
Ø A l’encre de Chine : la bactérie est colorée
en noir et entourée d’une zone transparente.
Quelques exemples de germes capsulés :
Gram + :Pneumocoques
,Bacillus
subtilis ,Clostridium perfringens
Gram – :Klebsiella,
Acinetobacter,Quelques
E. coli
Rôle de la capsule :
Ø Elle
joue le rôle d’antigène
Ø Elle
contribue au pouvoir pathogène du germe en empêchant le germe d’être phagocyté
; donc l’invasion de l’organisme en est favorisé.
Ø Dans
les milieux de culture, la capsule donne un aspect différent aux
colonies : elle facilite donc
l’orientation du diagnostic.
b ) les flagelles
(voir schéma p11)
Ø Filaments longs de 10 à 20 μ, flexibles et
sinueux. Ils s’insèrent dans la
bactérie sous la membrane grâce à un
corpuscule basal.
Ø Ils sont difficilement colorables.
Ø Leur situation sur la bactérie peut être :
- sur
les extrémités : ciliature polaire :
- près des extrémités : ciliature para-polaire :
- répartis
sur tout le corps bactérien : ciliature péritriche :
Rôle des flagelles
•
Mobilité
:
- si les flagelles sont aux extrémités, le germe se déplace
en ligne droite ;
- si la bactérie est péritriche, elle se déplace dans tous
les sens.
•
Support
des antigènes H des bacilles Gram –
c ) les pili
Ø Ce sont des éléments filamenteux différents
des flagelles.
Ø Ils sont présents sur des bacilles GRAM – .
Ø Plus courts que les flagelles : 1 μ pour les pili
communs ; 100 à 200
par bactérie
Ø Longs de 20 μ environ pour les pili sexuels.
Rôle des pili :
Ø Ils ont un rôle antigénique.
Ø Ils favorisent l’adhérence du germe sur
différentes surfaces.
Ø Les pilis sexuels jouent un rôle dans la
reproduction.
d ) les spores
On les trouve surtout sur les Bacilles
GRAM +.
La spore peut se localiser
différemment dans le germe :
Rôle des spores :
Ø La
spore est une forme de résistance de la bactérie.
Ø Lorsque
les conditions de vie de la bactérie deviennent défavorables (vieillissement,
Ø diminutions
des éléments nutritifs), la sporulation commence.
Ø La
spore assure la survie de la bactérie en milieu hostile.
Ø Elle
résiste à la chaleur.
Exemple : Clostridium tetani n’est
détruite qu’après :
Ø 10 min. à 120° en chaleur sèche ;
Ø 30 min. à 120 ° en chaleur humide ;
Ø 1
min. à 180en chaleur humide .
Les spores gardent très longtemps leur
capacité de germination (plusieurs années).
Les spores sont visibles à l’état
frais, pour un oeil exercé : elles apparaissent claires, brillantes, réfringentes.
Elles peuvent être colorées :
Ø au Gram : incolores ou généralement roses
dans un bacille généralement violet ;
Ø au vert malachite + fuschine : vertes sur
fond rose ;
Ø à la fuschine, à chaud+ bleu de méthylène :
roses sur fond bleu.
Reproduction des bactéries
Les bactéries se reproduisent par
divisions cellulaires.
Une bactérie – mère donne 2 bactéries
– filles suivant le mécanisme suivant :
Pendant la division cellulaire, le
chromosome est exactement répliqué : le chromosome de la cellule – fille est le
même que celui de la cellule – mère.
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