Quelques notions de microbiologie...

1. Quelques notions de microbiologie...

2. L'histoire et l'objet de la microbiologie • La microbiologie est l'étude des micro-organismes trop petits pour être étudiés à l'oeil nu. • Micro-organismes • virus, bactéries, protozoaires, algues, champignons • certaines macro-structures sont visibles • Découvertes anciennes • On imaginait qu'il y avait des êtres invisibles bien avant de les avoir vus. • Antony von Leeuwenhoek (1632 – 1723) a été le premier à décrire des micro-organismes. • 50 – 300x

3. La grande bataille de la génération spontanée • Des organismes vivants naissent de la matière inerte ou en décomposition • Louis Pasteur (heureusement !) montre que cela est faux. • Le rôle des micro-organismes dans les maladies • Bassi, Berkeley et Pasteur montrent que des micro-organismes peuvent causer des maladies. • Joseph Lister développe un système pour la chirurgie stérile. • Robert Koch (1843 – 1910), travaillant sur l'anthrax, développe ses postulats.

4. Animal malade Les postulats de Koch Colonie • Des volontaires pour tester ces postulats ? • Isolement des micro-organismes • poussent sur des pommes de terre, milieu gélatineux • Fannie Eilshemius invente l'agar (liquide à 100°C, solide à 50 °C) Le pathogène suspecté (isolé de l'animal) pousse en culture pure La bactérie est identifiée Les bactéries (en culture pure) sont injectées dans un animal sain La maladie apparaît dans le second animal Les bactéries du second animal poussent in vitro La bactérie est identifiée : c'est le pathogène

5. Les Vaccins • Louis Pasteur (1822 – 1895) • rage (+ d'autres) • fermentations alcooliques • activité microbienne dans les aliments • croissance aérobie, anaérobie • Pasteurisation • Microbiologie environnementale • Winogradsky • Bactéries anaérobies qui fixent l'azote • Décomposition de la cellulose

6. Mais où sont les virus? Les 5 règnes Eucaryotes multicellulaires Plante Animal Mycète (Champignon) Eucaryotes unicellulaires Protiste Procaryotes Monère

7. Taille des micro-organismes Escherichia coli Rikettsies Poxvirus Virus Influenza Virus de la poliomyélite Taille d’un globule rouge ? 5 fois le diamètre de E.coli

8. Objet de la microbiologie • La microbiologie joue un rôle dans la médecine, l'agriculture, la science des aliments, l'écologie, la génétique, la biochimie, l'immunologie, etc. • Bactériologiste – bactéries • Virologiste - virus • Phycologistes – algues • Mycologue -champignons • Protozoologiste – protozoaires • Applications • Microbiologie médicale • Microbiologie alimentaire • Microbiologie industrielle • Immunologie • Microbiologie agronomique • Génie génétique

9. Quelques notions de microbiologie... (1) Les virus

10. Histoire de virus... Découverte des virus : 1883 Mayer : mosaïque du Tabac 1893 Ivanowsky : filtration de la sève 1897 Beijerinck : transmission 1935 Stanley : cristaux de VMT IMPOSSIBLE à cultiver in vitro IMPOSSIBLE à inactiver par l'alcool

11. Structure des virus  Génome  Enveloppe Spicule   Capside Composants de base Composants optionnels

12. Structure et replication = diamètre de 20nm = ce ne sont que des gènes enfermés dans une coque protéique • Génome : • ADN bicaténaire • ADN monocaténaire • ARN bicaténaire • ARN monocaténaire Une SEULE molécule linéaire ou circulaire De 4 à….plusieurs milliers de gènes.

13. ADN bicaténaire ADN monocaténaire

14. ARN bicaténaire ARN monocaténaire (ARNm)

15. ARN monocaténaire (brin négatif) ARN monocaténaire, matrice pour ADN

16. Capsides et enveloppes Capside = coque protéique Capsomères = nombreuses sous-unités de la capside Enveloppes : proviennent souvent de la membrane de la cellule-hôte Bactériophage

17. Morphologie virale : les enveloppes. Fragments of flexible helical nucleocapsids (NC) of Sendai virus, a paramyxovirus, are seen either within the protective envelope (E) or free, after rupture of the envelope. The intact nucleocapsid is about 1,000 nm long and 17 nm in diameter; its pitch (helical period) is about 5 nm. (x200,000) (courtesy of A. Kalica, National Institutes of Health.)

18. Hélicoïdale Icosaèdrique Paramyxovirus Rotavirus Complexe Virus Influenza HIV Virus de la variole Virus Différentes morphologies

19. L'infection virale Le virus est un parasite intracellulaire OBLIGATOIRE Il aura un SPECTRE d'hôtes possibles • Le processus : • introduction du génome dans la cellule • re-programmation de la cellule • auto-assemblage • sortie de la cellule : • soit par bourgeonnement • soit par éclatement de la cellule

21. Cycle d'un retrovirus

22. Infection virale. Development and progression of viral cytopathology. Human embryo skin muscle cells were infected with human cytomegalovirus and stained at selected times to demonstrate (A) uninfected cells, (B) late virus cytopathic effects (nuclear inclusions, cell enlargement), (C) cell degeneration, and (D) a focus of infected cells in a cell monolayer (i.e., a plaque), hematoxylin and eosin stain. (A, X 255; B, X 900; C, X 225; D, X 20.)

23. Les virus animaux • Les infections virales chez les animaux • les antibiotiques sont inutiles • les antiviraux sont souvent des analogues des nucléosides • le système immunitaire doit utiliser une stratégie spéciale : cellules cytotoxiques • Virus et cancer : oncogènes et proto-oncogènes • hépatite B • EBV (virus d'Epstein-Barr) • papillomavirus • HTLV-1

24. Papilloma Many types of papillomavirus cause benign skin tumours (warts) in their natural hosts. These warts often regress spontaneously, but human genital warts (tumours caused by specific types of papillomavirus, particularly types 16 and 18) regularly become malignant if they persist for a sufficiently long time. Adenovirus

25. Divers virus animaux Virus de la grippe Virus de la polio

26. Le cycle de l'herpes Figure 11.4 Persistence and reactivation of herpes simplex virus infection. The initial infection in the skin is cleared by an effective immune response but residual infection persists in sensory neurons such as those of the trigeminal ganglion, whose axons innervate the lips. When the virus is reactivated, usually by some environmental stress and/or alteration in immune status, the skin in the area served by the nerve is re-infected from virus in the ganglion and a new cold sore results. This process can be repeated many times. Infection des cellules par le VIH

27. Les virus végétaux Ce sont en général des virus à ADN La transmission peut être horizontale ou verticale Le virus se déplace dans la plante par la sève. • Quelques exemples : • Mosaïque du chou-fleur, mosaïque du tabac, de la luzerne, du brome, du concombre • Striure du maïs, du tabac. • Anneaux nécrotiques du tabac, de l'œillet… • Mosaïque jaune du navet • Rabrougrissement buissonnant de la tomate. • Virus du nanisme chlorotique du maïs. • Jaunisse naissante de l'orge • Virus des taches bronzées de la tomate…

28. Virus de la Mosaïque du Tabac Cristaux de VMT

29. Les viroïdes et les prions sont des agents infectieux encore plus simples que les virus… • Viroïdes, petites molécules d'ADN nu, circulaire, qui infectent les plantes. • Ne codent même pas pour des protéines, utilisent les enzymes de la cellule. • Déstabilisent le métabolisme de la plante. • Ex des chrysanthèmes américains.

30. Les prions sont des protéines infectieuses qui transmettent une maladie. • Tremblante du mouton, vache folle, maladie de Creutzfeldt-Jacob. • C'est une forme anormale d'une protéine normale de l'organisme. • Elle peut convertir une protéine normale en anormale, qui devient elle-même infectieuse.

31. Virus bactériens (1) Bactériophage T4

32. Virus bactériens (3) Bactériophage T2

33. Virus bactériens : le bactériophage

34. Quelques notions de microbiologie... (2) Les monères

35. Quelques données… • elles ont vécu seules pendant 2 milliards d'années. • le nombre de bactéries vivant dans la bouche d'un être humain est plus grand que le nombre de tous les hommes ayant déjà vécu sur terre. • peuvent vivre dans des habitats très divers • sont importants dans TOUS les cycles vitaux • peuvent former des associations

36. Une cellule bactérienne (2)

37. Structure des bactéries  Flagelle Membrane cytoplasmique Fimbriae ADN Ribosomes Cytoplasme      Composants de base Composants optionnels

38. Coques Spirilles Bacilles Leptospire sp Staphyloccocus aureus Salmonella enteridis Chaînette Tétrade Amas BACTÉRIES Différentes formes Différentes organisations

39. Une colonie d ’ E. coli Les « coques » (cocci)

40. Les ‘enveloppes’ des bactéries

41. Gram+ ou Gram- ?

45. Les flagelles Les différentes formes de flagelles bactériens

46. Flagelles et pili bactériens Spirochètes

47. Le plasmide

48. Le rôle des plasmides

49. Croissance et reproduction • Scissiparité : 1 donne 2 • croissance continuelle (15-20 minutes) • 1 bactérie donne 1000 tonnes en 24h • possibilité de faire des spores • qui résistent à 100°C • qui résistent pendant des siècles (11000 ans)

50. Formation des spores