Microbiologie - Définition

Classification

L'analyse de l'anatomie des différents micro-organismes recensés a permis de les classer en deux grands groupes : les procaryotes (munis d'un proto-noyau) et les eucaryotes (possédant un vrai noyau)

• procaryotes (groupe polyphylétique comprenant en fait des taxons de rangs distincts)
  • archaea, (anciennement archéobactéries)
  • eubactéries
• eucaryotes (groupe monophylétique ou taxons simples)
  • algues unicellulaires
  • champignons unicellulaires
  • protozoaires

Des analyses génétiques ont prouvé que les archaea sont aussi différentes des eubactéries que des eucaryotes d'un point de vue phylogénétique, mais on ignore toujours quel a été le point de départ de la différenciation de ces trois groupes.

La culture des micro-organismes

Richesse du milieu

Les micro-organismes ont besoin :

• D'une source d'énergie.
  • Pour les chimiotrophes, elle provient de la dégradation de composés chimiques (par exemple du glucose)
  • Pour les phototrophes, de la lumière.

• D'une source de carbone
  • Pour les autotrophes, il suffit de CO₂ atmosphérique (carbone minéral).
  • Pour les hétérotrophes, elle provient de molécules organiques (CH₄, oses...)

• De macroéléments (Ainsi appelés en raison de leur concentration dans le milieu de culture)

C, H, O, N, S, Na, Mg, P, K

Les éléments carbone, azote, phosphore doivent être présents aux proportions 100/10/1 pour un milieu correct.

• De microéléments

Cu, Co, Zn, Cl, Fe...

• D'une source d'azote

D'origine minérale (sel d'ammonium)

• De facteurs de croissance

Vitamines, acides aminés

• De dioxygène ou oxygène moléculaire

Pour les aérobies strictes

— ou —

d'absence de dioxygène (ou oxygène moléculaire) anaérobies stricts; pour ces micro-organismes, le peroxyde d'oxygène (H₂O₂) formé par la réaction entre l'O₂ et l'H₂O les empoisonnent, car ils ne possèdent pas une catalase dégradant H₂O₂ à l'inverse des individus aérobies.

Il existe également des micro-organismes aérobies facultatifs capables de se multiplier en présence ou en l'absence d'oxygène grâce à leur capacité à utiliser la fermentation et des bactéries microaérophiles qui ne se développent qu'à une certaine pression en dioxygène.

• De facteurs physico-chimiques:
  • Pour le facteur température, on distingue trois catégories de micro-organismes selon leur optimum de croissance. Les psychrophiles ont leur optimum à 15 °C, les mésophiles à 37 °C, les thermophiles à 65 °C.
    Il faut descendre au-delà de -18 °C pour arrêter toute croissance microbienne. À 3 °C il y a peu de risques lié aux bactéries pathogènes (mésophiles, donc virulentes à la température du corps) ou toxinogènes, seules quelques bactéries vivant à ces températures peuvent être dangereuses (listéria).
  • Pour le facteur pH, on considère que les bactéries préfèrent la neutralité excepté pour les bactéries lactiques. Pour les levures et moisissures, le pH optimum est plus acide. (pH=5)

Diversité du milieu de culture

On distingue deux sortes de milieux de culture :

• Synthétiques : milieux dont on peut donner la composition chimique complète. Les milieux synthétiques sont utilisés en recherche fondamentale.
• Empiriques : milieux dont on ne connaît que partiellement la composition.

et parmi ces 2 types de milieux, il existe des milieux sélectifs (qui vont permettre de sélectionner le type de micro-organismes qui pourront s'y multiplier). On peut ainsi choisir de ne laisser se développer qu'un genre de bactérie donné (ex: milieu mFC pour les coliformes fécaux ou gélose au sang pour certains pathogènes) ou au contraire de favoriser le développement des levures-moisissures en ajoutant un antibiotique au milieu. La température à laquelle on incubera les milieux inoculés constitue également un facteur de sélection comme mentionné plus haut.

Les milieux de culture peuvent contenir des extraits de levure (cellules de levure déshydratées et lysées) qui fournissent une source d'acides aminés, de vitamines et d'azote, des extraits de malt apportant une source de carbone, des peptones (protéines animales, de poisson, de caséine de lait) source d'azote organique qui intéresse les individus hétérotrophes.

Ces milieux sont soit liquides, soit solides. Pour solidifier le milieu on utilise fréquemment la gélose ou agar-agar, un polymère de sucre tiré d'une algue rouge présentant la propriété de former avec l'eau un gel solide si la température est inférieure à 60°C.