Qu'est-ce que la microbiologie ? carrière en microbiologie
La Microbiologie est l'étude des micro-organismes, également appelés microbes. un éventail de formes de vie diverses et généralement minuscules, qui comprennent des archées, des bactéries, des algues, des champignons, des protozoaires et des virus. La recherche porte sur la nature, la fonction et la classification de ces organismes ainsi que sur les moyens d'utiliser et de contrôler leurs actions.
La découverte au XVIIe siècle d'êtres vivants qui n'étaient pas visibles à l'œil humain est un événement important dans l'histoire des sciences. En effet, à partir du XIIIe siècle, on a pensé que des entités «invisibles» étaient responsables du développement de la maladie et de la décomposition. Le terme microbe a été utilisé dans la dernière période du XIXe siècle pour désigner les divers organismes que l'on croyait étroitement liés. La microbiologie est devenue une science spécialisée et découverte, les microbes comprennent une grande variété d'organismes extrêmement divers.
La vie quotidienne est inextricablement liée aux micro-organismes. En plus de résider sur les surfaces extérieures et intérieures de notre corps, les microbes se développent dans la terre, les mers, ainsi que dans l'atmosphère. Ils Sont abondants, mais des micro-organismes souvent inaperçus offrent de nombreuses preuves de leur existence. Parfois, ils le font de manière défavorable, comme lorsqu'ils déclenchent la décomposition de matériaux ou transmettent des maladies, mais souvent de manière positive, comme lorsqu'ils convertissent le sucre en vin et en bière et font lever le pain, aromatisent les fromages et créent des objets de valeur comme l'insuline et antibiotiques. Les micro-organismes ajoutent une immense importance à l'écologie de la Terre en éliminant les restes de plantes et d'animaux et en les transformant en substances simples qui peuvent ensuite être utilisées dans la création de nouveaux organismes.
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Informations de base du passé
La microbiologie a commencé avec l'invention du microscope. Alors que d'autres auraient pu observer des microbes auparavant, c'est Antoine van Leeuwenhoek, drapier hollandais passionné par le meulage des lentilles et la création de microscopes, qui est celui qui crée un enregistrement précis de ses observations. Les dessins et les descriptions qu'il a écrits comprenaient des protozoaires trouvés dans les entrailles de l'animal ainsi que des bactéries trouvées dans les raclures de dents. Sa documentation était excellente puisque les loupes qu'il créait étaient d'une qualité exceptionnelle.
Leeuwenhoek a partagé ses découvertes dans une série de notes aux membres de ses collègues de la British Royal Society à la fin des années 1670. Bien que ses découvertes aient suscité beaucoup de curiosité, personne n'a tenté de manière sérieuse de les dupliquer ou de les étendre. Les «animalcules» de Leeuwenhoek, comme il les décrivait, ne restaient que quelques bizarreries dans la nature pour les scientifiques de l'époque, et l'intérêt pour l'étude des microbes augmentait lentement.
Ce n'est qu'au 18ème siècle, quand il y a eu un renouveau d'une controverse de longue date sur la possibilité que la vie se développe à partir de matière non vivante et que l'importance des micro-organismes dans le cadre de la nature ainsi que dans le bien-être et la santé des êtres humains est devenu apparent.
Génération spontanée versus génération biologique de la vie
Au début, les Grecs considéraient que les créatures vivantes pouvaient apparaître dans des substances non vivantes (abiogenèse) et que la déesse Gea aurait pu créer la vie à partir de la pierre. Aristote a rejeté cette croyance cependant, il croyait que les animaux pouvaient naître naturellement de différents organismes ou même du sol. L'influence de ses idées sur le concept de création spontanée était évidente jusqu'au XVIIe siècle, mais vers la fin du siècle, une séquence d'expériences, d'observations et de débats a commencé qui a finalement réfuté la notion. Le développement de la compréhension n'était pas facile à combattre par une série d'événements, et les forces de la volonté personnelle et de la personnalité obscurcissaient fréquemment la vérité.
Alors que Francesco Reid, un médecin italien, en 1668, a prouvé que des formes de vie supérieures pouvaient provenir de la nature, les partisans de la théorie ont déclaré que les microbes étaient uniques et auraient pu s'élever de cette manière. Certains noms célèbres comme John Needham et Lazzaro Spallanzani étaient des adversaires dans cet argument à la fin des années 1700. Au début des années 1800, Franz Schulze et Theodor Schwann étaient les figures les plus importantes dans leurs efforts pour démystifier les théories de l'abiogenèse.
Louis Pasteur annonce enfin les résultats de ses recherches concluantes en 1864. Par une série de brillantes recherches, Pasteur prouve que seuls les microbes existants peuvent donner naissance à la croissance d'autres organismes (biogenèse). Une compréhension moderne et précise des types de bactéries est due au botaniste allemand Ferdinand Cohn, dont les principaux résultats ont été publiés en 1853 entre 1853 et 1892. La classification de Cohn pour les bactéries, publiée en 1872 et élargie en 1875, était la principale recherche
Dans les années 1970, il était largement admis que toutes les bactéries sont liées dans l'évolution. Cette notion est remise en question depuis 1977 par Carl R. Woes et des co-chercheurs de l'Université de l'Illinois, dont les études sur l'ADN ribosomique d'un large éventail d'organismes vivants ont révélé que deux bactéries se sont développées de manière distincte à partir d'une forme ancestrale commune. Cela a conduit au développement d'un nouveau terme pour définir les types de microbes les plus distincts, à savoir les eubactéries (les bactéries conventionnelles ainsi que les "vraies"), les archées (bactéries qui différaient des autres bactéries au stade antérieur de leur évolution, et diffèrent des eubactéries) ainsi que des eucaryotes (les eucaryotes). Celles-ci sont maintenant appelées les bactéries authentiques (ou ce sont les bactéries) et font partie du domaine du terme Bactéries. Les relations qui ont évolué entre les membres des trois groupes deviennent floues, car l'examen des séquences d'ADN de différents microbes a révélé une myriade de similitudes étranges.
Cela signifie que l'ascendance exacte des microbes d'aujourd'hui est un défi à établir. De nombreux traits que l'on pense être uniques à des classes taxonomiques distinctes ont été observés chez différents microbes. Par exemple, un oxydant anaérobie de l'ammoniac - le "chaînon manquant" du cycle global de l'azote - a été isolé pour la première fois en 1999. On a découvert que la bactérie (un membre anormal de la famille des planctomycètes) possédait des structures internes similaires à celles des eucaryotes. , une paroi cellulaire aux traits archéens et un type de reproduction (bourgeonnement) comme les cellules de levure.
Les bactéries se présentent sous diverses formes, telles que des bâtonnets, des sphères et des spirales. Les cellules d'un individu varient généralement en taille de 0,5 à cinq micromètres (mm millionièmes de centimètre). Bien qu'elles soient unicellulaires, les bactéries se trouvent généralement en chaînes, en paires ou en tétrades (groupes composés de 4) ou en grappes. Certaines espèces ont des flagelles, qui sont des structures externes en forme de fouet qui déplacent l'organisme à travers un milieu liquide et certaines ont également des capsules qui constituent un revêtement extérieur pour la cellule. D'autres produisent des spores, un corps reproducteur qui fonctionne comme les graines des plantes. L'une des caractéristiques les plus importantes que possèdent les bactéries est la réponse à la coloration de Gram. Sur la base du produit chimique et de la structure de la paroi des cellules, certaines bactéries sont gram-positives et réagissent à la couleur violette de la tache tandis que d'autres ne sont pas gram-négatives.
Au microscope, les archées ressemblent à des bactéries, mais il existe des distinctions importantes en ce qui concerne leur composition chimique, leurs processus biochimiques et leurs environnements. Les cellules de toutes les bactéries contiennent l'ingrédient chimique connu sous le nom de peptidoglycane. Cependant, les cellules des archées manquent de la substance chimique peptidoglycane. De nombreuses archées sont connues pour leur capacité à supporter des environnements extrêmement difficiles, notamment des niveaux extrêmes de sel, des températures élevées ou de l'acide.
Les extrêmophiles ou microbes résident dans des endroits tels que les salines, les piscines thermales, les évents en haute mer et les piscines thermales. Certaines espèces sont capables d'un processus chimique distinct qui produit du méthane en combinant de l'hydrogène et du dioxyde de carbone. Les archées productrices de méthane résident dans des environnements sans oxygène comme la saleté des marais ou les intestins et les estomacs de ruminants comme les moutons et les bovins. Collectivement, cet ensemble de micro-organismes présente une large gamme de modifications chimiques qu'ils produisent dans leur environnement.
Algues
Les cellules de microbes eucaryotes présentent une similitude avec les cellules animales et végétales en ce que leur ADN est contenu à l'intérieur d'une membrane nucléaire qui est le noyau. Collectivement, les protozoaires et les algues ainsi que quelques champignons de niveaux inférieurs sont communément appelés protistes (royaume Protista, également appelé Protoctista) Certains sont monocellulaires, tandis que d'autres multicellulaires.
Comme les bactéries, les algues sont des eucaryotes. En tant que plantes, elles contiennent également le pigment de chlorophylle, qui est vert. Ils effectuent la photosynthèse et possèdent des parois cellulaires rigides. Ils vivent généralement dans des sols humides et dans des milieux aquatiques. Ces eucaryotes peuvent être monocellulaires et microscopiques dans leur taille, ou multicellulaires jusqu'à 120 mètres (près de 400 pieds) de longueur. Les algues présentent en général plusieurs formes. Les espèces unicellulaires peuvent être en forme de tige, sphériques ou en forme de fuseau, ou en forme de massue. Certains sont mobiles. Les algues multicellulaires peuvent être observées sous différentes formes et niveaux de complexité. Ils sont souvent composés de filaments de cellules qui sont attachés de bout en bout. Chez certaines espèces, ces filaments se rejoignent en corps macroscopiques ressemblant à des plantes. Les algues sont également présentes en colonies. Certains sont simplement des agrégations de cellules individuelles, tandis que d'autres ont différents types de cellules qui ont des objectifs distincts.
Champignons
Les champignons sont des espèces eucaryotes qui ressemblent aux algues. Ils possèdent des parois cellulaires rigides et sont multicellulaires ou unicellulaires. Certains sont de petite taille, tandis que d'autres ont une structure beaucoup plus grande, comme le plaisir du support.
Lichens
Les lichens sont un type de symbiose. C'est une interaction entre deux organismes différents que chacun gagne. Les lichens sont constitués du microbe de la photosynthèse (une algue ou cyanobactérie) qui se développe en étroite relation avec un champignon. Un lichen typique comprend la couche supérieure d'un mycélium tissé serré de vie fongique et une couche intermédiaire dans laquelle vit le microbe photosynthétique, et une couche inférieure de mycélium. Grâce à cette photosynthèse de relation mutualiste, les microbes qui produisent des substances photosynthétiques créent une nutrition pour le champignon et à son tour, le champignon sert de couche protectrice aux algues et aux cyanobactéries. Les lichens jouent un rôle écologique crucial, et entre autres, ils sont capables de transformer la roche en sol.
Moules visqueux
Les moisissures visqueuses posent un casse-tête biologique et taxonomique car elles ne sont ni des protozoaires ni des champignons normaux. Lorsqu'ils sont à l'un de leurs stades de développement, ils ressemblent à des protozoaires car ils n'ont pas de parois cellulaires, possèdent des mouvements amiboïdes et ingèrent également des particules de nutriments. Au moment de leur propagation, ils développent des fructifications et des sporanges qui sont des spores en forme de parois similaires aux champignons normaux. Les moisissures visqueuses sont classées comme champignons. Il existe deux types de myxomycètes, à savoir les myxomycètes à cellules et les myxomycètes à structure acellulaire.
Étude des micro-organismes
Semblable à la recherche dans de nombreuses disciplines, l'étude des micro-organismes peut être classée en deux catégories généralisées et parfois superposées. Contrairement à la microbiologie de base, qui traite des questions concernant la biologie des micro-organismes, la microbiologie appliquée est l'application de micro-organismes afin d'atteindre des objectifs spécifiques.
Microbiologie de base
L'étude des processus biologiques des micro-organismes nécessite l'utilisation de diverses procédures et d'équipements spécifiques. Les caractéristiques de la biologie des micro-organismes sont résumées dans l'une des catégories : Morphologie nutrition ainsi que physiologie, reproduction, métabolisme de croissance, pathogenèse antigénicité, ainsi que caractéristiques génétiques.
Morphologie
La morphologie est le terme utilisé pour décrire la taille, la forme ou la disposition des cellules. L'examen de la cellule microbienne nécessite non seulement l'utilisation de microscopes, mais également la préparation des cellules d'une manière adaptée au type spécifique de microscope. Dans les premières années de la seconde moitié du XXe siècle, c'est le microscope composé qui est devenu l'instrument le plus couramment utilisé en microbiologie. Les microscopes optiques ont généralement un grossissement de 1000x et un grossissement maximal d'environ 2000x. Il est possible d'observer des spécimens après avoir été colorés avec l'une des nombreuses méthodes pour révéler certaines caractéristiques morphologiques particulières ou dans des échantillons vivants non colorés en "montage humide". "montage humide".
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