1.3 Génétique Flashcards
Nommez les 3 principaux mécanismes de RÉSISTANCE aux ANTIBOTIQUES.
A) Altération de la perméabilité
B) Modification ou destruction de l’antibiotique
C) Modification ou changement de la cible
Nommez les principales CIBLES des antibiotiques.
-
Gyrases à ADN
- Quinolones
- Fluoroquinolones
-
Fragmente l’ADN
- Nitroimidazoles (métronidazole)
- Nitrofuran
-
Polymérase à ARN
- Rifamicines (rifampin)
- Actinomycine D
- Fidaxomicin (Dificid)
-
Membrane
- Polymyxines (colistin)
- Lipopeptides cycliques (daptomycine)
- Bacitracine
-
Biosynthèse de l’acide folique
- Triméthoprim
- Sulfamidés
-
Paroi
- Glycopeptides (vancomycine)
- Cyclosérine
- Fosfomycine
- Bacitracine
-
Beta-lactamines
- Pénicillines
- Cephalosporines
- Monobactames
- Carbapénèmes
-
Synthèse des protéines (sous unité 50S du ribosome)
- Macrolides (érythromycine)
- Lincosamides (clindamycine)
- Streptogramines (Synercid)
- Chloramphenicol
- Kétolides (Kétek)
- Oxazolidinones (linézolide)
- Pleuromutilines
-
Synthèse des protéines (sous unité 30S du ribosome)
- Tétracyclines et Glycylcyclines
- Aminoglycosides (streptomycine)
-
Isoleucine aminoacyl ARNt synthétase
- Mupirocin
-
Facteur d’élongation EF-G
- Acide fusidique
VF
Les bactéries possèdent un noyau délimité par une membrane.
FAUX
Ils possèdent une structure appelée nucléoïde qui assure un empaquetage compact du matériel génétique
Qu’est-ce que des PLASMIDES ?
Éléments extra chromosomiques capables de se répliquer de façon indépendante par rapport au chromosome principal.
Habituellement, les plasmides ne codent pas pour des fonctions essentielles à la cellule.
Les plasmides codent-elles pour des fonctions essentielles à la cellule ?
NON
Habituellement
Quelles informations contenues dans un plasmide peuvent procurer un avantage unique à la bactérie hôte ?
- Résistance aux antibiotiques.
- Capacité métabolique supplémentaire.
- Facteur favorisant l’infection.
VF
Afin de minimiser ses dépenses énergétiques, la bactérie n’active un système que si elle en a besoin. Ainsi, les bactéries évitent de synthétiser les enzymes d’un sentier métabolique en absence du substrat mais elles sont toujours prêtes à produire ces enzymes si le substrat apparaît dans l’environnement.
VRAI
Quels sont les TYPES DE RÉGULATION ?
- CHANGEMENT DANS LA SÉQUENCE D’ADN
- Amplification de gène
- Réarrangement de gène (mutations)
- CHANGEMENT DANS LE NOMBRE DE TRANSCRITS (Régulation transcriptionnelle)
- Activateurs
- Répresseurs
- CHANGEMENT DANS LA QUANTITÉ DE PRODUIT DE GÈNE ACTIF
- Ajout de cofacteur ou groupe prostétique
- Clivage protéolytique
- Interactions avec d’autres macromolécules
Expliquer la RÉGULATION d’un gène de résistance avec un exemple.
Le gène tetB qui permet aux bactéries de résister à la tétracycline, est sous le contrôle du gène répresseur tetR. Notez que le gène tetB est précédé d’un promoteur identifié par (P) et que le gène tetR situé sur l’autre brin d’ADN (brin complémentaire, donc dans la direction opposée à tetB), est lui aussi précédé d’un promoteur.
En absence de tétracycline, la protéine du répresseur (R) est produite et vient bloquer le promoteur de tetB, ainsi que son propre promoteur (pour s’autoréguler), ce qui a pour effet d’empêcher la transcription des deux gènes.
En présence de tétracycline, cet antibiotique vient se complexer à la protéine du répresseur la rendant ainsi incapable de bloquer le promoteur de tetB, ce qui a pour effet de permettre la transcription et ultimement la traduction qui permettra la production de la protéine TetB (une pompe à efflux) responsable de la résistance à la tétracycline.
Souvent, les bactéries ne produisent certaines protéines que lorsqu’elles en ont ___ (économie d’énergie).
Souvent, les bactéries ne produisent certaines protéines que lorsqu’elles en ont besoin (économie d’énergie).
La régulation (et l’autorégulation) des gènes est ordinairement un processus actif qui exige que la cellule soit dans un __ ___ actif. Ainsi, la régulation sera plus rapide durant la phase de ___ exponentielle des bactéries que durant les phases de latence et de plateau ou de décroissance.
La régulation (et l’autorégulation) des gènes est ordinairement un processus actif qui exige que la cellule soit dans un état métabolique actif. Ainsi, la régulation sera plus rapide durant la phase de croissance exponentielle des bactéries que durant les phases de latence et de plateau ou de décroissance.
Nommez des stratégies développées par les bactéries pour contrôler l’activation-inactivation de leurs gènes.
- La régulation transcriptionnelle.
- contrôle négatif (répresseur; inductible ou répressible).
- contrôle positif (activateur; inductible ou répressible).
- Le regroupement de gènes adjacents dans un opéron.
- Le contrôle de plusieurs gènes non contigus dans un régulon (même protéine régulatrice)
- Le contrôle de plusieurs gènes non contigus dans un stimulon (même stimulus)
- La régulation au niveau traductionnel.
Qu’est-ce qu’une MUTATION ?
Modification de la séquence des nucléotides de l’ADN.
Nommez les 2 types de MUTATIONS possibles.
- Mutations spontanées
- Causées par l’action des radiations naturelles (rayons cosmiques) ou encore être le résultat d’erreurs survenues lors de la réplication.
- Mutations induites
- Peuvent survenir à des fréquences beaucoup plus élevées et elles sont causées par une variété d’agents physiques, chimiques et biologiques (agents mutagènes).
Nommez les différentes ALTÉRATIONS de l’ADN causées par les mutations.
- Délétions ou insertions de nucléotides
- Substitutions de nucléotides
- silencieuses
- mauvais sens
- non-sens
Que signifie avoir un PHÉNOTYPE SÉLECTIONNABLE ?
Cette propriété permet aux mutants sélectionnables d’avoir un avantage sur les autres bactéries dans un environnement ayant des conditions dites sélectives.
Dans une population bactérienne exposée à une concentration d’antibiotique telle qu’elle exerce une pression sélective, les mutants résistants pourront croître plus rapidement que les parents sensibles et bientôt les remplacer pour former la majorité de la population.
VF
La pression sélective CRÉE la mutation.
FAUX
Ne crée pas la mutation. La mutation est survenue au hasard et elle existait déjà avant que la pression sélective ne s’exerce.
Nommez les 5 groupes distincts de système de réparation pour l’ADN bactérien.
- La réparation directe de l’ADN
- La réparation par excision
- La réparation par recombinaison
- La réponse SOS (peut stimuler le transfert de gènes)
- La réparation sujette à erreur (peut induire des mutations)
VF
Les BACTÉRIES font de la reproduction sexuée
FAUX
Par contre, elles peuvent échanger de l’information génétique entre les cellules (transfert horizontal) grâce à trois mécanismes distincts.
Nommez les 3 mécanismes distincts qui permettent d’échanger de l’information génétique entre les cellules.
(1) la transformation
(2) la conjugaison
(3) la transduction
Expliquer ce qu’est la TRANSFORMATION.
Cette capacité qu’ont certaines cellules d’être transformées par de l’ADN externe est appelée compétence. Cette compétence peu être acquise par l’exposition à des agents chimiques (CaCl2) ou physiques (décharge électrique) ou chez certaines espèces, elle est naturelle.
Ces espèces bactériennes peuvent donc acquérir de nouvelles propriétés telles la résistance à un antibiotique ou un facteur permettant une infection plus virulente, par simple contact avec l’ADN provenant de bactéries mortes. La transformation est beaucoup plus efficace entre bactéries d’une même espèce qu’entre bactéries d’espèces différentes
Qu’est-ce que la CONJUGAISON ?
La conjugaison est l’échange de matériel génétique qui ressemble le plus à un échange de type sexuel chez les bactéries. La conjugaison requiert des contacts cellule-cellule et l’échange de matériel génétique est toujours unidirectionnel passant d’une cellule “mâle” à une cellule “femelle”. En général, les gènes nécessaires à cet échange sont codés par de gros plasmides appelés plasmides conjugatifs.
Qu’est-ce que la TRANSDUCTION ?
Le transfert de gènes par transduction est médié par les bactériophages. Ces virus parasites des bactéries utilisent la machinerie cellulaire de leur hôte pour reproduire tant leur enveloppe protéique (capside) que leur matériel génétique (ADN ou ARN). Les cycles de vie des bactériophages sont soit lytiques soit lysogéniques. Le cycle lytique entraîne la mort des cellules bactériennes. Un phage uniquement capable d’une croissance lytique est appelé phage virulent.
La transduction se définit comme le transfert d’ADN bactérien d’une cellule à une autre par l’intermédiaire d’une infection par un bactériophage. Dans la transduction spécialisée un génome hybride phage-bactérie est créé quand le génome du prophage est improprement excisé du génome de l’hôte.
Expliquer le CYCLE LYSOGÉNIQUE d’un bactériophage lambda.
Lors de la lysogénisation, le matériel génétique du phage (trait plein) s’intègre dans le chromosome (trait ouvert) de la bactérie et y est répliqué en même temps que le chromosome sans affecter l’hôte.
En A, un événement vient rompre le cycle lysogénique en permettant à l’ADN du phage de s’exciser du chromosome de l’hôte. Par la suite en B, de nouvelles particules de phage sont produites et sont libérées entrainant la lyse cellulaire et la mort de la bactérie dans le cadre du cycle lytique.
Quelle est la différence entre la TRANSDUCTION SPÉCIALISÉE vs TRANSDUCTTION GÉNÉRALISÉE ?
A) Dans la transduction spécialisée un génome hybride phage-bactérie est créé quand le génome du prophage (trait plein) est improprement excisé du génome de l’hôte (trait ouvert) puis empaqueté à l’intérieur du phage.
(B) La transduction généralisée est le résultat de l’empaquetage accidentel de fragments de l’ADN de l’hôte (trait ouvert) à l’intérieur d’une capside de phage.
Qu’est-ce que la TRANSPOSITION ?
La transposition implique le mouvement de segments d’ADN à l’intérieur d’une même cellule. Elle requière donc une certaine proximité physique entre les endoits où le tranfert a lieu.
Cependant, ces mouvements peuvent s’opérer entre différents éléments génétiques susceptibles d’être présents simultanément dans une même cellule.
Nommez les 3 classes de TRANSPOSONS.
- les séquences d’insertion (IS)
- les transposons complexes (composites avec IS + autres gènes)
- les phages transposables
Pourquoi les TRANSPOSONS COMPLEXES ont une importance médicale considérable ?
Ils peuvent encoder à l’intérieur de leur région centrale, des gènes de toxines ou de résistance aux antibiotiques.
Nommez les 2 systèmes qui permettent aux bactéries de protéger leur ADN contre l’invasion d’ADNs étrangers.
- Système de restriction-modification de classe II
- CRISPR/Cas
Expliquer le SYSTÈME DE RESTRICTION-MODIFICATION DE CLASSE II.
La première composante du système est une enzyme appelée méthylase qui va modifier l’ADN de l’hôte à certaines séquences spécifiques pour le protéger d’une digestion éventuelle par la seconde composante du système, la nucléase de restriction. Cette dernière détruira l’ADN étranger non méthylé, restreignant ainsi l’entrée de matériel génétique nouveau.
Expliquer le système CRISPR/Cas.
Lorsqu’un nouveau phage infecte une bactérie, le système CRISPR de la bactérie incorpore une courte séquence dérivée du génome du phage, conservant ainsi une « mémoire » spécifique des infections passées. Agissant un peu à la manière d’un « système immunitaire » bactérien, les séquences CRISPR sont transcrites et traitées pour générer de courtes molécules d’ARN CRISPR qui patrouillent l’intérieur de la bactérie à la recherche de séquence de phages qui pourraient infecter la bactérie. Si l’ARN CRISPR reconnait une séquence d’envahisseur, il guide la protéine Cas qui sert à couper l’ADN étranger, prévenant ainsi l’infection de la bactérie par le phage.
Quel est l’avantage du diagnostique par PCR ?
On prévoit que d’ici quelques années, l’identification des bactéries et de leurs gènes de résistance ne prendra que quelques heures, voir même seulement une heure.
