4

Question 1

Quels sont les 3 mécanismes d’échange d’information génétique chez les bactéries?

Answer 1

1. Transformation
   2.Conjugaison
2. Transduction

Question 2

Qui a développé le mécanisme de transformation bactérienne?

Answer 2

Frederick Griffith (1928)
Étudie le transfert de la virulence de la bactérie pathogène Streptococcus pneumoniae.

Question 3

Quels sont les principes de l’expérience de Griffith?

Answer 3

A. Types morphologiques de pneumocoques (S et R)

B. Transformation des pneumocoques de forme R en pneumocoques de forme S.

C. Agent transformant : l’ADN.

Question 4

Quelles sont les caractéristiques des pneumocoques S et R?

Answer 4

1) Pneumoccoques sauvages encapsuler et virulents (forme S) :
-Les pneumocoque entourés d’une capsule de polysaccharides (encapsulés) sont virulents (septicémie mortelle) et ils forment sur un milieu solide des colonies dont le contour est lisse (forme S: smooth ou forme L : lisse)

2) Pneumocoques mutants non capsulés et non virulents (forme R)

Les pneumocoques mutants sans capsule ne sont pas virulents et ils forment sur un milieu solide des colonies dont le contour est dentelé (forme R : rough, rugueuse)

Question 5

Que décrit l’étape de transformation des pneumocoques de forme R en pneumocoques de forme S?

Answer 5

Des souris inoculées avec un mélange de pneumocoques S virulents tués par la chaleur (non pathogènes) et de pneumocoques R non virulents vivants (non pathogènes) meurent. De plus, des pneumocoques S virulents vivants sont isolés à nouveau de ces souris mortes.

Il semble que les débris (agent transformant) des pneumocoques S chauffés (non vivants) transforment des pneumocoques R vivants en forme S.

= transformation

Live Smooth S strain kills mouse

Heat killed s strain doesn’t kill mouse

Live Rough strain doesn’t kill mouse

Heat killed S strain + live R strain kills mouse

Question 6

Qu’à découvert Oswald Avery? Quel est l’agent transformant?

Answer 6

-En 1944, Oswald Avery, C.M. Macleod et McCarthy ont démontré que l’ADN présent dans les débris des pneumocoques S tués par la chaleur est la seule classe de molécules qui transforme des colonies rugueuses (pneumocoques R vivants) en colonies lisses (pneumocoques S vivants). Les protéines et les lipides n’ont aucun pouvoir de transformation.

-La démonstration que l’ADN est l’agent transformant constituait pour la première fois une preuve que la substance responsable de l’hérédité (gènes) était l’ADN. On croyait jusque là que c’était les protéines car elles sont plus complexes que l’ADN.

Question 7

C’est quoi le processus de transformation bactérienne?

Answer 7

Processus dans lequel une bactérie receveuse absorbe de l’ADN nu libéré dans le milieu par la lyse, accidentelle ou provoquée de bactéries donneuses.

Ces fragments d’ADN absorbés peuvent se recombiner au chromosome de la bactérie réceptrice pour ainsi produire des transformants (recombinants bactériens).

Question 8

C’est quoi la compétence bactérienne? Quels paramètres peuvent influencer la compétence?

Answer 8

Aptitude de certaines bactéries à absorber des fragments d’ADN libre et de les incorporer dans son génome.

Facteurs de compétence : récepteurs, nucléaires, protéines liant l’ADN simple brin.

Paramètres pouvant influencer la compétence:
-Espèce bactérienne
-Phase de croissance
-Milieux de culture
-Changement rapide de température

Question 9

Quels sont des exemples de bactéries compétentes?

Answer 9

Bactéries Gram + : Streptococcus pneumonia, Bacillus subtilis

Bactérie gram - : Neisseria gonorrhoea, Haemophilus influenzae

Question 10

Quels sont les étapes de la transformation bactérienne?

Answer 10

a) Absorption de l’ADN (récepteur)
b) Entrée de l’ADN (simple brin)
c) Recombinaison homologue
d) Bactérie transformée (transformant ou recombinant)

Question 11

Décrit les étapes d’une transformation bactérienne avec de l’ADN chromosomique et de l’ADN plasmique.

Answer 11

a) Dans le cas de la transformation non réussie avec l’ADN chromosomique, plusieurs choses peuvent se produire. Les fragments d’ADN du chromosome bactérien peuvent être pris par la bactérie, mais ils peuvent ne pas s’intégrer correctement au chromosome bactérien. Il peut être dégradé avant de pouvoir s’intégrer. Cependant, peut être pris une recombinaison non réciproque et être intégré, menant à une transformation stable.

b) En revanche, lors de la transformation avec un plasmide, le processus peut être plus réussi. Un plasmide est une petite molécule d’ADN circulaire distincte du chromosome bactérien. Lorsque la bactérie prend le plasmide, elle peut l’intégrer dans son propre cytoplasme et le reproduire activement. Cette intégration peut être stable, ce qui signifie que le plasmide reste dans la bactérie même lorsqu’elle se divise et se multiplie. Cela peut être avantageux pour la bactérie, car le plasmide peut contenir des gènes qui confèrent des capacités supplémentaires, comme la résistance aux antibiotiques ou la capacité de produire certaines protéines.

Question 12

Le transfert génétique peut se faire de quels façons?

Answer 12

Horizontal ou latéral.

Question 13

La génie génétique peut nous permettre de faire quoi?

Answer 13

-Induction de la compétence chez E.col (bactérie naturellement non transformable) par traitement au chlorure de calcium (CaCl2) et d’un choc thermique.

-Entrée forcée par la déstabilisation de la paroi par un choc électrique (électroporation)

-Clonage : de l’ADN de n’importe quelle origine peut être introduit dans des bactéries en l’insérant dans un plasmide avant transformation.

Question 14

Que découvrent J.lederberg et E.Tatum? (1946)

Answer 14

Ils utilisèrent deux souches auxotrophes, présentant plusieurs exigences nutritionnelles différentes (poly-auxotrophes).

Les souches auxotrophes sont des organismes qui présentent un défaut génétique les empêchant de synthétiser un certain composé organique essentiel à leur croissance.

Source A : Bio- Phe- Cys- Th+ Leu+ Thi+

Source B : Bio+ Phe+ Cys+ Thr- Leu- Thi-

(+ = synthèse)
(- = abscence de synthèse)

Bio: Biotine
Phe: Phenylalanine
Cys : Cystéine
Thr : Thréonine
Leu :leucine
Thi: Thiamine

Question 15

Quel est le principe de l’expérience de Lederberg et Tatum?

Answer 15

Ils étalèrent soit environ 10^8 bactéries de la souche A ou de la souche B (groupes témoins), soit un mélange de bactéries des deux souches (groupe expérimental: le mélange est préalablement incubé pendant 4 à 5 heures dans un milieu riche) sur des boîtes contenant du milieu minimal (eau, sels minéraux, glucose et agar).

Question 15

Quelles sont les résultats de l’expérience de Lederberg et Tatum?

Answer 15

A) Groupes témoins
Aucune colonie n’apparaît sur les milieux ensemencés avec des bactéries de la souche A ou de la souche B (milieu minimal)

B) Groupe expérimental
Environ 10 colonies deviennent visibles (croissance) sur le milieu ensemencé avec le mélange de bactéries de la souche A et de la souche B (fréquence : 10^1 /10^8 = 10^-7 = 1/10 000 000 )

Ces colonies sont nécessairement prototrophes* puisqu’elles sont capables de croître sur milieu minimal sans supplément nutritionnel.

Un prototrophe est un organisme autotrophe qui peut produire tous les composants nécessaires à sa survie et à sa croissance à partir de matières premières simples telles que le dioxyde de carbone, l’eau, les sels minéraux et une source d’énergie comme la lumière ou des composés chimiques.

Question 15

Quelle conclusion tirer des résultats de l’expérience de Lederberg et Tatum?

Answer 15

Les nouvelles colonies de type prototrophe (Bio+ Phe+ Cys+ Thr+ Leu+ Thi+) obtenues sur le milieu minimal sans supplément nutritionnel (groupe expérimental) sont des bactéries recombinantes résultant problablement d’un échange de matériel génétique entre les deux souches bactériennes.

Question 15

Quelles sont les caractéristiques essentielles de la conjugaison bactérienne?

Answer 15

1) Nécessite un contact physique entre les bactéries (B.Davis 1950)

2) Présence d’un facteur de fertilité (F) dans les bactéries donneuses (W. Hayes 1952)

3) Transfert linéaire de l’ADN (plasmide ou chromosome) de la bactérie donneuse dans la bactérie receveuse F- (E. Wollman et F. Jacob 1957)

Question 15

Quel expérience justifie la nécessité d’un contact physique entre les bactéries (B.Davis 1950)

Answer 15

Expérience du tube en U.
Le contact physique entre les deux souches est essentiel pour produire des bactéries prototrophes (recombinants)

Met-THr+Leu+Thi+ et Met+ Thr-Leu-Thi- séparés par fritted glass filter.

Question 16

C’est quoi un facteur de fertilité (F)? Quelles bactéries l’ont? Sur quoi se trouve-t-il?

Answer 16

W. Hayes 1952
Il démontra que le transfert de gènes observé par Lederberg et Tatum
s’effectuait dans un sens déterminé. Il émit donc l’hypothèse de la présence
d’un facteur de fertilité (F) dans les bactéries donatrices. Le facteur de fertilité est un élément génétique présent dans les bactéries donneuses, qui leur permet de transférer leur matériel génétique à d’autres bactéries lors de la conjugaison.

A) Bactéries receveuses: F- (sans facteur de fertilité)
B) Bactéries donneuses: F+ (avec un facteur de fertilité F)

Lors d’un croissement F+ x F, les descendants ne sont que rarement modifiés
dans leur auxotrophie, mais les souches F deviennent fréquemment F+

⇒Le Facteur de fertilité F est sur un plasmide

Question 17

Le facteur de fertilité est intégré à quoi?

Answer 17

C) Bactéries donneuses: Hfr (haute fréquence de recombinants)
* Les bactéries donneuses transferts des gènes chromosomiques avec une
grande efficacité, mais ne transforment pas les bactéries receveuses en cellule
F+. (croissement Hfr x F: recombinants bactériens)

→Le facteur de fertilité F est intégré dans le chromosome bactérien à
des sites spécifiques

Question 18

C’est quoi le transfert linéaire de l’ADN? Comment le

Answer 18

Transfert linéaire de l’ADN (plasmide ou chromosome) de la bactérie donneuse dans
la bactérie receveuse F-
(E. Wollman et F. Jacob 1957)

Le chromosome circulaire (Hfr) ou le plasmide F de la donneuse est transféré dans la receveuse F- de façon linéaire à partir d’un point spécifique appelé origine de
transfert [O] (transfert orienté et progressif).

Question 19

Quelle différence entre les cellules F+ et les cellules Hfr?

Answer 19

Cellule F (F+) :

Dans les cellules F (ou F+), le facteur de fertilité F est généralement présent sur un plasmide séparé du chromosome bactérien. Il agit comme un élément distinct et peut être transféré en entier lors du processus de conjugaison.
Cellule Hfr :

En revanche, dans les cellules Hfr, le facteur de fertilité F est intégré dans le chromosome bactérien à des sites spécifiques. Cela signifie que le plasmide F est intégré dans le chromosome bactérien, et non pas présent comme une entité distincte. L’acronyme Hfr signifie “haute fréquence de recombinaison”.

Question 20

C’est quoi la conjugaison bactérienne par définition?

Answer 20

Mécanisme qui consiste en un transfert linéaire et unidirectionnel du chromosome
bactérien (Hfr) ou du plasmide F de la cellule donneuse à la cellule receveuse (F-) à
l’aide d’un contact direct entre les cellules (contact initié par le pilus sexuel)

Question 21

Quelles sont les étapes de la conjugaison bactérienne : F+ x F-?

Answer 21

1. Rétraction du pilus
2. Paire de cellules stabilisées.
   Plasmide F coupé sur un brin.
3. Transfert d’un brin de la cellule F+ vers la cellule F-. Réplication simultanée du plasmide F dans la cellule F+.
4. Début de la synthèse du brin complémentaire dans la cellule receveuse.
5. Achèvement du transfert et de la synthèse d’ADN. Séparation des cellules. La cellule F- devient une cellule F+ contenant un plasmide F et un chromosome bactérien (la cellule F- avait juste un chromosome bactérien)

pilus : Le terme “pilus” fait référence à de fines extensions protéiques présentes à la surface de certaines bactéries. Certains types de pili, appelés pili sexuels, sont impliqués dans le processus de conjugaison bactérienne. Ils agissent en permettant la liaison entre une bactérie donneuse contenant des plasmides de conjugaison et une bactérie receveuse.

Question 22

V/F. la cellule F- se réfère à une bactérie qui ne possède pas le plasmide F, également connu sous le nom de facteur de fertilité F.

Answer 22

Vrai

Question 23

C’est quoi la structure générale du plasmide F (plasmide conjugatif)?

Answer 23

Le plasmide F est une petite molécule d’ADN bicaténaire circulaire de 95-100 kpb, extra ou intrachomosomique (épisome), autoréplicable et autotransférable.

Épisome
-Plasmide libre ou intégré au chromosome de l’hôte.

Question 24

C’est quoi un épisome? Quand est-ce que son élément génétique est susceptible de se répliquer?

Answer 24

Plasmide libre ou intégré au chromosome de l’hôte.

Élément génétique suceptible de se répliquer dans l’un des deux états:

1) Intégré au chromosome de la cellule hôte (Hfr)
2) Libre dans le cytoplasme : plasmide F (F+)

Question 25

Quels sont les Principaux types de plasmides

Answer 25

• Plasmide F: Facteur de fertilité (Escherichia, Pseudomonas, Staphylococcus,…)
• Plasmide R: Résistance aux antibiotiques et autres inhibiteurs…
• Plasmide Col: Production et résistance aux bactériocines (colicine)
• Plasmide de virulence: enterotoxines, invasion, antigènes,…
• Production d’antibiotique (Streptomycine)

*Plasmide métabolique : dégradation de subtances inhabituelles

Peuvent être conjugatifs (transférables d’une bactérie à une autre durant une conjugaison promue ou non par un autre plasmide)

Question 26

Intégration du plasmide F se fait à quels sites?

Answer 26

Intégration du plasmide F à des sites spécifiques : Hfr Hayes, Hfr C (Cavalli), Hfr B7

Question 27

Que se passe lors de la conjugaison dentre une cellule Hfr lac+ pro+ et une cellule F- lac- pro-?

Answer 27

Conjugaison avec un temps court :

Lorsque la conjugaison a lieu sur une période courte, le transfert d’ADN est généralement partiel.
La cellule F- acquiert certaines caractéristiques du donneur Hfr, mais le transfert incomplet d’ADN peut ne pas suffire à modifier complètement le phénotype de la cellule F-. Ainsi, la cellule F- devient lac+ (positif pour le gène lac) mais reste pro- (négatif pour le gène pro) dans un temps court de conjugaison.
Conjugaison avec un temps long :

Si la conjugaison se poursuit sur une période prolongée, il y a une plus grande probabilité que davantage d’ADN soit transféré de la cellule Hfr à la cellule F-.
Dans ce cas, la cellule F- peut devenir lac+ (positif pour le gène lac) et pro+ (positif pour le gène pro) en raison du transfert plus complet d’ADN, ce qui se produit lorsque la conjugaison est prolongée.

Question 28

Comment est utilisé la conjugaison (justifiant son importance)?

Answer 28

Transfert génétique horizontal ou latéral : La conjugaison bactérienne est l’un des mécanismes de transfert génétique horizontal, permettant aux bactéries d’échanger des fragments d’ADN entre elles. Cela contribue à la diversité génétique et à l’adaptabilité des populations bactériennes face à des environnements changeants, ainsi qu’à l’émergence de nouveaux traits et de résistances.

Cartographie du chromosome bactérien à l’aide de la conjugaison bactérienne
Cartographie par conjugaison interrompue :
unité de minute :
utilise des croisements entre des souches Hfr et des souches F-, permet de mesurer la fréquence de recombinaison entre les marqueurs génétiques.

Question 29

Quel est le principe de la méthode de cartographie par conjugaison interrompue ?

Answer 29

• Croisement Hfr x F-
• Échantillons prélevés à intervalles de temps réguliers
• Agitation courte mais violente (inhibition du transfert: conjugaison interrompue) - Étalement sur des milieux sélectifs différents permettant de dénombrer différents types de recombinants bactériens (conjugants)
• La vitesse de transfert de l’ADN étant relativement constante, le temps d’entrée des marqueurs génétiques donne une idée exacte de la distance relative (en unité de temps) qui les sépare

Question 30

Comment fonctionne la méthode de cartographie du chromosome bactérien en
unité de temps (minutes)?

Answer 30

À l’aide de différentes souches Hfr, la carte chromosomique d’ E. Coli fut divisée en 100 minutes, chaque minute
correspondant à environ 20 loci. Par convention, la position 0 (zero) se situe au locus thr de la souche HfrH (Hayes) et la direction du transfert s’effectue dans le sens horaire

Question 31

Comment se passe la conjugaison F’ (sexduction) ?

Answer 31

La conjugaison F’ (sexduction)
Comme le plasmide F est un épisome, il peut quitter le chromosome bactérien et reprendre son statut autonome de facteur F. Au cours de ce processus, il arrive que le plasmide fasse une erreur d’excision et emporte une portion du chromosome. On l’appelle alors le plasmide F’ car in est génétiquement distinct du plasmide F.

Conjugaison F’ ou sexduction
Acquisition par une bactérie receveuse (F-), lors du processus de conjugaison, de gènes chromosomiques liés au plasmide F (F’)

Schéma diapo 31
Dans cellule Hfr:
Plasmide F
Ensuite : Excision anormale du facteur F, englobant une partie du chromosome bactérien

Dans cellule F’ :
Ex: F’A emporte le gène A
situé près de son site d’insertion

Question 32

Quelles sont les étapes de sexduction entre deux cellules F’ (cellules connectées par un système de sécrétion de type IV)?

Answer 32

Pont conjugal : Les deux cellules F’ se connectent via un système de sécrétion de type IV.

Réplication et transfert : La réplication du plasmide F’ démarre dans la cellule donneuse et le plasmide est transféré à la cellule réceptrice.

Continuité : La réplication du plasmide F’ se poursuit dans la cellule donneuse pendant le transfert.

Intégration : Une fois transféré, le plasmide F’ peut s’intégrer au génome de la cellule réceptrice ou rester extrachromosomique.

Question 33

C’est quoi un bactériophage?

Answer 33

• Virus de bactéries constitué d’une capside protéique contenant une molécule mono ou bicaténaire d’ADN ou d’ARN et pouvant se retrouver sous deux stades: intracellulaire et extracellulaire
• Les phages sont des parasites intracellulaires obligatoires

Question 34

C’est quoi les types de bactériophages?

Answer 34

A) Phages virulents: cycle lytique
* Les phages qui lysent (destruction) toutes les bactéries qu’ils infectent sont appelés phages virulents Ex.: phages de la série T

B) Phages tempérés: cycle lytique ou cycle lysogénique
* Le phage tempéré peut se comporter comme un phage virulent et suivre le cycle
lytique ou demeurer à l’état latent dans une bactérie hôte (cycle lysogénique) Ex.: P1 tempéré, P22 tempéré, lambda tempéré

C) Bactéries lysogènes
Bactéries qui possèdent et transmettent à leur descendance le pouvoir de produire des phages en absence d’infection (elles possèdent l’ADN du phage) Ex.: E. coli (lambda), E. coli (P1)

D) Prophage
* Forme latente du génome viral qui réside dans l’hôte sans le détruire Ex.: Prophage lambda de E. coli
- L’ADN du phage lambda s’intègre par recombinaison dans un site spécifique
du chromosome d’ E. coli et y demeure dans un état passif (prophage)

Question 35

Qui fait la transduction bactérienne?

Answer 35

La transduction bactérienne est un processus par lequel des fragments d’ADN bactérien sont transférés d’une bactérie donneuse à une bactérie réceptrice par l’intermédiaire de bactériophages, des virus qui infectent les bactéries. Les bactériophages, également appelés phages, sont des agents infectieux spécifiques des bactéries.

Question 36

Quelles sont les étapes du cycle lytique des bactériophages?

Answer 36

1. Attachement
2. Entrée de l’ADN du phage et dégradation de l’ADN de l’hôte
3. Synthèse de génomes virales et de protéines
4. Assemblée de phage
5. Libération

Question 37

Quelles sont les étapes du cycle des bactériophages tempérés?

Answer 37

Lysogénie :

1. Adsorption du phage et injection de l’ADN viral.
2. Intégration stable de l’ADN viral dans le chromosome bactérien, formant un prophage.
3. Réplication conjointe du chromosome bactérien et du prophage.
4. Inactivité virale pendant la lysogénie.

Cycle lytique :

1. Adsorption du phage et injection de l’ADN viral.
2. Réplication de l’ADN viral et transcription de gènes viraux.
3. Assemblage de nouveaux virions.
4. Lyse de la cellule hôte et libération des virions pour infecter d’autres cellules.

En résumé, les bactériophages tempérés peuvent entrer en lysogénie, où leur ADN est intégré au chromosome bactérien et reste inactif, ou en cycle lytique, où ils répliquent activement leur ADN et causent la lyse de la cellule hôte pour libérer de nouveaux virions.

Question 38

Quel est l’action des bactériophages sur les bactéries?

Answer 38

Milieu solide :

Les bactériophages peuvent former des plaques de lyse sur des milieux solides, où chaque plaque représente une zone où les bactéries hôtes ont été lysées par les phages.
Sur un milieu solide, les bactériophages peuvent former des zones de lyse claires appelées plaques de lyse, indiquant l’endroit où les bactéries ont été détruites.
Milieu liquide :

En milieu liquide, les bactériophages peuvent se reproduire et se multiplier en infectant les cellules bactériennes.
Ils libèrent de nouveaux virions après la lyse des cellules hôtes.
Plage de lyse :

La plage de lyse est la zone où les bactéries sont détruites par les bactériophages. Elle est observable dans les milieux solides où les phages forment des plaques de lyse.
Densité cellulaire :

Une densité cellulaire élevée peut inhiber la diffusion des bactériophages, réduisant ainsi leur capacité à infecter les cellules bactériennes.
À des densités cellulaires réduites, les phages peuvent mieux se diffuser et infecter les bactéries avec une efficacité accrue.

Question 39

C’est quoi la transduction bactérienne? Quels types existent? Quel est l’importance de la transduction bactérienne?

Answer 39

Transfert génétique au cours duquel un ou plusieurs gènes bactériens sont transmis d’une bactérie donneuse à une bactérie receveuse par l’intermédiaire d’un bacteriophage transducteur qui agit comme vecteur en transportant une portion du chromosome bactérien de la donneuse à la receveuse

Il existe deux types de transduction: généralisée ou spécialisée

**Importance de la transduction bactérienne (généralisée et spécialisée)
Transfert génétique horizontal ou latéral Cartographie du chromosome bactérien

Question 40

C’est quoi la transduction généralisée?

Answer 40

Transduction généralisée
- Transduction dans laquelle les phages tempérés ou virulents transportent un exogénote bactérien qui peut correspondre à n’importe quel fragment du chromosome de la bactérie donneuse.

Ex. : P1/ E.coli, P22/ S. Typhimurium

Question 41

C’est quoi les deux étapes de la cinétique de la transduction généralisée?

Answer 41

Comme pour la transformation et la conjugaison, la cinétique de la transduction bactérienne consiste en deux grande étapes:

• Transfert de marqueurs génétiques de la donneuse à la receveuse par l’entremise d’un vecteur phagique
• Recombinaison de ces marqueurs au génome de la bactérie receveuse

Question 42

La cinétique de la transduction généralisée comprend quelles étapes?

Answer 42

1) Infection phagique des bactéries donneuses

2) Erreur lors de l’assemblage des phages (encapsidation)
- Lors de l’encapsidation du génome phagique, un court fragment d’ADN bactérien peut être incorporé (encapsidé) par erreur et au hasard dans la tête phagique, soit la formation d’un phage transducteur

3) Lyse des bactéries donneuses et libération de phages normaux et transducteurs - La très grande majorité (>99%) des phages produits sont normaux tandis qu’une minorité possèdent seulement de l’ADN bactérien dans leur capside (Phages transducteurs)

Les phages transducteurs ne contiennent pas d’ADN viral!
4) Infections des bactéries réceptrices par les phages normaux et transducteurs L’infection d’une bactérie par un phage transducteur (incapable de lyser la bactérie) produira un transductant (après intégration de l’ADN par recombinaison dans le génome de la bactérie réceptrice)

Question 43

Les phages transducteurs contiennent-ils d’ADN?

Answer 43

Non!

Question 44

Quelles sont les étapes de la transduction généralisée?

Answer 44

1. Le phage injecte son ADN.
2. Les enzymes du phage dégradent l’ADN de l’hôte.
3. La cellule synthétise de nouveaux phages qui incorporent l’ADN du phage et, par erreur, une partie de l’ADN de l’hôte.
   Formation d’un phage avec l’ADN donneur (phage transducteur).
4. Le phage transducteur injecte l’ADN donneur dans la cellule hôte réceptrice.
5. L’ADN donneur est incorporé dans le chromosome du récepteur par recombinaison. Cellule transduite.

Question 45

C’est quoi la transduction spécialisée?

Answer 45

• Transduction dans laquelle un phage tempéré, défectif pour une partie de son information génétique, a inséré, de manière stable dans son génome, un fragment d’ADN de la bactérie donneuse correspondant à quelques gènes bactériens spécifiques
  Ex.: lambda/ E. coli, 480/ E. coli

Question 46

Qu’implique la cinétique de la transduction spécialisée (ex. lambda / E.coli) ?

Answer 46

1) Libération du prophage du chromosome
d’une bactérie sauvage lysogène donneuse - Sous certaines conditions de culture (ex.: irradiation aux ultraviolets), le prophage devient susceptible à son excision du chromosome bactérien

2) Erreur d’excision du prophage

À l’aide d’enzymes phagiques spécifiques, il y a excision normale du prophage produisant ainsi un génome phagique et un génome bactérien intact

• Avec une fréquence très faible (10-6 à 10-7), il peut se produire une erreur d’excision suite à des clivages incorrects. Cette erreur d’excision produit des fragments hybrides d’ADN (ADN phagique + ADN bactérien)
• Puisque le prophage lambda s’intègre dans le chromosome bactérien entre les gènes bactériens gal et bio, certains phages transducteurs contenant gal [phage lambda défectif gal] ou bio [phage lambda défectif bio] peuvent être produits suite aux erreurs d’excision, d’où la transduction spécialisée

3) Lyse des bactéries donneuses et libération des phages normaux et des phages défectifs La majorité des phages libérés sont normaux tandis qu’une faible proportion sont transducteurs (fréquence de phages lambda défectifs: 10^-6 à 10^-7)

4) Infection de bactéries receveuses par des phages normaux/défectifs

5) Recombinaison homologue de l’ADN transduit au génome de la bactérie receveuse (transductant)

Question 47

En tant normale, quels sont les étapes de la transduction spécialisée?

Answer 47

Normalement :

-induction du phase lytique

-circularisation du génome phagique

-recombinason et excision du génome

-réplication du génome excisé

-assemblage des phages

-lyse cellulaire et libération des phages

Question 48

Rarement, quels sont les étapes de la transduction spécialisée?

Answer 48

rarement :

-induction du phase lytique

-circularisation du génome phagique

-mauvaise alignement du génome phagique

-recombinaison et excision

-réplication du génome excisé, contient des gènes chromosomiques, tous identiques

-assemblage des phages

-lyse cellulaire et libération des phages

-phages défectifs incapable de causer un cycle lytique, mais peuvent transmettre de l’ADN

Question 49

Peux tu expliquer les transfert suivants : transformation, transduction, conjugaison
(transfert plasmide) et conjugaison ( transfert chromosome) ?

Answer 49

Transformation :

La cellule donneuse libère de l’ADN dans le milieu.
Une cellule receveuse capte cet ADN et l’incorpore à son propre génome.
Transduction :

Le virus (phage) infecte une cellule donneuse, entraînant la fragmentation de son chromosome.
Lors de l’assemblage des nouveaux virus, des fragments d’ADN bactérien peuvent être incorporés dans le virus.
Ce virus infecte alors une cellule receveuse, transférant ainsi le matériel génétique de la cellule donneuse à la cellule receveuse.
Conjugaison :

Une cellule donneuse contenant un plasmide se connecte à une cellule receveuse via un pont cytoplasmique.
Le plasmide est transféré de la cellule donneuse à la cellule receveuse.
Conjugaison avec transfert chromosomique :

Une cellule donneuse contenant un fragment de chromosome intégré dans son génome se connecte à une cellule receveuse via un pont cytoplasmique.
Le fragment de chromosome est transféré de la cellule donneuse à la cellule receveuse.

Question 50

Résumé Échange d’information génétique chez les bactéries

Answer 50

1) Transformation
Streptocoque: R à S (non virulent à virulent) (Griffith)
ADN est l’agent transformant (Avery)
Compétence naturelle ou induite

2) Conjugaison
Auxotrophe à prototrophe (Lederberg et Tatum)
Contact physique (pilus), facteur de fertilité (F), transfert linéaire
Plamide (F, R, Col…), Hfr, F+, F-, F’(sexduction); cartographie

3) Transduction
Bacteriophage (virulent ou tempéré)
Généralisée ou spécialisée

Question 51

Le corps humain peut être comparé à quoi? Que transporte-t-nous? Quel est l’objectif de tous les êtres vivants ? Quel relation est importante?

Answer 51

Le corps humain peut être comparé à une multitude d’écosystèmes dans le sens où il est formé de plusieurs communautés de cellules qui vivent dans des conditions environnementales différentes (sec, humide, riche en nutriments, anaérobique…)

En plus des cellules eucaryotes qui nous constituent, il faut ajouter les microorganismes qui habitent les divers écosystèmes de notre corps. En fait nous transportons tous les jours plus de cellules procaryotes que nos propres cellules eucaryotes. En réalité nous pourrions renommer les divers systèmes qui nous composent d’écosystèmes (respiratoire, digestif, uro-génital, …)

Objectif de tous les êtres vivants: la survie

Relation d’équilibre ou homéostasie est importante,
sinon = infection  maladie

Question 52

C’est quoi le micorbiote humain? Il héberge combien de microorganismes?

Answer 52

Mélange de microorganismes que l’on trouve régulièrement dans un site anatomique spécifique (flore commensale, flore normale, microflore …)

Le corps humain héberge 1014 microorganismes

Question 53

Sachant que le foetus ne possède aucun microbiote, quel est l’origine du microbiote?

Answer 53

Colonisation au moment de la naissance par la flore vaginale et l’environnement (gens, nourriture, peau de la mère, …)
L’alimentation semble un facteur déterminant dans la colonisation bactérienne:

-L’enfant nourri au sein possède les mêmes espèces qu’un enfant nourri au lait maternisé, mais la concentration de chacune des espèces varie
-Ex.: Bifidobacterium bifidus en plus grande concentration que E. coli ou bacteroides chez les enfants allaités

-2 jours après la naissance la peau et les muqueuses sont colonisées, mais évolution…

-La composition majeure est obtenu vers 2-3 ans

-Preuve de leur présence:
Odeur (sueur, flatulence, haleine, plaque …)

Question 54

Quels sont les rôles du microbiote?

Answer 54

1. Interférence à la colonisation
   Effet de barrière (compétition, inhibition)
2. Contribution nutritionnelle et métabolique
   Digestion, vitamine B et K
3. Stimulation du système immunitaire
4. Source d’infections
   Opportuniste

Bénéfique: « bonnes bactéries »
Probiotiques/Prébiotiques

Question 55

Quel concentration de microbiote dans l’intestin grêle, bouche et le gros intestin (côlon)? Dans quels parties du corps il y a du microbiote?

Answer 55

Gros intestin : 10^11/ml
Bouche et oesophage : 10^10 bact totales.
Intestin grêle : 10^6/ml-10^8/ml-

Parties du corps en général:
Estomac
Peau
Urètre
Vagin
Gros intestin
Intestin grêle
Conjonctive
Oreille extérieur
Nez
Bouche et oropharynx

Question 56

Quel type de relation symbiotique les microorganismes ont-ils établi avec l’Homme ?

Answer 56

Mutualisme
Oui. Les micro-organismes apportent un certain bénéfice (vitamines produites par les bactéries du côlon). Chez les ruminants, les
micro-organismes (bactéries et protozoaires) de la panse sont indispensables car ils digèrent la cellulose.

Commensalisme : Oui. Certains micro-organismes tirent un avantage certain de l’hôte humain (nourriture, humidité, température) sans l’affecter

Parasitisme : Oui, lorsque seuls les micro-organismes en tirent profit. L’hôte est généralement lésé. Ex.: Pathogène lorsque l’hôte est affecté

Question 57

Les microorganismes commenseaux établissent un équilibre durable avec l’hôte sauf si quoi?

Answer 57

La relation entre un hôte et les microorganismes qu’il abrite est un équilibre précaire qui peut basculer en faveur de l’un ou de l’autre

-Normalement les microorganismes commensaux établissent un équilibre durable avec l’hôte. Ils profitent de l’hôte sans l’affecter. Ils peuvent même offrir une certaine protection contre l’invasion par les pathogènes (effet barrière)

-Par contre si par mégarde ils sont introduits dans un endroit qu’ils n’occupent pas normalement, ils peuvent se comporter comme des parasites et il peut s’en suivre une infection
Ex.: E. coli et infections urinaires

-De même si les défenses immunitaires de l’hôte sont affaiblies l’équilibre précaire peut être rompu à la faveur du microorganisme

**Pathogène opportuniste: microorganisme du microbiote qui devient pathogène dans certaines circonstances

Question 58

Quelle différence entre maladie transmissibe et maladie non transmissible?

Answer 58

Maladie transmissible:
- se transmet d’un hôte à un autre (directement ou indirectement)
= maladie contagieuse ex. : varicelle, MTS…

Maladie non transmissible: ne se transmet pas d’un hôte à un autre ex.: tétanos, septicémie…

Question 59

Pour induire une maladie, une bactérie pathogène doit faire quoi?

Answer 59

Pour induire une maladie, une bactérie pathogène doit conserver un réservoir et pouvoir être transportée vers un hôte pour y entrer

Question 60

Quelles sont des origines de l’infection EXOGÈNES?

Answer 60

Exogène: think food buffet, éternuement, mouches, hand shake
- Agents infectieux proviennent de l’extérieur de l’organisme (grippe, rhume,…)
- Contamination par des personnes (animaux) infectées, vecteurs, environnement

Transmission directe: - D’un hôte à une autre personne (toux, éternuements, contact corporel (MTS))

Transmission indirecte: - Agents pathogènes dispersés dans l’environnement par un hôte infecté (air, sol, eau, aliments, …)

Transmission par un vecteur: - Organisme différent de l’humain qui transmet les agents
pathogènes d’un hôte à une autre personne

Transmission par des aliments: - Viande cru, conserves mal préparés, …

Question 61

Quelles sont des origines de l’infection ENDOGÈNES?

Answer 61

• Agents infectieux proviennent de l’intérieur de l’organisme suite à un déséquilibre entre l’hôte et les microorganismes qu’il abrite.
• Suite à un affaiblissement du système immunitaire, rupture d’une barrière, infection d’une plaie,…

Question 62

Quelle différence entre incidence et prévalence? (fréquence)

Answer 62

Incidence
Nombre de nouveaux cas dans une période donnée
Ex. 56 000 cas de sida en 2007 aux USA

Prévalence
Nombre total de cas à une période donnée
Ex. 1 185 000 cas de sida en 2007 aux USA

Question 63

Quelles différences entre maladie sporadique, maladie endémique, maladie épidémique et pandémie? (fréquence)

Answer 63

Maladie sporadique
-Apparaît qu’occasionnellement et par cas isolés (ex. fièvre typhoïde)

Maladie endémique
-Constamment présente (ex. le rhume)

Maladie épidémique
-Grand nombre de cas dans un courte période de temps (ex. la grippe)

Pandémie
-Maladie épidémique à l’échelle mondiale

Question 64

Quelles différences entre maladie aigue, maladie chronique, maladie subaigue, et maladie latente (gravité et durée)?

Answer 64

Maladie aiguë
- Évolue rapidement mais dure peu longtemps (ex. la grippe)

Maladie chronique
-Évolue lentement mais constamment présente ou resurgit périodiquement (ex. mononucléose, tuberculose)

Maladie subaiguë
-Se situe entre aiguë et chronique

Maladie latente
-Inactif pendant une période +/- longue (ex. zona)

Question 65

Quelles sont les différents types de dommages causés à l’hôte?

Answer 65

-Infection locale

-Infection généralisée (systémique)

-Sepsie: état inflammatoire toxique

-Septicémie (empoisonnement du sang):
multiplication de pathogènes dans le sang

-Bactériémie: présence de bactérie dans le sang

-Toxémie: présence de toxine dans le sang

-Virémie: présence de virus dans le sang

-Infection primaire et infection secondaire

Question 66

Quelles sont les 5 phases du cycle infectieux?

Answer 66

Période d’incubation;
Période prodromique;
Période d’état;
Période de déclin;
Période de convalescence

Question 67

C’est quoi la phase d’incubation,
caractéristiques et durée? (cycle infectieux)

Answer 67

-Phase comprise entre l’entrée du microorganisme dans l’hôte et l’apparition des premiers symptômes de sa présence

Caractéristiques:
- Silencieuse, sans symptômes
- Porteur peut cependant transmettre la maladie

Durée:
- Très variable selon l’agent infectieux en cause
Jours: Scarlatine 4, varicelle 15, oreillons 21
Semaines: Tétanos 1 à 3
Mois: Tuberculose, rage Années: Sida

Question 68

C’est quoi la phase prodromique (cycle infectieux) et symptômes?

Answer 68

-Intervalle généralement court, apparition des premiers symptômes: Fièvre, courbatures, malaises non spécifiques ne permettant pas de poser un diagnostic précis.

Question 69

C’est quoi la phase de période d’état (cycle infectieux)?

Answer 69

-Phase la plus aigüe (invasion), signes et symptômes en intensité maximale

-Apparition des signes spécifiques permettant de diagnostiquer la maladie

Question 70

C’est quoi la phase de déclin?

Answer 70

-Signes et symptômes s’estompent

Question 71

C’est quoi la phase de convalescence?

Answer 71

Rétablissement des fonctions normales de l’organisme et réparation des dommages tissulaires le cas échéant : retour à l’homéostasie

Question 72

C’est quoi l’exaltation? Quelles sont les deux types et leurs caractéristiques?

Answer 72

Exaltation: Augmentation progressive de la virulence (potentiel d’agression)

Naturelle
-Microorganismes plus virulents en période d’épidémie qu’en période normale

Expérimentale
-Transferts successifs d’un microorganisme pathogène sur des hôtes sensibles.
Mécanisme inconnu

Question 73

C’est quoi l’atténuation et les caractéristiques des deux types?

Answer 73

Atténuation: Perte graduelle de la virulence

Naturelle
-Conditions plus favorables aux microorganismes moins virulents
-Perte de l’information génétique conduisant à la virulence

Expérimentale
-Vieillissement des cultures, actions de divers agents physiques (lumière, température) ou chimiques
-Repiquages successifs sur certains milieux de culture

Question 74

La virulence est importante pourquoi?

Answer 74

La virulence est variable
►Important pour la mise au point de vaccin (BCG, bacille de Calmette et Guérin, Sabin contre la polio). Pouvoir pathogène atténué n’affecte pas le pouvoir immunogène. Un organisme vivant mais atténué est généralement plus immunogène qu’un organisme mort

Question 75

Quels sont les facteurs de risque d’infection chez l’hôte?

Answer 75

Un certain nombre de facteurs de l’hôte le sensibilise aux maladies infectieuses

A) L’âge
B) Le stress (fatigue, exercice, changement climatique)
C) État nutritionnel
D) Prédispositions génétiques
E) Facteurs environnementaux
F) Circonstances favorables

Question 76

Comment l’âge peut être un facteur de risque d’infection chez l’hôte?

Answer 76

Jeunes:
- système immunitaire immature
- microbiote intestinal moins bien développé
- barrière placentaire chez le fœtus
- anticorps maternels

Personnes âgées:
- baisse des défenses antimicrobiennes
- moins de mictions (hypertrophie de la prostate)

Question 77

Comment le stress (fatigue, exercice, changement climatique) peut être un facteur de risque d’infection chez l’hôte?

Answer 77

La cortisone produite en grande quantité en période de stress réduit la réponse anti- inflammatoire et donc la stimulation de la réponse immunitaire

Question 78

Comment l’état nutritionnel peut être un facteur de risque d’infection chez l’hôte?

Answer 78

-La résistance aux maladies infectieuses est plus élevée chez une personne bien nourrie (protéines, vitamines, etc) que chez celle souffrant de malnutrition

-Nutriments nécessaires au maintien et renouvellement des tissus
Ex.: Vitamine C/scorbut; sucres/carie dentaire

-Modification du microbiote intestinal

Question 79

Comment les prédispositions génétiques
peuvent être un facteur de risque d’infection chez l’hôte?

Answer 79

-Selon les gènes hérités un individu possède un système immunitaire +/- efficace

-Mutation F508del dans le gène CFTR (fibrose kystique/mucoviscidose)

-Mutation delta 32 dans le gène CCR5: résistance VIH-1

Question 80

Comment les facteurs environnementaux
peuvent être un facteur de risque d’infection chez l’hôte?

Answer 80

• Salubrité, surpopulation, installations sanitaires, qualité de l’eau, situations géographiques, conditions climatiques, latitude

Question 81

Comment les circonstances favorables
peuvent être un facteur de risque d’infection chez l’hôte?

Answer 81

-Tout événement (rupture d’une barrière naturelle, affaiblissement du système immunitaire) qui permet à un organisme pathogène de pénétrer et de se multiplier à l’intérieur d’un hôte

-Accidentelle: brûlure, traumatisme, éraflure
-Chirurgicale: incision, points de suture
-Affaiblissement du système immunitaire (immunosuppresseurs, HIV, cancers, etc.).

** De nombreuses personnes contracteront une infection à la suite de leur admission dans un établissement de santé (infection nosocomiale)

Question 82

L’interaction de quels facteurs contribue aux infections nosocomiales?

Answer 82

-La présence de microorganismes dans le milieu hospitalier
-L’état d’affaiblissement de l’hôte
-L’existence d’une chaîne de transmission

Les infections de voies urinaires, suivi des infections de la peau (et autres infections), suivi des infections d’une plaie chirurgicale, suivi de bactériémie et les infections des voies respiratoires inférieures sont les causes majeurs d’Infections nosocomiales.