8. Extrêmophiles et acidophiles Flashcards
Pourquoi les microorganismes extrêmophiles représentent-ils un challenge pour nous humains?
- Difficilement accessibles
- Difficile de reproduire leur conditions environnementales
- Culture difficile car conditions difficiles à reproduire
Pourquoi ces organismes représentent un intérêt pour nous humain ?
- Car ces organismes ont des enzymes fonctionnelles qui peuvent être très intéressantes pour plusieurs applications (enzymes fonctionnelles en condition salée, acide , T° élevé , basse T°, etc !
Nommez quelques caractéristique qui font d’un environnement un environnement extrême :
- Le froid
- La chaleur
- L’acidité
- La sécheresse
- L’exposition aux rayonnements ultraviolet
- Salinité
- Pression hydrostatique
pH (acide vs alcalin)
Pour la prochaine section, je vais présenter des habitats, parlez moi des caractéristiques qui font de cet environnement un environnement extrême:
1. La Vallée de McMurdo en Antarctique 2. Source géothermiques du parc Yellowstone au USA 3. Drainage minier acide (DMA) 4. Les déserts (ex: Atacama au Chili) 5. Cheminées hydrothermales 6. Les fond marins
- La Vallée de McMurdo en Antarctique
- Caractéristique = FROID
- Un des plus froid et sec connu
- T° moyenne air = -27,6°C et sol = -26.1°C
- Lac gelé en permanence (épaisseur varie)
- Source géothermiques du parc Yellowstone au USA
- Caractéristique = Chaleur
- Large éventail de de T°, pH et caractéristiques géochimiques
- Découverte de la pol Taq ( Thermus aquatiqus) = utilisé en PCR
- T° peut aller jusqu’à 100°C
- Drainage minier acide (DMA)
- Caractéristique = Acidité !
- Résulte de modifications anthropogéniques (dans les pilles de minerai contenant
de l’argent, du cuivre, de l’or, du zinc, du plomb sont souvent riche en pyrite - L’exposition de la pytite à l’air et à l’eau = production acide ++
- Les déserts (ex: Atacama au Chili)
- Caractéristiques = sécheresse et rayonnement
- Chaud ou froid et aride/semi-aride
- Les conditions limites grandement la production primaire et donc la biodiversité
- T°, non disponibilité en eau, l’exposition à la lumière ++ = limite la vie
- Acatama : peut être des années sans pleuvoir
- Cheminées hydrothermales
- Caractéristique : Absence d’É solaire
- L’eau chaude chargée de minéraux passe au travers des fissures à cause du
mouvement de convection du magma - Les fissures ressemblent à des cheminées à cause des sédiments qui se sont
accumulés autour d’elles. - T° pouvant aller jusqu’à 400°C
- Eau des cheminées: ø d’O2, riche en CO2, H2S, CH4, H2, H2, Fe2+, Zn2+, Cu2+
- Les fond marins
- Caractéristique : grande pression (énorme)
- Les effets sont mal connus , mais la pression influence l’équilibre et la vitesse des
rx (microchangement de volume)
1- Définissez un microorganisme extrêmophile:
2- Nommez des classes d’extrêmophiles et leur adaptations associées :
- À quel domaine les extrêmophiles appartiennent-ils ?
- Définissez un microorganisme extrêmophile:
- Des mo qui réussissent à croître dans des conditions qui étaient considérées comme incompatibles avec la vie avant leur découverte - Nommez des classes d’extrêmophiles et leur adaptations associées :
- Acidophiles et thermophiles (acide et haute T°)
- Psychrophiles (diminution de T°)
- Alcalinophile (alcalin)
- Halophiles (sel)
- Piézophiles (pression)
- Radiorésistant (résiste à un certain type de radiation)
- Xérophite (résiste à la sécheresse)
- À quel domaine les extrêmophiles appartiennent-ils ?
- Aux archées (mais b et autres types de mo peuvent aussi l’être)
Définissez les archées en général comme domaine :
- Ressemble au b (trait morphologiques)
- Niveau génétique et biochimique (expression génétique, transcription et
traduction) ressemble aux eucaryotes - Retrouvée dans des environnements normaux et non-extrêmes (sol, eau de mer,
eaux usées) - Aucun archée pathogène isolé, mais présence dans le microbiote humain
- Niveau génétique et biochimique (expression génétique, transcription et
Vrai ou faux, les archées sont capables de faire du transfert horizontal de gènes entre elles, mais aussi avec les b et certains eucaryotes.
- Vrai
Vrai ou faux, les archées pour la plupart sont non cultivables:
- Vrai
Parlez-moi du matériel génétique et de la structure en général des archées :
- Un seul chromosome circulaire
- Pas de paroi de peptidoglycane
- Couche de glycoprotéines appelée couche-S (perméable ++, laisse passer ++)
- Membrane plasmique présente, mais les phospholipides diffèrent structurellement
des phospholipides bactériens. - Présence d’un archaellum (ressemble à un pillus de type IV retrouvé chez les
bactéries)
Expliquez à quoi sert l’archaellum ( qui ressemble à un pillus de type IV retrouvé chez les bactéries)
- Système de transport
- Creu au milieu, les protéines vont passer à l’intérieur pour le construire (Protéines impliquées dans l’architecture de l’archaellum)
Qu’est-ce que la pseudomuréine chez les archées ?
- La paroi des archées est sans peptidoglycane, elle contient une couche de surface de protéines ou une couche-S fait de pseudomuréine (ressemble au peptidoglycanes).
Comment sommes-nous venu à la conclusion que les archées se rapprochent davantage des eucaryotes ?
- Comparaison des structures des ARN polymérase des b, eucaryotes et archées.
- Travaux de Woese et Fox sur l’ARN ribosomal 16S (18S chez les eucaryotes) sont venus ajouter des preuves de cette divergence entre les b et les archées !
Nommez les deux groupes principaux des archées:
- Crenarchaeota (principalement des thermophiles)
2. Euryarchaeota (halophiles et méthanogénèse)
Pourquoi dit-on que les archées ont joués un rôle important dans la recherche génétique ?
- Les recherches génomiques des archées ont menées à l’annotation des gènes encore non identifiés chez l’humain
- Ils ont permis d’identifier la fonctions de certains gènes chez certaines plantes
Qu’est-ce qu’un microorganismes acidophiles ?
- Des mo qui croissent dans l’extrémité acide de l’échelle de pH
- Pas de limite de pH claire
- Un pH optimal de croissance plus petit que 3 = 3 acidophile extrême
- Enzyme dont la structure et la stabilité est optimale en conditions acides.
- Plusieurs sont également thermophiles puisque ces 2 conditions se retrouvent
fréquemment dans le même environnement.
Vrai ou faux, les archées sont les championnes des thermoacidophilles, les mo acidophiles non thermophiles sont plus des b.
Vrai
Vrai ou faux : Acidithiobacillus thiooxidans (bacille aérobie stricte) et Acidithiobacillus ferrooxidans (bacille mésophile anaérobie facultative) sont 2 espèces acidophiles bien connues et étudiées. Elles sont chimiolothotrophes et extraient leur énergie de composés acidophiles. A. thiooxidans utilise le S0, mais A. ferrooxidans utilise le FeS, FeS2 et le S0 pour extraire leur énergie.
Vrai
Pourquoi Acidithiobacillus thiooxidans (aérobie stricte) et Acidithiobacillus ferrooxidans sont deux bactéries importantes ?
Parce qu’elles sont centrales dans les procédés de biolixiviation de métaux à partir de minerai pauvre.
Pourquoi l’ajout de A. ferroxidans aide à extraire les métaux du minerai ?
- Elle colonise la pyrite (pH acide), elle va accélérer les rx via l’utilisation de la pyrite dans son métabolisme et la production de fer ferreux (augmente la vitesse d’environ 1000x)
Ceci n’est pas une question, parce que honnêtement qui se poserait ce genre de question O.o …
Certains mo eucaryotes (comme les algues microscopiques Euglena) tolèrent les pH> 3 et ont un pH optimal de croissance de 5,5 . Elles sont à la base de la production primaire dans leur environnement acide. Elles ont également une résistance élevée à certains métaux dont le Cd, le Co, le Cu et le Zn.
On lâche pas ! Pour vrai ça achève ;)
Quelles sont les deux principales adaptation qui permettent aux mo acidophiles de survivre dans leur enviro ?
- Pompe à protons qui expulsent des ions H+ (pour conserver le pH du cytoplasme ~5,0 -6,5)
- Les protéines doivent subir des modification pour rester fonctionnelles (a.a. acides à leur surface)
Que pourrait causer un changement de la charge globale d’une protéine de mo acidophile ?
- La destruction de la protéine causant un changement de conformation majeur.
Pourquoi les acidophiles doivent-ils garder un pH intracellulaire neutre ?
- Pour maintenir leur enzyme fonctionnelle
- pH optimal de fonctionnement près de 7
Pourquoi le potentiel de membrane est important chez les acidophiles ?
- Il est à la base de la conversion de l’ATP et du mouvement du flagelle
