9. Microorganismes Thermophiles Flashcards
Les environnements qui atteignent des T° chaudes comme les sources d’eaux chaudes, les cheminées hydrothermales, les geysers permettent aux mo thermophiles et hyperthermophiles de se multiplier près de l’origine de la source de chaleur. Quel genre de mo peut se développer si on s’éloigne un peu de la source de chaleur ?
Communauté mésophile (mo non thermophiles)
Dites moi quelles sont les 4 classe de mo thermophiles et leur T° associée :
- Thermotolérants :
- croissent à ~30°C, mais tolèrent jusqu’à 50-65°C). C’est les moins tolérantes. - Thermophiles :
- croissent à > 45°C - Thermophiles extrêmes :
- croissent min 50°C ( T° optimale de croissance ~65°C, limite supérieure ~80°C) - Hyperthermophiles (majoritairement des archées):
- Min 55°C pour croître, peut aller jusqu’à ~80-105°C
Parlez-moi des organismes thermophiles eucaryotes uni-c et multicellulaires :
- Eucaryote uni-c T° max de survie = 65°C
- Encaryote pluri-c T° max = 50°C
Parlez-moi de la source du Dragon aitué au Parc national de Yellowstone :
- Eau acide (pH 3.1)
- T° varie entre 66°C - 73°C
- Carbone dissous
- S0 forme des flocs blanchâtres qui sont à la base d’une communauté microbienne capable de recycler le soufre
Parlez-moi des 2 types de mo qui colonisent les flocs de soufre :
- Archées respirant le soufre
S0 —-> H2S ou polysulfide S-S-S-S - Archées et b oxydatives du soufre
Sulfure H2S ——-> S0 et parfois en sulfate SO42-
- C’est deux types sont interdépendants et maintiennent un cycle de soufre dynamique
Vrai ou faux .Parlons des sources hydrothermales et des grands fonds océaniques.
- Elles sont situés principalement à la jonction des plaques tectoniques
- Les sources hydrothermales sont énergétiquement indépendante parce qu’elles sont réchauffées par la chaleur radiante de la Terre.
- L’eau des sources hydrothermales s’infiltre dans la croûte terrestre, se charge en minéraux et perd son O2 avant de sortir par es cheminées océaniques.
- Elles sont situés principalement à la jonction des plaques tectoniques
- Vrai - Les sources hydrothermales sont énergétiquement indépendante parce qu’elles sont réchauffées par la chaleur radiante de la Terre.
- Vrai - L’eau des sources hydrothermales s’infiltre dans la croûte terrestre, se charge en minéraux et perd son O2 avant de sortir par es cheminées océaniques.
- Vrai
Expliquez pourquoi à la base des cheminées océaniques on retrouve une communauté chimiolithotrophe:
- À cause de la rencontre entre l’eau chaude des cheminées et de l’eau froide de l’océan
- L’eau chaude est chargé de minéraux réduits servant de donneurs d’électrons
- L’eau froide est chargé de minéraux oxydés servant d’accepteurs d’électrons.
Contrairement à un environnement de surface, la chaine alimentaire des cheminées hydrothermales repose sur la chimiosynthèse (au lieu de la photosynthèse). Expliquez pourquoi :
- Les producteurs primaires font de l’oxydoréduction en fixant le carbone inorganiques (CO2 ou CO) pour générer de la biomasse. Ils tirent leur énergie en catalysant des rx exergonique (entre un composé réduit donneur d’électrons(H2, H2S, CH4) et composé oxydants accepteur d’électrons (O2,SO42-,SO32-‘NO32-,Fe3+) ).
- Il est important de savoir que c’est les sources hydrothermales qui fournissent les composés réduits (donneur d’é). Aussi, c’est l’eau de mer qui fournit les composés oxydants. Les composés oxydants fournis par la mer sont donc produits par la photosynthèse à la surface. Donc les composés riches en O2 retrouvés dans les fonds marins et les formes de vie qui les utilisent sont tributaires des photons solaires.
Quels sont les seuls mo vraiment indépendant de la fusion solaire (ou presque) dans les fonds marins, pourquoi ?
- Les archées méthanogènes
- Les sources libèrent du CO2 à son état d’oxydation maximale.
- Les archées méthanogènes vont utiliser ce CO2 afin d’oxyder le H2 en CH4.
- Donc ils sont complètement indépendants de la fusion solaire et puisent donc leur énergie de la fusion au cœur de la planète.
Expliquez les 3 mécanismes connus pour effectuer le transfert du carbone inorganique bactérien vers un niveau supérieur de la chaine trophique (sources hydrothermales)?
- Endosymbiose entre une bactéries et un invertébré
- Vers n’a pas de bouche ni de système digestif pour assurer leurs nutrition
- Les b chimioautotrophes oxydatives du soufre colonisent la surface interne de ces vers
- Les bactéries oxydent le H2S du sang du vers et fixent le CO2 en composés organiques servant de nourriture au vers
- Les bactéries sont donc dans un environnement toujours riche en nourriture ! - Jardinage microbien
- Les moules et d,autres invertébrés maintiennent en culture des b
- Dasn des structures spécialisées comme des tentacule sou des branchies
- Elles vont les récolter et les consommer toujours en gardant un peu pour initier la prochaine culture = garde-manger vivant ! - Consommation directe des bactéries sous forme libre, en filament ou en tapis
- Crabes et crustacés peuvent se nourrir de producteurs primaires présents autour des cheminées hydrothermales = prédation
Qu’est-ce que les conditions extrêmes font sur les mo habituellement s’ils n’ont pas les mécanismes leur permettant de survivre ?
- Dénaturation des protéines
- Dénaturation des membranes cellulaires
- Dénaturation du matériel génétique
Nommez les 3 grandes catégories d’adaptation des mo vivant en milieux extrêmes:
- Adaptations membranaires
- Adaptations nucléiques
- Adaptation protéiques
Pourquoi les archées sont-ils à la base mieux adaptés aux milieux thermophiles (que les bactéries ) ?
- Liens éther entre les phospholipides et le glycérol (b = ester) et les chaines d’acide permettent de résister à l’hydrolyse
- Portion lipidique différente composée d’unités isoprènes répétées. Permet de résister à l’oxydation.
- La stéréochimie du carbone central de la molécule de glycérol est inversée par rapport aux bactéries
Parlez-moi de la portion lipidique des phospholipides chez les bactéries:
- Saturation et longueur !
- Dans la membrane : Chaines d’acides gras non branchées (~16-18 carbones de longueur) saturées ou non
- Le point de fusion est différent en fct de la longueur des acides gras. Un point de fusion plus élevé= membrane plus stable à la chaleur
Expliquez les 3 mécanismes mis en place par les hyperthermophiles pour assurer l’intégrité de leur matériel génétique:
- Enrichissement de la proportion en GC dans les ARNr et ARNt
- Plus de pont H entre GC = augmente T° de dénaturation
- Ça réflète l’importance de conserver un mécanisme de traduction efficace et précis malgré les hautes T° - Stabilisation à l’aide de ligands de petites tailles
- Présence d’ions comme Na+, K+, Mg2+ pour protéger l’ADN db face à des hautes T°
- Ces ions forment une armure protectrice autour de la colonne de sucre-phosphate hautement négative et aide au repliement des acides nucléiques
- Présence de polyamines chez les thermophiles extrêmes. Ils servent aussi à neutraliser les charges - des phosphates. - ADN gyrase inverse
- Habituellement l’ADN gyrase traditionnelle introduit un superenroulement négatif à l’ADN
- La gyrase inverse fait des superenroulements + qui aident à la stabilité thermique.
- Aussi cet enzyme serait potentiellement impliquée dans la réparation de l’ADN ainsi que dans l’expression génique et la régulation des gènes exprimés en conditions de stress thermique.
