bactério 2 Flashcards
Spécificités génétiques des bactéries :
Spécificités génétiques des bactéries :
* Haploïdie : une copie (Allèle) de chaque gène, expression facile des mutations
* Temps de génération court : expérimentation facile
* Reproduction asexuée : par division cellulaire, obtention facile de clones
* ADN bactérien :
Chromosome (indispensable) Plasmides (facultatifs)
Unique (exceptions)
Circulaire
Taille : 1 mm
Plasmides (facultatifs)
Petits
Multiples
Circulaires
Différents niveaux d’expression
✓ Taille très variable 6x10⁵bp à 10⁹bp
✓ Pas d’introns
✓ ARN messagers polycistroniques : possède plusieurs codons d’initiation et codons-stop sur un même ARN qui permet la synthèse de plusieurs protéines à partir du même ARN
Stabilité des espèces assurée par :
✓ Réplication chromosomique
✓ Transfert aux bactéries filles
✓ Réparation des erreurs
✓ Enzymes bactériens : restriction / modification
Caractéristiques des plasmides :
✓ ADN à double brin, circulaire, cytoplasmique douées de réplication autonome et de taille variable
✓ Médiateurs de propriétés permettant une meilleure adaptation des bactéries, non indispensables au métabolisme normal de la cellule-hôte
✓ Transmission naturelle d’une cellule à l’autre s’effectue par conjugaison, les autres modes de transfert sont possibles
✓ Sans spécificité d’hôte : diffusion entre espèces bactériennes différentes
Rôles des plasmides :
✓ À l’origine de la multirésistance :
Croisée : au sein d’une même famille
Associée : familles différentes
Co-transfert et co-sélection de ces gènes
Mutation :
:
Modification de l’ADN, donc de la séquence désoxyribonucléotidique, entraînant quelquefois une modification de la structure primaire de la chaîne polypeptidique correspondante (1 base changée peut entraîner un 1 aa changé).
S’exprime si :
* Nouveau codon = nouvel aa et site actif touché
* Si non silencieuse ou létale (le plus fréquent)
Caractères de la mutation :
* Spontanées : Seule est provoquée la sélection des formes variantes préexistantes dans une population bactérienne (cas de ATB).
* Induites : UV ou substances chimiques génotoxiques.
* Discontinues ou brusques : Apparait selon la loi du tout ou rien.
* Stables : Transmissible à la descendance.
* Rares : Mesurable par le taux de mutation (probabilité pour une bactérie de muter pendant une unité de temps définie (temps de génération). Il est de l’ordre de 10⁻⁵ à 10⁻¹⁰.
* Spécificité - Indépendance : La probabilité pour une bactérie de subir simultanément deux mutations distinctes est le produit des probabilités individuelles de ces mutations.
NB : En apparence, la présence de l’antibiotique est suivie de l’apparition de mutants résistants.
Acquisition de matériel génétique :
Transformation bactérienne :
Transfert d’ADN libre, qui est fixé et absorbé par des bactéries réceptrices, dites en état de compétence. Il doit y avoir de l’ADN libéré d’une bactérie (exogénote). Celui-ci doit être fixé sur une bactérie réceptrice en phase de compétence. L’absorption d’ADN polymérisé est suivie de recombinaison génétique avec acquisition de nouveaux caractères génétiques stables (recombinants ou transformants).
Ce transfert d’ADN bactérien est limité à quelques espèces comme Streptococcus, Neisseria, et Haemophilus.
Il est partiel : seule une partie de l’exogénote (1-2 % du génome) pénètre et se recombine si l’homologie est suffisante.
Conséquences :
L’émergence d’espèces résistantes aux antibiotiques, telles que pneumocoque et méningocoque.
Transfert de gènes de streptocoques buccaux mutants résistants
Une application « bénéfique » : nombreuses utilisations en biotechnologies : clonage
Conjugaison ou sexualité bactérienne :
Transfert de gènes par contact cellulaire.
Ce processus sexuel est uniquement apparent entre bactéries de “sexe différent” avec la formation d’un pont cytoplasmique permettant les échanges bactériens et celui du chromosome.
Le facteur de sexualité ou de fertilité (F) est un plasmide conjugatif permettant la synthèse de pili sexuels chez la bactérie donatrice ou mâle et donne la polarité au chromosome.
Le transfert d’ADN chromosomique se fait sans unique, orienté, progressif et en quelque sorte total (F+).
Caractéristiques :
Elle permet le transfert de gènes chromosomiques ou plasmidiques entre les bactéries à Gram (+) et à Gram (-).
Importance majeure dans la dissémination des gènes de résistance
Principal facteur d’évolution des bactéries, en particulier pour l’acquisition de la résistance aux ATB
Le transfert d’ADN chromosomique suivi de recombinaison est spécifique (intra espèces), mais limité, en particulier aux espèces à Gram (-)
Transduction :
Transfert d’ADN bactérien partiel, par l’intermédiaire de bactériophages (virus spécifiques des bactéries) dont le rôle est passif en tant que vecteur.
Le bactériophage est virulent et se multiplie dans la bactérie. Lors de la phase d’encapsidation, il incorpore de l’ADN bactérien fragmenté.
Caractéristiques :
Elle présente une incidence avec de nombreuses souches lysogènes.
Trois variantes conditionnent les autres caractères tels que :
La spécificité du ou des caractères transduits.
La fréquence de transduction.
Transduction :
Mécanismes de mobilité des gènes au sein d’une cellule :
Transduction :
Transfert d’ADN bactérien partiel, par l’intermédiaire de bactériophages (virus spécifiques des bactéries) dont le rôle est passif en tant que vecteur.
Le bactériophage est virulent et se multiplie dans la bactérie. Lors de la phase d’encapsidation, il incorpore de l’ADN bactérien fragmenté.
Caractéristiques :
Elle présente une incidence avec de nombreuses souches lysogènes.
Trois variantes conditionnent les autres caractères tels que :
La spécificité du ou des caractères transduits.
La fréquence de transduction.
La recombinaison
génétique ou non
Mécanismes de mobilité des gènes au sein d’une cellule :
* Transposons : éléments d’ADN qui peuvent se déplacer d’un endroit à un autre sur un même brin d’ADN ou sur un autre brin
* Séquences d’insertion : éléments transposables les plus simples
* Intégrons : Retrouvés exclusivement chez les bactéries, système naturel de capture, d’expression et dissémination de gènes
Physiologie bactérienne
Principaux éléments de la physiologie bactérienne :
Besoins nutritifs des bactéries :
Physiologie bactérienne
Principaux éléments de la physiologie bactérienne :
Besoins nutritifs des bactéries :
Source d’énergie
Composés minéraux ou organiques :
bactérie chimiotrophe
* Élément minéral : bactérie
chimiolithotrophe
* Élément organique : bactérie
chimioorganotrophe
Lumineuse : bactérie phototrophe
Sources de carbone
Bactérie autotrophe : CO2 exclusivement
Bactérie hétérotrophe : CO2 ou substances
hydrocarbonées (alcool, acide acétique,
acide lactique, sucres divers…)
* Source d’azote et de soufre
* L’O2 et l’H2 : apportés par l’eau et par l’aire
* Autres éléments : besoins inorganiques, ions, oligoéléments, facteurs de croissance
(auxotrophe)
Pénétration des nutriments dans les bactéries :
Tous les nutriments doivent traverser la paroi bactérienne puis la membrane cytoplasmique grâce à des protéines de transports et la diffusion libre (petit nombre de molécules)
La sortie des métabolites : même mécanismes ou lors de la lyse bactérienne
Conditions environnementales :
* Le pH : certaines bactéries se développent à pH
✓ Entre 6 et 8 bactéries neutrophiles (Escherichia coli)
✓ pH alcalin (>8) bactéries alcalinophiles (Pseudomonas)
✓ pH acide (<6) bactéries acidophiles (ex: Lactobacillus)
- La pression osmotique
- La pression osmotique : les bactéries ont une bonne tolérance générale au sel. Certaines
bactéries dites halophiles nécessitent du chlorure de sodium (vibrio parahaemolyticus) - La pression mécanique ou hydrostatique :
✓ Bonne tolérance générale à la pression
✓ Espèces des grands fonds marins sont barophiles - La température : cinq catégories de bactéries
✓ Mésophiles : 10 à 45°C (Optimum 30-37°C bactéries d’intérêt médicale)
✓ Psychrophiles : -15 à 20°C (optimum : 5-10°C) (Listeria monocytogenes)
✓ Thermophiles : poussent de 45 à 70°C
✓ Hyperthermophiles > 80°C - Exigences gazeuses : Quatre modes respiratoires :
✓ Aérobies strictes (exemple : Pseudomonas) nécessitant une teneur en oxygène
moléculaire suffisante pour pouvoir se multiplier
✓ Micro-aérophiles (exemple : Campylobacter) se développant si lorsque la teneur en
oxygène moléculaire est réduite (5%)
✓ Aéro-anaérobies facultatives (exemple : Escherichia coli) : la croissance n’est pas
affectée par la concentration en oxygène moléculaire
✓ Anaérobies stricts ne se développant qu’en absence d’oxygène (exemple :
Clostridium)
Croissance bactérienne :
Les milieux de culture : supports nutritifs stériles qui permettent la croissance bactérienne - Milieux complexes de réalisation empirique (extraits de viande, de levure, extraits
enzymatiques, protéines ou peptones) - Milieux synthétiques de composition définie
- Milieux semi-synthétiques
- Milieux d’enrichissement : permettent la croissance des bactéries exigeantes
- Milieux sélectifs : favorisent la croissance d ’un type bactérien particulier tout en
inhibant celle des autres types bactériens
Liquides : bouillons de culture en tubes ou en flacons
Solides : milieux gélosés en boîte de Pétri
Les bactéries : organismes asexués dont la reproduction a lieu par division cellulaire ou
reproduction binaire encore appelée scissiparité. La reproduction se fait selon trois phases : - Allongement de la bactérie
- Duplication des constituants
- Séparation
Temps de division et délais de croissance dépendent de l’espèce bactérienne et des
conditions du milieu extérieur
