Chapitre 7 - Diversité du monde procaryote (Archées) Flashcards
D’où proviennent les Archaea?
Ils sont une évolution divergente des Eubactéries.
Quelles sont les caractéristiques des Archaea? Diversité? Reproduction? Environnements?
- Diversité élevée morphologique et physiologique
- Reproduction: Fission binaire, bourgeonnement, fragmentation. (asexuée tjrs - pas de mélange de matériel génétique)
- Environnements aquatiques et terrestres extrêmes, Température ou concentration de sel élevée.
Pourquoi les Archaea sont-elles difficiles à cultiver?
Puisque leur milieu de culture est difficile à élaborer.
- Grande diversité morphologique et physiologique, ont donc des métabolismes extrêmes.
Quelle est l’origine du nom Archaea?
Provient des organismes retrouvés dans environnements ressemblant à des conditions primitives/anciennes, donc les archées sont similaires aux anciennes bactéries.
De quoi est constitué la paroi cellulaire des archées? Fonction?
Parois cellulaires: Fonctions similaires aux autres parois cellulaires
- Constitué de pseudomuréine (au lieu de muréine chez bactéries), autres polysaccharides ou protéines.
Expliquer la composition des parois cellulaires de Gram + et - . Archées
Gram + : Épaisse, uniforme, plusieurs couches de pseudomuréine (retiennent le violet de cristal)
Gram - : Ne retiennent pas le violet de cristal
Qu’elle est la composition de la couche S chez les archées et ou est-elle située?
Couche S:
- attachée à la membrane cytoplasmique
- couche de protéines ou lipoprotéines
Y a-t-il présence de membrane externe chez les archées?
Oui mais cela est très rare. Il s’agit d’exception.
Y-a-t-il des archées qui n’ont pas de parois cellulaire? ex.
Oui quelques espèce sans paroi. Organismes vivent dans environnement ou la pression osmotique extérieure est plus élevée.
Ex. Thermoplasma
Quelle est la fonction de la membrane cellulaire chez les archées? et sa composition?
- Fonctions similaire + structures similaires, mais biochimie différente
- Lipides différents : 1 chaîne hydrophobe avec 2 têtes hydrophiles (typique des archaebactéries)
- Alcools à longue chaîne
- Monocouche - exclusif aux archaebactéries, ce qui augmente la rigidité.
Donner 2 exemples d’indicateurs d’archée et comment ils fonctionnent?
- Crénarchéol : indicateur de crenarchaeota dans picoplancton.
- Thaumarchéol : provient d’un embranchement d’archaebactéries, indicateur de Thaumarchaeota dans le picoplancton. (SI ON A PRÉSENCE DE THAUMARCHÉOL DANS ÉCHANTILLON, ON SAIT QU’IL Y A PRÉSENCE D’ARCHÉES DU GRAND EMBRANCHEMENT DES THAUMARCHAEOTA)
- Thaumarchéol est donc un indicateur d’archées. (lipide/alcool)
Décrire la génétique et la biologie moléculaire des archées. (chromosome, taille, G+C%, Gènes, plasmides)
- Chromosome unique, circulaire (comme eubactéries)
- Taille du chromosome est inférieur aux eubactéries
- G+C% = 21-68%
- Gènes n’ont pas les mêmes fonctions que ceux des eubactéries. (fonctions inconnus)
- Quelques plasmides présents
Existe-t-il un mécanisme d’échange d’ADN chez les archées?
Oui il existe un seul mécanisme d’échange d’ADN chez les archées.
- La transformation.
Décrire la transformation (mécanisme d’échange d’ADN).
Transformation : échange matériel génétique entre les procaryotes (organismes à proximité) du même milieu.
- Une cellule lyse et libère son matériel génétique pour qu’une autre cellule le capture.
- 20% des gènes des archées correspondent aux gènes bactéries et 80% des gènes on ne connait pas la fonction.
- Donc bactéries lysent et archées capturent le matériel génétique.
- Mais les modalités moléculaires fines sont à déterminer
Décrire la composition des ribosomes, la traduction et transcription, réplication chez les archées
Ribosomes: 70S - comme chez les eubactéries
- Mais la résistance des ribosomes aux antibiotiques (fonctionnement) est comme les eucaryotes
- Traduction - comme chez les eucaryotes
- Transcription et réplication presque comme les eucaryotes, ce qui supporte l’arbre de la vie (ancêtre commun entre eucaryotes et archées)
Comment fonctionne la résistance des archées aux antibiotiques?
- Antibiotiques vont agir directement sur le mécanisme d’assemblage des ribosomes.
Elle fonctionne comme la résistance des eucaryotes, étant donné que leurs ribosomes fonctionnement de manière similaire. - Archées et eucaryotes sont sensibles à l’anisomycine et résistants au kanamycine et chloramphénicol. (antibiotiques agissant sur ribosomes)
Quels organismes sont sensibles à l’anisomycine?
Les archées et eucaryotes
Quels organismes sont sensibles au kanamycine et chloramphénicol?
Les eubactéries.
Donc, Archées et eucaryotes sont résistants à ses antibiotiques.
Quelle est la composition des acides aminés chez les archées?
Ils possèdent les 20 acides aminés présents chez les bactéries + 2 supplémentaires.
- Sélénocystéine - rare ailleurs que chez les archées
- Pyrrolysine - typique des archées.
En ce qui concerne la taxonomie des archées, il y existe 3 phylun. Nomme-les.
- Crenarchaeota
- Thaumarchaeota
- Euryarchaeota
Que représentent les Crenarchaeota, définition du terme?
(crene = source), organismes qui ressemblent à l’ancêtre des archées.
Que représentent les Thaumarchaeota, définition du terme? Ou les retrouvent-on?
thauma = merveille (retrouvé dans picoplancton)
- Phylum récent
- présent dans environnement marins
Que représentent les Euryarchaeota? définition du terme? ou les retrouvent-on?
(eurus : large)
- Environnements et métabolismes variés
Les archées thermophiles/hyperthermophiles font partie de quel phylum des archées?
Les Crenarchaeota
Quelles sont les caractéristiques des thermophiles/hyperthermophiles? (O2, source d’énergie, ou les retrouvent-on?, température de croissance?)
- Anaérobies strictes
- S: source d’énergie (accepteur final de la chaîne de transport d’électrons)
- Sources sulfureuses et solfatares (volcans)
- Température de croissance optimale au dessus de la température d’ébullition (en raison de la pression élevée - présence d’eau liquide nécessaire à la vie)
Donner un exemple d’archée thermophile/hyperthermophile et ou la retrouve-t-on?
ex. Pyrodictium : dans les fosses abyssales (105-110 C)
Qu’elle est la température maximale théorique de croissance des organismes vivants?
ATP perd sa stabilité à 150 C, donc c’est la température maximale.
Quel organisme a la température de croissance la plus élevée?
Geogemma = peut croître à 121 C
Quels sont les 5 types d’archées dans le phylum des Euryarchaeota?
- Méthanogènes
- Haloarchae/halophiles
- Thermoplasmes
- Thermophiles extrêmes métabolisant le S(0).
- Archaebactéries réduisant le SO4.
Ou retrouve-t-on les archées méthanogènes? 4 ex.
Dans des milieux riches en matière organique
- ex. Rumen, intestins d’animaux
- Dans les boues de digesteurs
- Site d’enfouissement : Montréal
- Marais/cimetières (matière organique en grande quantité) : CH4
Quelles sont les caractéristiques des archées méthanogènes?
- Produisent du méthane (CH4)
- Anaérobies strictes
Quel est l’effet du méthane sur l’environnement?
Le méthane augmente le réchauffement climatique. (augmente l’effet de serre)
- Une molécule de méthane = 20 molécules de CO2.
Comment sont causés les feux follets?
Feux follets = combustion spontanée par méthane (CH4) entrant en contact avec O2
Que fait-on avec la boue de digesteurs?
Récupération pour le chauffage (de bâtiments ou de serres)
Combien de CH4 donne 1 kg de matière organique?
1 kg de matière organique = 600 L de CH4.
Qu’est ce qui est libéré lors de la fonte du pergélisol?
Libération de méthane.
Dans environnement arctiques, continuellement gelés, le méthane est enfoui dans le sol à état stable.
- Dégélation = libération de méthane
- Avec réchauffement climatique : libération de CH4 = augmentation des gaz à effet de serre.
Exemple d’archée méthanogène retrouvée dans le microbiote intestinal humain.
Methanobrevibacter
Vrai ou faux: Les archées causent des maladies dans l’intestin humain.
Faux: Elles ont une implication dans certaines maladies intestinales ( ex. Crohn et colite ulcéreuses), car corrélation entre le nombre d’archées et les pathologies)
- Mais, les archées ne causent pas la maladie, créent des environnements propice aux maladies.
- Pas d’archaebactérie pathogène identifiée
Quelles sont les demandes nutritionnelles des Haloarchae/halophiles?
- Demandes nutritionnelles complexes
- Concentration de NaCl min = 1.5M, optimale = 3-4M (17-23%), max = 6,3M (36% - saturation)
Qu’arrive-t-il aux halophiles si la concentration de NaCl tombe sous 1,5M?
Désintégration des halophiles.
Ou retrouve-t-on les halophiles? (2)
- Mer salées, ex: mer morte
- Marais salants
D’où vient la pigmentation rouge des mer salées? ex.
Provient de la production de caroténoïdes chez les archées ainsi que d’un type d’algue
ex. Lac Hilier Australie
Quel est la fonction du caroténoïde?
- Photoprotection, protègent les cellules archéennes du soleil.
Quel est un exemple d’euryarchaeota faisant la photosynthèse sans chlorophylle?
Halobacterium
Comment l’halobacterium obtient-il son énergie?
- Par photosynthèse sans chlorophylle ni bactériochlorophylle
- Archaeorhodopsine - pigment similaire à celui de l’oeil des mammifères (rhodopsine), capture l’énergie lumineuse et la transforme en énergie chimique, mais différent du pigment utilisé dans les autres organismes photosynthétiques.
Utilisation des archaeorhodopsine (1)?
Biopuce - élaboration d’ordinateurs basés sur ce pigment photosynthétique pour échanger les électrons.
Quelles sont les caractéristiques des Thermoplasmes ou thermoacidophiles?
Température, pH, paroi, membrane?
- Température de croissance = 55-65 C
- pH = 1-2
- Absence de paroi
- Membrane cytoplasmique rigide (composition chimique particulière)
- Flagellé - Thermoplasma
Ou retrouve-t-on les Thermoplasmes (thermoacidophiles)?
Retrouvé dans rejets de mines de charbon, donc organismes avec valeurs nutritionnelles complexes
Exemple d’un Thermoplasme?
Thermoplasma - flagellé
Caractéristiques des Thermophiles extrêmes métabolisant le S(0). (Temp, O2, structure ext.)
- Température de croissance : 88-100 C
- Organisme anaérobie
- Flagellés
Exemple d’organisme Thermophiles extrêmes métabolisant le S(0).
Pyrococcus furiosus.
Caractéristiques des archaebactéries réduisant le SO4. (Température et paroi)
- Température de croissance : 83 C
- Paroi - glycoprotéines seulement.
Ou retrouve-t-on les archaebactéries réduisant le SO4?
Dans les fontaines hydrothermales (83C)
Exemple d’une archaebactérie réduisant le SO4.
Archaeoglobus
Quelles sont les 2 types d’archées dans le phylum des Traumarchaeota?
- Mésophiles
2. Psychrophiles/mésophiles
Quels sont les rôles des archaebactéries mésophiles, Traumarchaeota?
- Oxydation de l’ammoniaque
2. Cycles de N2 et C
Ou retrouve-t-on les psychrophiles/mésophiles, Traumarchaeota? Caractéristique avec d’autres organismes?
- Picoplancton en profondeur (100- 5000m) - même quantité que eubactéries
- Symbiose : éponge et concombre de mer
Combien y a-t-il d’archébactéries psychrophiles vs d’eubactéries psychrophiles dans le picoplancton?
Environ la même quantité
Quel pourcentage de la biomasse représentent les archées psychrophiles?
environ 20% de la biomasse = Taumarchéol - psychrophile
Ou avons-nous découvert des archées ? (nouveaux environnements)
- Dans les intestins des mammifères.
- Implication dans certaines pathologies (maladies inflammatoires de l’intestin) = Colite ulcéreuses et Maladie de Crohn (pas cause mais peut-être relation, car il n’y a pas d’Archaebactéries pathogènes identifiée.
- Conditions d’infection peuvent favoriser une augmentation de la quantité d’archée dans l’environnement intestinal.
- Personnes avec maladies intestinales ont une proportion plus élevée d’archée présente mais pas de relation cause à effet.
Comment est-ce que le CH4 contribue au réchauffement planétaire? Gaz à effet de serre.
Le CH4 capte et emprisonne les rayons UV.
Quel microorganisme eubactériens a les mêmes caractéristiques membranaires que les Thermoplasmes?
Les Mycoplasmes chez les eubactéries n’ont pas de paroi cellulaire comme les Thermoplasmes.
