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DIVERSITÉ MICROBIENNE (3984) > COURS 04 > Flashcards

COURS 04 Flashcards

1
Q

Décrivez les microorganismes extrêmophiles.

A
  • Ont besoin de chaleur pour se développer, vivre et se multiplier.
  • Ont besoin de conditions de pression, de chaleur, d’acidité hors normes pour les être humains
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Q

Est-ce que les micro-organismes extrêmotolérants ont besoin des mêmes conditions pour vivre?

A

Non, mais ils les supportent.

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3
Q

Décrivez les acidophiles.

A
  • Croissance à pH plus petit que 4 (optimal à 3)
  • Poly-extrémophiles
  • Milieux acides artificiels : effluents mineurs
  • Milieux acides naturels : sources volcaniques
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4
Q

Nommez les mécanismes d’adaptation aux pH faibles.

A
  • Pouvoir tampon du cytoplasme
  • Contrôle du flux de protons
  • Réparation des dommages
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Q

Qu’est-ce que le pouvoir tampon du cytoplasme?

A
  • Un éventail de molécules tampon contenant des acides aminés basiques capables de séquestrer les protons
  • Pompes à influx et efflux
  • Les bactéries acidophiles ne possèdent cependant pas un pouvoir tampon plus important que les neutrophiles.
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6
Q

Décrivez le contrôle du flux de protons.

A
  • Pores membranaires ont une taille réduite
  • Il y a création d’un potentiel de Donnan : les micro-organismes augmentent l’influx de K+
  • Dégradation des acides organiques
  • Pompes à protons et transporteurs secondaires
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7
Q

Comment fonctionne la dégradation des acides organiques?

A
  • Fonctionnent comme des agents découplants car ils sont capables de libérer un H+ qui va lier les électrons –> TOXIQUES
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8
Q

Décrivez la réparation des dommages.

A
  • Un nombre important de systèmes de réparation de l’ADN et des protéines
  • De nombreuses répétitions de systèmes de réparation de l’ADN dans le génome
  • Expression élevée de chaperonnes
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9
Q

Qu’est-ce que permettent les chaperonnes?

A

De réparer la structure secondaire des protéines en milieu acide (11% du protéame)

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10
Q

Est-ce que le caractère acidophile peut être transmit par transfert horizontal de gènes?

A

1) Nombreux plasmides et éléments mobiles ainsi que des mécanismes d’absorption et de transfert d’ADN ou de CRISPR
2) Certains gènes liées à la survie en milieu externe sont situés sur des éléments génétique mobiles

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11
Q

Que se passe-t-il avec les protéines sécrétées au niveau de la surface?

A
  • Plus de résidus chargés négativement
  • Moins de résidus chargés positivement
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12
Q

Que se passe-t-il avec les protéines sécrétées au niveau du site catalytique?

A
  • Pas de modifications.
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13
Q

Décrivez les acidophiles (ou basophiles).

A
  • Poussent à un pH > 9.
  • Dans tous les groupes de micro-organismes
  • Challenge pour maintenir la force proton-motrice
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14
Q

De quelle manière les acidophiles maintient la force proton-motrice?

A
  • Régénération de l’ATP lors de la respiration
  • Transporteur membranaires utilisant les protons
  • Source d’énergie pour les flagelles
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15
Q

Quels sont les mécanismes d’adaptation aux pH élevés?

A
  • Présence de système antiport Na+/H+
  • Présence de TUP dans la paroi co-polymère acide
  • Protéases alcalines adaptées
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16
Q

Nommez les températures moyennes des différents types de bactéries.

A
  • Bactéries mésophiles : entre 20 et 40 degrés
  • Bactéries psychrophiles : au-dessus de 20 degrés
  • Bactéries thermophiles : température élevées. Au-dessus de 45 degrés.
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17
Q

Quels sont les 2 types de thermophiles?

A
  • Primitives
  • Adaptatives
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18
Q

Décrivez le métabolisme du phylum Aquificae.

A
  • Source d’énergie : oxydation de l’hydrogène
  • Généralement aérobies stricts et microaérophiles puisque la solubilité de l’oxygène est très faible à haute température
  • Autotrophes
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19
Q

Décrivez la morphologie du phylum Aquificae.

A
  • Bâtonnets de 2 à 8um
  • Peuvent être filamenteux
  • Gram NÉGATIFS
  • Apparition possible de granules de sulfures en présence de sulfides
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20
Q

Décrivez le métabolisme du phylum Thermotogae.

A
  • Hétérotrophes
  • Anaérobies fermentatifs : utilisent les protons et les sulfures comme accepteur final d’électrons
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21
Q

Décrivez la morphologie du phylum Thermotogae.

A
  • Bâtonnets de 2 à 8um
  • Gram NÉGATIFS
  • Présence d’une toge
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22
Q

Nommez les différents mécanismes d’adaptation aux températures élevées des thermophiles.

A
  • Augmentation de la rigidité membranaire (acides gras ramifiés, saturés, à chaine longue)
  • Mécanismes de protection de l’ADN
  • Petites molécules fabriquées sur demande
  • Enzymes actives à haute température
23
Q

Décrivez les thermophiles primitives.

A
  • Dérivent d’un ancêtre THERMOPHILE
  • N’ont jamais été adaptées aux températures supérieures à 50 degrés.
24
Q

Décrivez les thermophiles adaptatives.

A
  • Dérivent d’un ancêtre MÉSOPHILE
  • Se sont réadaptées aux températures élevées
25
Q

Décrivez les mécanismes de protection de l’ADN.

A
  • N’ont pas un GC% plus élevé que les mésophiles
  • ADN plus stable et résistant à la dénaturation : force ionique plus élevée
  • Super-enroulement POSITIF de l’ADN (habituellement négatif)
  • Histone et protéines Histone-like permettent de stabiliser l’ADN
26
Q

Quelles sont les différences entre les enzymes de thermophiles et celles de mésophiles?

A
  • Hautement similaire : séquence homologue à 40-80%, structure 3D 100% superposables, mécanisme catalytique identique.
  • Enzymes thermophiles clonées chez des mésophiles demeurent thermophiles
  • Renforcement de la structure
27
Q

Vrai ou faux?
Certaines souches de thermophiles peuvent pousser à 120 degrés.

A

Vrai.
–> Au-delà de cette température, les acides aminés deviennent racémiques conduisant à la dénaturation irréversible des protéines

28
Q

Donnez les caractéristiques des thermotolérantes et thermorésistantes.

A
  • Résistent à un chauffage de 72 degrés pendant 15 secondes ou à 63 degrés pendant 30mins.
  • Certaines résistent à 88 degrés pendant 20 secondes.
  • Thermorésistante : ne sont PAS détruites par la pasteurisation.
  • ## Certaines bactéries forment des spores dont la résistance à la chaleur est supérieure à 100 degrés.
29
Q

Décrivez les psychrophiles et psychrotrophes.

A
  • Psychrophiles : incapables de survire au-delà de 20 degrés.
  • Psychrotrophes : mésophiles capables de survivre dans le froid mais pas nécessairement de se multiplier
  • 85% de la biosphère est constamment à des températures inférieures à 5 degrés.
  • Certains micro-org vivent dans des environnement avoisinants les -20 degrés
30
Q

Nommez les différents mécanismes d’adaptation aux basses températures.

A
  • Tréhalose et expolysacchaides
  • Membrane
  • Synthèse et activité protéique
  • Activité enzymatique
31
Q

Décrivez le mécanisme de tréhalose et expopolysaccharides.

A
  • Tréhalose est un dimère de glucose qui a un effet gagnant.
  • Les EPS
32
Q

Que font les EPS des psychrophiles?

A
  • Modifient l’environnement physico-chimiques des cellules bactériennes.
  • Participent à l’adhésion cellulaire aux surfaces et à la rétention d’eau
  • Favorisent la séquestration et la concentration des nutriments
  • Protègent les enzymes extracellulaires contre la dénaturation due au froid
  • Ensemble, le tréhalose et les EPS ont un effet cryoprotecteur
33
Q

Décrivez le mécanisme d’adaptation aux basses températures des psychrophiles au niveau de la membrane.

A
  • Diminution de la fluidité –> réduction des propriétés membranaires
  • Insertion de contraintes stériques au niveau des chaines d’acyl gras
  • Surexpression des composants membranaires
34
Q

Décrivez la synthèse et activité protéique des psychrophiles.

A
  • Interaction entre les brins d’ADN renforcées et risque d’apparition de structures secondaires d’ARN défavorables augmentée.
  • Protéines de liaison aux acides nucléiques.
  • Protéines d’acclimatation au froid.
  • Protéines antigel
35
Q

Décrivez l’activité enzymatique des psychrophiles.

A
  • L’adaptation aux milieux froids semble résulter d’un manque de pression sélective pour les protéines stables, en conjonction avec une forte sélection pour les enzymes hautement actives.
  • Synthèse d’enzymes actives à froid mais extrêmement sensibles à la chaleur
36
Q

Décrivez les barophiles.

A
  • Croissance optimale à une pression supérieure à 100kPa.
  • Retrouvés dans les fonds marions ou la pression est supérieure à 38 Mpa.
  • Généralement PSYCHROPHILES : elles poussent dans les fonds marins ou la température est froide (2-4 degrés).
  • Certaines sont MÉSOPHILES.
  • Barophiles strictes : ne peuvent PAS pousser à la pression atmosphérique.
37
Q

Quelle est la basophile la plus décrite?

A

Pyrococcus yayanossi.
–> Résiste à 150Mpa en laboratoire

38
Q

Nommez les mécanismes d’adaptation aux fortes pressions atmosphériques.

A
  • Modification de la composition membranaire : riche en acides gras mono et polyinsaturés.
  • Modification de la composition en acides aminés des protéines : moins d’acides aminés proline et glycine dont les chaines latérales sont très flexibles.
  • L’expression des protéines chaperonnes : facilite le maintient de la structure des protéines.
39
Q

Décrivez les halophiles.

A
  • Majorité sont des Archae.
  • Certaines espèces peuvent pousser à des concentrations en NaCl proches de la saturation
  • Archae halophiles ne survivent pas en dessous de 10 à 15% de NaClé
  • Dans les eaux salées de zones arides ou semi-arides
  • Morphologies très variées
40
Q

De quelle manière les bactéries et les Archaea halophiles sont différentes?

A
  • Habitats différents.
  • Évolutin dynamique.
41
Q

Ou sont retrouvées les bactéries halophiles?

A
  • Environnements à faible salinité avec la possibilité d’un ajustement rapide lors de changements dans la concentration en sel.
42
Q

Ou sont trouvées les Archaea halophiles?

A

À des salinités plus élevées
–> Exigent des concentrations élevées en sel pour maintenir leur structure.

43
Q

Que se passe-t-il lorsque la salinité augmente et quand elle baisse?

A
  • Salinité augmente : proportion d’Archae augmente.
    -Salinité baisse : proportion de bactéries augmente
44
Q

Décrivez les bactéries utilisatrices de métaux.

A
  • Nombreuses thermophiles et acidophiles sont retrouvées dans des sources contenant beaucoup de métaux.
  • Participent activement aux cycles biogéochimiques des métaux
  • Présence d’activités bactériennes aérobie et anaérobie
45
Q

Vrai ou faux?
Certaines thermophiles et acidophiles trouvées dans les sources sulfureuses sont impliquées dans le cycle du soufre.

A

Vrai

46
Q

Décrivez les bactéries sulfureuses.

A
  • Vertes et pourpres
  • Photosynthétiques anaérobies qui ont besoin de sulfide (S2-) pour pousser.
47
Q

Quelles bactéries sulfureuses peuvent accumuler du soufre dans des vacuoles?

A

Bactéries POURPRES.

48
Q

Décrivez Thiomargarita namibiensis.

A
  • La plus grosse bactérie jamais découverte
  • Capable d’associer le cycle du soufre et celui de l’azote
49
Q

Nommez les différentes applications des extrémophiles.

A
  • Lixiviation
  • Production d’enzymes
  • Production de solutés
  • Industrie agroalimentaire (yogourt et boissons probiotiques)
  • Production de biocarburant
  • Industrie information
50
Q

Qu’est-ce que la lixiviation?

A
  • Technique d’extraction de métaux d’intérêts économiques d’une roche
  • Utilise des micro-organismes capables de convertit les métaux de la forme solide à la forme soluble qui pourront ensuite être extraits.
  • Plupart sont ACIDOPHILES, MÉSOPHILES OU THERMOPHILES.
  • 2 méthodes : statique et dynamique
51
Q

Décrivez la production d’enzymes.

A
  • Polymérase : PCR. Stable à haute température et est produite par Thermus aquaticus.
  • Xylanases : industrie de la boulangerie et dans l’industrie du papier.
  • Nucléase H : production commerciale de l’agent exhausteur de goût.
52
Q

Est-ce que les bactéries extrêmophiles peuvent se développer et altérer des aliments?

A

Oui.
- Listeria monoytogenes est PSYCHROPHILE (charcuteries, produits laitiers et produits de la mer).
- Staphylococcus aureus est HALOPHILE (charcuteries, possons).

53
Q
A

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