Cours 1 Flashcards
Contribution à la biomasse des bactéries? Abondance ?
13% de la biomasse
Abondance de 10^30
Définitions d’une espèce?
Traditionnelle: taxonomie basée sur une mixture de phénotypes et morphologie.
Moderne: similarité génomique.
- tous les membres sont descendants d’un ancêtre commun.
- une espèce = similarité à 97% de la séquence de l’ARNr 16s et protéines homologues.
Qu’est-ce que l’ARNr 16s ?
La petite sous-unité du ribosome conservée chez les bactéries et les archées.
Nommer les classes taxonomiques pour les bactéries.
Domaine
Règne : n’existe pas pour bactérie
Embrachem/Phylum
Classe
Famille
Genre
Espèce
Définition de genre.
- Un seul ancêtre commun
- Similarité séquence ARNr 16s à 95%
Définition embranchement/phylum.
- Un seul ancêtre
- Similarité de la séquence de l’ARNr 16s à 75%
Nomenclature d’espèce
Genre + epithète
En italique
Vrai ou faux. Les phylums ont des ancêtres communs il y a des milliards d’années.
Vrai
Combien y a-t-il de phyla?
> 170 mais seulement 4 contiennent 90% des bactéries cultivables.
Qui a donner la définition des trois domaines de la vie ? Comment ? Quelle autre avancée ?
Carl Woese en 1977,1985
Par le séquençage de la petite sous-unité ARNr 16s (procaryote) et 18s (eucaryote), ce qui ajouta le domaine des archées aux deux domaines déjà existants.
Il a aussi donné la définition des phyla par séquençage de 16s (ce qui définira 10 phyla en 1977.
Comment est mesuré le temps de génération maximale? Combien de temps dure-t-il ?
Il est mesuré à température optimale et en présence de nutriments préférés.
Il dépend de l’espèce:
10 mins pour V. natrigens
20 mins pour E. coli
16 heures pour M. tuberculosis
Que se passe-t-il pendant une génération?
La bactérie maintien sa forme (diamètre) et de divise. Duplication de tout son contenu.
Combien de phase possède une courbe de croissance typique ?
4 phases.
Phase de latence
Croissance exponentielle
Phase stationnaire
Phase de déclin
Expliquer l’équation :
Cette équation permet de mesurer le temps de génération dans la phase exponentielle.
Pendant la phase exponentielle le temps de génération tD est constant.
La formule indique le nombre de bactéries en relation avec le temps passé et la temps de génération constant pendant la phase exponentielle.
La croissance est inversement proportionnelle au temps de génération :
Petit tD = croissance plus élevée
Grand tD = croissance moins élevée
𝛾 = ln 2 /tD :
En sachant le temps de génération on peut calculer 𝛾 (taux de croissance spécifique/vitesse de croissance)
Pourquoi est-ce que la phase exponentielle (phase de croissance) est favorisé par beaucoup d’études scientifique ?
Car la croissance pendant cette phase est indépendante de l’état avant l’experience (les bactéries se comportent maintenant de façon homogène). Les bactéries sont dans un état physiologique optimale, croissance uniforme, croissance à taux constant..
Quelles sont les deux méthodes pour mesurer la croissance des bactéries (nombre de bactéries) ? Avantage et désavantage?
1) Par dilution en série.
Avantage : mesure seulement vivant.
2) Par densité optique (spectrophotomètre)
Désavantages : mesure mort et vivant, la relation n’est linéaire que pour des concentrations faibles.
Pourquoi la relation n’est linéaire qu’à des concentrations faibles lors de la mesure de croissance au spectrophotomètre ?
Parce qu’à haute concentration, l’appareil a tendance à sous-estimer la quantité de bactéries.
Densité optique: expliquer la formule.
OD = k • c
Densité optique/absorbance (OD) est proportionnelle à la concentration bactérienne • le facteur de proportionnalité qui dépend de la longueur d’onde choisie de l’appareil.
LCUB
Last Commun Universal Bacterium
Comment une bactérie survit à long terme dans des conditions limitées ?
Elle forme des cellules dormantes ou spores (métaboliquement presque inactif)
De quoi dépend la tolérance à différentes températures ?
La stabilité des protéines.
En quoi consiste le marquage immunogolf pour la miscroscopie électronique ?
Un anticorps primaire reconnaît et se lie à une protéine d’intérêt.
Un deuxième anticorps lié à une nanoparticule d’or se lie à l’anticorps primaire.
La nanoparticule d’or donne un fort signal dans la microscopie électronique.
Qu’est-ce que la protéine FtsZ ? Protéine identifiée par immunomarquage.
C’est une protéine essentielle pour la division. Elle forme des polymères et changent de conformation, ce qui est possiblement responsable de la constriction de la cellule pendant la division.
Découvert en 1999
En quoi consiste l’immunofluorescence pour la microscopie optique ? Marquage directe vs indirecte.
Elle implique un anticorps marqué avec une molécule fluorescente (fluorophore organique)
Marquage directe : avec un anticorps primaire portant le fluorophore.
Marquage indirecte : avec un anticorps secondaire portant le fluorophore, qui reconnait l’anticrops primaire.
Quels sont les désavantages de l’immunomarquage?
- anticorps forment des liaisons non-spécifiques
- exigence de la perméabilisatonnde la cellule (à cause de la taille des anticorps)
- ne peut pas être utilisé dans les cellules vivantes
Comment fonctionne le marquage par des protéines fluorescentes ?
Implique la protéine GFP (obtenue d’une méduse).
3 acides aminés au centre de la protéine se transforment en un chromophore après maturation, qui émet de la lumière verte après avoir été éclairé par une lumière bleue.
Le gène codant pour la GFP peut être fusionné au gène d’une protéine d’intérêt.
Le contenu de E. coli (et bcp d’autres bactéries).
20-30% du volume est composé de macromolécules, le reste est de l’eau.
Répartition du 20-30% occupé:
50% = protéines
10-30% = ARN (majorité ARNr)
2-4% = Chromosome et plasmides
20% = Reste (phospholipides, peptidoglycane, lps, métabolites, ions)
Distance moyenne entre les protéines dans une bactérie.
2 nm (rayon d’une protéine typique)
Quel est le niveau de condensation du nucléoïde ? Quels sont les facteurs de condensations ?
1000x
Les facteurs sont:
- les ribosomes et autres macromolécules qui exercent une pression sur l’ADN chromosomique
- le surenroulemenr
- les protéines liées à l’ADN
Est-ce possible pour une bactérie d’avoir plus d’un chromosome ?
Oui. C’est inhabituel mais cela démontre la diversité du matériel génétique. Vibrio cholerae en possède deux.
Combien de plasmides possède les bactéries ?
1-50 copies par cellule d’un plasmide.
Est-ce qu’une bactérie peut changer de forme?
Pas vraiment. La forme d’une bactérie est typiquement rigide (change un peu lors de la croissance mais revient à la normale ex: élongation des bâtonnets lors de la division)
Exceptions: spirochètes et spiroplasma changent de forme pour la motilité, et mycoplasma change de forme parce que ne possède pas de paroi.
Quelle est la dimension typique d’une bactérie ? Pourquoi ?
1 micromètre (um)
Parce que plus une bactérie est petite plus son rapport surface/volume est important.
Bactéries dépendsnt de la diffusion pour le transport intracellulaire
Permet meilleur efficacité des échanges, croissance rapide, adaptation aux environnements pauvres en nutriements, élimination efficaces des déchets..
Qu’est-ce qu’une ultramicrobactérie ?
Cocci d’un diamètre de moins de 0,3 um se trouvant dans la mer (où les nutriements sont diluées)
Qu’est-ce que la diffusion?
Le mouvement aléatoire des molécules. (Contrairement au mouvement orienté)
Pourquoi ce ne sont pas toutes les bactéries qui sont petites ?
Pas clair mais :
Taille et nombre de l’ADN chromosomique, nombre de protéines, taille stockage de nutriements..
Anatomie bactérienne: points communs de toutes les bactéries.
Membrane plasmique, ribosomes, cytoplasme et un nucléoïde.
Presque toutes ont une paroi, presque toutes n’ont pas d’organites.
Les phospholipides sont amphipatiques. Définition amphipatique.
Partie hydrophile et partie hydrophobe.
Vrai ou faux. Les lipides de la membrane diffusent librement.
Seulement latéralement. Pour bascule ils ont besoin d’une enzyme dédiée.
Composition des phospholipides de la membrane.
Deux acides gras, un glycérol, un groupe phosphate et une molécule organique.
Que sont les lipoprotéines?
Des protéines périphériques faisant partie de la membrane plasmique.
Typiquement dans la membrane externe ou dans la couche externe de la membrane cytoplasmique.
Comment s’appelle le modèle classique de la membrane plasmique ?
Fluid mosaic model :
Protéine et lipides sont bien mélangés et fluides.
Comment est-ce qu’il a été découvert que les lipides de la membrane peuvent diffuser latéralement ?
Par une expérience FRAP : Fluorescnece Recovery Photobleaching
Les acides gras de phospholipides sont typiquement de quel longueur ?
Nombre pair. 16-18c
Qu’implique le nombre d’insaturation des acides gras des phospholipides?
Plus il y a d’insaturation, plus la membranes est fluide.
Qu’est-ce que l’adaptation homéovisqueuse ?
Régler (résister) la fluidité/viscosité en fonction de changements de l’environnement, notamment la température.
Comment fonctionne l’adaptation homéovisqueuse chez Bacillus subtilis?
Si la température baisse (membrane devient plus épaisse et rigide), la protéine senseur DesK (Histidine kinase) phosphoryle DesR, DesR activé indique à la cellule de synthétisé des désaturase (Des) qui vont modifier les lipides de la membrabe en ajoutant des liaisons doubles (rend membrane plus fluide).
DesK peut aussi agir comme phosphatase pour désactiver DesR dans une situation contraire.
Quelles sont les fonctions importantes de la membrane plasmique ?
Barrière semi-perméable (perméable à l’eau mais pas ions ni métabolites)
Porteur des protéines importantes (canaux et transporteurs, récepteur chimiotactique, chaine de transport des électrons)
Réservoir d’énergie (force proton motrice et tension électrique)
À noter: pas de stabilité mécanique, presque pas de stérol dans les membranes, mycoplasma n’a pas de paroi.
Transport passif vs actif
Passif: nécessite pas d’énergie
Ex : diffusion simple, diffusion facilitée, osmose.
Actif: requiert de l’énergie
Permet d’établir un gradient important de molécules à travers de la membrane
Transport actif primaire vs transport actif secondaire.
Primaire : utilise ATP directement, et le déplacement est contre le gradient.
Secondaire : gradient électrochimique (indirecte), et le mécanisme implique l’utilisation de l’énergie d’un autre gradient.
Qu’est-ce que la translocation de groupe?
Un mode de transport actif courant chez les bactéries.
Un groupe (généralement glucide) passe la membrane et est modifié chimiquement (irréversible) : généralement ajout de phosphate.
Qu’est-ce que le système Sec ?
C’est le principal système d’export des protéines à travers la membrane cytoplasmique chez les bactéries. Permet de transloquer des protéines depuis le cytoplasme vers la membrane (insertion) ou l’espace periplasmique (Gram -) et parfois à l’exterieur de la cellule.
Enveloppe bacterienne : monoderme vs diderme
Monoderme : gram +
Diderme : gram -
Attention : quelques gram - sont monoderme et quelques gram + sont didermes.
LUCB était probablement diderme
La paroi bactérienne est composée de quel sucre ?
NAM et NAG
Gram + possède un pont interpeptidique de 3 à 5 a.a (glycine)
Paroi bactérienne gram + vs gram -
Gram + : 20-80nm, acides téchoïque chargé négativement et acide lipotrichoïque.
Gram - : 3-6nm
Quel instrument est utilisé pour mesurer le profil de la cellule ?
Miscroscopie de force atomique.
Quelle est la fonction de la paroi?
La paroi peut résister à la pression osmotique de 1-20 atm, la paroi est nécessaire et suffisante pour la forme non-sphérique des bactéries.
Comment est-ce que la bacterie établie et change sa forme ?
Rôle important du cytosquelette.
FtsZ : homologue à la tubuline (requise pour division)
MreB : homologation de l’actin :
Ils sont liés physiquement aux enzymes qui créent la peptidoglycane. Les polymères sont courbés et leur orientation influence la direction de l’insertion des glycanes -> processus stabilisant la forme de bâtonnet.
À quoi sert la membrane externe chez les Gram négatives ?
Apport stabilité mécanique, barrière de perméabilité, protection, pathogénicité.
La membrane externe est relativement perméable grâce à quoi?
Porines, formé de tonneau bêta, qui laissent passer de molécules.
Différentes porines exprimé en fonction des conditions.
OMPf : faible T et osmoralité basse.
OMPc : conditions inverses
Comment est-ce que la bactérie régule l’abaondance relative des porines OmpC et OmpR ?
Par un système de régulation à deux composantes EnvZ et OmpR.
Osmolarité élevé = forme phosphorylée de OmpR = expression de OmpC et répression de OmpF.
Qu’est-ce que la couche S ? À quoi sert-elle?
Une couche protéique crystalline qui entoure la cellule. C’est la derniere derniere couche. Pas toujours présente.
Peut protéger contre attaque d’enzyme lytique (lyzozyme) et certains prédateurs.
Protège contre hautes concentrations de ions dans milieux
Adhésion
Que sont les inclusions?
Dépôts de réserves de nutriements
Que sont les vacuoles gazeuses ?
Vacuoles de gaz construites par des couches de protéines (bactéries aquatiques, pour nager à une profondeur déterminée)
Que sont les magnétosomes?
Pertmet la magnetotaxie. Compartiments de cristaux magnétiques de fer aligné par des polymères cytosquelettiques.
Rôles des pili et fimbriae
Adhérence et conjugaison
Types de flagelles
Monotriche : 1 seule
Amphitriche : 1 des deux côtés
Lophotriche : plusieurs d’un côté
Péritriche : partout
À quoi servent les flagelles et sont composées de quoi?
Mobilité (nager)
Filament
Crochet
Corps basal
Flagelle rotation horaire vs antihoraire
Antihoraire : course (ligne droite)
Horaire : tumble/culbute
Que sont les filaments axiaux ? (Endoflagelles)
Filament entre la paroi et la membrane externe.
Chez les spirochète et les spiriplasmas (sans paroi)
Principe de base du chimiotactisme
Suis un gradient de concentration
En présence d’un attirant elle reduit sa frequence de culbute
Chimiotactisme : comment se produit l’adaptation
Par une désenbilidation des récepteurs par la méthylation.
