Cours 1 : Introduction et méthodes d'identification Flashcards

1
Q

Combien y a-t-il d’espèces de microorganismes différentes sur Terre?

A

1 trillion, alors que seulement 30 000 sont connues.

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2
Q

Pourquoi y a-t-il un aussi grand nombre de microorganismes?

A

Car les bactéries évoluent depuis très longtemps. Plus l’évolution est longue, plus le nombre d’espèces est grand.

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3
Q

Vrai ou faux. Les microorganismes affectent directement le climat.

A

Vrai! Ils ont un rôle important dans les cycles biogéochimiques et peuvent interagir avec les animaux et les plantes, ce qui apporte des conséquences directes sur le climat.

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4
Q

Pourquoi n’utilise-t-on plus autant qu’avant le dogme des 5 royaumes pour illustrer la diversité?

A

Car il est peu représentatif de la diversité. Lorsqu’on utilisait ce principe, c’était surtout pour étudier les macroorganismes. Ainsi, avec l’apparition des études de génomique, on considère ce dogme erroné ou incomplet.

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5
Q

Comment se nomme la classification actuelle du vivant?

A

Les trois domaines de la vie.

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6
Q

Vrai ou faux. On retrouve des microorganismes dans les trois branches de l’arbre de la vie.

A

Vrai.

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7
Q

Vrai ou faux. Les virus sont inclus dans l’arbre de la vie.

A

Faux! La classification se base sur l’analyse de l’ARN 16S ou 18S, qui sont présents dans les cellules. Les virus n’étant pas des organismes cellulaires n’en possèdent donc pas.

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8
Q

Je décide de faire un échantillonnage dans le lac Ouareau pour voir quels microorganismes sont présents. Est-ce que les microorganismes seront les même à la surface et dans le fond du lac?

A

Non! Les caractéristiques physico-chimiques peuvent varier selon la profondeur, ce qui peut modifier la composition des espèces des microorganismes à la surface et dans le fond du lac.

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9
Q

Nommez les différents niveaux en ordre de la classification biologique hiérarchique.

A
Domaine
Règne
Phylum
Classe
Ordre
Famille
Genre
Espèce
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10
Q

Quelles sont les questions fondamentales de l’écologie microbienne?

A
  • Qui est là? (diversité)
  • Combien sont-là? (Abondance)
  • Qui fait quoi? (Fonctionnalité)
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11
Q

Quel est le pourcentage de microorganismes qui sont cultivables?

A

1%

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12
Q

Comment peut-on répondre à la question combien sont-là avec un examen au microscope?

A

Avec un hémacimètre.

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13
Q

Si on veut observer la sporulation au microscope, quel microscope doit-on utiliser?

A

On peut utiliser le microscope à contraste de phase.

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14
Q

Avec quel instrument peut-on faire une énumération cellulaire à l’aide d’un microscope?

A

Avec un hémacimètre.

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15
Q

Nommez deux limitations à l’utilisation du microscope pour identifier les microorganimes.

A
  • Les divers types n’ont pas toujours une morphologie distincte.
  • Seulement les microorganismes abondants (>10^6/mL) sont observables. Donc, si on en a pas assez, les microorganismes apparaissent moins souvent au microscope.
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16
Q

À quelles question de l’écologie microbienne on peut répondre en utilisant un microscope à fluorescence?

A

Combien sont-là? Car on peut associer la fluorescence et numéroter les cellules avec la cytométrie en flux.

Qui est là? Car on peut dans une certaine mesure identifier les microorganimes par leur morphologie et leur taille.

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17
Q

Quels sont les deux types de microscopie à fluorescence? Nommez et expliquez-les.

A

Non spécifique : Les colorants fluorescents agissent sur une classe de biomolécules spécifiques : comme les acides nucléiques.

Spécifique : Les Ac contre une molécule spécifiques sont couplés à un fluorophore, ce qu’on nomme l’immunofluorescence, qui peut être directe ou indirecte.

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18
Q

Pourquoi l’ATP est un bon indicateur de toutes les cellules vivantes?

A

Car l’ATP a une courte demi-vie après la mort de la cellule. Ainsi, on peut doser seulement les cellules vivantes. De plus, la concentration intracellulaire en ATP est assez stable peut importe le stade de croissance ou l’état physiologique.

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19
Q

Comment peut-on faire un dosage de l’ATP?

A

En ajoutant de la luciférine dans un milieu avec présence d’oxygène et d’ATP, en présence de luciférase et de Mg2+, il y a formation d’oxyluciférase, qui émet de la lumière. Plus il y a d’ATP dans le milieu, plus la production de lumière est grande.

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20
Q

Comment peut-on quantitifier les lipides?

A

Les lipides peuvent être extraits avec du chloroforme, après sonication pour éclater les cellules. Il y a alors séparation de l’eau qui contient les protéines et les acides nucléiques, et du chloroforme contenant les lipides.
Les phospholipides sont ensuite méthylés et purifiés pour produire des méthyles esters d’acides gras.

Il y a ensuite séparation et quantification par chromatographie gazeuse.

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21
Q

Les méthodes de quantification de substances spécifiques permettent de répondre à quelle question de l’écologie microbienne?

A

Combien sont-là?

22
Q

Nommez un exemple de pigment pouvant être quantifié et l’utilité.

A

Chlorophylle A dans les océans pour observer la biomasse d’algues.

23
Q

Qu’est ce que la technique CLPP?

A

C’est une technique utilisée pour déterminer le profil métabolique d’une communauté.

Il s’agit de mettre des microorganismes dans une plaque 96 puits, avec différents substrats et sources d’énergie, et un colorant redox. La coloration révèle l’utilisation d’un substrat, qu’on peut ensuite quantifier en mesurant l’absorbance avec un lecteur de plaque.

24
Q

Quelle technique de quantification émet de la lumière?

A

Le dosage de l’ATP.

25
Q

Nommez les avantages aux techniques classiques.

A
  • Peu dispendieuses
  • Très disponibles
  • Quantification possible.
  • Bonne indentification de la diversité et complexité d’une communauté
  • Études physiologiques et phénotypiques possibles.
26
Q

Nommez les désavantages aux techniques classiques.

A
  • Demandent beaucoup de temps et de manipulation
  • Analyse immédiate des échantillons requise, sinon on modifie l’environnement.
  • Sélection des milieux adéquat essentielle.
  • Croissance des microorganismes est souvent nécessaire.
27
Q

Nommez les 4 techniques classiques.

A

1) Isolement direct
2) Dosage de substances spécifiques
3) Examen au microscope
4) Analyses physiologiques.

28
Q

Dans le cas de la microscopie à fluorescence, le fluorophore est un intercallant de l’ADN. Vrai ou faux.

A

Faux.

29
Q

Quelle est l’étape commune à toutes les études faites sur l’ADN?

A

Isoler l’ADN!

30
Q

En mesurant la quantité d’acides nucléiques dans un échantillon, à quelle question fondamentale de l’écologie microbienne peut-on répondre?

A

Combien sont-là?

31
Q

Quelle est la quantité d’acides nucléiques dans une cellule?

A

environ 24 fg :

  • 4 fg d’ADN
  • 20 fg d’ARN
32
Q

À quelle longueur absorbent les molécules suivantes:

  • AN :
  • Protéines :
  • Sucres ou phénols
A

AN : 260 nm
Protéines : 280 nm
Sucres/phénols : 230 nm

33
Q

Comment peut-on doser l’ADN par fluorescence?

A
  • Intercallants d’ADN
  • Courbe standard
  • Dosage
34
Q

Quelles sont les deux techniques principales utilisées pour mesurer la quantité d’acides nucléiques?

A
  • Dosage de l’ADN par spectrophotométrie

- Dosage de l’ADN par fluorescence

35
Q

À quelle question fondamentale de l’écologie microbienne peut-on répondre à l’aide des techniques d’électrophorèse sur gel d’agarose?

A

Dans une certaine mesure, on peut répondre à la question qui est là?

36
Q

Pourquoi dans la technique DGGE, il y a des différences dans la migration des différents produits PCR d’un même organisme?

A

Les petites différences dans la séquences dues aux mutations et aux changements causent la différence dans la migration, car ils ne se dénaturent pas au même moment.

37
Q

Quelle est la limitation de la technique DGGE?

A

Plusieurs copies 16S-ARN dans le même génome peuvent avoir des séquences différentes, ce qui fait qu’on pourrait identifier 2 microorganismes, alors que non.

38
Q

Qu’est ce que la technique RFLP, en bref?

A

Il y a formation d’un profil de digestion de l’ADN avec des enzymes de restriction, suivi par une électrophorèse sur gel d’agarose.

39
Q

Vrai ou faux : Pour simplifier une RFLP, il est possible d’effectuer d’abord une PCR, puis de faire la digestion avec les enzymes de restriction.

A

Vrai!

40
Q

Quelle est la limitation de la technique RFLP?

A

La limitation se situe au niveau du choix des enzymes de restriction, qui influencent la spécificité. En effet, 2 enzymes de restriction ne feront pas du tout le même patron RFLP.

41
Q

Expliquez brièvement la technique AP-PCR.

A

C’est une amplification non spécifique du génome. Ainsi, on utilise une amorce non spécifique pour faire une PCR à basse température, et on obtient alors plusieurs amplifications non spécifiques, mais une empreinte spécifique à chaque échantillon, et on peut les comparer entre eux par la suite.

42
Q

Quelles sont les limitations de la technique de profils des plasmides?

A
  • Faux négatifs : Perte du plasmide

- Faux positifs : Transfert du plasmide entre bactéries.

43
Q

À quelle question fondamentale de l’écologie microbienne peut-on répondre à l’aide des techniques de séquençage?

A

On peut savoir exactement qui est là?

44
Q

Vrai ou faux. L’ARN16S/18S est retrouvé seulement chez les bactéries, les archées et les champignons.

A

Faux! Il est retrouvé chez tous les organismes.

45
Q

Vrai ou faux. Si on veut observer les relations distantes entre les organismes, on va observer les régions les plus variables de l’ARN16S/18S.

A

Faux! C’est l’inverse :

  • Si on veut observer des relations distantes, on regarde les régions hautements conservées.
  • Si on regarde des relations proches, on regarde les régions variables.
46
Q

Expliquez la méthode pour identifier un microorganisme à partir de l’ARN 16S/18S.

A

1) Préparation des échantillons. À partir de la biomasse, on commence par extraire l’ADN. On peut ensuite faire une PCR pour amplifier les gènes 16S de l’ARNr, ou passer par un clonage pour faire une banque génomique puis un criblage de l’ARNr 16S. Lorsqu’on a le gène 16S, on peut faire un séquençage automatique pour caractériser phylogénétiquement chaque membre de la population.
2) Séquençage automatisé de l’ADN qui est apide, fiable et efficace. On a 4 fluorochromes qui se fixent tous à une base spécifique. En regardant le patron des pics, on peut ensuite savoir exactement la séquence de l’ARNr 16S/18S.
3) Comparaison avec des séquences connues dans une base de donnée : obtention de l’identitié et de la phylogénie.

47
Q

Quelle est l’utilité de la phylogénie basée sur les gènes spécifiques? Donnez un exemple et la procédure à suivre.

A

On peut identifier des microorganismes avec des pouvoir métaboliques spécifiques. Par exemple, pour identifier un microorganisme qui fixe l’azote, on veut isoler l’opéron nif. Pour ce faire, on amplifie par PCR avec des amorces capables d’amplifier le gène nifH chez tous les organismes.

48
Q

Qu’est ce que la métagénomique?

A

C’est le séquençage complet des génomes dans une population.

49
Q

Quelle méthode fait intervenir des enzymes de restriction?

A

RFLP

50
Q

Nommez les avantages des techniques moléculaires?

A
  • Analyse haut débit en peu de temps
  • Pas de croissance requise ou d’expertise
  • Congélation possible
  • Transferts plus faciles des échantillons et des résultats entre laboratoires
  • Seuil de détection très faible.
51
Q

Nommez les désavantages des techniques moléculaires

A
  • Difficultés à standardiser les méthodes d’extraction
  • $$$
  • Sélection des amorces et des sondes est cruciales, sinon ça pourrait occasionner des biais de détection.
52
Q

Vrai ou faux. Lorsqu’on veut cribler avant un séquençage, il est nécessaire d’ajouter une étape de clonage?

A

Vrai!