COURS 15 - GÉNÉTIQUE BACTÉRIENNE Flashcards
modes de résistance et cibles des Ab - nommer les mécanismes qui permettent aux bact de résister aux Ab (3)
- altération de la perméabilité
- modification ou destruction de l’Ab
- modification ou changement de la cible
modes de résistance et cibles des Ab - nommer les cibles possibles des Ab (11)
- membrane
- synthèse ATP
- biosynthèse de l’acide folique
- paroi
- gyrases à ADN
- fragmentation de l’ADN
- polymérase a ARN
- synth des prots (sous-unités 50S du ribosome)
- synth des prots (sous unités 30S du ribosome)
- isoleucine aminoacyl ARNt synthétase
- facteur d’élongation EF-G
génomes, chromosomes et plasmides - ou est situé le matériel générique des bact
- dans une structure appelée nucléoide qui assure un empaquetage compact du mat génétique
génomes, chromosomes et plasmides - décrire les chromosomes bact
- la plupart des bact ont un seul chromosome circulaire
génomes, chromosomes et plasmides - que sont les plasmides
éléments extra chromosomiques capables de se répliquer de façon indépendante par rapport au chromosome principal
génomes, chromosomes et plasmides - décrire la structure des plasmides (2)
- molécules circulaires bihélicales
- ils sont plus petits que le chromosome bactérien et leur taille peut varier entre 1 et 1000 kilo paires de base
génomes, chromosomes et plasmides - décrire le role des plasmides (2)
- les plasmides ne codent pas pour des fonctions essentielles a la cellule
- ils peuvent porter de l’info pouvant procurer un avantage unique à la bactérie hote
- R aux Aub
- capacité métabolique supp
- facteur fav l’infection
génomes, chromosomes et plasmides - comment se divisent les bactéries
par fission binaire
génomes, chromosomes et plasmides - quel est le temps de génération d’E coli
environ 20 min dans des conditions optimales
génomes, chromosomes et plasmides - pourquoi est-ce que la cellule doit pouvoir répliquer l’ADN de façon très précise
car l’ADN est le support de l’info génétique
régulation et expression des gènes - comment est-ce que les bact minimisent leur dépense énergétique (2)
- en évitant de synthétiser les enzymes d’un sentier métabolique en absence du substrat
- elles restent toutefois pretes a prod ces enzymes si le substrat apparait dans l’environnement
régulation et expression des gènes - nommer les types de régulation (3)
- changement dans la séquence d’ADN
- changement dans le nb de transcrit (régulation transcriptionnelle)
- changement dans la quantité de produit de gene actif (régulation post-transcriptionnelle)
régulation et expression des gènes - changement dans la séquence d’ADN : comment est-ce que la régulation peut se faire (2)
- amplification de gene
- réarrangement de gene (mutations)
régulation et expression des gènes - changement dans le nb de transcrits : par quels mécanismes est-ce que la régulation par ce processus se fait (2)
- activateurs
- répresseurs
régulation et expression des gènes - changement dans la quantité de produit de gene actif : comment est-ce que la régulation peut se faire (3)
- ajout de cofacteur ou groupe prostétique
- clivage protéolytique
- interaxtions avec d’autres macromolécules
régulation et expression des gènes - décrire comment se fait la régulation du gene de résistance de la tétracycline (5 étapes)
- le gene tetB qui permet la résistance est sous le controle du gene répresseur tetR
- ces deux genes sont précédés d’un promoteur (P) et sont placés sur des brins complémentaire de l’ADN (donc anti-sens)
- en absence de tétracycline, la protéine du répresseur (R) est produite et blique le promoteur de tetB ainsi que son propre promoteur (autoregulation), ce qui empeche la transcription des deux genes
- en présence de tétracycline, cet Ab se complexe a la prot du répresseur ce qui la rend incapble de bliquer le promoteur e tetB : cela permet la trasncription et utilement la traduction qui permettra la prod de la prot tetB
- la pompe a efflux peut donc etre prpduite, et la résistance a la tetracycline est enclenchée
régulation et expression des gènes - est-ce que la régulation de l’expression de la pompe tetB est négative ou positive? pourquoi (2)
- régulation négative, car elle fait intervenir un répresseur
régulation et expression des gènes - décrire le répresseur du gene tetB (4)
- ce répresseur est par défaut en mode ON pour l’attachement a l’ADN dans la région du promoteur/opérateur
- cest seulement en présence de tetracycline que le répresseur ne peut plus s’attacher à l’ADN pour bloquer la région du promoteur/op.rateur et donc rérimer la transcription
- la transcirption est alors possible en présence de tetracycline, permettant la prod de pompe tetNB mais aussi du répresseur tetR
- ainsi, les prod de tetB et tetR sont toutes deux inductibles par la présence de la tetracylcline
régulation et expression des gènes - décrire la régulatuin et l’autorégulation des genes
processus actif qui exige que la cellule soit dans un état métabolique actif
régulation et expression des gènes - quand est-ce que la régulation est la plus rapide
dans la phase de croissance exponentielle des bactéries
régulation et expression des gènes - vrai ou faux : la régulation comprend souvent des boucles de controle
vrai : l’auto-régulation en est un exemple
régulation et expression des gènes - nommer les stratégies dev par les bact pour controler l’activation-inactivation de leurs gènes (5)
- régulation transcriptionnelle par controle + ou -
- regroupement de genes adjacents dans un opéron
- controle de pls genes non contigus dans un régulon (même prot régulatrice)
- controle de pls genes non contigus dans un stimulon (même stimulus)
- régulation au niveau traductionnel
régulation et expression des gènes - différencier controle negatif et controle positif dans la régulation transcriptionnelle
- négatif : fait intervenir un répresseur, qui peut etre inductible u répressible
- positif : fait intervenir un activateur, qui peut etre inductible ou répressible
mutations - définir
modification de la séquence des nucléotides d’ADN qui est ensuite transmise a la cellule fille
mutations - par quoi peuvent etre causées les mutations spontannées
- radiations naturelles
- erreurs de répliocation
mutations - décrire la fréquence des erreurs de réplication
- erreurs peu fréquentes
- 10-7 à 10-11 par paire de base durant une ronde de réplication bact (par comparaison, la TIV des retrovirus a une fréquence d’erreur de 10-4, ce qui est bcp)
mutations - décrire la fréquence des mutations induites
- surviennent à une freq bcp plus élevée
mutations - par quoi sont causes les mutations induites
- agents mutagènes : physiques, chimiques ou biologiques
mutations - nommer les types d’altérations d’ADN causées par les mutations (3)
- délétion de nucléotides
- insertions de nucléotides
- substitutions de nucléotides : silencieuse, mauvais-sens, non-sens
mutations - que provoquent les mutations
une modification inscrite dans le genome de la descendance du mutant
mutations - différencier génotype et phénotype (exemple de la résistance Ab)
- génotype : mutation causant une imperméabilité a un Ab, l’altération de l’Ab ou de sa cible
- phénotype : R a l’Ab
mutations - décrire les mutants sélectionnables et donner un exmeple
- propriété qui permet aux mutants sélectionnables d’avoir un avantage sur les autres bact dans un environnement ayant des conditions dites sélectives
- ex : mutants ayant un phénotype de R aux Ab : dans une population bact exposée a une concentration d’Ab telle qu’elle exerce une pression sélective, les mutants résistants pourront croitre plus rapidement que les parents sensibles et bientot les remplacer pour former la maj de la pop
mutations - comment est-ce que els dommages accdientiels causés par le smutations peuvent etre minimisés
- par l’utilisation de syst de réparation efficaces
mutations - nommer les 5 groupes de syst de réparation pour l’ADN bactérien
- réparation directe de l’ADN
- réparation par excision
- reparation par recombinaison
- réponse SOS (peut stimuler le transfert de genes)
- réparation sujette à erreur (peut induire des mutations)
échange de genes chez les bactéries - par quels mécanismes est-ce que les bact peuvent échanger de l’info gen entre les cellules (transfert horizontal) (3)
- transformation
- conjugaison
- trasnduction
échange de genes chez les bactéries - transformation : définir “compétence”
capacité qu’ont certaines cellules d’être transformées par de l’ADN externe
échange de genes chez les bactéries - transformation : comment peut etre acquise la compétence (3)
- exposition a des agents chimiques (CaCl2)
- expo a des agents physiques (décharge électrique)
- elle peut etre naturelle chez certaines espèces
échange de genes chez les bactéries - transformation : nommer des espèces possédant une compétence naturelle (4)
- bacille sp
- haemophilus influenzae
- neisseria sp
- streptococcus pneumonia
échange de genes chez les bactéries - transformation : décrire la transformation (2)
- acquisition de nouvelles propriétés (ex : la R a un Ab ou des facteurs favorisant l’infection + virulente) par simple contact avec l’ADN provenant de bact mortes
- la trasnformation est bcp plus efficaces entre bact d’une meme espece qu’entre bact d’espèces différentes
échange de genes chez les bactéries - conjugaison : décrire
échange de matériel génétique qui ressemble le plus a un type d’échange de type sexuel chez les bactéries
échange de genes chez les bactéries - conjugaison : que nécessite-t-elle (3)
- requiert des contacts cellule-cellule
- l’échange de matériel génétique est tjrs unidirectionnelle, passant d’une cell male a une cell femelle
- les genes nécessaires a cet échanges sont codés par de gros plasmides appelés plasmides conjugatifs
échange de genes chez les bactéries - conjugaison : nommer la particularité de la conjugaison chez les strep et clostridium
utilise un mécanisme distinct du pili sexuel afin d’assurer le rapprochement entre les cellules bact donatrices et receptrices
échange de genes chez les bactéries - conjugaison : qu’est-ce que le facteur F
plasmide de fertilité chez e coli
échange de genes chez les bactéries - conjugaison : qu’est-ce que le facteur R
plasmide de R aux Ab
échange de genes chez les bactéries - conjugaison : chez quels types de bact trouve-t-on des facteurs R
- gram+ et gram-
échange de genes chez les bactéries - conjugaison : comment est-ce que des plasmides non conjugatifs peuvent etre transférés en même temps que le plasmide conjugatif
par un mécanisme appelé mobilisation
échange de genes chez les bactéries - transduction : par quoi est médié le transfert de gene par transduction
- par les bactériophages
échange de genes chez les bactéries - transduction : nommer les cycles de vie possibles des bactériophages (3)
- lytique et/ou lysogéniques et/ou chronique
échange de genes chez les bactéries - transduction : décrire le cycle lysogénique (puis lytique) d’un bactériophage
- lysogénique : le matériel génétique du phase s’intègre dans le chromosome de la bactérie et y est répliqué en meme temps que le chromosome sans affecter l’hote
- lytique : un évènement vient rompre le cycle lysognique (A) en permettant a l’ADN du phage de s’exciser du chromosome de l’hote / de nouvelles particules de phages sont prod et libérés → lyse cellulaire et mort (B)
échange de genes chez les bactéries - transduction : différencier transduction spécialisée et gnéralis.
- spécialisée (A) : un génome hybride phage/bact est crée quand le génome du phage est improprement excisé du genome de l’hote puis empaqueté dans le phage
- généralisée (B) : résultat de l’empaquetage accidentel de fragement de l’ADN de l’hote dans une capside de phage
échange de genes chez les bactéries - transduction : comment appelle-t-on un phage uniquement capable de cycle lytique
phage virulent ou phage strictement lytique
échange de genes chez les bactéries - transduction : définir lysogénie
pénétration dans la cellule sans la détruire et intégrer leur matériel génétique dans le gnome bactérien ou il sera répliqué comme une partir intégrante du chromosome
échange de genes chez les bactéries - transduction : comment appelle-t-on les phages lysogène
- phages tempérés
échange de genes chez les bactéries - transduction : que sont les phages chroniques
- phages qui sont capables de sortir de la cellule bact sans la lyser
- ils infectent la bactérie de manière chronique et peuvent se reproduire sans tuer la bactérie
échange de genes chez les bactéries - transduction : définir
transfert d’ADN bactérien d’une cellule a une autre par l’intermédiaire d’une infection par un bactériophage
échange de genes chez les bactéries - transduction : comparer la fréquence de la transduction spécialisée et généralisé
- spécialisée : rare, 1/10-6 ou 10-7
- généralisée : plus fréquente
échange de genes chez les bactéries - transduction : comparer la capacité de propagation de la transduction spécialisée et généralisée
- spécialisée : ces bactériophages peuvent se propager
- généralisée : ces phages ne peuvent pas se propager suite a l’infection initiale, car l’info pour synth les nouvelles capsides est absente
échange de genes chez les bactéries - transduction : nommer des genes trasnférés par transduction (5)
- la toxine de Corynebacterium diphteriae
- l’entérotoxine de certaines souches de E. coli
- la toxine du streptocoque (S. pyogenes) responsable de la scarlatine
- certaines toxines de Clostridium botulinum
- certains gènes de résistance aux bêta-lactamines chez les Pseudomonas
échange de genes chez les bactéries - transposition : décrire (2)
- implique le mouvement de segments d’ADN a l’intérieur d’une même cellule
- ces mouvements peuvent s’opérer entre dif éléments géniques susceptibles d’etre présents simultanément dans une même cellule
échange de genes chez les bactéries - transposition : que requiert-elle
une certaine proximité physique entre les endroits ou le transfert a lieu
échange de genes chez les bactéries - transposition : nommer les 3 classes de transposons
- séquences d’insertion (IS)
- transposons complexes (composites avec IS + autres genes)
- phages transposables
échange de genes chez les bactéries - transposition : expliquer l’importance médicale des transposons complexes
leur importance vient du fait qu’ils peuvent encoder des genes de toxines ou de R aux Ab dans leur région centrale
échange de genes chez les bactéries - transposition : définir intégrons (3)
- systèmes qui facilitent la récolte et l’expression de nouveaux genes potentiellement utiles
- élément génétiques qui recrutent des genes de R et les intègrent les uns a la suite des autres devant des promoteurs forts assurant l’expression de multiples genes siumultanément
- peuvent se retrouver dans des transposons complexe ou sur des plasmides
échange de genes chez les bactéries - restriction des échanges : que permet-elle
de conserver leur spécificité génétique
échange de genes chez les bactéries - restriction des échanges : nommer le syst qui protège les bactéries contre l’invasion d’ADNs étrangers le plus cnnu
système de restriction-modification de classe II
échange de genes chez les bactéries - restriction des échanges : nommer les composantes du syst de restriction-modification de classe II (2) ainsi que leur fonction
- méthylase : modifie l’ADN de l’hote a certaines séquences spécifiques pour le protéger d’une digestion éventuelle par la nucléase de restriction
- nucléase de restriction : détruit l’ADN étranger non méthylé, restreignant ainsi l’entrée de matériel génétique nouveau
échange de genes chez les bactéries - restriction des échanges : nommer le système le plus spécifique
CRISPR-Cas
échange de genes chez les bactéries - restriction des échanges : décrire le fonctionnement du CRISPR/CAS (4)
- lorsqu’un nouveau phage infecte la bactérie, le syst CRISPR de la bactérie incorpore une courte séquence dérivée du génome du phage, conservant ainsi une “mémoire” spécifique des infections passées
- les séquences CRIPSR agissent a la manière d’un “syst immunitaire” bactérien
- elles sont transcrites et traitées pour générer de courts molécules d’ARN CRIPSR qui patrouillent l’int de la bact a la recherche de séquence de phages qui pourraient infecter la bact
- si l’ARN CRISPR reconnait une séquence d’envahisseur, il guide la prot CAS qui sert à couper l’ADN étranger, prévenant ainsi l’infection
échange de genes chez les bactéries - écologie et résistance aux agents antibactériens : combien d’espèces bact vivent dans le corps humain
500 à > 1000 espèces
échange de genes chez les bactéries - écologie et résistance aux agents antibactériens : role de la microflore du corps humain (2)
- fonctions digestives
- fonctions immunitaires : stimulation de la réponse de l’hote, occupe une niche écologique qui pourrait etre envahie par des pathogènes sinon…
échange de genes chez les bactéries - écologie et résistance aux agents antibactériens : comparer le nb de cellules bact vs humaines dans le corps
10x plus de cellules bact (1014 vs 1013)
échange de genes chez les bactéries - écologie et résistance aux agents antibactériens : comparer le nb de gene bact vs le nombre de genes humains
le nb de gene du microbiome humain est 150x plus grand
échange de genes chez les bactéries - écologie et résistance aux agents antibactériens : conséquences de l’admin de med sur la flore (3)
- perturbation de l’équilibre de la flore
- désordres passagers
- pathologies importantes
échange de genes chez les bactéries - écologie et résistance aux agents antibactériens : que favorise l’administration répétée d’Ab
- sélection de souches résistantes a l’intérieur du patient et dans son environnement
échange de genes chez les bactéries - écologie et résistance aux agents antibactériens :
vrai ou faux : les Ab sont des facteurs non négligeables influençant la nature de l’écosystème microbien
VRAI
génétique microbienne et prod de médicaments - quelles connaissance sont permit le dev de techniques de génie génétique capables de prod de grandes quantités de toutes une panoplie de prots ayant un intéret thérapeutique? (4)
- génétique microbienne
- réplication de plasmide
- fonctionnement des nucléases de restrictions
- régulation de l’expression des genes
génétique microbienne et prod de médicaments - par quoi sont synth les plusieurs produits pharmaceutiques actuellement sur le marché
- ADN recombinant a l’aide de bactéries, autres MOs et cellules eucaryotes + complexes
génétique microbienne et prod de médicaments - donner des exemples de prod pharmaceutiques synth par des méthodes d’ADN recombinant (9)
- hormone de croissance H
- insuline H
- alpha-1-antitrypsine H
- erythropoiétine H
- DNase H
- activateur de plasminogène H
- vaccin contre hépatite B
- Ac monoclonaux humanisés
- vaccins ARN covid-19
génétique microbienne et prod de médicaments - Dx par PCR : combien de temps prend l’identification d’une bact avec les techniques basée sur les critères morphologiques, biochimiques et métaboliques
2-3 jours
génétique microbienne et prod de médicaments - Dx par PCR : combien de temps prend l’identification des bact et de leurs genes de résistance avec les tehcniques de PCR
quelques heures, parfois même < 1h
génétique microbienne et prod de médicaments - Dx par PCR : comment se fait l’extension d’amorce
génétique microbienne et prod de médicaments - Dx par PCR : la rxn d’amplification par la polymérase (PCR)
