Cours 2: Génétique bactérienne Flashcards
Quels sont les trois domaines de la vie?
- Bactéries
- Archées
- Eucaryotes
Quels sont les différents mécanismes de résistance antibiotique?
- Altération de la perméabilité/séquestration
- Modification ou destruction de l’antibiotique
- Modification ou remplacement de la cible
Qu’est-ce que les bactéries avec un plus petit génome sont obligées de faire?
Ces bactéries ont des capacités limitées qui les obligent à dépendre des facteurs d’un hôte pour leur survie
Décrire les chromosomes des bactéries.
La plupart des bactéries possèdent un seul chromosome circulaire
Qu’est ce qui différencie un chromosome d’un plasmide?
- plasmides sont plus petits que chromosomes
- habituellement les plasmides ne codent pas pour des fcts essentielles à la cellule
- plasmides peuvent porter de l’info qui procure un avantage unique à la bactérie hôte
V/F?
- Les plasmides ne sont pas partagés également entre les cellules filles.
- Les plasmides ne sont pas capables de se répliquer de façon indépendante
- Vrai
- Faux, plasmides sont des éléments extra chromosomiques capables de se répliquer de façon indépendante p/r chromosome principal
Donner des exemples d’avantages que les plasmides peuvent procurer à la bactérie hôte
- Résistance aux antibios
- Capacité métabolique supplémentaire
- Facteur favorisant l’infection
Quel est le mécanisme de base de régulation des bactéries?
Pour minimiser les dépenses énergétiques, les bactéries activent seulement les systèmes dont elles ont besoin (tout en demeurant tjrs prête à produire ce qu’il faut pour réponse rapide)
Qu’est ce qu’un promoteur?
- séquence d’adn en amont d’un gène/groupe de gènes
- permet transcription gène en ARNm
- séquence reconnue par ARN polymérase et requise pour amorcer transcription
Qu’est-ce qu’un opérateur?
- séquence adn adjacente à gène/groupe de gènes
- séquence reconnue par protéine régulatrice (répresseur ou activateur)
- contrôle transcription gène
Qu’est-ce qu’un répresseur?
Protéine inhibant transcription d’un gène/+sieurs gènes en se liant à séquence spécifique nucléotides sur adn (opérateur par exemple)
Qu’est-ce qu’un activateur?
Protéine qui stimule transcription d’un gène/+sieurs gènes en reconnaissant séquence spécifique sur adn située à proximité d’un promoteur
Quelle est la différence entre une régulation simple et une régulation dans un opéron?
simple : un promoteur pour un SEUL gène
opéron : un promoteur pour PLUSIEURS gènes adjacents (gènes adjacents sont regroupés ds un opéron)
Qu’est-ce qu’une régulation par un régulon?
Slmt besoin d’une protéine régulatrice (répresseur ou activateur) pour contrôler +sieurs gènes situés à diff endroits ds le génome
Qu’est-ce qu’une régulation par un stimulon?
Contrôle de +sieurs gènes non contigus par un même stimulus
Nommer des types de modifications de la séquence des nucléotides de l’ADN.
- Substitution (silencieuse, mauvais sens ou non-sens)
- Délétion
- Réarangement
- Insertion
Qu’est ce qu’une mutation spontanée?
- causées par radiations naturelles ou erreurs survenues lors de la réplication (adn polymérase)
- erreurs réplication sont aléatoires et peu fréquentes
Qu’est-ce qu’une mutation induite?
- causées par agents mutagènes (physiques, chimiques et biologiques)
- fréquences bcp + élevées que mutations spontanées
Décrire les 3 types de mutations par substitution de nucléotides ds l’adn.
Silencieuse: protéine normale, pas de changement d’AA
Mauvais sens: protéine défectueuse, car changement d’AA p/r à AA normal
Non sens: protéine incomplète, car changement AA pour un codon stop (met fin à la production de la protéine)
Que permet le fait qu’un phénotype puisse être sélectionable?
Permet aux mutants sélectionnables d’avoir un avantage sur autres bactéries ds un environnement ayant des conditions dites sélectives (ex: mutant qui ont phénotype de résistance aux antibios)
V/F? Une concentration suboptimale des antibiotiques durant le traitement peut sélectionner les mutants résistants.
Vrai : phénomène de pression sélective, mutants pourront croitre plus rapidement que parents sensibles à l’antibio
Nommer 5 groupes distincts de systèmes de réparation de l’ADN chez les bactéries.
- La réparation directe de l’ADN
- La réparation par excision
- La réparation par recombinaison
- La réponse SOS (peut stimuler le transfert horizontal de gènes)
- La réparation sujette à erreur (peut induire des mutations)
Réparations de l’adn sont vrm impt pour la survie des bactéries!
V/F? Certains antibiotiques peuvent activer les systèmes de réparation
Vrai, comme les aminoglycosides, b-lactamines et quinolones à faible concentration
Comment se divisent les bactéries?
Par fission binaire
Pas de reproduction sexuée
Quels sont les trois mécanismes d’échange d’informations génétiques (transfert horizontal) entre les différentes espèces de bactéries et lequel est le mécanisme prédominant?
- Transformation
- Conjugaison : mécanisme prédominant de transfet de gènes
- Transduction
Expliquer la transformation (mécanisme de transfert horizontal de gènes).
Absorption d’adn libre ds l’environnement provenant de bactéries mortes/lysées par des bactéries vivantes
Expliquer la conjugaison (mécanisme de transfert horizontal de gènes).
Transfert d’adn par l’intermédiaire de gros plasmides (plasmides conjugatifs), bactéries se rapprochent physiquement l’une de l’autre et une bacté donatrice transfère activement une partie de ses gènes à une bacté réceptrice
Qu’est ce que la compétence pour une bactérie?
Capacité de certaines cellules d’être transformées par adn externe, compétence peut être acquises par expositions ou être naturelle
Vrai ou Faux
V/F? L’échange de gènes est beaucoup plus efficace entre bactéries d’espèces différentes
Faux, elle est plus efficace entre bactéries de la même espèce ou d’espèces proches “cousines”
Comment les antibiotiques peuvent-ils favoriser la transformation?
- En imposant une pression sélective aux bactéries transformées par des gènes de résistance
- En agissant comme stimulus externe induisant ou augmentant la compétence
- En favorisant la lyse de cellules, libérant ainsi l’ADN servant à la transformation
Qu’est ce que la transduction?
Transfert de gènes médié par l’intermédiaire d’une infection par bactériophages, phages empactent accidentellement des gènes de la bacté hôte et les transférent ainsi
Qu’est ce qu’un bactériophage?
Virus qui parasite uniquement les bactéries
Quels sont les 3 types de cycles de vie des phages?
- Lytiques et/ou
- Lysogéniques et/ou
- Chroniques
Expliquer le cycle lysogénique d’un bactériophage.
Le matériel génétique du phage s'intègre dans le chromosome de la bactérie et y est répliqué en même temps que le chromosome sans affecter l'hôte. En A un évènement vient rompre le cycle en permettant à l'ADN du phage de s'exciser du chromosome de l'hôte. Ensuite en B, de nouvelles particules de phages sont produites et libérées entrainant la lyse cellulaire puis la mort de la bactérie.
Comment se nomme un phage uniquement capable d’un cycle de croissance lytique (cycle entrainant la mort des cellules bactériennes)?
Phage virulent ou phage strictement lytique
Qu’est ce qu’un phage tempérées ou lysogène?
Bactériophage capable de lysogénies i.e. entrer ds la cellule sans la détruire et y intégrer leur matériel génétique ds le génome bacté où il sera répliqué comme une partie intégrante du chromosome
Comment sont appeler les phages capables de sortir de la cellule sans la lyser?
Phages chroniques, ils peuvent se faire reproduire sans tuer bactérie malgré qu’ils infectent bacté de manière chronique
Qu’est-ce que la transduction spécialisée?
Un génome hybride phage-bactérie est créé quand le génome du prophage est improprement excisé du génome de l’hôte bactérien puis empaqueté à l’intérieur d’une capside. Phénomène râre, mais phages hybrides peuvent se propager
Qu’est-ce que la transduction généralisée?
C’est le résultat de l’empaquetage accidentel de fragmentd de l’ADN de l’hôte bactérien à l’intérieur d’une capside de phage. Ces phages ne peuvent pas se propager suite à inf initiale
Nommer des exemples de gènes qui sont transférés par transduction.
- La toxine de Corynebacterium diphteriae
- L’entérotoxine de certaine souche E. Coli
- La toxine du streptocoque responsable de la scarlatine
- Certaines toxines de clostridium botulinum
- Certains gènes de résistance aux b-lactamines chez les pseudomonas
Qu’est ce que la transposition?
Mouvement de segments d’ADN à l’intérieur d’une même cellule. Requiert une proximité physique intracellulaire entre les endroits de transfert.
Donner des exemples de transposition.
Quel sont les quatre classes de transposon?
- Séquences d’insertion (transposons les + simples)
- Transposons complexes (composites avec séquence insertion + autres gènes)
- Phages transposables
- Rétrotransposons (intermédiaire ARN impliqué ds transposition)
Pourquoi les transposons complexes ont une importance médicale?
Parce qu’ils peuvent encoder à l’intérieur de leur région centrale, des gènes de toxine ou de résistance aux antibiotiques.
Qu’est-ce que sont les intégrons?
Éléments génétique qui recrutent des gènes de résistance et les intègrent les uns à la suite de autres devant des promoteur forts assurant l’expression de multiples gènes simultanément.
Quels sont les systèmes utilisés pour la protection des bactéries contre l’invasion d’ADN étranger?
- Système de restriction-modification de classe II
- CRISPR/Cas (+ spécifique que système restriction-modification)
Qu’est ce que le microbiote?
Ensemble des microbes, bactéries, fungi, archées, protistes, virus vivants dans un environnement spécifique comme par exemple chez un hôte comme l’humain (notre microflore)
Qu’est ce que le microbiome?
Ensemble des génomes microbiens colonisant un environnement + composition en microbes et théâtre d’activité de ces micro-organismes dans leur écosystème particulier (métabolites et molé signales).
Comment se fait le développements de résistance?
Il y a toujours des bactéries résistantes dans l’environnement. En présence d’antibiotique, les bactéries résistantes vont être sélectionnées et donc survivre pour éventuellement dominer dans la population, rendant ainsi l’antibiotique inefficace.
V/F? Aujourd’hui il n’y a pas beaucoup de morts attribuables à la résistance aux antibios
Faux, en 2019, + d’un milion de morts étaient directement attribuables à la résistance aux antibios
V/F? Toutes les bactéries possèdent des plasmides
Faux
Qu’est-ce que le pangénome d’une bactérie?
Ensemble des gènes qui peuvent se retrouver ds au moins une souche d’une espèce bacté (génome de base + génome accessoire des diff souches)
Quels sont les 3 types de régulation de l’expression des gènes et quel est le mécanisme principal des bacté?
- changement ds séquence d’adn
- changement ds nb de transcrits (régulation transcriptionnelle) : Mécanisme principal!
- changement ds la qté de produit de gène actif (régulation post transcriptionnelle)
V/F? Le mécanisme de régulation transcriptionnelle peut jouer un rôle important ds résistance aux antibios
Vrai
Quels sont les 2 types de contrôles ds la régulation transcriptionnelle?
- négatif : répresseur, inductible ou répressible
- positif : activateur, inductible ou répressible
La régulation et l’autorégulations sont des processus de quel type?
Processus actifs qui exigent que la cellule soit ds un état métabolique actif
La régulation sera plus _________ ds la phase de croissance exponentielle des bacté que durant les phases de __________
rapide
latence/plateau ou décroissance
V/F? La régulation ne comprend pas de boucles de contrôle, celles-ci sont slmt présentes ds les processus d’autorégulation
Faux, la régulation est souvent un processus comprenant des boucles de contrôle
V/F? Une mutation occasionnant l’imperméabilité à un antibio, l’altération de l’antibio ou de sa cible, provoquera une génotype de résistance à cet antibio chez la bactérie.
Faux, c’est un phénotype. Le génotype réfère au génome et le phénotype aux propriétés observables des mutants.
Quelles caractéristiques d’une bactérie, les phénotypes peuvent-ils affecter?
- motilité
- présence d’une capsule
- apparence des colonies
- éléments nutritionnels requis
V/F? Toutes les mutations sont bénéfiques pour les bactéries
Faux, certaines mutations peuvent procurer certains bénéfices à la cellule mais +sieurs mutations vont entrainer des effets néfastes
L’effet sur la population d’une mutation englobe quoi?
Phénotybe (observable) + sélectionnable
Qu’est-ce qui permet à la bacté réceptrice de la transformation d’être compétente?
Sa machinerie protéique qui le permet de faire entrer l’adn externe ds sa cellule et de l’intégrer ds son génome par recombinaison homologue
V/F? Lors de la transformation, la bactérie donatrice contrôle l’acquisition de l’adn étranger
Faux, c’est la bactérie réceptrice
La conjugaison requiert des __________ et l’échange de matériel génétique est toujours ________
contacts cellule-cellule
unidirectionnel
Certains plasmides non conjugatifs peuvent être transférés en même temps que le plasmide conjugatif lors de la conjugaison, comment s’appelle ce mécanisme?
mobilisation
QSJ? Enveloppe protéique des bactériophages qui renferme leur matériel génétique
capside
Quelles sont les deux composantes du système de restriction-modification et leur rôles?
1) méthylase qui va modif l’adn de l’hôte à certaines séquences spécifiques pour le protéger d’une digestion éventuelle par la 2e composante
2) nucléase de restriction qui détruit l’adn étranger non méthylé par la méthylase, restreignant ainsi l’entrée de matériel génétique nouveau
Quel est le rôle du système CRISPR?
Lorsque nouveau phage infècte une bacté, sytsème CRISPR de la bacté incorpore courte séquence dérivée du génome du phage, conservant ainsi une mémoire spécifiques des inf passées (un genre de système immunitaire adaptatif bactérien)
Quel est le rôle de la protéine Cas?
La protéine Cas se faire guider par l’arn CRISPR lorsqu’il reconnait une séquence d’envahisseur afin que Cas coupe l’adn étranger ce qui permet de prévenir l’inf de la bacté par le phage
Qu’est-ce qui permet au PCR (et autres TAAN) de détecter et identifier les microbes sans devoir effectuer une multiplication par culture (pure)?
Leur haut niveau d’amplification spécifique des acides nucléiques ciblés permet cela
V/F? La résistance aux antibios ne sera plus une grave menance si l’on met au point de nouveaux antibios
Faux, la résistance demeurera une grave menace sans une modif des comportements (mesures pour réduire propagation des inf, notamment la vacc, le lavage des maines, les rapports sexuels à moindre risque et une bonne hygiène alimentaire)
