cours 21 mars: cellules procaryotes bactéries aspects fonctionnels Flashcards
1
Q
bactéries pathogènes vs non pathogènes
A
- la majorité des bactéries sont non pathogènes
- celles qui sont pathogènes nuisent:
= à la santé humaine
= aux animaux et aux plantes domestiques
= à l’environnement de façon générale
2
Q
bactéries comparées aux cellules eucaryotes
A
les bactéries:
- sont beaucoup plus petites
- sont sans noyau
- sont très difficiles à détecter
- possèdent du peptidoglycane dans leur paroi
3
Q
comment détecter les bactéries?
A
repérer le peptidoglycane dans leur paroi
4
Q
coloration de Gram
A
Gram a mis au point une coloration qui rend les bactéries visibles au microscope photonique
- pour détecter les bactéries sur du tissu eucaryote infecté
- a permis de scinder les bactéries en 2 grands groupes
5
Q
2 grands groupes de bactéries
A
- selon la nature de leur paroi (Gram+ et Gram-)
- reflète aussi d’autres propriétés bactériennes
6
Q
coloration de gram et paroi bactérienne: chercheur et année
A
Hans Christian Gram
en 1884
7
Q
étapes de la coloration de Gram (8) + résulat
A
- étale un prélèvement sur une lame de verre
- lame est séchée pour que le prélèvement s’y fixe
- application du 1er colorant: violet cristal
- application du mordant (solution diluée d’iode)
= forme un complexe violet cristal-iode - déshydrate et décolore avec éthanol ou acétone
- rince à l’eau
- application du 2e colorant: safranine (orange) et fuchsine (rose)
- lame est rincée, séchée, et observée au microscope
- les résultats diffèrent selon les bactéries présentes
8
Q
coloration de Gram: 2 types bactériens
A
- bactéries colorées en violet
- Gram positives, Gram+
- paroi de peptidoglycane seul, sans membrane externe - bactéries colorées en rose
- Gram négatives, Gram-
- paroi de peptidoglycane + membrane externe
9
Q
coloration de Gram: bactéries Gram+ (5)
A
- bactéries colorées en violet
- peptidoglycane seul, épais (3)
- tétrapeptides attachés au NAM (1)
- traversées par des molécules d’acides (2)
- reliées à la membrane plasmique par des lipoprotéines
10
Q
coloration de Gram: bactéries Gram+: peptidoglycane seul et épais (3)
A
polymères de monosaccharides aminés en nombre égal en alternance
NAM-NAG-NAM-NAG-…
= NAM: acide N-acétylmuramique
= NAG: N-acétylglucosamine
11
Q
coloration de Gram: bactéries Gram+: tétrapeptides attachés aux NAM (1)
A
tétrapeptides attachés aux NAM et entre eux par des ponts 5-GLY ou directement
12
Q
coloration de Gam: bactéries Gram+: traversé par des molécules d’acides (2)
A
- acide lipotéichoïque
- traversent tout le peptidoglycane
- sont ancrées dans le feuillet externe de la membrane plasmique - acide téichoïque
- moins longues
- ne sont pas ancrées dans la membrane plasmique
13
Q
coloration de Gram: processus de coloration violet
A
la paroi poreuse laisse passer le colorant violet qui pénètre le cytoplasme et se lie aux ribosomes grâce à l’action du mordant
- mais pénètre surtout le peptidoglycane
- la déshydratation = peptidoglycane rapetisse et devient plus dens = emprisonne le colorant violet cristal
- le deuxième colorant ne peut plus pénétrer le peptidoglycane, donc il reste mauve
14
Q
coloration de Gram: bactéries Gram- (4)
A
- bactéries colorées en rose
- paroi peptidoglycane (4)
- paroi membrane externe (2)
- lipoprotéines
15
Q
coloration de Gram: bactéries Gram-: paroi peptidoglycane (4)
A
- mince
- polymères de monosaccharides aminés
= NAM-NAG-NAM-NAG - tétrapeptides attachés aux NAM
- pas traversé par des molécules d’acide lipotéichoïque ou téichoïque
16
Q
coloration de Gram: bactéries Gram-: paroi membrane externe (2)
A
- feuillet interne: phosphoglycérolipides
- feuillet externe: lipopolysaccharides (LPS)
17
Q
coloration de Gram: bactéries Gram-: lipoprotéines
A
des lipoprotéines relient le feuillet externe de la membrane plasmique au peptidoglycane et le peptidoglycane au feuillet interne de la membrane externe
18
Q
coloration de Gram: processus de coloration rose
A
- le violet cristal passe et colore le peptidoglycane et les ribosomes
- déshydratation dissout la membrane externe
- peptidoglycane trop mince pour emprisonner le violet cristal
- violet éliminé au rinçage
- 2e colorant colore en rose
19
Q
antibiotique: définition
A
agents chimiothérapeutes capable de tuer les micro-organismes ou d’en inhiber la croissance
20
Q
antibiotiques: comment détruire les bactéries sécuritairement
A
pour tuer les bactéries sans nuire aux cellules eucaryotes infectées:
- doivent tirer profit des différences structurales et métaboliques entre les cellules procaryotes et les cellules eucaryotes
21
Q
antibiotiques: détruire bactéries: différences entre cellules eucaryotes et cellules procaryotes
A
cellules eucaryotes n’ont pas de:
- peptidoglycane
- ribosomes de 70S
22
Q
antibiotique: cibles
A
- le peptidoglycane de la paroi
- l’intérieur de la bactérie
= la synthèse protéique via les ribosomes
= autres
= les fonctions de la bactéries sont affectées
23
Q
antibiotiques vs antimicrobiens
A
antimicrobiens:
- sont aussi capable de tuer les micro-organismes ou d’inhiber leur croissance
- mais, affectent aussi les cellules eucaryotes
= ne peuvent pas être administrés aux animaux
= servent d’agents de décontamination des objets
24
Q
antibiotiques sur paroi (5)
A
- le lysozyme
- la pénicilline
- vancomycine
- cas des Gram-
- mycoplasmes
25
antibiotiques sur paroi: le lysozyme: définition/description (2)
- enzyme glycolytique dans la salive, les larmes, le lait maternel, le blanc d'oeuf
- antibiotique naturel
26
antibiotiques sur paroi: lysozyme: strutures 1e, 2e et 3e
structure 1e: série de 129 acides aminés
structure 2e: repliements, liaisons H, hélices a répétitives
structure 3e: forme finale
27
antibiotique sur paroi: lysozyme: action/effet
1. coupe (hydrolyse) les liens glycosidiques du peptidoglycane
2. le peptidoglycane se désintègre
3. la cellule éclate
4. la cellule n'est plus protégée contre l'hypotonicité du milieu
28
antibiotique sur paroi: pénicilline: découverte par qui et quand
Fleming en 1928
29
antibiotique sur paroi: pénicilline: définition/description
toxine émise par le champignon microscopique penicillium notatum
30
antibiotique sur paroi: pénicilline: fonction/action
empêche la formation de pont 5-Gly du peptidoglycane avec les tétrapeptides attachés aux NAM
- inhibe (par compétition) la transpeptidase qui catalyse la liaison du pont 5-Gly à l'acide aminé D-alanine du tétrapeptide
31
antibiotique sur paroi: pénicilline: effet
le peptidoglycane sans ponts 5-Gly est affaibli
- les bactéries ne résistent pas au choc osmotique d'un milieu hypotonique et éclatent
32
antibiotique sur paroi: pénicilline: variantes
dérivent de l'acide 6-aminopénicillanique
- variantes naturelles
= pénicilline G (administrée par injection i.v. ou i.m.)
= pénicilline V (administrée oralement)
- variantes semi-synthétiques
= ampicilline
= carbénicilline
= méticilline
= ticarcilline
33
antibiotiques sur paroi: pénicilline: variantes: B-lactamase
certaines bactéries produisent de la B-lactamase
= résistent à la pénicilline
- métacilline pour contrer la B-lactamase
= mais certaines bactéries lui résistent. ex: SARM
- tygacil: médicament contre la SARM
= agit comme la tétracycline
34
antibiotiques sur paroi: vancomycine: définition/description
glycopeptide hydrophile à haut poids moléculaire
35
antibiotiques sur paroi: vancomycine: action+effets
en faisant des liaisons H à l'extrémité D-alanine du tétrapeptide
- empêche les liaisons directes et les ponts 5-Gly entre les tétrapeptides
- affecte le peptidoglycane de la paroi
36
antibiotiques sur paroi: cas des Gram-
les bactéries Gram- résistent mieux aux antibiotiques sur le peptidoglycane de la paroi
- leur membrane externe offre une certaine barrière à la pénétration de grosses molécules
= lysozymes
= vancomycine
- les antibiotiques sur paroi agissent donc mieux sur les bactéries Gram+
37
antibiotiques sur paroi: mycoplasmes
- très petites bactéries sans paroi
= coloration de Gram sans effet
- insensibles à la pénicilline et aux autres antibiotiques qui ciblent la paroi
38
synthèse protéique: random facts (3)
- une bactérie possède environ 10 000 ribosomes 70S
- organisés en polysomes: groupes de ribosome auquel est associé un même ARNm
= plusieurs copies de la protéine
- la traduction se produit à peu près simlutanément à la transcription
39
synthèse protéique: protéines + enzymes (3)
1. protéines cytoplasmiques
2. protéines membranaires, incluant F0F1ATPases
3. exozymes: protéines sécrétées
40
synthèse protéique: protéines cytoplasmiques
traduites sur des polysomes dans le cytoplasme
41
synthèse protéique: protéines membranaires (2)
- traduites sur des polysomes dans le cytoplasme
- incorporées à la membrane plasmique
42
synthèse protéique: exoenzymes; protéines sécrétées (4)
- traduites sur des polysomes sous la membrane plasmique
- y sont reliées par une séquence d'acides aminés hydrophobes
= la séquence d'acides aminés permet la translocation de l'exoenzyme à travers la membrane plasmique
= la séquence est ensuite excisée
43
antibiotiques sur synthèse protéique
certains antibiotiques agissent sur les ribosomes 70S, ce qui affecte la synthèse protéique
- effet négatif sur l'espèce bactérienne visée
= dont potentiellement sur les mycoplasmes
44
antibiotiques sur synthèse protéique: action sur ribosomes 70S
agissent en se fixant aux ribosomes 70S bactériens
- sans infecter les ribosomes 80S des cellules eucaryotes infectées
- molécules assez petites pour traverser la membrane externe
45
antibiotiques: indice thérapeutique
I.T.: ration dose toxique/dose thérapeutique
[dose toxique (humain) létale (animaux) chez au moins 50% des sujets]/[dose thérapeutique ou bénéfique chez au moins 50% des sujets]
= plus l'I.T. est faible, moins il y a de différence entre la dose létale et la dose thérapeutique
= l'I.T. d'un antibiotique (de tout médicament) doit être élevé pour la sécurité des patients
46
division par scissiparité: ADN (6)
- bicaténaire
- fermée en boucle
- 1 seul "chromosome"
- rattaché à la membrane plasmique par une séquence de nucléotides spécifiques
- pas d'histones
- 1 seule origine de réplication
= 1 amorce/brin: 1-3 ribonucléotides
= amorce excisée par l'exonucléase polymérase I
47
division par scissiparité: étapes (5)
1. l'ADN se réplique
2. nouveaux phosphoglycérolipides dans la partie centrale de la membrane plasmique et nouveaux constituants dans la paroi de la partie centrale de la cellule
3. paroi et membrane neuves s'invaginent
= séparant les 2 chromosomes
= 1 attribué à chaque cellule fille
4. étranglement au centre de la cellule mère
= par la protéine contractile en forme d'anneau
5. chaque cellule fille est de même taille et de même taille que la cellule mère initiale
48
croissance bactérienne: définition
- accroissement d'une colonie de bactéries qui se reproduisent pas scissiparité
- une colonie peut se former grâce à la propriété d'adhérence
49
croissance bactérienne: facteurs
- disponibilité de nutriments
= vrai pour tous les aliments
- température
= la réfrigération ralentit la croissance bactérienne
- pH du milieu
= l'acidité "cuit" les poissons et les fruits de mer
- salinité
= la salaison des viandes et poissons les préserve
50
sporulation: spore définition (4)
- structure qui se forme chez certaines espèces bactériennes Gram+ résistantes à la chaleur lorsque les conditions ne sont pas favorables à leur croissance
- leur peptidoglycane est particulièrement épais
- peut résister à des conditions extrêmes pendant des années
- structure complexe à plusieurs couches
51
sporulation: endospore définition
spore dans la bactérie, avant d'être relâché
52
sporulation: formation d'un endospore: étapes (7)
1. l'ADN se réplique
2. la membrane plasmique s'invagine
3. synthèse de dipicolinate de Ca++
4. le cytoplasme se déshydrate
5. synthèse des couches autour de l'épais peptidoglycane
= cortex, tunique, exospore
= autour d'une molécule d'ADN + ribosomes
6. l'endospore est formée
7. lyse de la cellule
= libération de la spore
= le reste de la cellule meurt
53
spore: résistance extrême: dipicolinate de Ca++ fonction
- stabilise l'ADN lors de la déshydratation
= déshydratation minimise la formation de radicaux libres lors d'exposition à des radiations
54
spore: résistance extrême: cortex et tunique: fonction
imperméabilisent la spore et la rendent résistantes aux agents chimiques
55
germination d'une spore
si les conditions deviennent favorables, un spore peut:
- gonfler
- briser ses couches
- adopter la forme typique de la bactérie initiale
= devient une bactérie active en quelques minutes
56
diversité métabolique: les plantes rappel
utilisent:
- la lumière du soleil (photons) comme source d'énergie pour produire, par photosynthèse, l'énergie (ATP) nécessaire à la cellule
= organisme phototrophe
- le CO2 de l'air (inorganique) comme source de carbone pour construire leurs molécules organiques
= organismes autotrophes
57
diversité métabolique: les animaux rappel
utilisent:
- des composés chimiques (dont ils se nourrissent)
= comme source d'énergie et, par respiration cellulaire et fermentation, produisent l'ATP: organismes chimiotrophes
= comme source de carbone : organismes hétérotrophes
58
diversité métabolique des bactéries: 4 types de bactéries
1. photoautotrophes
2. photohétérotrophes
3. chimioautotrophes
4. chimiohétérotrophes
= saprophytes
= parasites
59
diversité métabolique: bactéries photoautotrophes
- utilisent la lumière solaire (photons) comme source d'énergie externe
= phototrophes
- utilisent le CO2 de l'air ambiant pour former leurs composés organiques
= autotrophes
60
diversité métabolique: bactéries photohétérotrophes
- utilisent la lumière solaire (photons) comme source d'énergie
= phototrophes
- peuvent utiliser le CO2 pour leurs composés organiques
- mais, nécessitent du carbone organique tel le glucose
= hétérotrophes
61
diversité métabolique: bactéries chimioautotrophes
- leur énergie provient de l'oxydation de molécules inorganiques
= chimiotrophes
- utilisent le CO2 comme source de carbone
= autotrophes
62
diversité métabolique: bactéries chimiohétérotrophes
- la majorité des bactéries
- utilisent les molécules organiques comme source de carbone et d'énergie (comme le font les animaux)
= dégradent une quantité astronomique de substances organiques
= certaines bactéries peuvent métaboliser le pétrole
= si aucune bactérie chimiohétérotrophe ne peut digérer un certain composé: ce composé est non biodégradable
63
diversité métabolique: bactéries chimiohétérotrophes: saprophytes
dégradent les débris organiques pour obtenir leurs nutriments
64
diversité métabolique: bactéries chimiohétérotrophes: parasites et commensales
obtiennent leurs nutriments à partir de leurs hôtes vivants
65
activités sexuelles: piliers sexuels définition
type spécial de piliers (fimbriae) chez les bactéries qui pratiquent le sexe par conjugaison
66
activités sexuelles: sexe vs reproduction
sexe: échange de gènes
= sexe sans reproduction
reproduction: formation de nouveaux individus
= reproduction sans sexe (scissiparité, mitose)
67
activités sexuelles: conjugaison
2 à 3 tubes transitoires synthétisés par la bactérie donneuse pour reconnaître une autre bactérie: la bactérie réceptrice
68
activités sexuelles: conjugaison processus
1. les piliers sexuels raccourcissent et rapprochent les bactéries
2. il se forme un pont de conjugaison
3. 1 brin d'ADN plasmidique est transféré de la bactérie donneuse à la bactérie réceptrice
4. chaque bactérie synthétise un brin complémentaire pour que so ADN redevienne bicaténaire
5. la bactérie qui était réceptrice devient une donneuse potentielle
69
activité sexuelle des bactéries: l'orgie (3)
- transformation
- conjugaison
- transduction
70
activité sexuelle des bactéries: l'orgie: transformation
portion d'un brin d'ADN chromosomique (généralement d'une bactérie qui vient de mourir) incorporée par une bactérie compétente de la même espèce ou proche
71
activité sexuelle des bactéries: l'orgie: conjugaison
transfert d'un brin d'ADN plasmidique à la bactérie receveuse par un pont de conjugaison
72
activité sexuelle des bactéries: l'orgie: transduction
portion d'un brin d'ADN chromosomique transférée d'une bactérie à une autre par un virus bactériophage
