Cours 4 : Les microorganismes extrêmes

Question 1

Quelle est la différence entre un microorganisme extrêmophile et un microorganisme extrêmotolérant?

Answer 1

Les mo extrêmophiles ont besoin de conditions extrêmes pour se développer, vivre et se multiplier, alors que les mo extrêmotolérant supportent ces conditions, mais n’en ont pas besoin absolument pour vivre.

Question 2

Vrai ou faux. La majorité des microorganismes acidophiles sont des bactéries.

Answer 2

Faux! La majorité sont des archées. Par contre, on retrouve des microorganismes de tous les genre dans la catégorie des acidophiles.

Question 3

Vrai ou faux. Plusieurs membres de la famille des acidophiles sont également adaptés aux fortes concentrations en métaux.

Answer 3

Vrai!

Question 4

Vrai ou faux. Pour s’adapter aux pH faibles, les bactéries acidophiles possèdent un pouvoir tampon plus important que les neutrophiles. Expliquez.

Answer 4

Faux!
En fait, ils ne modifient pas leur pouvoir tampon, mais utilisent un éventail de molécules tampon contenant des aa basiques capables de séquestrer les protons. De plus, ils utilisent des pompes à influx/efflux.

Question 5

Comment les acidophiles peuvent-elles s’adapter aux pH faibles en contrôlant leur flux de protons?

Answer 5

• Liaisons éther plus imperméables aux protons : moins de diffusion libres des protons à travers la membrane.

2- Les pores membranaires ont une taille réduite, ce qui limite la diffusion

3- Création d’un potentiel de Donnan. Important flux de K+ pour limiter l’influx de H+.

4- Dégradation des acides organiques, qui agissent comme agents découplants.

5- Pompes à efflux et transporteurs secondaires pour faire sortir les protons lorsqu’ils sont trop concentrés.

Question 6

Vrai ou faux. On retrouve dans basophiles dans tous les groupes de micro-organismes.

Answer 6

Vrai.

Question 7

Où vivent principalement les basophiles?

Answer 7

Dans les lacs alcalins ou soda lakes, situés principalement dans le désert à travers le monde.

Question 8

Comment les basophiles s’adaptent-ils à un pH élevé?

Answer 8

• Présence de système antiport Na+/H+.
• Présence de TUP dans la paroi de certains basophiles, qui diminuent le pH.
• Protéases alcalines adaptées au haut pH.

Question 9

Quelles sont les températures de croissances des bactéres mésophiles, psychrophiles et thermophiles?

Answer 9

Mésophiles : entre 20 et 40 °C.
Psychrophiles : <20
Thermophiles : >45°C, et pour certains thermophiles extrêmes ça peut aller même jusqu’au dessus du point d’ébullition de l’eau.

Question 10

Lorsqu’on dit que les bactéries thermophiles sont toutes primitives et hautement connectées au niveau phylogénétique, on veut dire qu’elles sont similaires entre-elles et ont des propriétés communes.

Answer 10

Faux! C’est car elles sont très similaire au niveau de leur ARN16S, qui lui a peu évolué. Par le fait même, les bactéries thermophiles se retrouvent près de la racine de l’arbre phylogénétique.

Question 11

Quels sont les deux phyla principaux des Thermophiles?

Answer 11

Aquificae

Thermotogae

Question 12

Concernant le métabolisme du phylum Aquificae :
D’où tirent-ils leur source d’énergie?
Quel est leur type de respiration?
Autotrophes ou hétérotrophes?

Answer 12

Énergie : Oxydation de l’hydrogène
Respiration : Aérobies strictes ou microaérophiles, car en hautes températures, la solubilité de l’O2 est très faible.

Autotrophes : utilisent des composés minétaux comme source de carbone.

Question 13

Vrai ou faux? Le phylum Aquificae produit des granules de sulfures en présence de sulfides.

Answer 13

Vrai!

Question 14

Concernant le métabolisme du phylum Thermotogae :
Quel est leur type de respiration?
Autotrophes ou hétérotrophes?

Answer 14

Respiration : anaérobies fermentatifs. Ils utilisent les protons et les sulfures comme accepteurs final d’électrons. Certaines espèces peuvent même utiliser l’ion ferrique.

Hétérotrophes.

Question 15

Qu’est-ce qui est particulier avec la morphologie du Phylum Thermotogae?

Answer 15

Ils ont une toge; une excroissance des membranes au niveau des extrémités qui font des sacs de contenus périplasmiques. La fonction est inconnue.

Question 16

Vrai ou faux. Lesbactéries ancestrales étaient mésophiles.

Answer 16

Faux ! Elles étaient thermophiles, car les thermophiles sont primitives et fortement connectées entre elles, ce qui nous donne un indice sur l’origine des bactéries ancestrales.

Question 17

Nommez les deux types de thermophiles différents au niveau de leurs origines?

Answer 17

1. thermophiles primitives qui dérivent d’un ancêtre thermophile. Elles n’ont jamais été adaptée aux températures plus basses que 50 °C.
2. Thermophiles adaptatives : dérivent d’un ancêtre mésophile, qui lui -même dérive d’un thermophile. Elles se sont réadaptées aux T° élevées.

Question 18

Vrai ou faux. Les thermophiles ont un plus grand % GC que les mésophiles.

Answer 18

Faux!

Question 19

Par quels mécanismes les thermophiles peuvent-ils résister aux températures élevées?

Answer 19

1. Augmentation de la force ionique,
2. Surenroulement positif de l’ADN, ADN moins facilement dégradable et plus stable.
3. Les histones et les protéines histones-like permettent de stabiliser l’ADN
4. Stabilisation de la structure des protéines.
5. Adaptation de la fonction enzymatique à la température habituelle de l’organisme.
6. Synthèse de petites molécules au besoin, car elles sont instables à hautes températures.

Question 20

Quelle est la température maximale pour la vie? Pourquoi pense-t-on cela?

Answer 20

120°C, car au dela de cette température, les acides aminés deviennent racémiques, conduisant à la dénaturation irréversible des protéines.

Question 21

Vrai ou faux. Les bactéries thermorésistantes sont détruites par la pasteurisation.

Answer 21

Faux.

Question 22

Vrai ou faux. Thermotolérant et thermophiles sont synonymes.

Answer 22

Faux! Les bactéries thermotolérantes ne sont pas thermophiles, car elles ne se multiplient pas à température élevée, au contraire des thermophiles.

Question 23

Vrai ou faux. Psychrophiles et psychrotrophes sont synonymes.

Answer 23

Faux!
Les psychrophiles sont incapables de vivre au dela de 20°C.
Les psychrotrophes sont plutôt des mésophiles capables de survivre dans le froid, mais pas nécessairement se multiplier.

Question 24

Quels sont les mécanismes d’adaptation au froid des bactéries par rapport à la synthèse et les activités des protéines?

Answer 24

1. Protéines d’acclimatation au froid
2. Protéines antigel
3. Les protéines liant les AN ont un rôle important dans l’adaptation au froid.

Question 25

Comment les bactéries psychrophiles se sont-elles adaptées aux basses températures concernant leur activité enzymatique?

Answer 25

Il semble y avoir eu un manque de pression sélective pour les protéines stable, mais une forte sélection pour les enzymes hautement actives à basse température.

Question 26

Vrai ou faux. La modification de la membrane des psychrophiles consiste à intégrer plus de chaînes d’acyl flexibles.

Answer 26

Faux! Ils augmentent les contraintes stériques pour déstabiliser la membrane et limiter la viscosité à faible température. Cette rigidité contrôlée permet de maintenir la présence de pores dans la membrane

Question 27

Quel est le rôle du tréhalose dans l’adaptation des bactéries au froid?

Answer 27

Le tréhalose est un dimère de glucose qui a un effet gainant ; il va se déposer autour de la cellule et permettre une certaine cryoprotection.

Question 28

Vrai ou faux. Ensemble, le tréhalose et le peptidoglycane ont un effet cryoprotecteur.

Answer 28

Faux! c’est le tréhalose et les EPS /

Question 29

Vrai ou faux. Ensemble, le tréhalose et le peptidoglycane ont un effet cryoprotecteur.

Answer 29

Faux! c’est le tréhalose et les EPS

Question 30

Vrai ou faux. Les microorganismes barophiles sont généralement thermophiles.

Answer 30

Faux! Ils sont souvent psychrophiles, car ils poussent souvent dans les fonds marins où la température est très froide. Certains peuvent aussi être mésophiles.

Question 31

Vrai ou faux. Les microorganismes barophiles sont généralement thermophiles.

Answer 31

Faux! Ils sont souvent psychrophiles, car ils poussent souvent dans les fonds marins où la température est très froide. Certains peuvent aussi être mésophiles.

Question 32

Quels sont les mécanismes d’adaptation des microorganismes aux Patm élevées?

Answer 32

• Modification de la composition membranaire : riche en acides gras mono et poly instaturés pour augmenter la fluidité membranaire.
• Modification de la composition en acides aminés des protéines: moins de gycine et proline qui ont des chaînes latérales plus flexibles.
• Augmentation de l’expression des protéines chaperonnes à haute pression pour faciliter le maintien de la structure des protéines.

Question 33

Quels sont les mécanismes d’adaptation des microorganismes aux Patm élevées?

Answer 33

• Modification de la composition membranaire : riche en acides gras mono et poly instaturés pour augmenter la fluidité membranaire.
• Modification de la composition en acides aminés des protéines: moins de gycine et proline qui ont des chaînes latérales plus flexibles.
• Augmentation de l’expression des protéines chaperonnes à haute pression pour faciliter le maintien de la structure des protéines.

Question 34

Vrai ou faux. Les halophiles poussent à des hautes concentrations en sels et dont résistent à de fortes pressions osmotiques.

Answer 34

Vrai!

Question 35

Comment les microorganismes halophiles vont-ils s’adapter aux hautes pressions osmotiques?

Answer 35

1. Nombreuses pompes à ions ou même à sodium.
2. Mouvements actifs d’eau
3. Synthèse et accumulation de solutés organiques qui vont maintenir la pression osmotique intracellulaire comme celle à l’extérieur, ce qui empêche les ions d’entrer.

Question 36

Dans quel domaine de microorganismes sont situés les Halobacteriaceae? Et comment s’adaptent-ils aux hautes pressions osmotiques?

Answer 36

Ce sont des Archées.
Ils ont des mécanismes d’adaptation uniques, comme un cytoplasme hautement salin, des protéines spécialement requises pour le sel, et des pompes à protons et à chlorure à base d’énergie lumineuse.

Question 37

Vrai ou faux : Les Archées sont généralement plus halophiles que les bactéries, qui sont davantage halotolérantes.

Answer 37

Vrai!

Question 38

Vrai ou faux. Les Archées et les bactéries halophiles sont en constante compétition.

Answer 38

Faux! Il ne sont pas vraiment en compétition, mais plus dans une dynamique des populations en fonction de la salinité.

Question 39

Vrai ou faux. Lorsque la pression atm augmente, la membrane devient plus rigide. De ce fait, les barophiles incorporent plus d’acides gras insaturés afin de fluidifier leur membrane.

Answer 39

Vrai!

Question 40

Qu’est ce qu’une bactérie blindée dans le cycle du fer?

Answer 40

Lorsque le Fe3+ produit est précipité autour des bactéries.

Question 41

Qu’est ce qu’une bactérie blindée dans le cycle du fer?

Answer 41

Lorsque le Fe3+ produit est précipité autour des bactéries.

Question 42

Est-ce les bactéries vertes ou pourpres sulfureuses qui peuvvent accumuler du sulfure dans des vacuoles?

Answer 42

Pourpres.

Question 43

Est-ce les bactéries vertes ou pourpres sulfureuses qui peuvvent accumuler du sulfure dans des vacuoles?

Answer 43

Pourpres.

Question 44

Quelle est l’implication de Thiomargarita namibiensis dans les cycles biogéochimiques? Comment le fait-elle?

Answer 44

Elle est capable d’associer le cycle du soufre et celui de l’azote. Elle utilise des vacuoles de fer et de soufres, et migre au travers des sédiments vers la zone aérobie pour récupérer le nitrate, ou vers le bas dans la zone anaérobie pour aller chercher le H2S.