Cours 7: Bactériophage Flashcards
Définition bactériophage
matériel génétique encapsidé par protéine, infecte les bactéries
Donner deux types de bactériophages existants ainsi qu’une courte description de ceux-ci
- Virulent: Il tue la bactérie après l’avoir infectée
- Tempéré: Un certain pourcentage ne tue pas la bactérie et s’intègrent dans le génome bactérien afin de former des bactéries lysogènes
Nommer une particularité structurale du phage lamda
Il n’a pas de fibres
Nommer des caractéristiques du phage T4
- ADN bicaténaire
- ADN linéaire
- Protéine pilote: empêche la sortie de l’ADN de la tête. Aide à l’entrée d’ADN dans la membrane interne de la bactérie
- Gaine contractile grâce à une rotation pour percer la membrane externe
- Fibres courtes
- Fibres de la queue longues
- Enzymes capables de dégrader le peptidoglycane
Qu’est-ce qu’un phage filamenteux?
Un phage qui emballe de longues molécules d’ADN avec des protéines qui sortent
Nommer des exemples de phage à ADN
monocaténaire et circulaire
- M13
- phiX174
Donner des exemples de phage à ADN
linéaire et bicaténaire
- T7,
- phi29,
- T4
Donner un exemple de phage à ADN
linéaire/circulaire et bicaténaire
Lambda
Donner des exemples de phage avec des génomes linéaires
- Télomères (eucaryotes)
- T7 (séquence répétée aux extrémités)
- phi29 (protéine terminale servant d’amorce)
- Recombinaison (T4)
Nommer les éléments nécessaires à la réplication du génome phagique du phage T4
- Protéines précoces (polymérases phage spécifique)
- Protéines dégradant le chromosome bactérien
Expliquer brièvement les grandes étapes de la réplication du génome du phage T4
1) Entrée de l’ADN
2) Synthèse des protéines précoces de l’ARNm précoce
3) Réplication du génome phagique
4) Synthèse des protéines tardives et assemblage des autres parties structurales
5) Incorporation de l’ADN dans capside
6) Lyse de la cellule et libération des phages
Nommer les éléments nécessaires à la réplication de M13
- ADN doit être sous forme bicaténaire circularisée
- ADN polymérase de l’hôte pour faire l’extension de l’amorce
- Endonucléase du gène II pour clivage
- Extrémité 3’OH servant d’amorce
- Gène V se lie au brin + synthétisé
Est-ce qu’une cellule infectée par M13 est tuée
Non, mais sa croissance est ralentie
Nommer les particularités du phage phiX174 et de son processus de réplication
- phage virulent
- pas de queue associée
- réplication nécessite un surenroulement pour permettre un clivage par la protéine A
- l’ADN est entouré de la protéine SSB
- Réplication à cercle roulant
Comment est répliquée l’extrémité du brin supérieur des phages à génome linéaire (3’ vers 5’)
- Télomères (eukaryotes)
- Séquences répétées aux extrémités (T7)
- Protéine terminale qui sert comme une amorce (phi-29)
- Recombinaison (T4)
Quelles sont les caractéristiques du génome du phage T4
-Linéaire bicatenaire
-Redondant aux extrémités
-Permutation circulaire
Quelles sont les caractéristiques du phage T7?
-Phage virulent linéaire
-Origine de réplication est une protéine initiatrice et des protéines
-Machinerie nécessaire à la réplication est encodée par le phage
-Réplication bidirectionnelle
-Formation de concatémères pour compléter la réplication aux extrémités
Nommer les caractéristiques du phage phi29
-Protéine terminale qui s’attache aux extrémités 5’ des séquences
-Génome ADN linéaire bicaténaire
-Séquences répétées aux extrémités
-Formation d’une structure en boucle pour répliquer la molécule monocaténaire
-Séquences en T à l’extrémité du génome
-Permutation circulaire
À quoi correspondent les 3 classes d’ARN pouvant être transcrites par les bactériophages comme le phage T7
-Classe I: Utilise ARN polymérase de l’hôte, gènes précoces
-Classe II: Utilise l’ARN polymérase de T7, gènes impliqués dans le métabolisme d’ADN
-Classe III: Utilise l’ARN polymérase de T7, gènes tardifs impliqués dans la biosynthèse des composants structurales (têtes, queues, etc.)
Nommer les éléments nécessaires pour permettre une infection par un phage lambda
-Protéines J et LamB
-Extrémités cos
-ADN ligase de l’hôte
-Séquence Ori pour amorcer réplication
-Endonucléase et ADN polymérase
-Enzyme terminase
Sous quelle forme se trouve le génome du phage lambda dans les particules phagiques vs dans le cytoplasme
- Dans les particules phagiques: Génome linéaire
- Dans cytoplasme: Génome circulaire (circularisation via sites cos)
Après l’infection par lambda, quel pourcentage des cellules entrent dans un cycle lytique
90%
Dans de bonnes conditions de croissance (bcp d’éléments nutritifs)
Quelles sont les fonctions de la protéine N
Activité anti-terminaison. Lorsqu’elle est présente, L’ARN polymérase «évite» les séquences de terminaison t et l’enzyme continue sont travail vers la gauche et vers la droite
-À droite: Expression de CII, O et P
-À gauche: Protéine N permet la transcription des gènes impliqués dans l’intégration/excision du phage du chromosome
Pour le phage lambda, comment on détermine si un cycle lytique ou un cycle lysogénique est entamé?
Compétition établie entre les répresseurs C1 et Cro
Si C1 gagne: cycle lysogénique
Si Cro gagne: cycle lytique
Fonctions de la protéine Cro
Inhibe le promoteur de CI et active la transcription des gènes tardifs
Quels sont les éléments qui influencent l’activité de CII
-Température
-État de nutrition
-Autres facteurs
Nommer les caractéristiques du bactériophage Mu
-Phage tempéré
-Intégration aléatoire via transposition conservative
-Réplication via transposition réplicative
-Contient un élément inversible qui peut changer sa spécificité de l’hôte (peut infecter plusieurs espèces bactériennes via région G)
région code pour les protéines de la queue, responsable pour l’attachement du phage à la LPS bactérienne
Nommer des exemples de systèmes de défense contre les phages;
-Prévention d’adsorption
-Prévention de l’entrée du génome phagique
-Systèmes de restriction/modification
-Le système CRISPR-Cas
-Les systèmes d’infection abortive (Abi)
Qu’est-ce que l’adsorption?
L’adsorption est la première étape d’infection
L’adsorption se fait via un contact d’un récepteur trouvé sur le surface de la bactérie
Nommer les 3 systèmes de prévention d’adsorption
-Blocage des récepteurs phagiques
-Production d’une matrice extracellulaire qui affecte les phages
-Production des inhibiteurs compétitifs: inhibition de l’interaction entre le récepteur et le phage
Expliquer le principe de blocage des récepteurs phagiques (système de prévention d’adsorption)
Une modification des récepteurs de surface des bactéries par mutation les rend résistantes aux phages
Implique les protéines: protéine A, protéine LIP, protéine OmpA, protéine TraT
Expliquer le principe de production d’une matrice extracellulaire qui affecte l’entrée des phages (système de prévention d’adsorption
La production d’exopolysaccharides (EPS) peut bloquer l’adsorption de certains phages. Les polysaccharides sortant de la cellule forment un réseau qui empêche l’interaction entre le phage et une protéine de surface de la cellule. La protéine est cachée ce qui complique l’entrée du phage dans la cellule
Implique: EPS, alginate, lyase, alginate lyase
Expliquer le principe de production des inhibiteurs compétitives: inhibition de l’interaction entre le récepteur et le phage (système de prévention d’adsorption)
Les bactéries produisent des molécules qui peuvent se lier aux phages ou à leurs récepteurs, ce qui bloque l’adsorption (interaction entre la queue du phage et le récepteur)
Implique: protéine FhuA (Microcin J25), antigènes O et K (phiV10), O-acétyltransférase (E.coli O157-H7)
Éléments associés au blocage de l’entrée du génome dans la cellule
Protéine Sie
Protéine pilote
Protéine Im
Protéine Sp
Qu’est-ce que la protéine Sie
Exclusion de la surinfection
Produites par des bactériophages tempérés (prophages)
Empêchent l’infection (lysogénie) par un autre phage ou un phage de la même famille
Association de la protéine Sie avec les autres membranes pour empêcher l’interaction
Qu’est-ce que la protéine Im?
Pour le phage T4
Protéine Im bloque l’action de la protéine pilote, empêchant ainsi l’entrée d’ADN dans la cellule, il va donc rester dans l’espace périplasmique. L’infection n’aura pas lieu. Cette protéine est produite par le phage pour empêcher d’autres infections par d’autres phages
Qu’est-ce que la protéine SP
Protéine SP bloque la dégradation du polypeptide. Produite par le phage T4 pour empêcher l’action l’autres phages
Expliquer le fonctionnement d’un système restriction/modification et ce qui est impliqué
L’ADN de l’hôte est protégé par une méthylation. La séquence de clivage est méthylée dans la bactérie, mais elle ne l’est pas dans le phage.
Endonucléase
Méthylase
HMC (phage T4)
Expliquer le fonctionnement du système CRISPR-CAS
Utilisé comme système pour faire modifications dans n’importe quel génome
Système existe pour protéger bactéries contre attaque de bactériophages
Reconnaissance basée sur la partie ARN du système
Nommer les constituants d’un système CRISPR-CAS
Protéine (cas9) + ARN
Complexe protéine-ARN clive l’ADN
Partie ARN: reconnaissance (crRNA et tracrRNA)
Partie protéine: clivage
