cours 9 (final) Flashcards
comment détecter des bactéries?
coloration de Gram et paroi bactérienne:
* mise au point en 1884 par Hans Christian Gram
* pour détecter les bactéries sur du tissu eucaryote infecté
* a permis de scinder les bactéries en 2 grands groupes
* selon la nature de leur paroi
* reflète aussi d’autres propriétés bactériennes
toujours utilisé universellement dans les labos de bactériologie
À quoi peuvent nuire les bactéries pathogènes?
- à la santé humaine
- aux animaux et aux plantes domesAques
- à l’environnement de façon générale
Quelles sont les comparaison/différences entre les bactéries et les cellules eucaryotes?
- les bactéries sont beaucoup + peAtes
- sans noyau
Þ très difficiles à détecter - mais seules les bactéries possèdent du pepAdoglycane (dans paroi)
Quelles sont les étapes de la coloration de Gram?
1) étale un prélèvement sur lame de verre
2) sèche pour le fixer à la lame
3) applique 1er colorant: violet cristal
4) mordant (solution diluée d’iode) Þ
forme complexe violet cristal-iode
5) déshydrate et décolore avec
éthanol ou acétone
6) rince à l’eau
7) applique 2e colorant: safranine ou fuchsine
8) rince, sèche, observe au microscope
Þ le résultat obtenu diffère selon les bactéries présentes
Quels sont les 2 typoes de bactéries detectés par la coloration de Gram?
bactéries colorées en violet :
= Gram posi=ves = Gram +
paroi de peptidoglycane seul
(sans membrane externe)
bactéries colorées en rose:
= Gram négatives = Gram -
paroi de peptidoglycane + membrane externe
selon l’origine du prélèvement,
il pourrait n’y avoir que des bactéries Gram + ou que des bactéries Gram –; il pourrait y avoir les 2 types
bactériens, ou aucun s’il n’y a pas d’infection bactérienne ou si l’infection est aux mycoplasmes (sans paroi)
Quelles sont les caractéristiques des bactéries coloré violet dans la coloration de Gram?
- paroi = pepAdoglycane seul, épais
- polymères de monosaccharides aminés
en nombre égal et en alternance:
-NAM-NAG-NAM-NAG- par liens glycosid. - acide N-aétylmuramique
- N-acétylglucosamine
- tétrapepAdes aVachés aux NAM
- et entre eux par ponts 5-GLY
- traversé par des molécules d’
- acide lipotéichoïque traversent tout le
pepEdoglycane et ancrées dans le feuillet
externe de la membrane plasmique - acide téichoïque moins longues et pas
ancrées dans la membrane plasmique - relié à mb plasmique par lipoprotéines
comment les bactéries se colorent en violet?
- bactéries colorées en violet
- paroi épaisse mais poreuse
Þ le violet cristal passe et colore le
cytoplasme (ribosomes) et, surtout, le
peptidoglycane - l’éthanol déshydrate la paroi
Þ la paroi rapetisse = dense
Þ emprisonne le colorant violet
Þ la ¢ reste colorée en violet - le 2e colorant ne peut plus pénétrer
Quelles sont les caractéristiques des bactéries colorées rose dans la coloration de Gram?
- paroi = a) pepAdoglycane
- mince
- polymères de monosaccharides aminés:
-NAM-NAG-NAM-NAG- - tétrapepEdes aGachés aux NAM
- pas traversé par des molécules d’acide
lipotéichoïque ou téichoïque - paroi = b) membrane externe
- feuillet interne = phosphoglycérolipides
- feuillet externe = lipopolysaccharides (LPS)
- des lipoprotéines relient le feuillet
interne de la membrane externe au
pepAdoglycane
Comment les bactéries se colorent rose?
- bactéries colorées en rose
- le violet cristal passe et colore les
ribosomes et le peptidoglycane - l’éthanol ou l’acétone servant à la
déshydratation dissout la membrane
externe - le peptidoglycane est trop mince pour
emprisonner le violet cristal
Þ le violet est éliminé au rinçage qui suit
la déshydratation - le 2e colorant (safranine ou fuchsine) le
colore en rose
Qu’est-ce qu’un antibiotique?
- agents chimiothérapeutiques capables de tuer les micro-organismes ou d’en inhiber la croissance
- ils doivent tirer profit des différences structurales et métaboliques entre les ¢ procaryotes et les ¢ eucaryotes
- sinon, les ¢ eucaryotes infectées seraient aussi affectées, ce qu’il ne faut pas
*principaux traits des bactéries que les ¢ eucaryotes n’ont pas? - peptidoglycane
- ribosomes de 70S (¢ eucaryotes ont ribosomes 80S)
- sinon, les ¢ eucaryotes infectées seraient aussi affectées, ce qu’il ne faut pas
- certains antibiotiques aVaquent le
peptidoglycane de la paroi - d’autres aVaquent l’intérieur de la bactérie
- la synthèse protéique via les ribosomes
- ailleurs (pas étudiées dans ce cours)
Þ les fonctions de la bactérie sont affectées
Est-ce que les antibiotiques et les antimicrobiens sont la meme chose?
non,
* les antimicrobiens sont aussi capables de tuer les microorganismes ou d’en inhiber la croissance
* mais ils affectent également les ¢ eucaryotes Þ
* ne peuvent être administrés à un animal
* servent d’agents de décontamination des objets
nomme les deux mode de fonction des antibiotiques et les sous-types
antibiotiques sur paroi:
1. lysozyme
2. pénicilline
3. vancomycine
4. mycoplasmes?
antibiotique sur synthèse protéique:
1. ribosome (70s)
-petite sous-unité ribosomale
- grosse sous-unité ribosomale
comment à été découvert les antibiotiques sur paroi: le lysozyme?
- enzyme glycolytique dans la salive, les larmes, le lait
maternel, le blanc d’oeuf = antibiotique naturel - découvert en 1922 par Alexander Fleming (1881-1955)
on realise sur les milieux de culture, on peut inhiber la croissance de certaines bactéries par la salive et le blanc d’oeuf
Comment fonctionnent les antibiotiques sur paroi: le lysozyme?
coupe (hydrolyse) les liens glycosidiques
entre NAM et NAG du peptidoglycane
Þ peptidoglycane se désintègre, la ¢ meurt
* elle n’est plus protégée contre l’hypotonicité du milieu
comment à été découvert les antibiotiques sur paroi: la péniciline?
- découverte par Fleming* en 1928
- toxine émise par le champignon
microscopique Penicillium notatum
Þ moisissure sur le pain, etc.
Comment fonctionnent les antibiotiques sur paroi: la péniciline?
empêche la formation des ponts 5-Gly du peptidoglycane:
- empêche la liaison des ponts de pentaglycine (5-Gly) avec les tétrapeptides attachés aux NAM
- inhibe (par compétition) la transpeptidase qui catalyse la liaison du pont 5-Gly à l’a.a. D-alanine du tétrapeptide
- le pep=doglycane sans ponts 5-Gly est affaibli
Þ les bactéries ne résistent pas au choc osmotique d’un milieu hypotonique et meurent
Qu’est-ce qu’un transpeptidase?
famille d’enzymes qui
catalysent des liaisons peptidiques; il
existe des transpeptidases spécifiques
aux liaisons entre les différents peptides
Quells est la molécule de la pénicilline?
l’acide 6-aminopénicillanique
nomme des mariantes naturelles de la pénicilline
- pénicilline G
(administrée par injection i.v. ou i.m.) - pénicilline V
(administrée oralement)
Nomme des variantes semi-synthétiques de la pénicilline
- ampicilline
- carbénicilline
- méticilline
- ticarcilline
Comment les varaintes de la pénicilline peuvent être utiles?
- certaines bactéries produisent
la β-lactamase (pénicillinase)
Þ elles résistent à la pénicilline - la méticilline* contrecarre la
β-lactamase… mais … - certaines bactéries lui résistent
- Tygacil (tigécycline)
- = médicament contre SARM
- agit comme la tétracycline
donne un exemple de bactéries à β-lactamase (pénicillinase) résistante à la pénicilline et d’une bactérie resistante à la méticilline
Ex1: Streptomyces albus (Gram +) qui attaque
les plantes herbacées (dont se nourrissent
plusieurs animaux sauvages et domestiques)
- ex2. Staphylococcus aureus résistant
à la méticilline (SARM)
Comment fonctionnent les antibiotiques sur paroi: 3-vancomycine?
- glycopeptide hydrophile à haut poids moléculaire
- se lie par liaison H à l’extrémité
D-alanine du tétrapep=de
Þ empêche les liaisons directes et 5-Gly
entre tétrapepAdes
Þ affecte le pepAdoglycane de la paroi
En quoi la colloration de Gram est utile dans le choix de l’antibiotique à utiliser?
- les bactéries Gram – résistent mieux aux an=bio=ques qui
agissent sur le pep=doglycane de la paroi - la membrane externe offre une certaine
barrière à la pénétraAon - du lysozyme
- de la vancomycine
- car molécules trop grosses pour la traverser
Þ ces anAbioAques servent
contre les bactéries Gram +
\ uElité de la coloraEon de
Gram pour déterminer quel
type d’anEbioEque uEliser, ou
du moins lequel ne pas uEliser
Est-ce que les antibiotiques ont un effet sur les mycoplames?
non,
* très petites bactéries sans paroi
Þ coloration de Gram sans aucun effet
* insensibles à la pénicille et aux autres
antibiotiques qui ciblent la paroi
combien de ribosomes possède une bactérie et de quel type?
ribosome 70S ( S total égale pas S petite s-u + S grosse s-u)
~10 000 ribosomes
comment sont organisés les ribisomes dans les bactéries?
organisés en polysomes = groupe de ribosomes auquel est associé un même ARNm Þ plusieurs copies de la protéine
est-ce que la traduction se fait en meme temps que la transcription?
oui environ
Quels sont les différents types de protéines synthétisés dans la bactérie et quel structure permet des les synthétisés?
a) protéines cytoplasmiques
* traduites sur des polysomes dans le cytoplasme
b) protéines membranaires, incluant FoF1ATPases
* traduites sur des polysomes dans le cytoplasme
* incorporées à la membrane plasmique
c) exozymes: protéines sécrétées
* traduites sur des polysomes sous la membrane plasmique par une séquence d’a.a. hydrophobes (diapo 27)
* la séquence d’a.a. permet la translocation de l’exoenzyme à travers la membrane plasmique
* la séquence est ensuite excisée
explique le fonctionnemnt général des antibiotiques sur synthèse protéique
- certains antibiotiques agissent en se fixant
aux ribosomes (70S)
Þ affectent la synthèse protéique - effets négatifs sur l’espèce bactérienne visée
- dont potentiellement sur les mycoplasmes
- agissent en se fixant aux ribosomes 70S bactériens
- sans affecter les ribosomes 80S des ¢ eucaryotes infectées
- molécules assez petites pour traverser la membrane externe
Quels sont les deux types d’antibiotiques qui agissentn sur la synthèse protéique et deux exemple pour chaque
antibiotiques qui agissent sur la petite sous-unité (30S):
- streptomycine
- tétracycline
antibiotiques qui agissent sur la grosse sous-unité (50S):
- chloramphénicol
- érythromycine
comment fonctionne la streptomycine ?
- antibiotiques qui se fixent à la petite sous-unité ribosomale
- Ex. 1: streptomycine
- se lie à l’ARNr de la petite sous-unité ribosomale (30S)
- en interférant avec la liaison du N-formylméthionine-ARNt (par son bras IV,
à 3h) à l’ARNr, soit au site P du ribosome
Þ inhibe la synthèse protéique dès l’initiation de la traduction
ne pas confondre avec le lien entre l’an7codon de l’ARNt (bras II) et le codon de l’ARNm
NfMET est l’a.a. codé par le codon d’iniLaLon chez les procaryotes
comment fonctionne la tétracycline?
antibiotiques qui se fixent à la petite sous-unité ribosomale
* Ex. 2: tétracycline
* agit de façon comparable sur la petite sous-unité ribosomale, mais au site A
* interfère avec la fixation d’autres aminoacyl-ARNt
(par bras IV) à l’ARNr (site A du ribosome) durant la
phase d’élongation lors de la traduction
Þ nuit à la synthèse protéique
comment fonctionne la chloramphénicol?
antibiotiques qui se fixent à la grosse sous-unité ribosomale
* Ex. 1: chloramphénicol
* inhibe la pepEdyltransférase ou ribozyme 28S = ARNr enzymaEque de la
grosse sous-unité ribosomale qui catalyse la liaison pepEdique
lors du transfert de la chaîne polypepEdique de
l’ARNt du site P vers l’aminoacyl-ARNt du site A
du ribosome durant l’élongaEon
Þ nuit à la synthèse protéique
comment fonctionne la érythromycine
an=bio=ques qui se fixent à la grosse sous-unité ribosomale
* Ex. 2: érythromycine
* se lie à l’ARNr de la grosse sous-unité ribosomale (50S) Þ
* inhibe la translocaEon de l’ARNt du site A au site P, et conséquemment de
l’ARNt du site P au site E, lors de l’élongaEon
* sans translocaEon, le site A ne se libère pas et ne peut accueillir un nouvel
aminoacyl-ARNt
Þ la synthèse protéique ne se poursuit pas
Qu’est-ce que les bactéries super-résistantes?
- des bactéries super-résistantes (mutations) apparaissent
Ex. entérobactéries (du système digestif) Gram – - possèdent le gène NDM-1
- code l’enzyme NDM-β-lactamase (New Delhi metallo-β-lactamase, 1er cas chez un patient hospitalisé en Inde)
- gène NDM-1 est sur plasmide Þ transmis à une autre bactérie (diapos 55-56)
- colistine, un cyclopeptide
- produit par Bacillus polymyxa var colistinus
- solubilise les membranes des bactéries Gram-
Þ peut venir à bout de la NDM-β-lactamase - mais est très toxique pour les patients
Qu’est-ce que l’indice thérapeutique?
- I.T. = ratio dose toxique : dose thérapeutique
dose toxique (létale chez au moins 50% des sujets)
dose thérapeutique (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
Ex. 1: si la dose toxique = 50mg/kg poids et la dose thérapeutique
= 10mg/kg Þ I.T. = 5 (50/10)
Ex. 2: si la dose toxique = 50mg/kg de poids et la dose
thérapeutique = 25mg/kg Þ I.T. = 2 (50/25)
Þ plus risqué pour les patients - l’I.T. d’un antibiotique (de tout médicament) doit être
élevé pour la sécurité des patients
Quels sont les différences des bactéries vs eucaryotes sur l’ADN?
Bactéries:
* l’ADN est bicaténaire
* fermé en boucle
* 1 seul « chromosome »
* rattaché à la membrane plasmique par
une séquence de nucléotides spécifiques
* pas d’histones (les archées ont des protéines comparables)
* 1 seule origine de réplication Þ
* 1 amorce/brin: 1-3 ribonucléotides
* amorce excisée par l’exonucléase
polymérase I
Quel type de reproduction font les bactéries
Division par scissiparité
explique la Division par scissiparité
- l’ADN se réplique
- nouveaux phosphoglycérolipides dans
la parAe centrale de membrane plasmique
et nouvelles composantes de la paroi
dans la parAe centrale de la ¢ - membrane et paroi neuves s’invaginent
- séparant les 2 chromosomes
- 1 aGribué à chaque ¢-fille
- étranglement au centre de la ¢-mère
- par la protéine contracEle (FtsZ: filamentous
thermosensi5ve mutant Z) qui forme un anneau - les 2 ¢-filles sont de même taille et
de même taille que la ¢-mère iniAale
Þ pas de croissance cellulaire .
comment se fait la croissance bactérienne
- accroissement d’une colonie de bactéries
qui se reproduisent par scissiparité - une colonie peut se former grâce
à la propriété d’adhérence (glycocalyx)
Quels sont les conditions restrictives de la croissance bactérienne?
- dépend de divers facteurs
- disponibilité de nutriments: vrai pour tout vivant
- T°: la réfrigéraAon ralenAt la croissance bactérienne
Þ les aliments se conservent mieux - pH du milieu
- acidité « cuit » poissons et fruits de mer
- Ex: ceviche
- salinité
- salaison des viandes et poissons les préserve
Qu’est-ce que la sporulation?
adaptation extrême
Qu’est-ce qui permet la sporulation?
une endospore (découverte ~1870s) se forme chez certaines
bactéries Gram + résistantes à la chaleur
* dans des conditions spéciales, non favorables
à la reproduction (à la croissance)
* structure complexe à plusieurs couches
Quelles sont les étapes de la sporulation?
- la mb plasmique s’invagine
- l’ADN se réplique
- synthèse de dipicolinate de Ca++
- le cytoplasme se déshydrate
- synthèse des couches
- cortex, tunique, exospore et pepEdoglycane épais
- autour d’une molécule d’ADN + ribosomes
- l’endospore est formée
- lyse de la ¢ Þ
- libéraAon de la spore le reste de la ¢ meurt
Explique la resistance extrême du spore
- la spore relâchée de la bactérie
- peut résister à des condiAons
extrêmes durant des siècles - T° extrêmes
- absence d’eau, de nutriments
- poisons
- le dipicolinate de Ca++ stabilise l’ADN
lors de la déshydrataAon de l’endospore - la déshydrataAon minimise la formaAon de
radicaux libres* lors d’exposiAon à des radiaAons - le cortex et la tunique imperméabilisent la spore
et la rendent résistante aux agents chimiques
explique la germination du spore
- si les conditions
redeviennent favorables - la spore peut gonfler
- briser ses couches
- adopter la forme typique
de la bactérie initiale
Þ devient une bactérie
active en quelques
minutes
qu’est-ce que les bactéries photoautotrophes
- utilisent la lumière solaire comme source d’énergie
Þ phototrophes - utilisent le CO2 pour former leurs composés organiques (C)
Þ autotrophes - Ex: cyanobactéries (cyan = bleu) aquatiques
est-ce que c’est correct de dire que les cyanobactéries sont des algues bleu-vert?
non,
Leurs immenses colonies peuvent
ressembler à des algues mais n’en sont pas.
Les algues sont végétales (eucaryotes)
qu’est-ce que les bactéries photohétérotrophes
- utilisent la lumière solaire comme source d’énergie Þ phototrophes
- pratiquent la photosynthèse sans dégager de O2
- peuvent utiliser le CO2 pour leurs composés organiques
- mais nécessitent du carbone organique tel le glucose Þ hétérotroph.
- Ex: bactéries non sulfureuses vertes et pourpres dans des lacs pollués
(ex. Rhodospirillales: bactéries Gram- du genre Pseudomonas)
Qu’est-ce que les bactéries chimioautotrophes
- leur énergie provient de l’oxydation de molécules
inorganiques (H2S, NH3, Fe2
+ etc.) Þ chimiotrophes - utilisent le CO2 comme source de carbone Þ autotrophes
- Ex: bactéries Gram- du genre Thiobacillus
Qu’est-ce que les bactéries chimiohétérotrophes
- la majorité des bactéries
- utilisent des 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 Þ ce composé est non biodégradable - saprophytes: dégradent les débris organiques pour
obtenir leurs nutriments - parasites et commensales: obtiennent leurs nutriments
à partir de leurs hôtes vivants
Quels sont les 5 types de bactéries en fonction de leur utilisation d’O2
- aérobie stricte: utilisent l’oxygène pour leur respiration cellulaire Ex. Mycobacterium tuberculosis
- anaérobie facultative: utilisent l’oxygène si présent mais peuvent fonctionner par fermentation en son absence
Ex. Escherichia coli (Gr -) - microaérophile: vivent en présence d’une faible quantité d’oxygène
Ex. bactéries magnétotactiques - anaérobie aérotolérante: anaérobies qui tolèrent la présence d’oxygène
Ex. Cutibacterium acnes (Gram +) - anaérobie stricte: ne peuvent pas utiliser l’oxygène ni survivre en sa présence
Ex. Clostridium tetani (Gram +)
Quel type d’activité sexuelle pratique les bactéries?
conjugaison
Quel element important permet la conjugaison
- piliers sexuels: type spécial de piliers (fimbriae) chez
les bactéries qui pra=quent le sexe par conjugaison - sexe = échange généAque (sexe ≠ reproducAon)
- 2 à 3 tubes transitoires synthé=sés par la bactérie
donneuse pour reconnaître et aborder la bactérie
réceptrice de son matériel géné=que
quelle est la différence entre sexe et reproduction?
sexe = échange de gènes
* reproducAon = formaAon
de nouveaux individus
* les 2 sont dissociables
* sexe sans reproducEon
* reproducEon sans sexe
(mitose, scissiparité)
comment se fait la conjugaison?
- les piliers sexuels raccourcissent
et rapprochent les bactéries - il se forme un pont de conjugaison
- 1 brin d’ADN plasmidique est
transféré de la bactérie donneuse
à la bactérie réceptrice - chaque bactérie synthéAse un brin
complémentaire (13 oct) pour que
son ADN redevienne bicaténaire - la bactérie qui était réceptrice
devient une donneuse potenAelle
la bactérie donneuse donne quel type d’ADN lors de la conjugaison
la bactérie donneuse
ne donne pas de
l’ADN bicaténaire
mais 1 seul des 2
brins du court ADN
plasmidique
Qu’est-ce que la transformation bactérienne?
- 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
(invention des OGM!)
Qu’est-ce que la conjugaison bactérienne?
- transfert d’un brin d’ADN
plasmidique à la bactérie
receveuse par un pont de
conjugaison
Qu’est-ce que la transduction bactérienne?
- portion d’un brin d’ADN
chromosomique transférée
d’une bactérie à une autre par
un virus bactériophage
