Cours 9 Flashcards
Décrit brièvement la scission binaire
- Masse d’initiation atteinte = signal pour initier la réplication
- Ouverture de l’origine de réplication et début de la réplication au milieu de la cellule
- Élongation de la cellule au fil de la réplication –> les chromosomes migrent graduellement aux extrémités de la cellule
- Séparation des chromosomes et formation d’un septum au milieu de la cellule
- Séparation de la cellule mère en 2 cellules filles: chacune obtient un chromosome complet
Pourquoi était-il difficile d’étudier le cycle cellulaire chez la majorité des bactéries?
Pas à l’exam
- Population bactérienne = hétérogène
Cellules toutes à des stades différents de leur cycle cellulaire - Difficulté de synchroniser les cellules dans leur cycle— Synchronicité vite perdue si on essaie de recueillir les bactéries selon leur taille (croissance en escalier)
Quelles sont les deux méthodes pour étudier le cycle cellulaire?
- Baby machine / technique de l’élution de la membrane
-Cytométrie en flux
Qu’est-ce que la méthode baby machine?
Pas à l’exam
- Ajout de thymine radioactive à une culture bactérienne
- Fixation des bactéries à une membrane
- Au moment de la divison cellulaire, une des cellule fille se détache du filtre et est relâchée dans le milieu
Cellules à la division = Même âge - Cellules relâchées à un temps X = Même âge
5.Qt de radioactivité dans les cellules relâchées = Mesure de la Qt d’ADN chromosomique réliqué dans les cellules à un moment X
Qu’est-ce que baby machine a permis de démontrer?
- Comment la réplication et la division cellulaire sont coordonnées en fonction de la richesse du milieu
- Établir les paramètres I, C, D
- Relation entre l’initiation de la réplication et la masse cellulaire (masse d’initiation)
Quelles sont les trois périodes du cycle cellulaire bactérien?
I: Temps entre deux évènements de division cellulaire (entre deux initiations) === VALEUR CHANGEANTE === plus court plus la vitesse de croissance est grande –> valeur près du temps de génération
C: Temps nécessaire pour répliquer le chromosome entier === VALEUR CONSTANTE (environ 40 min)
Indépendant de la vitesse de croissance ou la richesse du milieu
D: Temps entre la fin de la réplication du chromosome et le moment de division cellulaire === VALEUR QUASI CONSTANTE (environ 20 min)
Indépendant de la vitesse de croissance ou la richesse du milieu
Comment la richesse du milieu affecte la réplication du chromosome?
Dans un milieu pauvre, le temps I > C == il n’y a qu’une seule réplication du chromosome à la fois, pas de chevauchement
Dans un milieu riche, la masse d’initiation est atteinte plus rapidement, donc I<C –> il peut y avoir plus d’une origine de réplication par chromosome (chevauchement) (++ chromosomes)
=== Dosage génique pour les gènes à proximité de oriC
(Dans un milieu riche, les cellules ont plusieurs oriC)
À quoi sert une cytométrie en flux?
- Déterminer la masse individuelle d’une cellule et sa quantité d’ADN¸
- Confirme le lien entre la masse cellulaire et l’initiation de la réplication (montre que la réplication commence en même temps à toutes les oriC)
À la fin des rondes de réplication, on aura 2n chromosomes par cellule (n = nombre d’oriC au départ) (2, 4, 8..)
À quoi ressemble les résultats d’une cytométrie?
Le pic devient de plus en plus large, plus le milieu est riche –> car plus hétérogène
Il y a début et progression de la réplication à tous les stades.
Bloque la réplication : on obtient normalement 2 pics clairs qui indiquent 2 et 4 chromosomes
Quel est l’effet de la rifampicine?
(ou chloramphénicol)
Inhibe la division cellulaire en empêchant l’initiation d’un nouveau cycle cellulaire (permet la fin de la réplication déjà entamée)
Qu’arrive-t-il avec une mutation dans oriC?
Phénotype asynchrone
Qu’est-ce que la décaténation?
Après la terminaison de la réplication
Séparation physique des chromosomes reliés entre eux à cause de la recombinaison homologue et de l’entrelacement
100% des cellules
FtsK, TopoIV
Avant le debut de la division, au milieu de la cellule
Qu’est-ce que la ségrégation des chromosomes?
Mouvement des chromosomes répliqués et séparés physiquement vers les pôles cellulaires
FtsK, gyrase, MukB
Qu’est-ce que la résolution des dimères de chromosomes? Quoi agit comment?
15% des cellules!
À cause de la recombinaison homologue après la réparation des fourches
Trans: XerCD = recombinaison site-spécifique
Cis: Site dif au milieu de la région Ter du chromosome
Cherche à déplacer les chromosomes vers les cellules filles?? besoin de FtsK
XerCD!!
Pourquoi le site dif est placé au milieu de la région Ter?
- S’assurer de la synchronisation avec la terminaison de la réplication
- S’assurer qu’il y a un seul site dif jusqu’au moment qui précède le début de la division cellulaire
Interaction XerCD et FtsK
À quoi sert la localisation de FtsK?
Limiter le processus de résolution des dimères dans l’espace et dans le temps
FtsK facilite le processus de déplacement des chromosomes du septum vers les cellules cibles
C’est quoi l’effet guillotine?
Cassure des chromosomes par le septum de division
À quoi sert FtsK? (pour la ségrégation des chromosomes)
Pomper l’ADN pour déplacer les deux sites dif dans un dimère de chromosome vers le septum au milieu de la cellule avant que les sites recombinent avec XerCD
Facilite la ségrégation vers les cellules filles
Fait le lien entre la ségrégation des chromosomes et la division cellulaire
C’est quoi les séquences KOPS?
Aident FtsK à s’orienter
Orientation = lues seulement dans la direction oriC vers dif par FtsK
Pour que les sited dif soient tojours pompés vers le centre
À quoi sert la condensation des chromosomes?
Facilite la ségrégation des chromosomes vers les cellules filles
Comment faire la condensation des chromosomes?
- Par la gyrase via surenroulement négatif
- Par MukB = condensine de la famille SMC
- Par Topo IV = interaction avec MukB pour assurer le processus de condensation (les caténanes ne soient pas obstacles)
D’où vient le nom fts?
filament thermo-sensible
p38
Quels sont les premiers mutants isolés en 1970?
Qu’on-t-il permis d’observer?
Mutants conditionnels thermosensibles: E. coli
30C = permissif 42C = non-permissif
-Établit l’ordre d’action des gènes dans la division (gène précoce à tardif)
-Identifier les gènes impliqués dans la ségrégation et la partition des chromosomes
Différence entre les mutants par et fts?
par = problème dans la ségrégation des chromosomes (pas de septum: la masse est diffusée)
fts = problème dans la division cellulaire (distribution régulière de chromosomes au long du filament)
Quel est le premier gène à entrer en action lors de la division cellulaire?
La première protéine dans la formation du septum?
ftsZ
FtsK
Que se passe-t-il en absence de fts?
Aucune protéine de division localisé au site de division
Qu’est-ce que la protéine FtsZ?
À la base de la formation du septum de division et du maintien de la cohésion du cytosquelette
Homologue à la tubuline
20 000 par cellule
Protéine qui lie le GTP + possède activité GTPase
GTP + FtsZ = Polymérisation + formation des anneaux Z in vivo
Son absence empêche l’assemblage de d’autres protéines au site de division
À quoi pourrait-on comparer les filaments FtsZ?
À des microtubules eucaryotes
(formation des filaments induite par le GTP)
Vrai ou faux: Les anneaux FtsZ arrivent après le début de l’invagination du septum
Faux!
Présence aux sites de division bien avant
Qu’est-ce que la protéine MreB? Son rôle?
- Homologue à l’actine
- Filaments du cytosquelette en structure hélicoïdale du côté interne de la membrane cellulaire
- Élément du cytosquelette impliqué dans la morphologie bactérienne
- Rôle dans la croissance du peptidoglycane
Qu’est-ce que l’interaction FtsZ-MreB
-Initie le couplage entre la division et l’élongation
- Permet le transfert d’enzymes (impliqués dans la synthèse longitudinale de la paroi) au niveau du septum: Synthèse de la paroi de division
Transfert de PBP1 et PBP2 dans le divisome mature
Interaction permet le transfert de la machinerie de synthèse du peptidoglycane vers le divisome
Quelles sont les protéines cytosiliques du divisome?
FtsZ
FtsA
ZipA
ZapA
Zip = FtsZ interacting protein
Zap = FtsZ associated protein
FtsA et ZipA sont des protéines stabilisatrices à l’anneau Z lors de l’assemblement précoce
Quelles sont les protéines membranaires du divisome? (un et plusieurs domaines transmembranaires)
1 domaine transmembranaire =
FtsI
FtsL
FtsQ
FtsN
FtsB
Truc: 1 domaine: BLINQ! and youll miss it
Plusieurs domaines transmembranaires =
FtsK
FtsW
Truc: plusieurs domaines: WaK
Quelles sont les protéines du divisome requisent pour l’assemblage du septum?
FtsI = PBP (penicillin binding protein) = domaine périplasmique responsable de l’activité transpeptidase utile à la synthèse du peptidoglycane) (Bio mol Sven!)
FtsL
FtsQ
Assemblage = QuIL
Quelles protéines du divisome peuvent former un complexe trimérique?
FtsL
FtsQ
FtsB
Connecte les protéines déjà assemblées (proto-ring) aux protéines assemblées tardivement (FtsN)
Comment fonctionne FtsN? qu’est-ce qui arrive si on en manque?
Vient se placer tardivement au divisome
Fonction associée au domaine périplasmique
Manque de FtsN: Démantelement du reste du divisome (proto-ring aussi)
Interaction avec les autres protéines du divisome et muréines-synthétases
Comment se fait la régulation dans le temps et l’espace de la division de la cellule?
Dans l’espace: Système Min: S’assure que le septum est au centre
Dans le temps: Occlusion du mucléoide: s’assure que tout l’ADN est ségrégué aux pôles avant de permettre la formation du septum (bloc la formation s’il y a de l’ADN au centre)
Qu’est-ce que le système Min? (MinC, MinD, MinE)
S’assure que le septum se forme au centre de la cellule
L’oscillation du complexe MinCD de pôle en pôle par MinE empêche la polymérissation de FtsZ
MinC: Interaction MinC-FtsZ pour empêcher la polymérisation de l’anneau Z–> Déstabilise les polymères de FtsZ (MinC inhibe FtsZ)
MinD: ATPase membranaire qui s’attache à MinC et lui permet la sensibilité à MinE (?) + permet de localiser MinE au centre de la cellule
MinE: permet de localiser MinCD aux pôles
Normalement, un peu partout, se concentre au centre de la cellule lors de la division
Forme d’anneau pour former l’anneau Z au centre cellulaire (détacher MinCD de la membrane)
En empêchant MinCD d’être au centre de la cellule, on permet FtsZ de venir polymériser
Hydrolyse l’ATP de MinC = MinC-ADP dans le cytoplasme
Quel est le point commun entre un mutant du système min et la surproduction de FtsZ?
Le septum est formé n’importe où dans la cellule (formation de mini cellules)
Qu’est-ce que le système d’occlusion du nucléoide? Qu’en est-il pour B. subtilis et E. coli?
B. subtilis = NOC-NBS
E. coli = SLM-SBS
Système pour empêcher le septum de se former si l’ADN est encore au centre de la cellule (protéine SlmA)
Cause le désassemblage des polymères de FtsZ si les protéine du système sont sur l’ADN (SlmA inhibe FtsZ)
Plus on s’approche de la région Ter, moins il y a de sites d’interaction avec la protéine SlmA) (bloque de - en -)
La protéine SlmA s’associe préférentiellement avec l’ADN à proximité de oriC = formation d’un gradient
