Croissance et division des cellules bactériennes Flashcards

1
Q

Les bactéries se reproduisent de quelle manière ?

A

Reproduction asexuée

ADN cellule mère = ADN cellules filles

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Q

Quels sont les mécanismes de divisions cellulaires chez les bactéries ?

A

-La fission binaire transverse (scissiparité)

-Synthèse d’un septum (cloison) qui se fait transversal à l’axe longitudinal pour les bacilles et à l’équateur pour les cocci
Ces mécanismes sont les plus fréquents pour E. coli et B.subtilis

  • Bourgeonnement
  • La fragmentation d’hyphes (on passe d’une cellule filamenteuse à plusieurs cellules plus petites)
  • Formation d’exospores (à l’extrémité des hyphes) streptomyces

(BHEFS)

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3
Q

Quelle est l’étape préliminaire de la formation du septum ?

A

La duplication du chromosome

Si par quelconque raison la duplication est bloquée, il y aura inhibition de la formation du septum

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4
Q

Quelle est la 1ère étape de la formation du septum ? (ICCS)

A

Invagination de la membrane cytoplasmique

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5
Q

Quelle est la 2e étape de la formation du septum ?

A

Croissance du peptidoglycane dans l’invagination de la membrane

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6
Q

Quelle est la 3e étape de la formation du septum ?

A

Cloisonnement des cytoplasmes

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7
Q

Quelle est la 4e étape de la formation du septum ?

A

Séparation des 2 cellules filles

Terminaison de la synthèse de nouvelle paroi au septum

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8
Q

Comment s’effectue la ségrégation des chromosomes dans les cellules filles ?

A

Les bactéries ne possèdent pas d’appareil mitotique (eucaryotes). Elle possèdent un mésosome qui sert au site d’attachement des chromosomes et de la croissance cytoplasmique entre les mésosomes

On appelle cette ségrégation l’approche moléculaire

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9
Q

Explication de l’approche moléculaire. Les protéines en jeu ? p.135

A

Ce sont les protéines ParA et ParB ( agissent ensemble pour initier la partition/partage) qui migrent vers les pôles cellulaires. ParA polymérise pour former des filaments et ParB fixe l’ADN

Il entrent en interaction avec ParS près d’oriC-chromosome

La protéine MreB (apparentée au cytosquelette procaryote qui s’assemble en spirale pour faciliter le déplacement des chromosomes) va entrer en interaction avec les protéines ParA/B oriC

Une fois cela fait, le chromosome continue sa ségrégation en même temps que la réplication se poursuit. (C’est un peu comme l’appareil mitotique des procaryotes)

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10
Q

Comment se forme le septum ? Pour la formation d’une paroi transversale entre deux cellules filles.

A

Les mutants FtsZ (filament T sensibles) forment de longues cellules filamenteuses à température non permissives

Les protéines FtsZ, en forme d’anneaux concentriques, font l’échafaudage au site de formation du septum ce qui induit l’invagination de la membrane

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11
Q

Comment la cellule localise le site de formation du septum ?

A

À l’aide des mutants “minicell” qui sont présents chez les Gram- et les Gram +

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12
Q

Quelle est la fonction du gène min ?

A

MinCD qui inhibent l’assemblage de FtsZ et qui influencent le site en bloquant la formation du septum

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13
Q

Qu’est ce que la fission binaire ?

A

Processus où une cellule mère donne deux cellules filles. Une croissance par fission binaire entraîne, donc, le doublement de la population à chaque génération.

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14
Q

Les aspects mathématiques de la croissance bactérienne p.163

1) La formule pour le calcul du nombre de générations (n)?
2) La formule pour le calcul du temps de génération (g) ?
3) La formule pour le taux de croissance (k)

A
1) 
Fission binaire
1 ⇒ 2 ⇒ 4 ⇒ 8 ⇒ 16 ⇒ 32 ....
1 ⇒ 2 ⇒ 2^2 ⇒2^3 ⇒ 2^4 ⇒ 2^5... 2n
n= nombre de générations

Nf = Ni x 2^n
◦ Nf = population finale
◦ Ni= population initiale
◦ n = nombre de générations

2) 
Temps nécessaire au dédoublement de
la population
◦ g = (T2-T1)/n
◦ Unités: min. ou hr./ génération
g = (T2 - T1)/[3.3 (log10 N2- log10 N1)]

3)
◦ constante de vitesse de croissance
moyenne
◦ k = 1/g ou n/(T2-T1)
◦ unités: génération/heure
◦ k: [3.3 (log10 N2- log10 N1)]/[(T2 - T1)]
Le taux de croissance permet de faire des comparaisons dans les différents milieux

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15
Q

Quelles sont les variations possibles du temps de génération en fonction du milieu ?

A

Quand le milieu est riche diminution de g

Quand le milieu est pauvre augmentation de g

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16
Q

La courbe de croissance microbienne.

Quelles sont les phases ?

A

Phase de latence, exponentielle, stationnaire et de mortalité

À noter que les courbe de croissance sont font dans des environnements in vitro

17
Q

Description de la phase de latence

A

Les cellules s’adaptent au milieu, activité physiologique élevée

Début: pas d’augmentation de la population
Fin: Les cellules commencent à se diviser

La durée est variable selon l’âge, l’état physiologique, le milieu etc

18
Q

Description de la phase exponentielle

A

Augmentation constance de la population où le temps de génération est constant aussi et minimal

Toutes les cellules sont identiques où le métabolisme est à son maximum.

Il n’y a pas de restriction des nutriments, courte durée

19
Q

Description de la phase stationnaire

A

Ralentissement de la croissance où la population est croissante.

Les éléments nutritifs se raréfient et la concentration de substances toxiques augmente (acide lactique)

Les tailles et les compositions des cellules diffèrent (population hétérogène)

Formation d’endospores et durée variable

20
Q

Description de la phase de mortalité/déclin

A

Chute constante de la population, absence de division cellulaire et disparition des éléments nutritifs

La concentration des déchets métaboliques est à son maximale

Durée variable ex E. coli est de 60 jours et plus

21
Q

Qu’est-ce qu’une culture continue ?

A

C’est une culture en vase non clos où il y a un réacteur qui fait des ajouts constants de milieu frais, des éliminations du milieu épuisé et qui contrôle le pH, T, agitation etc.

Cela se fait dans un chémostat

22
Q

Comment calculons-nous le taux de dilution dans une culture continue ?

A

Taux de dilution: Vol ajouté/Vol total/hr
(réacteur)
ex: 100 ml/heure dans réacteur de 1 litre
taux de dilution: 0.1 h^-1
2 litres/heure dans réacteur de 1 litre
taux de dilution: 2 h^-1

À noter aussi que le taux de croissance microbienne est calculé par le taux de dilution

 Tx dilution = tx croissance
◦ conditions optimales
 Tx dilution < tx croissance
◦ conditions limitantes
 Tx dilution > tx croissance 
Augmentation du nombre de nutriments donc diminution de la pop bactérienne (wash out)
23
Q

Pourquoi la culture continue est pertinente ?

A

Permet des condition de culture pratiquement in vivo

ex. Streptococcus salivarius
g in vitro: 30 minutes
g in vivo: 11 heures

24
Q

Comment mesure-t-on la croissance microbienne ?

A

On peut y aller soit par énumération cellulaire, par quantification de la masse cellulaire de la pop ou par quantification d’une activité ou d’un constituant cellulaire

25
Q

À quoi sert la chambre de Petroff-Hausser ?

A

Pour l’énumération cellulaire, compte des cellules dans un volume prédéterminé

25 carreaux: 1 mm2 /0.02 mm:0.02 mm3
◦ résultat x 50 x 103
0.02 mm3 x 50: par mm3
103 mm3 dans 1 cc ou 1 ml

Minimum d’équipement et rapide
La viabilité des cellules pour être compromise (??)

26
Q

À quoi sert l’énumération électronique ? Et son explication

A

Envoie d’un débit contrôlé d’un laser visible/UV où est-ce que les fluorochromes vitaux sont activés

On fait le tri entre les cellules vivantes et ceux qui sont mortes

FACS (Fluorescence Activated Cell sorter)

Cette énumération se fait électroniquement, est rapide mais est très couteux

La limite est la taille des cellules

Permet la détection de spores dans l’air et caractérise les populations hétérogènes

27
Q

À quoi sert l’énumération des unités viables ? Et son explication

A

C’est économique, en utilisant peu d’espace et de temps (24 hrs, 21 jrs, 6 mois)
Ce fait sur les organismes viables
Peut se faire sur une population diluée
Population très diluée = filtration

Cette technique se fait par dilutions séquentielles suivi d’un étalement

On compte en nombre d’unités viables (UFC: unités formatrices de colonies)

Moins de 1% des espèces sont cultivables

28
Q

À quoi sert la méthode turbidimétrique ? Et son explication

A

Un trouble de corps bactériens absorbent ou dispersent la lumière

Cela peut donc être calculé avec un spectrophotomètre (lumière absorbée)

Cette méthode est rapide et peut se faire sur des cellules mortes ou vivantes

Utilisation de routine dans les laboratoires

29
Q

Explication de la méthode moléculaire

A

On extrait l’ADN d’une bactérie
On amplifie la séquence spécifique de l’ADN avec des enzymes (PCR: polymerase chain reaction) ce qui augmente le nombre de copies

Cela a pour effet de quantifier les organismes non cultivables et quantifié aussi plusieurs organismes aussi. Rapide

Appareil est couteux, on ne sait pas si ce sont des cellules vivantes et cela prend beaucoup de temps pour la mise au point

30
Q

Comment fait-on pour déterminer le poids sec de cellules ?

A

On fait une filtration en plus d’un séchage à 100-150 C

Lorsque le séchage est complet on obtient le poids sec à l’aide d’un graphique

Cette méthode est bien utile pour les bactéries agrégées ou formant des hyphes (population à densité élevée)
Ex:
◦ Mycobacterium
◦ Streptomyces
◦ Mycètes
31
Q

Comment fait-on pour quantifier une activité ou un constituant cellulaire ?

A
On peut procéder par détermination chimique et faire une application spécialisée sur des composés représentatifs comme:
◦ Azote total (a.a. nucléotides)
◦ Peptidoglycane
◦ ADN
◦ ATP
◦ Produits finaux de fermentation
32
Q

Quelles sont les méthodes de mesure à préconiser en fonction des cellules ?

A

Aucune méthode n’est malheureusement universelle

Les plus fréquentes sont les unités viables et la turbidimétrique

Lorsqu’il y a une croissance bactérienne la moléculaire est préconisée