Examen final Flashcards
Pourquoi est-ce que l’oxygène peut être nuisible pour les microorganismes?
Oxydant puissant qui peut endommager l’ADN et les protéines
Quel est le rôle de la catalase?
Transforme les produits toxiques en produits non-toxiques
Nommer les enzymes qui jouent un rôle dans la détoxification de produits oxygénés toxiques
Superoxyde dismutase
Catalase
Peroxydase
Superoxyde réductase
Quels sont les 2 types de source de carbone?
Organique : Hétérotrophe
Inorganique (CO2) : Autotrophe
Quels sont les 2 types de source d’énergie?
Lumineuse : Phototrophe
Organique et inorganique : Chimiotrophe
Quels sont les 2 types d’accepteurs d’électrons final?
Organique : Organotrophe
Inorganique : Lithotrophe
Quel genre de composés passe du cytoplasme au milieu?
Déchets
Où se retrouvent les systèmes de transport?
Dans la membrane cytoplasmique
Vrai ou faux : La paroi de peptidoglycane n’est pas une barrière pour le passage des nutriments
Vrai
Nommer les 4 systèmes de transport
Simple diffusion (diffusion passive)
Diffusion facilitée
Transport actif
Translocation de groupe
Les systèmes de transport sont-ils plus spécifiques chez les Gram + ou chez les Gram -?
Gram -
Comment est régulé le système de diffusion passive?
Selon les lois de l’osmose : du plus concentré au moins concentré (gradient de concentration ou électrochimique)
Quel type de molécules peut entrer dans la cellule selon la diffusion passive?
Petites molécules (O2, CO2, NH3, H2O)
Comment est-ce que des grosses molécules entrent et sortent de la cellule?
À l’aide de transporteurs
Quelle est la différence entre la diffusion passive et la diffusion facilitée?
Présence d’un transporteur dans la diffusion facilitée
Quel est le transporteur présent dans la diffusion facilitée?
Perméase (protéine transmembranaire stéréospécifique du substrat qui diffuse)
Vrai ou faux : la diffusion facilitée est très répandue dans les cellules procaryotes
Faux : seul le cas du glycérol est connu
Pourquoi est-ce que la diffusion facilitée est peu retrouvée chez les procaryotes?
Les bactéries doivent maintenir une concentration en nutriment plus forte à l’intérieur qu’à l’extérieur
Vrai ou faux : la diffusion facilitée nécessite un apport énergétique
Vrai : seulement pour construire le transporteur
Quel transporteur est présent dans le transport actif
Perméase - protéine transmembranaire
Vrai ou faux : la diffusion passive peut faire entrer plus de molécules dans la cellule que la diffusion facilitée?
Vrai : à une certaine concentration, les transporteurs de la diffusion facilitée peuvent saturer
Vrai ou faux : le transport actif permet d’aller contre le gradient de concentration
Vrai
Quels sont les 2 types de transport actif?
Transporteurs ABC (ATP-Binding cassette transporters) Transport actif secondaire
Où se retrouvent les transporteurs ABC chez les Gram +? Chez les Gram-?
Gram - : périplasme
Gram + : lipides membranaires de la face externe
Vrai ou faux : les transporteurs ABC sont sensibles aux chocs osmotiques
Vrai
Expliquer le principe du transport actif ABC
Fixation spécifique de la protéine avec le composé à transporter
Transfert vers des protéines transmembranaires
Hydrolyse d’ATP ou autre composé riche en énergie
Entrée du composé seul
Entrée d’acides aminés, de sucres
Quelle type de molécule doit accompagner la protéine de transport transmembranaire dans le cas du transport actif ABC?
Protéine de liaison qui va aller chercher le substrat
Exemple de transport actif secondaire
Force ATP motrice
Vrai ou faux : la force proton motrice ne vient que du gradient de H+
Faux : aussi du gradient de Na+
Dans le transport actif secondaire, quelle est la source d’énergie potentielle?
Gradient ionique
Quels sont les 3 types de transport actif secondaire?
Symport
Antiport
Uniport actif
Qu’est-ce qu’est la translocation de groupe?
Modification chimique du composé en même temps que son passage membranaire
Vrai ou faux : la translocation de groupe est un type de transport actif
Faux : il n’y a pas de gradient de concentration
La translocation de groupe demande-t-elle beaucoup d’énergie?
Non
Chez quel type de microorganisme se retrouve la translocation de groupe?
Anaérobies obligatoires et facultatives
Exemple de translocation de groupe
Ajout d’un groupement PO4 sur un glucose qui entre - première étape de la glycolyse
Qu’est-ce qu’est un sidérophore?
Molécule qui va capter les molécules de fer et les apporter dans la cellule en modifiant celles qui sont insolubles
La bactérie doit être munie d’un récepteur
Comment est-ce qu’E. coli s’est adapté pour avoir accès à plus de fer?
Récepteur de sidérophores d’autres bactéries
Quels sont les 3 types de voies métaboliques existantes?
Anabolique : fabrique des molécules en utilisant de l’énergie
Catabolique : détruit des molécules en libérant de l’énergie
Amphibolique : voies réversibles
Comment est produite l’énergie libérée par le métabolisme?
Par le mouvement des électrons dans des réactions d’oxydo-réductions
Quelles sont les 3 fonctions du catabolisme?
Précurseurs métaboliques
Pouvoir réducteur (don d’électrons)
Molécules riches en énergie (ex : ATP) produites par le catabolisme
Quelle réaction est souvent utilisée dans le catabolisme?
Hydrolyse
Quelle réaction est souvent utilisée dans l’anabolisme?
Déshydratation
Qu’est-ce qu’il faut pour avoir des réaction d’oxydoréduction?
Oxydant qui va donner des électrons et être réduit
Réducteur qui va recevoir des électrons et être oxydé
Ours Polaire, Rouge Gorge
Quelle est l’information donnée par E0?
Plus il est petit (voire négatif), plus la molécule est un meilleur donneur d’électron
Vrai ou faux : plus la variation entre les E0 de deux molécules et grande, plus il y a d’énergie créée lors de l’échange des électrons
Vrai
Si le composé réducteur provient d’un couple Redox plus positif que celui du composé oxydant, est-ce que de l’énergie est libérée ou utilisée dans la réaction?
Il faut utiliser de l’énergie pour cette réaction
Décrire le NADP et le NADPH
Transporteur d’électrons / coenzymes qui se promènent dans la cellule et qui sont continuellement recyclés
Sert notamment dans la chaîne de transport d’électrons
Quelles sont les 3 manières de produire de l’ATP?
Phosphorylation au niveau du substrat
Phosphorylation oxydative
Photophosphorylation
Quelles sont les 4 voies d’approvisionnement en énergie?
Respiration aérobie (accepteur final d’e- : O2)
Respiration anaérobie
Fermentation
Photosynthèse
Quelle voie approvisionnement en énergie est la plus rentable énergétiquement?
Respiration aérobie avec accepteur final O2
Quel est le principal moyen d’obtenir de l’énergie?
Oxydation des glucides
Qu’est-ce qu’est la glycolyse?
Dégradation, oxydation du glucose en pyruvate
Quelles sont les 2 voies parallèles de la glycolyse?
Voie des pentoses-phsosphate
Voie d’Entner-Doudoroff
Définition de la respiration
Suite des réactions d’oxydoréduction ayant lieu dans une membrane et produisant de l’ATP
Décrire la voie des pentoses-phosphates
Dégradation de sucres à 5C et génère beaucoup de sucres (3C à 7C). Forme des précurseurs
Dans quel type de voie (anabolique et catabolique) la voie des pentoses-phosphate a-t-elle la plus grande importance?
Anabolique
Décrire la voie d’Entner-Doudoroff
Mêmes étapes finales que la glycolyse
Utilisation de la déshydratation
Vrai ou faux : la voie des pentoses phosphates ne peut pas être utilisée en même temps que la glycolyse
Faux : c’est la voie d’Entner-Doudoroff qui ne peut pas être utilisée en même temps que la glycolyse
Pourquoi est-ce que la voie d’Entner-Doudoroff serait utilisée à la place de la glycolyse?
Chez certains Gram -, le gluconate peut être utilisé au lieu du glucose. Alors, la transformation du glucose en gluconate leur fournit une source de carbone et d’énergie dont les autres bactéries n’ont pas nécessairement accès : diminue la compétition
Où se produit la respiration cellulaire?
Dans la membrane où il y a la chaîne de transport d’électrons
Comment se fait le potentiel de membrane?
Translocation des électrons vers l’extérieur de la membrane
Comment se fait l’ATP à partir de la chaîne d’électrons?
Entrée des H+ transloqués à l’extérieur
Décrire la première étape de la respiration cellulaire aérobie
Oxydation de composés organiques (glucose) (glycolyse)
Phosphorylations au niveau du substrat donnent peu d’ATP, donne pyruvate qui est transformé en acétyl coA
Est-ce que le cycle de Krebs aérobie est le même qu’en conditions anaérobies?
Non : il est modifié pour avoir accès aux précurseurs d’acides aminés
Qu’est-ce qu’est le cycle de Krebs?
Voie métabolique dans laquelle les composés à 2 carbones sont convertis en CO2
Pourquoi est-ce que l’oxygène est le meilleur accepteur final d’électrons?
Couple redox avec un potentiel très élevé
Facile à faire rentrer dans la cellule sans transporteur. H2O n’a pas besoin de transporteur non plus pour sortir
Non toxique
Biodisponible
Quelles sont les molécules impliquées dans la chaîne de transport d’électrons?
NADH déshydrogénase - arrache des électrons au NADH
Flavoprotéines (FMN) - cherche des électrons, les acceptent, mais pas les H+ (expulsés)
Cytochromes et protéines fer/soufre non-hemétiques - parfois, acceptent le H+, mais pas les protéines
Quinones (coenzyme Q) - mobiles dans la membrane, acceptent les électrons et rejettent les H+. Lien entre les molécules de la chaîne
Quel est le type de réactions retrouvé dans la chaîne de transfert d’électrons pour faire de l’ATP?
Phosphorylation oxydative
Dans quel ordre sont placés les complexes dans la chaîne d’électrons?
Flavoprotéines (FMN)
Quinones
Cytochromes et protéines
Où entre le FADH2 dans la chaîne de transport d’électrons?
Quinones - saute les flavoprotéines (moins énergétique au final)
Quels sont les accepteurs d’électrons possibles autre l’O2 dans la respiration aérobie?
H2, NO2-, NH4+, S0, H2S, Fe2+
Expliquer le principe de la chaîne de transport d’électrons branchée
Plusieurs chaînes selon la quantité d’O2 disponible (mais toujours aérobie)
S’il y a moins d’O2 : Cyt. B et Cyt. O remplacé par Cyt. B et Cyt. D
Malgré que D expulse moins de H+, il a une meilleure affinité avec l’O2
Quelle est la particularité de l’utilisation d’accepteurs d’électrons inorganiques dans la respiration aérobie?
Passage direct à la chaîne de transport d’électrons (pas de cycle de Krebs et glycolyse)
Qu’est-ce qui arrive au niveau du NADH lors de la respiration aérobie avec des donneurs d’électrons inorganiques?
À part avec du H2, il n’y a pas de NADH formé.
Comment peut-on former du NADH avec des donneurs d’électrons inorganiques?
Reculer dans la chaîne de transport d’électrons (flux inversé) en fournissant de l’énergie
Vrai ou faux : le H2 est un meilleur donneur d’électrons que le NADH
Vrai : beaucoup de potentiel de membrane sera créé sous une respiration de H2
Quelle est l’enzyme qui arrache les électrons du H2?
Hydrogénase
Où sont les 2 hydrogénases de la chaîne de transport d’électrons en présence de H2?
Premier dans la membrane avec la chaîne de transport
2e qui est dans le cytoplasme qui va chercher des électrons pour les donner au NAD+ pour faire fonctionner des fonctions anaboliques
Qu’arriverait-il si une des deux hydrogénases était manquante dans la chaîne de transport d’électrons?
NADH pas formé : flux inverse nécessaire pour former les NADH pour la synthèse (anabolisme)
Quel est le sous produit généré quand le soufre est la source d’électrons?
Sulfate (SO4)
Quel est le rôle du système Sox dans la chaîne de transport d’électrons avec soufre?
Arrache directement des électrons au niveau du sulfide (H2S)
Quels sont les 3 systèmes impliquant le H2S dans la chaîne de transport d’électrons?
- Sox : passe du H2S au SO4 directement
- Intermédiaire de SO3 qui deviendra SO4 par oxydation
- Intermédiaire de SO3 qui deviendra du SO4 par phosphorylation du substrat en utilisant de l’ATP
Vrai ou faux : en présence de H2S, le flux inverse d’électrons devra être utilisé pour produire du NADH
Vrai
Dans quel type de milieu est-ce plus facile de trouver et d’utiliser du fer?
Acide
Conditions anaérobies
Quelle est l’étape préalable avant d’assimiler le fer en conditions aérobies?
Fe2+ –> Fe3+ (oxydation)
Par quelle enzyme les électrons du fer sont intégrés dans la chaîne de transport d’électrons?
Rusticyanine, puis le cytochrome C
Vrai ou faux : en présence de fer, le flux inverse d’électrons devra être utilisé pour produire du NADH
Vrai
Sous quelle forme l’azote peut entrer dans la cellule à partir de l’ammonium?
Hydroxylamine
Comment est-ce que l’hydroxylamine est transformé en nitrates?
Par perte d’un électron avec l’AMO (ammonia monooxygénase) et la HAO (hydroxylamine oxydoréductase)
Comment se fait la transformation du nitrate en nitrite (nitration)?
Oxydoréductase fait une réaction directe
Vrai ou faux : en présence d’azote, le flux inverse d’électrons devra être utilisé pour produire du NADH
Vrai
Quelles sont les étapes de la respiration anaérobie?
Comme la respiration aérobie!
Glycolyse
Cycle de krebs modifié
Chaîne de transport d’électrons, mais l’accepteur n’est pas de l’oxygène
Comment l’ATP est obtenu dans la respiration anaérobie?
Par phosphorylation oxydative
Quelles sont toutes les étapes (molécules) pour passer du nitrate au diazote?
NO3 (nitrate) –> NO2 (nitrite) –> NO (oxyde nitrique) –> N2O (oxyde nitreux) –> N2 (diazote)
Quelle enzyme est utilisée pour passer du nitrate au nitrite?
Nitrate réductase
Vrai ou faux : les formes nitrites et diazote ne sont pas toxiques pour la cellule
Faux : les nitrites sont toxiques, donc expulsés de la cellule
Entre la respiration aérobie, la dénitrification et la réduction des nitrates, quelle voie permet d’obtenir plus d’énergie? Le moins d’énergie? Pourquoi?
Plus : respiration aérobie
Moins : dénitrification
Dépend du nombre de H+ sortis (10 pour la respiration aérobie, 4 pour la dénitrification et 8 pour la réduction des nitrates)
Vrai ou faux : la réduction des nitrates nécessite beaucoup plus d’enzymes dans la chaîne de transport d’électrons que la dénitrification
Faux : le contraire
Quelle est la molécule que respirent les bactéries et archées méthanogènes?
CO2
Vrai ou faux : les bactéries et archées méthanogènes n’utilisent pas la force proton motrice
Vrai : elles utilisent la force sodium motrice (gradient de Na+)
Vrai ou faux : la production de méthane est demandante énergétiquement
Vrai
Qu’est-ce qu’est la fermentation?
Processus métabolique qui libère de l’énergie contenue dans un glucide ou dans une autre molécules organique, qui ne nécessite pas d’O2 ni de chaîne de transfert d’électrons et qui utilise une molécule organique comme accepteur final d’électrons
Vrai ou faux : la fermentation peut se faire en présence d’oxygène
Vrai - mais elle ne doit pas l’utiliser!
Vrai ou faux : le produit de la fermentation est réutilisé dans la cellule pour faire d’autres réactions métaboliques
Faux : c’est un déchet qui est rejeté
Comment est produit l’ATP dans une voie de fermentation?
Phosphorylation au niveau du substrat
Vrai ou faux : il n’y a pas utilisation d’une chaîne de transport d’électrons dans une voie de fermentation
Vrai
Quels sont les 3 types de fermentation possible?
Fermentations sur les sucres
Fermentations sur les acides aminés
Fermentations sur des acides organiques (citrate, lactate, acétate, propionate…)
Nommer des produits finaux de fermentation
Éthanol Acide lactique Acide acétique Acide propionique Acétone et butanol Méthanol Sorbose
Vrai ou faux : une voie de fermentation ne possède pas d’ATPase
Faux : les enzymes peuvent fonctionner dans les 2 sens - expulsion des H+ pour créer un potentiel de membrane essentiel pour certaines voies métaboliques tout en utilisant de l’ATP
Comment les réservoirs d’énergie peuvent être créés?
Molécules riches en énergie (ATP, GTP, acetyl-COA) par phosphorylation
Molécules avec pouvoir réducteur (NADH et NADPH) dans la chaîne et par formation de la force proton motrice
Vrai ou faux : le déplacement d’une bactérie avec des flagelles utilise de l’ATP
Faux : utilise la force proton-motrice
Quels sont les 3 réservoirs d’énergie?
Molécules riches en énergie (ATP, GTP, acetyl-COA)
Molécules avec pouvoir réducteur (NADH et NADPH)
Force proton-motrice
Définir la fermentation
Tout processus métabolique qui libère de l’énergie contenue dans un glucide ou dans une autre molécules organique, qui ne nécessite pas d’O2 ni de chaine de transfert d’électrons et qui utilise une molécule organique comme accepteur final d’électrons
Comment est produite l’énergie lors de la fermentation? (2)
1) Production d’ATP par phosphorylation au niveau du substrat avec l’utilisation de NAD+ lors de l’oxydation du substrat
2) Régénération de NAD+ lors de la réoxydation des NADH sans accepteur d’électron exogène
Vrai ou faux : lors de la fermentation, la chaîne de transport d’électrons est utilisée
Faux
Expliquer pourquoi on dit que l’accepteur final d’électrons de la fermentation est improvisé.
Le substrat non totalement oxydé sert d’accepteur d’électron final : on fabrique une accepteur d’électron dérivé du substrat de départ, car rien d’autre n’est disponible
D’où provient la production de déchet de la fermentation?
Réduction du substrat non totalement oxydé lors du processus dégradatif (ex: pyruvate dans la glycolyse).
En quoi la balance redox est importante dans les processus de fermentation?
Toutes les réactions doivent être équilibrées dans les réactions de fermentation : il faut autant d’électrons donnés que d’électrons acceptés
Vrai ou faux : la fermentation peut se faire en présence d’oxygène
Vrai, mais au sens strict, il ne doit pas être utilisé pour que ce soit une fermentation
Pourquoi est-ce qu’il y a moins d’ATP produit lors de la fermentation?
Absence de la chaîne de transport d’électrons : pas de phosphorylation oxydative
Nommer 3 voies qui peuvent être utilisées pour la fermentation
EMP (glycolyse)
Pentose-phosphates
KDPG
Nommer des enzymes importantes dans la fermentation suivant les voies EMP, pentoses-phosphates et KDPG
Aldolase (EMP) Transcétolase-transaldolase (EMP et pentose-phosphates) Phospocétolase (pentose-phosphates) CDPG Aldolase (KDPG)
Connaître quelques genres impliqués dans la fermentation lactique
Lactobacillus Lactococcus Pediococcus Streptococcus Bifidobacterium
Quelles sont les 3 voies possibles de la fermentation lactique?
Homofermentaire
Hétérofermentaire
Bifide
Décrire la voie de fermentation lactique homofermentaire
Bactéries ne réoxydant ses coenzymes qu’en réduisant tout le pyruvate en lactate : lactate seulement.
Enzymes clés : PFK et aldolase
Décrire la voie de fermentation lactique hétérofermentaire
Bactéries réoxydant ses coenzymes en réduisant une partie du pyruvate en lactate et le reste selon d’autres voies de fermentations : lactate, EtOH, CO2 en général, mais aussi d’autres produits tels l’acétate (mannitol), butane diol,…
Enzymes clé : phosphocétolase et gluconate-deshydrogénase
Décrire la voie de fermentation lactique bifide
Utilise la voie du fructose-6-P-phosphocétolase (variante de la voie de pentoses-P) -> lactate et acétate
Nommer des enzymes impliquées dans la fermentation lactique
aldolase, phosphocétolase, PFK, 6-gluconate déshydrogénase, fructose-6-P-phosphocétolase…
Quelles sont les 2 enzymes importantes dans la fermentation lactique homofermentaire?
PFK (phosphofructokinase) et aldolase
Vrai ou faux : tout comme la voie homofermentaire, la voie hétérofermentaire utilise la PFK et l’aldolase dans la fermentation lactique
Faux : phosphocétolase et gluconate-deshydrogénase
Pourquoi est-ce que du mannitol peut être produit lors de la fermentation lactique impliquant de l’acétate?
Choix de faire de l’acétate : 1 ATP de plus = réaction NON-ÉQUILIBRÉE! Il faut gaspiller une molécule de glucose pour le NADH : forme le mannitol
Quelle est l’enzyme clé de la fermentation lactique par voie bifide?
Fructophosphocétolase
À quelle autre voie peut-on comparer la voie de la fermentation lactique par Bifidobacterium?
Voie des pentoses-phosphates (sans CO2)
Quelle est l’enzyme clé de la fermentation alcoolique?
Alcool déshydrogénase.
Résumer les produits de la fermentation alcoolique
Pyruvate décarboxylé en acétaldhéhyde, puis réduit en éthanol.
Que se passe-t-il si le pourcentage d’alcool devient trop élevé? (14-15%)
Trop de déchets métaboliques, autointoxication.
Vrai ou faux : la fermentation alcoolique est un processus qui peut se faire uniquement en absence d’oxygène
Vrai ***
Quelles sont les 2 voies possibles pour la fermentation alcoolique?
Glycolyse et KDPG
Qu’est-ce qu’est l’effet Pasteur?
Passage d’un mécanisme de production d’énergie par fermentation à un mécanisme de respiration lorsqu’il y a passage d’anaérobiose en aérobiose. (Fermentation alcoolique)
Qu’est-ce qu’est l’effet Crabtree?
La respiration est inhibée au profit de la fermentation en présence de forte concentration de glucose. (fermentation alcoolique)
Pourquoi est-ce que beaucoup de fermentations engendrent une production de H2 ou d’acétate?
Balance redox (façon de se débarrasser des protons/anions non voulus)
Quelles sont les 2 voies de la fermentation propionique?
Voie du succinate
Voie de l’acrylate
Quelles molécules organiques sont impliquées dans la fermentation propionique?
À partir du lactate ou du glucose.
Production de proprionate, acétate et CO2.
Vrai ou faux : la voie homofermentaire et hétérofermentaire existent dans la fermentation lactique
Vrai
Vrai ou faux : la voie homofermentaire et hétérofermentaire existent dans la fermentation propionique
Faux
L’acétate et le propionate sont produits dans quel ratio dans la fermentation propionique?
2 propionates
1 acétate
Quel est le rôle de l’acétate dans la réaction propionique?
Équilibrer la balance redox
Quel est le rôle de la fumarate réductase dans la fermentation propionique?
Fumarate -> succinate (enzyme qui fait un gradient de H+/force proton-motrice). Donc, ATP formé avec ATPase -> Potentiel de membrane