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SF3 - PARTIE 2 > GÉNÉTIQUE BACTÉRIENNE > Flashcards

GÉNÉTIQUE BACTÉRIENNE Flashcards

1
Q

Qu’est-ce que la réplication?

A

L’ADN est recopié à partir du brin matrice (un second brin est produit)

Synthèse de deux nouvelles doubles hélices d’ADN à partir d’une seule double hélice. Chaque brin de la double hélice originale sert de matrice pour la synthèse d’un brin complémentaire.

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2
Q

Qu’est-ce que la transcription?

A

Production de l’ARN messager (molécule moins stable) par l’ARN polymérase

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3
Q

Qu’est-ce que la traduction?

A

Processus par lequel le code génétique (les codons) d’un ARN messager sont décodés en un polypeptide composé d’une séquence d’acides aminés spécifiques. La traduction se déroule sur les ribosomes.

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4
Q

Quels sont les modes de résistance aux antibiotiques? (3)

A

1) Altération de la perméabilité
2) Modification ou destruction de l’antibiotique
3) Modification ou changement de la cible

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5
Q

Expliquer la modification/destruction de l’ATB

A

Les bactéries vont ajouter des groupements chimiques pour empêcher l’ATB de reconnaître sa cible ou elles vont couper l’ATB

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6
Q

Qu’est-ce qu’un antibiotique?

A

C’est un PA qui va avoir une cible afin de bloquer les mécanismes assurant la reproduction du microbe

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7
Q

Quels sont les ATB les plus utilisés? Pourquoi?

A

Ceux qui ciblent la paroi, puisqu’elle est unique aux bactéries et donc ces ATB sont très peu toxiques pour l’humain

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8
Q

Quels sont les ATB qui sont aussi souvent utilisés? Pourquoi?

A

Les ATB qui bloquent la synthèse des protéines puisque le ribosome microbien est radicalement différent (beaucoup plus petit/protéines différentes) des ribosomes humains

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9
Q

Nommer les différentes cibles des antibiotiques avec des exemples (11)

A

1) Membrane
- Polymyxines
- Lipopeptides cycliques (daptomycine)
- Bacitracine

2) Synthèse d’ATP
- Diarylquinolines (bedaquiline)

3) Biosynthèse de l’acide folique
- Triméthoprim
- Sulfamidés

4) Paroi
- BETA-LACTAMINES
- Glycopeptides (vancomycine)
- Cyclosérine
- Fosfomycine
- Bacitracine

5) Gyrases à ADN
- Quinolones
- Fluoroquinolones

6) Fragmente l’ADN
- Nitroimidazoles (métronidazole)
- Nitrofuran

7) Polymérase à ARN
- Rifamicines (rifampin)
- Actinomycine D
- Fidaxomicin (Dificid)

8) Synthèse des protéines (sous unité 50S du ribosome)
- Macrolides (érythromycine)
- Lincosamides (clindamycine)
- Streptogramines (Synercid)
- Chloramphenicol
- Kétolides (Kétek)
- Oxazolidinones (linézolide)
- Pleuromutilines

9) Synthèse des protéines (sous unité 30S du ribosome)
- Tétracyclines et Glycylcyclines
- Aminoglycosides (streptomycine)

10) Isoleucine aminoacyl ARNt synthétase
- Mupirocin

11) Facteur d’élongation EF-G
- Acide fusidique

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10
Q

Vrai ou faux. La taille des génomes des bactéries varie beaucoup

A

Vrai

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11
Q

Quels sont les différents gènes qu’on peut retrouver dans un chromosome d’une bactérie?

A
  • Gènes essentiels
  • Gènes de virulence (favorisent l’infection de l’hôte)
  • Gènes de résistance
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12
Q

Vrai ou faux. La plupart des bactéries ont plusieurs chromosomes

A

Faux. Elles ont souvent que 1 chromosome

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13
Q

Où est-ce que l’info génétique peut aussi se trouver (en plus des chromosomes)?

A

Sur les plasmides

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14
Q

Que sont les plasmides?

A

Des éléments extra chromosomiques capables de se répliquer de façon indépendante par rapport au chromosome principal

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15
Q

Est-ce que les plasmides codent pour des fonctions essentielles à la cellule?

A

Non

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16
Q

Vrai ou faux. Les plasmides sont généralement des molécules circulaires bihélicales

A

Vrai

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17
Q

Est-ce que les chromosomes sont plus petits que les plasmides?

A

Non, les plasmides sont plus petits que les chromosomes

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18
Q

Quels sont les gènes que l’on peut retrouver sur un plasmide?

A
  • Gènes de résistance

- Gènes de virulence

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19
Q

Quelle est la conséquence du fait que l’information génétique sur le plasmide n’est pas essentielle?

A

L’information génétique ne sera pas répliquée de manière aussi efficace

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20
Q

Pourquoi alors les plasmides sont importants pour la bactérie qui en possède?

A

Parce qu’ils lui procurent un avantage unique.

  • Résistance aux ATB
  • Capacité métabolique supplémentaire
  • Facteur favorisant l’infection
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21
Q

Vrai ou faux. La bactérie peut posséder plusieurs plasmides différents

A

Vrai. Ils vont coder pour différentes fonctions

  • En plus de l’info de base, elles sont capables de collectionner des plasmides qui ont des infos accessoires
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22
Q

( Régulation et expression des gènes) Comment la bactérie minimise ses dépenses énergétiques?

A

Elle n’active un système de régulation que si elle en a de besoin

Par contre, elle est toujours prêt à synthétiser les enzymes si le substrat apparaît dans l’environnement (a la capacité de répondre rapidement)

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23
Q

Comment les bactéries transmettent l’info génétique? Expliquer

A

Par fission binaire - permet aux cellules de se diviser

1) Réplication ADN
2) Formation d’une invagination (septum)
3) Information génétique partagée entre les deux cellules filles
4) Fermeture de la paroi

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24
Q

Expliquer la différence entre le processus de fission binaire chez les chromosomes et chez les plasmides.

A

Chromosomes: information essentielle, donc le partage entre les deux cellules filles est équitable

Plasmides: les deux cellules filles n’auraient pas nécessairement eu chacune une copie de l’information du plasmide.

*Lorsque c’est de l’information accessoire, la distribution est plus aléatoire

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25
Q

Quel est le type de régulation le plus présent chez les bactéries?

A

Le changement dans le nombre de transcrits (contrôler le nombre d’ARNmessager)

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26
Q

Quels sont les types de régulation? (3)

A

1) Changement dans la séquence d’ADN
2) Changement dans le nombre de transcrits
3) Changement dans la quantité de produit de gène actif

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27
Q

Expliquer comment se fait le changement dans la séquence d’ADN

A
  • Amplification de gène

- Réarrangement de gène (mutations)

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28
Q

Expliquer comment se fait le changement dans le nombre de transcrits

A

Avec des systèmes:

  • D’activateurs
  • De répresseurs
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29
Q

Expliquer comment se fait le changement dans la quantité de produit de gène actif

A
  • Ajout de cofacteur ou groupe prostétique
  • Clivage protéolytique
  • Interactions avec d’autres macromolécules
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30
Q

À l’aide de quoi est-ce que la régulation transcriptionnelle fonctionne?

A

1) Promoteur

2) Opérateur

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31
Q

Qu’est-ce qu’un promoteur?

A

Séquence de nucléotides de l’ADN, requise pour amorcer la transcription de celui-ci par l’ARN polymérase.

  • Séquence d’ADN située en amont d’un gène ou groupe de gènes
  • Permet la transcription de ce gène en ARNm.
  • Séquence reconnue par l’ARN polymérase
  • Séquence requise pour amorcer la transcription du gène (ou d’un groupe de gènes consécutifs).
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32
Q

Qu’est-ce qu’un opérateur?

A

Séquence d’ADN adjacente à un gène procaryotique et permettant à une protéine répresseur de contrôler la transcription de ce gène (ou d’un groupe de gènes consécutifs).

  • Séquence reconnue par une protéine régulatrice (qui agit comme répresseur ou activateur)
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33
Q

Qu’est-ce qu’un répresseur?

A

Protéine inhibant la transcription d’un gène (ou de plusieurs gènes) en se liant à une séquence spécifique de nucléotides de l’ADN (à un opérateur, par exemple).

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34
Q

Qu’est-ce qu’un activateur?

A

Protéine qui stimule la transcription d’un gène ou d’un ensemble de gènes. Ces protéines reconnaissent généralement une séquence spécifique sur l’ADN située à proximité d’un promoteur.

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35
Q

Lier les types de contrôle au répresseur/activateur

A

Contrôle négatif - répresseur

Contrôle positif - activateur

Les répresseurs/activateurs sont inductibles ou répressibles. C-à-d qu’ont peut favoriser sa présence ou la bloquer.

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36
Q

Compléter.
La régulation (et l’autorégulation) des gènes est ordinairement un __________ qui exige que la cellule soit dans un ____________. Ainsi, la régulation sera plus _____ durant la phase de croissance _______ des bactéries que durant les phases de ________ et de plateau ou de décroissance.

A

a) processus actif
b) état métabolique actif
c) rapide
d) exponentielle
e) latence

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37
Q

Compléter.

La régulation est souvent un processus comprenant des __________ comme dans le cas de l’autorégulation.

A

a) boucles de contrôle

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38
Q

Quelles sont les différentes stratégies développées par les bactéries pour contrôler l’activation-inactivation de leurs gènes? (4)

A

1) Régulation simple:
Un promoteur pour contrôler un gène.

2) Régulation dans un opéron
Un seul promoteur pour contrôler plusieurs gènes adjacents.

3) Régulation par un régulon:
Une seule protéine régulatrice (répresseur/activateur) pour contrôler plusieurs gènes situés à différents endroits dans le génome.

4) Régulation par un stimulon:
Le contrôle de plusieurs gènes non contigus par un même stimulus.

39
Q

Qu’est-ce qu’une mutation?

A

Une modification de la séquence des nucléotides de l’ADN, qui sera transmise à la cellule fille

40
Q

Qu’est-ce qu’une mutation spontanée? Qu’est-ce qu’une mutation induite?

A

Spontanée: causée par l’action des radiations naturelles (rayons cosmiques) ou encore être le résultat d’erreurs survenues lors de la réplication (par la polymérase)

Induite: est causée par une variété d’agents physiques, chimiques et biologiques (agents mutagènes)

41
Q

Vrai ou faux. Les mutations spontanées surviennent beaucoup plus souvent que les mutations induites.

A

Faux. Les mutations induites peuvent survenir à des fréquences beaucoup plus élevées.

42
Q

Nommer les différentes natures des altérations d’ADN causées par des mutations.

A

1) Délétion de nucléotides
2) Insertion de nucléotides
3) Substitutions de nucléotides (silencieuses, mauvais sens, non-sens)
4) Réarrangement

43
Q

Expliquer les substitutions silencieuse, mauvais-sens et non-sens

A

Silencieuse: plusieurs codons peuvent coder pour le même a.a et donc la mutation ne change pas la protéine (elle peut encore coder pour le même a.a)

Mauvais-sens: codon complètement différent qui code pour un a.a différent (ex. au lieu d’une tyrosine, c’est une asparagine)

Non-sens: aucun a.a correspond au codon. La synthèse des protéines s’arrête (la protéine est tronquée)

44
Q

Vrai ou faux. Les mutations sont toujours des désavantages.

A

Faux. Les mutations peuvent procurer des avantages

45
Q

Qu’est-ce qu’un phénotype?

A

L’effet observable d’une mutation

46
Q

Qu’est-ce que les phénotypes peuvent affecter?

A
  • La motilité
  • La présence d’une capsule
  • L’apparence des colonies
  • Les éléments nutritionnels requis
47
Q

Quelle est la conséquence d’un phénotype non seulement observable, mais aussi sélectionnable?

A

Les mutants sélectionnables ont un avantage sur les autres bactéries dans un environnement ayant des conditions dites sélectives.

Il y a un effet sur une population entière:
- Dans une population bactérienne exposée à une concentration d’antibiotique telle qu’elle exerce une pression sélective, les mutants résistants pourront croître plus rapidement que les parents sensibles et bientôt les remplacer pour former la majorité de la population.

48
Q

Qu’est-ce que la pression sélective?

A

Le mécanisme par lequel en présence d’un ATB, on sélectionne les bactéries mutantes pour que les bactéries continuent à croître

En présence d’un antibiotique, les bactéries résistantes vont être sélectionnées et donc survivre pour éventuellement dominer dans la population, rendant ainsi l’antibiotique inefficace

49
Q

Compléter.
La sélection des mutants résistants peut survenir sous la ___________________ de la fraction susceptible (à partir de la concentration minimale sélective; MSC) et aussi au-dessus de la CMI de ____________, tant que ______________ ne sera pas atteinte.

A

a) Concentration Minimale Inhibitrice (CMI)
b) La population susceptible
c) la CMI des bactéries résistantes (MICres)

50
Q

Quels sont les groupes distincts de système de réparation de l’ADN chez les bactéries (5)

A
  • La réparation directe de l’ADN
  • La réparation par excision
  • La réparation par recombinaison
  • La réponse SOS (peut stimuler le transfert de gènes)
  • La réparation sujette à erreur (peut induire des mutations)
51
Q

Quels sont les mécanismes d’échanges de gènes?

A

(1) la transformation
(2) la conjugaison
(3) la transduction

52
Q

(Échange de gènes) Expliquer la transformation

A

Capacité qu’ont certaines cellules d’être transformées (modifiées génétiquement) par de l’ADN externe libre est appelée compétence.

53
Q

Comment est-ce que la compétence est acquise?

A

1) Par l’exposition à des agents chimiques (CaCl2)
2) Par l’exposition à des agents physiques (décharge électrique)
3) Naturelle chez certaines espèces

54
Q

Vrai ou faux. La transformation est beaucoup plus efficace entre bactéries d’une même espèce

A

Vrai

55
Q

Qu’est-ce que la transformation permet aux espèces bactériennes d’acquérir?

A

Des nouvelles propriétés:

  • La résistance à un ATB
  • Facteur de virulence
56
Q

Comment est-ce que les ATB peuvent favoriser la transformation?

A
  • En imposant une pression sélective aux bactéries transformées par des gènes de résistance.
  • En agissant comme stimulus externe induisant ou augmentant la compétence.
  • En favorisant la lyse de cellules, libérant ainsi l’ADN servant à la transformation.
57
Q

Expliquer ce qu’est la conjugaison

A

L’échange de matériel génétique qui ressemble le plus à un échange de type sexuel chez les bactéries

58
Q

Qu’est-ce que la conjugaison requiert?

A

Des contacts cellule-cellule

59
Q

Vrai ou faux. L’échange de matériel génétique est toujours unidirectionnel passant d’une cellule “mâle” à une cellule “femelle”

A

Vrai

60
Q

À quoi sert le plasmide dans le cas de conjugaison? Quel est son nom?

A

C’est le plasmide conjugatif. Il sert à coder pour des fonctions de transfert, dont la synthèse d’un pili sexuel,

61
Q

À quoi sert le pili sexuel?

A

Au rapprochement entre une cellule bactérienne donatrice et une réceptrice

62
Q

Expliquer la transduction

A

Introduction d’ADN étranger dans des bactéries par un phage

*Transfert de gène fait par un bactériophage

63
Q

Qu’est-ce qu’un bactériophage?

A

Virus qui parasitent uniquement les bactéries

64
Q

Qu’est-ce qu’une capside?

A

Enveloppe protéique des bactériophages qui renferme leur matériel génétique (ADN ou ARN du phage)

65
Q

Quels sont les différents cycles de vie des bactériophages? (3)

A

1) Lytiques
2) Lysogéniques
3) Chroniques

66
Q

Expliquer le cycle lysogénique (puis lytique) d’un bactériophage

A

1) Le phage reconnaît un récepteur à la surface de la paroi bactérienne
2) En se collant, le phage transmet son matériel génétique à la cellule
3) Le génome du phage va s’intégrer dans le matériel génétique de la cellule bactérienne
4) La cellule bactérienne va se répliquer et transmettre le matériel génétique du phage à sa progéniture
5) Lors d’un stress (ex. ATB, réponse inflammatoire, changement de temp), l’excision du matériel génétique du bactériophage sera enclenchée
6) Le matériel génétique du bactériophage va prendre contrôle de la cellule
7) La cellule embarque dans le cycle lytique = elle va produire tellement de bactériophages qu’elle va exploser et mourir

67
Q

Qu’est-ce que la transduction généralisée?

A

Le résultat de l’empaquetage accidentel de fragments de l’ADN de l’hôte à l’intérieur d’une capside de phage.

Il n’y a que le matériel génétique de la bactérie

68
Q

Qu’est-ce que la transduction spécialisée?

A

Un génome hybride phage-bactérie est créé quand le génome du prophage est improprement excisé du génome de l’hôte puis empaqueté à l’intérieur du phage.

69
Q

La transduction spécialisée est _______ mais ______________, tandis que la transduction généralisée est ________ mais ______________

A

a) rare
b) peut se propager
c) plus fréquente
d) ne peut se propager

70
Q

Qu’est-ce que le cycle lytique entraîne?

A

La mort des cellules bactériennes

71
Q

Qu’est-ce qu’un phage virulent?

A

Un phage uniquement capable d’un cycle de croissance lytique

72
Q

Qu’est-ce qu’un phage lysogène?

A

Un phage capable d’entrer dans la cellule sans la détruire et intégrer son matériel génétique dans le génome bactérien où il sera répliqué comme une partie intégrante du chromosome

73
Q

Qu’est-ce qu’un phage chronique?

A

Un phage capable de sortir de la cellule bactérienne sans la lyser. Bien qu’il infecte la bactérie de manière chronique, il peut se reproduire sans tuer la bactérie

74
Q

Nommer des exemples de gènes transférés par transduction (5)

A

1) la toxine de Corynebacterium diphteriae
2) l’entérotoxine de certaines souches de E. coli
3) la toxine du streptocoque (S. pyogenes) responsable de la scarlatine
4) certaines toxines de Clostridium botulinum
5) certains gènes de résistance aux bêta-lactamines chez les Pseudomonas

75
Q

Quel est le nom du mécanisme qui permet de déplacer du matériel génétique à l’intérieur d’une même cellule?

A

La transposition

76
Q

Qu’est-ce que la transposition requiert?

A

Une certaine proximité physique entre les endoits où le tranfert a lieu

77
Q

Donner des exemples de transposition (7)

A

1) Chromosome position A — Chromosome position B
2) Chromosome 1 — Chromosome 2
3) Chromosome — Plasmide
4) Chromosome — Phage
5) Plasmide — Phage
6) Plasmide A — Plasmide B
7) Phage A — Phage B

78
Q

Quelles sont les classes de transposons? (3)

A

1) les séquences d’insertion (IS)
2) les transposons complexes (composites avec IS + autres gènes)
3) les phages transposables

79
Q

Expliquer ce qu’est un transposon simple

A
  • La transposase est entre deux séquences répétées inverses = séquence d’insertion
  • Les séquences d’insertion vont permettre à l’enzyme de catalyser la coupure et d’insérer la séquence d’insertion dans l’ADN receveur
80
Q

Expliquer ce qu’est un transposon complexe

A
  • Deux séquences d’insertion dans un morceau d’ADN
  • Aussi formés de gènes structuraux
  • Les séquences d’insertion vont donc se déplacer avec les gènes structuraux
81
Q

Pourquoi est-ce que les transposons complexes ont une importance médicale?

A

Car ils peuvent encoder à l’intérieur de leur région centrale des gènes de toxines ou de résistance aux antibiotiques.

82
Q

Qu’est-ce que sont les intégrons?

A

Des éléments génétiques qui recrutent des gènes de résistance et les intègrent les uns à la suite des autres devant des promoteurs forts assurant l’expression de multiples gènes simultanément.

83
Q

Qu’est-ce que le microbiote?

A

Ensemble des microbes, bactéries, archées, fungi, protistes, virus vivant dans un environnement spécifique comme par exemple chez un hôte comme l’humain (notre microflore)

84
Q

Qu’est-ce que le microbiome?

A

Ensemble des génomes microbiens colonisant un environnement /composition et théâtre d’activité de ces micro-organismes dans leur écosystème particulier.

85
Q

Comment est-ce que le nouveau-né obtient son microbiote?

A

Lors de son passage hors de la mère, il acquit les microbes (nez vers l’anus et dans le vagin)

Une fois que le bb sort, il amasse beaucoup de microbes, surtout par les contacts avec sa famille et l’allaitement

86
Q

Qu’est-ce qui peut perturber les flores?

A

L’utilisation d’ATB et d’antimicrobiens

Association entre le nombre de doses d’ATB qu’a reçu l’enfant avant l’âge de 3 ans et les risques d’avoir des maladies inflammatoires de l’intestin, de l’asthme, de l’obésité, un diabète, etc.

L’administration de médicaments antibactériens perturbe l’équilibre de cette flore pouvant entraîner des désordres passagers et même parfois des pathologies très importantes

87
Q

Nommer et décrire le système le mieux connu de restriction des échanges

A

Le système le mieux connu qui protège les bactéries contre l’invasion d’ADNs étrangers est le système de restriction-modification de classe II.

  1. La première composante du système est une enzyme appelée méthylase qui va modifier l’ADN de l’hôte à certaines séquences spécifiques pour le protéger d’une digestion éventuelle par la seconde composante du système, la nucléase de restriction.
  2. Cette dernière détruira l’ADN étranger non méthylé, restreignant ainsi l’entrée de matériel génétique nouveau.

En bref:
a) Dans le génome de la bactérie, de courtes séquences d’ADN (4-8 nucléotides en palindromes) peuvent être reconnues et coupées par des enzymes de restriction (nucléase de restriction).

b) À chaque enzyme de restriction, correspond aussi une enzyme de modification qui ajoute un groupement méthyle à la séquence palindromique, la protégeant ainsi de la coupure par l’enzyme de restriction. La bactérie peut donc protéger son génome tout en pouvant détruire les génomes envahissants tels ceux des phages, plasmides et bouts de chromosomes étrangers qui ne sont pas méthylés au niveau des séquences palindromiques.

88
Q

Nommer et décrire le deuxième système de restriction des échanges

A

CRISPR/Cas

  1. Lorsqu’un nouveau phage infecte une bactérie, le système CRISPR de la bactérie incorpore une courte séquence dérivée du génome du phage, conservant ainsi une « mémoire » spécifique des infections passées.
  2. Agissant un peu à la manière d’un «système immunitaire» bactérien, les séquences CRISPR sont transcrites et traitées pour générer de courtes molécules d’ARN CRISPR qui patrouillent l’intérieur de la bactérie à la recherche de séquence de phages qui pourraient infecter la bactérie.
  3. Si l’ARN CRISPR reconnait une séquence d’envahisseur, il guide la protéine Cas qui sert à couper l’ADN étranger, prévenant ainsi l’infection de la bactérie par le phage.
    * Le système se souvient donc de chaque phage qu’il rencontre
89
Q

Donner quelques exemples de produits pharmaceutiques synthétisés par les bactéries et autres types de cellules (9)

A
  • l’hormone de croissance humaine
  • l’insuline humaine
  • l’alpha-1-antitrypsine humaine
  • l’érythropoïétine humaine
  • la DNase humaine
  • l’activateur du plasminogène humain
  • le vaccin contre l’hépatite B
  • des anticorps monoclonaux humanisés
  • les vaccins à ARN contre le SARS-CoV-2
  • etc.
90
Q

L’identification d’une bactérie prend combien de temps?

A

Entre 2 et 3 jours

91
Q

Sur quoi se base l’identification d’une bactérie?

A

Les techniques sont basées sur les critères morphologiques, biochimiques et métaboliques couramment utilisés en laboratoire

92
Q

Nommer les étapes de la réaction d’amplification par la polymérase

A

1) Dénaturation
2) Appariement des amorces
3) Élongation
4) 2 copies produites

  • Plusieurs cycles identiques sont produits
93
Q

Décrire les résultats de la réaction d’amplification par la polymérase

A

Fin du 30e cycle: 10^9 copies

Fin du 40e cycle: 10^12 copies

SF3 - PARTIE 2 (6 decks)

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