Génétique bactérienne Flashcards
mécanisme de résistance aux antibiotiques des bactéries
- altération de la perméabilité: empêche le principe actif d’atteindre sa cible
- modification ou destruction de antibiotiques
- modifier ou remplacer la cible: le principe actif ne pourra plus atteindre sa cible ou remplacer le système visé avec une duplications des voies métaboliques
Bactérie dépendent de quoi?
La taille du génome.
Un petit génome demande aux bactéries de dépendre plus sur les facteurs de l’hôte pour leur reproduction
Plasmide définition
- ø codent pour des fonctions essentielle à la cellule
- fonctions accessoire (ex: résistance et virulence)
mécanismes de réparations lors de la fission binaire pour les plasmides
Mécanisme de répartitions pas aussi efficaces pour les plasmides que pour les chromosomes
répartition pas tjrs égale
objectif de la régulation des gènes
minimiser ses dépenses énergétiques
moyen de la régulation des gènes
activer seulement au besoin, mais doit être prêts à produire ce qu’il faut pour répondre rapidement
types de régulations
- changement dans la séquence ADN: amplification du gène et réarrangement du gène (mutation)
- changement dans le nb transcrit: activateurs et répresseurs
- changement dans la quantité de produit de gène actifs: ajout de cofacteur, clivage protéolytique et interactions avec d’autres macromolécules
définition promoteur
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).
définition opérateur
Séquence d’ADN adjacente à un gène ou groupe de gènes Séquence reconnue par une protéine régulatrice
(qui agit comme répresseur ou activateur)
Contrôle la transcription de ce gène ou groupe de gènes
définition répresseur
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).
définition activateur
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.
contrôle négatif
répresseur; inductible ou répressible
contrôle positif
activateur; inductible ou répressible
la régulation de l’expression des gène est…
un processus actif qui exige que la cellule soit dans un état métabolique actif
la régulation est plus rapide durant quelle phase
la phase exponentielle de croissance
La régulation comprends souvent…
des boucles de contrôle
régulation simple
Un promoteur pour contrôler un gène.
régulation dans un opéron
Un seul promoteur pour contrôler plusieurs gènes adjacents
régulation dans un régulon
Une seule protéine régulatrice (répresseur/activateur) pour contrôler plusieurs gènes situés à différents endroits dans le génome
régulation dans un stimulon
Le contrôle de plusieurs gènes non contigus par un même stimulus
définition mutations
- Modification de la séquence des nucléotides de l’ADN
- Transmises à la cellule fille
- Peuvent être spontanées ou induites
Mutation spontanées
Erreurs lors de la réplication (ADN Polymérase)
Erreurs aléatoires
Peu fréquentes; 10-7 à 10-11 par paire de base /ronde de réplication bactérienne
Mutations induites
Fréquences beaucoup plus élevées Agents mutagènes
Physiques; Chimiques; Biologiques
5 groupes de réparation de l’ADN
- La réparation directe de l’ADN
- La réparation par excision
- La réparation par recombinaison
- La réponse SOS
(peut stimuler le transfert horizontal de gènes) - La réparation sujette à erreur
(peut entraîner des mutations)
3 mécanismes d’échanges des gènes chez les bactéries
- la transformation
- la conjugaison
- la transduction
expliquer mécanisme de la transformation
La transformation se fait par absorption d’ADN libre à partir de cellules lysées dans l’environnement.
Ces espèces bactériennes peuvent donc acquérir de nouvelles propriétés telles la résistance à un antibiotique ou un facteur permettant une infection plus virulente, par simple contact avec l’ADN provenant de bactéries mortes. La transformation est beaucoup plus efficace entre bactéries d’une même espèce qu’entre bactéries d’espèces différentes.
expliquer mécanismes de la conjugaison
La conjugaison implique le transfert d’ADN à travers des pili conjugatifs et constitue le mécanisme prédominant de transfert d’ADN entre bactéries.
La conjugaison requiert des contacts cellule-cellule et l’échange de matériel génétique est toujours unidirectionnel passant d’une cellule donatrice “mâle” à une cellule réceptrice “femelle”.
expliquer mécanisme de la transduction
le matériel génétique est introduit à partir d’un phage dans les génomes bactériens.
Les antibiotiques favorisent la transformation comment?
- 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.
définition transposition
Mouvement de segments d’ADN à l’intérieur d’une même cellule Requière une proximité intracellulaire entre les endroits où le transfert a lieu
ces mouvements peuvent s’opérer entre différents éléments génétiques susceptibles d’être présents simultanément dans une même cellule.
trois classes de transposons
- les séquences d’insertion (IS)
- les transposons complexes (composites avec IS + autres gènes)
- les phages transposables
Définition des transposons complexes
Les transposons complexes ont une importance médicale considérable car ils peuvent encoder à l’intérieur de leur région centrale, des gènes de toxines ou de résistance aux antibiotiques.
Définition intégrons
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
les plasmides conjugatifs type R (résistant aux antibiotiques) sont présent dans les gram positif ou négatif
négatif
définition bactériophages ou phages
Virus qui parasitent uniquement les bactéries
Capside
Enveloppe protéique des bactériophages qui renferme leur matériel génétique (ADN ou ARN du phage).
Les 3 cycles de vie des bactériophages
- lytiques
- lysogéniques
- chroniques
le cycle lytique
Le cycle lytique entraîne la mort des cellules bactériennes. Un phage uniquement capable d’un cycle de croissance lytique est appelé phage virulent ou phage strictement lytique.
le cycle lysogénique
Certains bactériophages sont capables de lysogénie, c’est-à-dire entrer dans la cellule sans la détruire et intégrer leur matériel génétique dans le génome bactérien où il sera répliqué comme une partie intégrante du chromosome (cycle lysogénique). Les phages lysogènes sont aussi appelés phages tempérés.
le cycle chronique
Certains bactériophages sont capables de sortir de la cellule bactérienne sans la lyser. Ces phages sont dits chroniques car bien qu’ils infectent la bactérie de manière chronique, ils peuvent se reproduire sans tuer la bactérie.
transduction spécialisé
Dans la transduction spécialisée un génome hybride phage-bactérie est créé quand le génome du prophage (trait rouge) est improprement excisé du génome de l’hôte (trait ouvert) puis empaqueté à l’intérieur du phage.
transduction généralisé
La transduction généralisée est le résultat de l’empaquetage accidentel uniquement de fragments de l’ADN de l’hôte (trait ouvert) à l’intérieur d’une capside de phage.
transduction spécialisé vs généralisé:
a) Rare mais peut se propager par la suite
b)Plus fréquente mais ne peut se propager
a) spécialisé
b) généralisé
définition transposition
- implique le mouvement de segments d’ADN à l’intérieur d’une même cellule.
- Elle requière donc une certaine proximité physique entre les endoits où le tranfert a lieu.
Trois classes de transposons
- les séquences d’insertion (IS)
- les transposons complexes (composites avec IS + autres gènes)
- les phages transposables
Transposons complexes
Les transposons complexes ont une importance médicale considérable car ils peuvent encoder à l’intérieur de leur région centrale, des gènes de toxines ou de résistance aux antibiotiques
Les intégrons définition
les intégrons sont 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. Ces intégrons peuvent se retrouver à l’intérieur de transposons complexes ainsi que sur des plasmides.
2 systèmes qui protègent les bactéries contre l’invasion d’ADNs étrangers
- restriction/modification: 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. Cette dernière détruira l’ADN étranger non méthylé, restreignant ainsi l’entrée de matériel génétique nouveau.
- CRISPR/Cas: 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.
