Génétique bactérienne

Question 1

Griffith

Answer 1

Observation de bactéries non virulentes qui deviennent virulentes (transformation).

Question 2

Avery, MacLeod et McCarty

Answer 2

Expliquent le phénomène observé par Griffith (transformation)… l’ADN y a un rôle majeur!

Question 3

Venter, Smisth, Fraser et TIGR

Answer 3

Première séquence complète d’un microorganisme (Haemophilus influenzae)

Question 4

Définis le génome

Answer 4

Ensemble des chromosomes et des gènes d’un organisme

Question 5

Définis un chromosome

Answer 5

Brin d’ADN qui possède l’information génétique

Question 6

Définis le génotype

Answer 6

Ensemble des caractéristiques héréditaires totales de l’organisme

Question 7

Définis le phénotype

Answer 7

Propriétés caractéristiques exprimées et observables.

Question 8

Définis ce qu’est un changement phénotypique

Answer 8

Information génétique exprimée à un moment précis, suivant l’activation ou l’acquisition d’un gène (avec ou sans mcScarlet). Changement observable d’une propriété.

Question 9

Définis un changement génotypique

Answer 9

Modification au niveau des gènes présents chez l’organisme.

Peut être naturel (erreurs enzymatiques, échange d’ADN…) ou artificiel (manipulation génétique en laboratoire (génie génétique).

Question 10

Comment les changements au niveau du génome se font-ils?

Answer 10

• Mutation (naturelles ou artificielles)
• Transfert d’information génétique (naturel ou artificiel) -> transformation, transduction ou conjugaison).

Question 11

Qu’est-ce qu’un plasmide?

Answer 11

Petite molécule d’ADN circulaire extrachromosomique à réplication autonome.

Transmissible d’une bactérie à l’autre, avec possibilité d’intégration réversible dans le génome bactérien (épisome)

Question 12

Si je dis qu’un plasmide est un épisome… qu’est-ce que ça veut dire?

Answer 12

Son intégration est réversible dans le chromosome.

Question 13

En quoi un plasmide peut-il être avantageux?

Answer 13

Peut donner des avantages sélectifs comme la résistance aux antibiotiques, aux métaux lourds…

Peut coder pour des facteurs de virulences (fimbrae, toxine, etc.)

Peut coder pour des gènes cataboliques pour la dégradation de substrats complexes.

Question 14

L’information génétique peut être transférer verticalement… ?

Answer 14

Oui, lors d’une réplication (cellule mère -> cellule fille)

Question 15

Comment l’information génétique peut-elle être transférée horizontalement?

Answer 15

Information génétique transférée entre les cellules d’une même génération (=recombinaison).

Les trois processus: conjugaison, transduction et transformation.

Question 16

L’ADN bactérien est répliquée selon un processus _________.

Answer 16

Bidirectionnel!

Question 17

Peux-tu résumer la réplication de l’ADN bactérien?

Answer 17

1) Réplication début à l’origine de réplication.
2) Deux fourche se déplacent en sens opposé (un des brins en 5’ vers 3’ et l’autre de 3’ vers 5’… donc la synthèse du nouveau brin a lieu de façon discontinue. Le brin directeur est synthétisé de façon continue par l’ADN polymérase alors que le brin discontinu est synthétisé par fragments par une ARN polymérase qui synthétise petit bout par petit bout avant qu’une ADN polymérase arrive et digère les amorces d’ARN et les remplace par de l’ADN. L’ADN ligase va réunir les fragments séparés du brin discontinu.
3) Les fourches se rencontrent à la terminaison de la réplication.
4) Les deux boucles sont séparées.

Question 18

Comment les plasmides bactériens sont-ils répliqués?

Answer 18

Par réplication de l’ADN par cercle roulant!

Un seul brin sera synthétisé sans interruption. Le brin entaillé sera progressivement pousser, jusqu’à ce que celui-ci rejoigne l’autre extrémité (deux cercles).

Un des cercles sera déjà double brin. L’autre sera simple brin (il y aura synthèse de la suite).

Question 19

Vrai ou faux: dans une bactérie, la transcription et la traduction sont des processus réalisés simultanément?

Answer 19

Vrai! Cela s’explique par la région nucléoïde.

Il y a des polyribosomes!

Question 20

Définis une mutation spontannée

Answer 20

En raison d’une erreur enzymatique.

Question 21

Quels agents mutagènes peuvent-ils causer une mutation?

Answer 21

Produits chimique, radiations ionisantes (rayon X et Gamma) et les radiation non ionisantes (UV)

Question 22

Mutation faux-sens?

Answer 22

Changement d’un nucléotide fait en sorte que le mauvais acide aminé est synthétisé.

Question 23

Mutation non-sens?

Answer 23

Changement d’un nucléotide fait en sorte qu’un codon stop empêche la synthèse complète de la protéine.

Question 24

Mutation par décalage du cadre de lecture?

Answer 24

Changement d’un nucléotide fait en sorte que le codon stop devient un acide aminé normal (pas de stop)

Question 25

Une mutation spontanée peut néanmoins être positif, par exemple lorsqu’il y a une pression sélective. Pourquoi?

Answer 25

Permet la sélection des mutations.

Question 26

Nomme pour les trois processus de transfert d’information génétique horizontaux la source du “nouvel” ADN.

Answer 26

Transformation: ADN libre dans l’environnement
Transduction: ADN bactérien dans bactériophage
Conjugaison: ADN bactérien échangé directement

Question 27

L’intégration de nouveaux gènes transmis de façon horizontal (recombinaison) nécessite quoi?

Answer 27

Le gène doit être maintenu de façon stable dans le nouvel organisme.

Question 28

La recombinaison homologue résulte en quoi?

Answer 28

La substitution d’un segment d’ADN dans le génome; modification d’un ou plusieurs gène(s)

L’échange de brin d’ADN implique des séquences presque identiques sur un grand nombre de nucléotides.

Question 29

La recombinaison site spécifique résulte en quoi?

Answer 29

L’intégration d’un nouveau segment d’ADN dans le chromosome bactérien et l’interruption de la séquence initiale.

Ceci va demander une homologie parfaite sur un petit nombre de nucléotides.

Question 30

Qu’est-ce que la transformation?

Answer 30

Processus au cours duquel des gènes sont transférés d’une bactérie à une autre sous forme d’ADN “nu” en solution (= modification matériel génétique après absorption d’un fragment NU).

N’est pas très efficace hors laboratoire.

C’est de la recombinaison homologue.

Question 31

Décris l’expérience de Griffith qui a mis au monde cette théorie.

Answer 31

1) Bactérie capsulés vivante injectée à une souris. (= mort)
2) Bactérie non capsulée vivante injectée à une souris (= vie)
3) Bactérie capsulés morte injectée à une souris. (= vie)
4) Bactérie capsulée morte et bactérie non capsulée vivant injectée (=mort)

Pourquoi? Les bactéries vivantes non capsulées sont transformées par les bactéries mortes capsulées de telle sorte qu’elles acquièrent la capacité de former une capsule protectrice et peuvent, par conséquent, cause la maladie.

Question 32

Qu’est-ce que l’état de compétence?

Answer 32

Capacité naturelle des bactéries à recruter de l’ADN libre soit par l’attachement de l’ADN sur des récepteurs, l’internalisation de l’ADN et la singularisation du brin d’ADN (simple brin).

Question 33

La compétence est induite par des facteurs de compétence dans l’environnement.

Comment est-elle induite en laboratoire?

Answer 33

Perméabilisation des membranes et CaCl2 et courant électrique.

Question 34

Décrit les étapes de la transformation.

Answer 34

1) Cellule receveuse absorbe l’ADN de la cellule donneuse
2) Les fragments d’ADN de la cellule donneuse s’alignent en face des bases complémentaires de l’ADN de la cellule receveuse.
3) Il y a recombinaison entre l’ADN de la cellule donneuse et celui de la cellule receveuse.

Question 35

Qu’est-ce que la conjugaison?

Answer 35

Transfert de gènes par contact (pilus de conjugaison)

Question 36

Quel est le nom du facteur de virulence permettant la conjugaison chez E. coli?

Answer 36

Facteur F (plasmide F)

Ce plasmide contient les gènes de synthèse du pilus de conjugaison.

Question 37

Décrit les étapes de la conjugaison.

Answer 37

1) Pont de conjugaison établi entre deux bactéries de sexe opposé (+/-)
2) Transfert d’un plasmide fraîchement répliqué d’une bactérie à une autre.

Question 38

Qu’est-ce qu’une souche Hfr?

Answer 38

Souche F+ (avec le plasmide F) à Haute Fréquence de recombinaison.

Formée lorsque le facteur F s’intègre au chromosome de la cellule F+ (ne reste pas à l’état plasmide).

Question 39

Que se passe-t-il lors de la conjugaison entre la souche Hfr et une souche receveuse F-.

Answer 39

La cellule donneuse Hfr transmet une partie de son chromosome à une cellule receveuse F-, il en résulte une cellule qui demeure F- si le facteur F ne passe pas au complet.

Reste qu’il y a quand même eu recombinaison entre le fragment de chromosome Hfr et le chromosome F-.

Question 40

Est-il possible que le plasmide complet s’excise de la souche Hfr?

Answer 40

Oui! On parlera alors d’un plasmide F’ qui pourra être transféré par conjugaison à des receveuses qui deviendront à leur tour F’.

Question 41

On utilise la conjugaison pour quoi?

Answer 41

Cartographie les chromosome (situer les gènes les uns par rapport aux autres).

Donc c’est top pour comprendre l’organisation d’un chromosome.

Question 42

Qu’est-ce que la transduction?

Answer 42

Transfert de gènes chromosomiques bactériens via un bactériophage.

Question 43

Quels sont les bactériophages qui permettent la transduction?

Answer 43

Les bactériophages tempérés seulement.

Question 44

Nomme les deux types de transduction et définis les.

Answer 44

Généralisée: pas de sélection du gène transporté vers une nouvelle bactérie

Localisée: seuls les gènes portant le prophage peuvent être transportés.

Question 45

Qu’est-ce qu’un prophage?

Answer 45

Un prophage est un génome de bactériophage inséré et intégré dans le chromosome d’ADN bactérien circulaire ou existe sous forme de plasmide extrachromosomique.

Question 46

Décrit les deux façons que la transduction peut avoir lieu.

Answer 46

Un phage infecte la cellule bactérienne donneuse en se fixant
sa paroi et en y injectant son ADN. L’ADN du phage sert de matrice pour la réplication de l’ADN viral et pour la synthèse de la capside protéique du phage. le chromosome bactérien est fragmenté par des enzymes virales. Il arrive que, durant l’assemblage des phages, des fragments d’ADN bactérien soient enfermés dans la capside du phage. La lyse de la bactérie donneuse libère des particules de phage contenant de l’ADN bactérien. Un phage transportant de l’ADN bactérien infecte une nouvelle cellule hôte, soit la bactérie receveuse. Il y a alors transfert de gènes bactériens à la cellule receveuse. À l’occasion, il y a recombinaison, ce qui crée une bactérie génétiquement modifiée, c’est-à dire avec un génotype différent de celui des bactéries donneuse et receveuse.

Le prophage s’intègre dans le chromosome d’une bactérie hôte dégradant le galactose. Parfois, le génome du phage s’excise du chromosome bactérien en emportant avec lui le gène cible. Le phage atteint sa maturité et s’excise de la cellule en étant porteur du gène cible. Le phage peut infecter une nouvelle cellule bactérienne qui ne peut utiliser le galactose (qui ne possède pas le gène gal). En même temps que le prophage, le gène bactérien s’intègre à l’ADN de la nouvelle bactérie hôte. La cellule lysogène peut désormais utiliser le galactose.