Génétique bactérienne Flashcards
Nommez les différents moyens de R- aux ATB
- Altération de la perméabilité (modification des porines) et efflux active
- Modification ou destruction de l’ATB (R- enzymatique)
- Modification ou changement de la cible (souvent ribosomes)
Qu’est ce qui permet la faible toxicité des ATB chez l’humain?
- Cellules humaines ne possèdent pas de paroi de peptidoglycanes
- Différents ribosomes et autres structures (ADN, polymérases)
Décrivez la façon dont le génome est organisé chez les bactéries
- Bactéries possèdent un nucléoïde contenant (pour la plupart) un seul chromosome circulaire.
- Certaines bactéries peuvent aussi possèder des plasmides: éléments extra chromosomiques circulaires bihélicales capables de se répliquer de façon INDÉPENDANTE. Habituellement, ils ne codent pas pour des fonctions essentielles à la cellule, mais peuvent procurer des avantage tels que: R- ATB, capacité métabolique supplémentaire et des facteurs de virulence.
Qu’est ce qu’ils permettent les mécanismes de régulation de l’expression de gènes? C’est quoi les différents types de régulation?
Minimiser les dépenses énergétiques et favoriser la survie
- Changement dans la séquence d’ADN (amplification de gène, réarrangement de gène/mutation)
- Changement dans le # de transcrits/régulation transcriptionnelle (Activateurs ou répresseurs)
- Changement dans la qté de produit de gène actif/ régulation post-transcriptionnelle (Ajour de cofacteurs ou groupe prostétique, clivage protéolytique, interactions avec d’autres macromolécules)
Expliquez l’exemple du gène de résistance tetB
- Gène tetB (R- à la tétracycline) est sous le contrôle du gène répresseur tetR.
- Chaque gène se trouve dans un brin complémentaire et est précédé d’un promoteur P
- En absence de la tétracycline, la protéine du RÉPRESSEUR (R) est produite et bloque le PROMOTEUR tetB et son propre promoteur
- Lorsque présente, la tétracyclinne se lie à R ce qui a pour effet la txpn de la protéine tetB (pompe à efflux) de la tétracycline
Nommez les deux caractéristiques énergetiques en ce qui concerne la régulation de l’expression des gènes
- Les bactéries ne produisent certaines protéines que lorsqu’elles en ont besoin
- La régulation (et autorégulation) est un processus actif qui exige un état métabolite actif. La régulation est ainsi plus rapide durant phase de croissance exponentielle des bactéries (Vs phase de latence/plateau ou décroissance).
Nommez les différentes stratégies développées par les bactéries pour contrôler l’activation/inactivation de leurs gènes
- Régulation txpn: contrôle -if (répresseur) ou +if (activateur).
- Le regroupement de gènes adj dans un opéron
- Le contrôle de ++ gènes non contigus dans un régulon (Protéine régulatrice)
- Le contrôle de ++ opéron ou régulons dans un stimulon
- La régulation a/n traductionnel
Définissez ce qui est une mutation
Modification de la séquence des nucléotides de l’ADN. Cette modification est ensuite transmise à la cellule fille.
Décrivez les 2 types de mutations
- Mutations spontanées: causées par l’action des radiations naturelles ou être le résultat d’erreurs survenues lors de la réplication (RARE sauf pour transcriptase inverse).
- Mutations induites causées par des agents physiques, chimiques ou biologiques (agents mutagènes) (+ fréquentes).
Décrivez les différentes conséquences des mutations (nature des mutations)
- Délétions ou insertions de nucléotides
- Substitutions de nucléotides (silencieuses, mauvais sens, non-sens).
Décrivez c’est quoi un génotype et un phénotype
- Génotype: séquence nucléotidique précise du génome
- Phénotype: propriétés observables des mutants (phénotype de R- aux ATB)
À quoi réfère-t-on lorsqu’on parle de la “mutant selection window” et c’est quoi le lien avec le phénotype?
- Sans la présence d’ATB, les souches bactériennes susceptibles vont surpasser les souches résistantes (moins dépenses É).
- Une []d’ATB insuffisante exerce une préssion sélective sur les souches bactériennes:
- La sélection des mutants résistants survient entre la MICsusc et la MICres
- Une sélection des résistants plus petite survient aussi entre la MSC et la MICsusc.
- Ainsi, la R- aux ATB est un phénotype observable et SÉLECTIONNABLE: Les mutants sélectionnables ont un avantage sur les autres souches dans des conditions sélectives. (!La pression sélective ne crée pas la mutation!)
La plupart des mutations vont entraîner des effets néfastes. Ces dommages peuvent être minimisés par des systèmes de réparation efficaces. Décrivez les 5 groupes de systèmes de réparation ADN bactérien.
-La réparation directe de l’ADN
-La réparation par excision
-La réparation par recombinaison (suite à cassure du double brin)
-LA RÉPONSE S.O.S (réarrangement)
-LA RÉPARATION SUJETTE À ERREUR
(Ces deux dernières permettent le transfert des gènes et l’introduction de mutations).
Nommez les 3 différentes façons de transfert horizontal (qui permettent l’échange génétique bactérien)
- Transformation
- Conjugaison
- Transduction
Décrivez la TRANSFORMATION d’ADN entre bactéries
- Capacité (appelée compétence) de certaines bactéries d’acquerir (d’être transformées) par de l’ADN externe.
- La compétence peut suivre une exposition à des agents chimiques (CaCl2), physiques (décharge électrique) ou être naturelle chez certaines espèces bactériennes
- La transformation est plus efficace entre bactéries d’une même espèce.
Décrivez la CONJUGAISON d’ADN chez les bactéries
- La conjugaison requiert des contacts entre cellules. L’échange de matériel génétique se fait de façon unidirectionnelle (de mâle à femelle) via un pili sexuel.
- Les gènes pour cet échange sont codés dans des gros plasmides épisomales appelés PLASMIDES CONJUGATIFS (certains gènes non conjugatifs sont transférés simultanément par mobilisation).
- Il existe aussi de plasmides conjugatifs de type R (R- ATB) qui utilisent un autre mécanisme de rapprochement bactérien.
Décrivez la TRANSDUCTION bactérienne
-Tranduction: transfert d’ADN bactérien par l’intermédiaire d’une infection par un bactériophage.
-Il existe deux cycles de vie des bactériophages, soit le cycle lytique (mort cellulaire bactérienne) ou le cycle lysogénique (intégration du matériel génétique viral suivie par sa réplication). Les phages uniquement capables du cycle lytique sont appelés “virulents”, les phages lysogènes sont appelés “tempérés”.
-Lors de la formation des phages, ces derniers peuvent empaqueter soit:
¤ Un génome hybride phage-bactérien, appelée transduction spécialisée (rare, mais phages peuvent se propager).
¤ Seulement de l’ADN bactérien, appelée transduction généralisée.
C’est quoi la TRANSPOSITION et les 3 différents éléments transposables?
La transposition implique le mouvement d’ADN à l’intérieure d’une même cellule. (Entre chromosome(s), plasmides ou phages).
Elle peut être faite soit par:
-les séquences d’insertion
-les transposons complexes (IS + autrès gènes)
-les phages transposables
C’est quoi un intégron?
Élément génétique qui recrute des gènes de R- et les intègre les uns à la suite des autes devant des promoteurs forts assurant leur expression simultanée.
-Les intégrons peuvent se retrouver à l’intérieur des tranposons ou des plasmides.
Nommez et décrivez le principal mécanisme de restriction des échanges génétiques.
- Système de restriction-modification de classe II
1. Une méthylase modifie l’ADN de l’hôte
2. Une nucléase de restriction détruit l’ADN étranger non méthylé.
C’est quoi un MICROBIOME?
Ensemble des génomes microbiens sur notre flore.
-Cette flore participe à la digestion et à l’immunité (en stimulant une réponse de l’hôte/ occupant une niche)
Au niveau pharmaceutique, qu’est ce qui a permis la connaissance de la génétique microbienne?
Développement de protéines thérapeutiques (insuline, hormone de croissance…)
C’est quoi la PCR et décrivez un de ses avantages en médecine.
- L’amplification en chaîne par la polymérase pourrait permettre l’identification des bactéries et de leurs gènes de R- dans un délai très court.
- Séparation des brins d’ADN -> Introduction des amorces d’ADN -> extension de l’amorce par Taq polymérase = 1 cycle.
- # de brins d’ADN = 2^n où n est le nombre de cycles.
