génétique bactérienne Flashcards
mortalité mx infectieuse?
10 million/an (20% de toutes les morts)
2e rang mondial
ca diminue au fils des ans (de 2002 à 2015)
bactéries pathogène ?
14000 identifier, on pense quil en existe + de 500 000.
des celles-ci , 850 sont pathogène
dans les principaux phyla bactériens : 7 sont pathogènes /
7 phylabact pathogène ?
- protéobactérie (gram + ou-)
- flavobactérie (bonne sauf patho possible lors de chx)
- chlamydie (bact qui a besoin de sassocier a un autre)
- spirochète (syphillis)
- fuséobactérie (anaérobie)
- actinobactérie (mycobactérie)
- firmicuite (gram+)
dogme génétique ?
adn est répliquer et l’adn et le répliqué s’échange de l’info.
l’adn répliqué envoit sont info dans un arn via la transcription.
la transcription = linformation de ladn transcrit est traduit par les ribosome en protéine
quels sont les 3 modes de résistances au atb ?
1- altération de la perméabilité membranaire
2- modification ou destruction de l’atb
3- modification ou changement de la cible
1- atb doit pénétrer dans cell. si membrane ne le laisse pas penetre ou le ressort immédiatement, il ne peut agir. L’atp na pas accès a sa cible.
2- la cell peut alller directement détruit l’atb avant meme quil pénètre.
3- la cell peut modifier ses ocmposante inter qui habituellement lie l’atb afin d’inhiber la liaison. les genes peuvent changer un aa dans la cible ou synthétiser des cibles alternatives.
sur quels molécules/comment les adn peuvent-ils agir
- membrane
- synthèse de l’adn
- biosynthèse de l’acide folique
- paroi
- beta-lactamine
- gyrase à adn
- fragmentation de l’adn
- polymérase à arn
- altère la synthèse des protéine via la sous unité 50s du ribosome
- altère la synthèse des protéines via la sous unité 30s du ribosome
- affecte la synthèse de sprot via le facteur d’élongation EF-G
- isoleucine aminoacyl ARN-t synthétase
les atb ajd …?
un vide dans la découvert (plus aucun de découvert) en plus de la résistance.
puisque certains atb affecte toute les bact, dautre juste certaines, il faut avoir une idée de la bact en jeu pour bien prescrire.
taille genome bact ?
+ le génome est petit, plus la bactérie est forcée à dépendre des facteurs de son hote pour sa reproduction.
différence exploitable pour les atb eucaryote vs procaryote?
- pro : ribosome + petit, capsule, paroi, membrane cell, flagelle, NUCLÉOÏDE direct dans cytoplasme (très compact : 1.4 mm adn dans une bact de 1.3 mm)
- eucaryote : mitochondrie, membrane cell, membrane nucléaire, noyau
chromosome bact ?
bact ont un seul chromosome circulaire empacte très compact dans un nucléoïde libre dans le cytoplasme
la longueur est + petit que humain
milliard vs million de paire de base et
22000 gene vs 4300 gene
le chromosone (génome) contient les information ESSNTIELLE à la bactérie coder dans son génome, donc lors de la fission binaire, le chromosome doit tout répliqué et tout transcrire cette inf qui est essentielle.
les plasmides ?
certaines bactéries en ont.
ce sont des molécule circulaire bihélicale extrachromosomique capable de se répliquer de facon indépendant p/r au chromosome princiaple.
ils sont plus petits que le chromosome principal (1 à 1000 kilo paire de base).
ils NE CODENT PAS POUR DES FONCTIONS ESSENTIELLES à la cellule.
ils PEUVENT PORTER DE L’INFO POUVANT PROCURER UN AVANTAGE UNIQUE à la bactérie hôte
donc, lors de la fission binaire, les cell fille ne recoivent pas toute les plasmides ou les recoivent en partie, ca depend de l’environnement de la division cell (ex. est ce quil y a présence d’atb)?
type d’info que le plasmide peut porter et avantager la cellule?
- résistance au atb
- capacité métabolique supplémentaire
- facteur favorisant l’infection
la fission binaire ?
mode de division bactérienne.
ex. temps pour e coli = 20 mins.
l’adn = support de l’info génétique = doit etre répliquer avec très haute précision.
plasmide = réplication dépend des condition de division bactérienne.
concept fondamentale qui trait aux mécanisme de base de la régulation de l’expression des gènes bactériens ?
afin de minimiser les dépenses d’É, une bactérie n’active un système de régulation que si elle en a besoin.
Ceci permet d’éviter d’avoir a synthétiser des enzymes d’un sentier métabolique en absence du substrat, mais les bactéries sont toujours prêtes à produire cette enzymes si le substrats apparait dans l’environnement.
3 types de régulation bactériennes ?
1- changement dans la séquence d’adn
- amplification du gène
- réarrangement du gène (mutation)
2- changement dans le nombre de transcrit (arn m : régulation transcriptionnelle)
- activateurs
- represseurs
3- changement dans la quantité de produit de gène actif (protéine : régulation post-transcriptionnelle)
- ajout de cofacteur ou groupe prostétique
- clivage protéolytique
- interaction avec d’autres macromolécules
ex de régulation bactérienne pour la résistance aux atb ?
un gène tetB permet de résister a atb.
un gène tetR vient represser la transcription de tetb en absence de atb car il produit une protéine R qui vient bloquer le promoteur de tetB et son propre promoteur (autorégulation).
en présence d’atb, celui ci se complexe avec la prot R ce qui permet au promoteur de tetb d’initier la transcription et ensuite la traduction pour synthétiser la prot tetb quipermet de résister a l’atb actuellement présent
points important de la régulation bactérienne ?
1- les bact ne produisent certaines protéines que lorsqu’elles en ont besoin (économie d’É)
2- la régulation et l’autorégulation est habituellement un processus actif = la bact doit être dans un état métaboliquement actif : donc la RÉGULATION SERA + RAPIDE EN PHASE DE CROISSANCE EXPONENTIELLE que dans les autres phases.
stratégies bactériennes pour controle l’activation et l’inactivation des genes ?
- régulation transcriptionnelle (controle - par represseur ou controle + par activateurs : tous deux sont inductible ou repressible)
- regroupement de gène adjacents en opéron
- controle de plusieurs gene non contigus dans un régulon (une meme protéine regulatrice controle plusieurs gene non contigus)
- controle de plusieurs genen non contigus par un stimulon (une meme stimulus controle plusieurs genes)
- regulation a/n traductionnel
def mutation ?
momdification de la séquence de snucléotide de l’ADN qui sera transmise a la cellule fille.
induite = + fréquente, causé par une variété d’agent
spontanée = + rare causé par l’action de radiation naturelle ou d’erreur lors de la péplication (sauf pour la transcriptase inverse des rétrovirus qui fait + d’erreur)
conséquence de mutation (altération adn)?
- délétion ou insertions de nucléotide
- substitution (faux sens, non sens ou silencieuse)
ces modification change le génotype qui se traduit par un phénotype modifier chez la DÉSCENDANCE FILLE.
ex, mutation altère la perméabilité a un atb, altère l’atb ou la cible de l’atb donnera un phénotype de résistance a cet atb.
mutation peuvent donner des phenotype influencant : motilité, apparence des colonies, présence d’une capsule, élément nut requis.
la pression selective ?
en plus detre observalb,e certaines mutation donne des phenotype selectionnable : ce qui donne un avantage a ces bact dans un environnement ayant des conditions ‘’ selective’’ par exemple présence d’atb.
les bact selectionnable mutant vont pouvoir croit + rapidement que les parents sensbiles et les remplacer pour deveninr majorité.
** la P selective ne crée pas la mutation, celle-ci a eu lieu au hasard et exsistait deja avant que la pression selective ne s’exerce.
comment diminuer les mutation qui entraine des effets nefaste pour les bactéries?
- réponse SOS (peut stimuler le transfert des gènes )
- la réparation sujette a erreur (peut causer des mutations)
- reparation direct de l’adn
- réparation par excision
- réparation par recombinaison
échange de gene bactérien?
bact = pas de reproduction sexuée mais transfert horizontale possible via 3 mecanisme
- transformation
- transduction
- conjugaison
la transformation
mécanisme qui permet a certaines bactéries d’être transformé par de l’ADN externe provement de bact morte (cette capacité s’appelle la compétence).
compétence acquise via exposition a des agents ou naturelle chez certaines bact.
les nouvelles propriété acquise par la transfo = resistance, infection + virulente etc.
la transformation est + efficace entre bact de meme espèce
ex. bact V (virulente) et N (non lethale) : mélange de V morte et N vivante est léthal car les N sont transformé enV.
bact qui ont une ocmpétence de transformation innée ?
bacillus
haemophilus influenza
neisserie sp
strep pneumoniae
la conjugaison
échange de matériel génétique ressemblant a un échange sexuel necessitant CONTACT entre deux bactéries (une donatrice male et une receptrice femelle).
l’échange est tjrs unidirectionnel et les gene necessaire pour faire ces échanges sont codés par de gros plasmide ‘’ conjugatif ‘’ (ex. facteur de fertilité F E.coli)
les plasmide R (résistance) autant présent chez gram + que -. par contre chez les gram +, ils utilisent un mécanisme distinct du pili sexuel pour faire le rapprochement entre cell donatrice et receptrice.
des plasmides non conjugatifs peuvent être transféré en meme temps que la conjugation (cest de la ‘’ mobilisation ‘’)
transduction ?
transfert de gènes médié par une infection via les bactériophage (virus parasitaire uniquement des bactéries qui utilise les bact pour reproduire leur capside et matériel génétique)
cycle de vie des bactériophage = lytique et/ou lysogénique et/ou chronique
echange gene par transduction par cycle lytique/lysogénique ?
lysogénique : phage entre dans bactérie, son matériel génétique s’intègre dans le chromosome de la bactérie et y est répliqué sans affecte la bact (donne naissance a des filles avec matériel du bactériophage) .
peut etre chronique ou …
lytique = évènement vient perturber le cycle lysogénique et permet a l’adn du phage de s’exciser de celui de la bactérie. par la suite, de nouvelle particule de phage sont produite et sortent de la bactérie, entrainant sa mort.
transdiction spécialisé vs généralisé ?
généralisé = empaquetage accidentel de fragment de l’adn de l”hote (bact) dans la capside dun phage. ces phages ne peuvent se propager par la suite car l’information pour synthétiser de nouvelle capsides est absentes.
spécialisé = génome hydribe phage-bactérie est créé quand le génome du prophage est excisé de l’hote et empacter dans la capside du phage. phénomène rare.
Ces phages peuvent se propager par la suite car ils contiennent une partie de l’inf bact pour synthétiser de nouvelles capside.
cycle lytique ?
entraine lamort de la cell bactérienne
un phage qui ne fait que ca = phage virulent ou strictement lytique.
lysogénie (cycle lysogénique) ?
phage qui peut entrer dans la bact sans la détruire, intégrer son matériel génétique dans le genome bact ou il sera répliqué comme partie intégrante du chromosome (cycle lysogénique).
appelé phage tempéré
phage chronique ?
bactériophage qui peuvent sortir de la cellule dans la lyser. peuvent se reproduire et infecter la bact sans la tuer.
la transposition
mouvement de segments d’adn à l’intérieur d’une même cellule (requiert une certaines proximité etre les element transpositionner). peut s’opéré dans différents éléments simultanément présents dans une meme cellule (ex. gene et plasmide, gene et phage, 2 plasmide)
3 classes de transposon ?
- phages transposables
- les séquences d’insertion (IS)
- les transposons complexes (IS + autre gènes): ceux ci = importance médicale car il peuvent encoder dans leur region centrale des genes de toxines ou de résistance aux atb.
** de plus, la bact dispose d’INTÉGRON qui sont des element génétique qui recrutent des genes de résistance et les intègrent les uns a la suite de sautres devant des promoteurs fort qui peuvent assurer l’expression de multiples gene simultanément.
les intégron peuvent être dans les transposon complexe ou les splasmide.s
comment les bact conserve leur spécificité génétique ?
via des mécanisme de contr epoids a cet échange de gene.
le + connu = le système de restriction-modification de classe 2.
un autre = CRISPR/Cas
mécanisme :
1ere composant = méthylase qui méthyl l’adn a différente séquences pour le protéger contre la digestion par…..
la 2e composante = nuckéase de restriction = détruit l’adn étranger non méthyler ce qui restreint l’entre de nouveau matériel génétique.
le système de restriction des échanges CRISPR/Cas?
+ spécifique
mécanisme = quand un phage entre dans bactérie, la bactérie incorpore une court séquence de son génome = conserve une ‘’ memoire immunologique’’ de sinfections passées.
ainsi les courte séquence CRISPR d’arn de phage patrouille la bact a la recherche de séquence de phage qui pourrait infecté la bact.
si une séquence phage envahisseur est détecter, la CRIPSR guide la protéine Cas vert ce dernier. la cas coupe l’adn étranger prévenant ainsi l’infection de la bactérie par le phage.
facteurs non négaligeable qui affecte la nature microbienne ?
- admin d’atb de facon répété: favorise selection de souche résistante dans le pts et dans son environnement et perturbe l’équillibre de la flore microbienne dans l’homme.
- atb utilisé dans l’alimentation animale meme chose.
génie génétique ?
but = produire de grande qte de toute une panoplie de prot ayant un intéret téhrapeutique.
via methode de adn recombinant utilisant des bact et autre microorg.
** amplification en chaine par la polymérase = augmente rapidite d’identification de bact et ses gene de resistance.
que contiennent chromosone vs plasmide?
chromosome = essentiel, résistance, virulence
plasmide = virulence, résistance
promoteur ?
séquence d’adn situé n amont dun gène et qui permet la transcription de ce gene en arnm. cest la séquence qui est reconnue par l’arn polymérase et qui est requise pour amorcer la transcription du gène
un opérateur?
séance d’and adjacente a une gène qui permet a une prot régulatrice (activateur ou represseur) de controler la transcription de ce gène
represseur ?
prot qui inhibe la transcritpino dun gene en se liant a une séquence sépcifique d’adn (ex. opérateur)
responsable du controle negatif
activateur ?
prot qui sitmule la transcritpion dun gène ou d’en semble de gene. elles connaissent une séquence spécifique de l’adn situ à coté du promoteur
responsable du controle positif
type de regulation ?
simple = un promoteur pour un gene
opéron = un prom pour plusieurs gènes adjacent
régulon =un prot (represseur ou activateur)
régulation pour controler plusieur sgene a différents endroits
stimulon = controle de plusieurs gènes non contigus par un stimulus
effet selectionnable dune mutation ?
phénotype (effet observé d’un mutation sur la bact) + effet sur la population bactérienne (selectif des mutan)
les atb et système de réparation génétique bact ?
certains atb peuvent activé les sytème de réparation bactérien
ex. b lactamine et quinolone faible []
micrbiote ?
ensemble des microbe de notre flore
microbiome ?
ensemble des génomes mibrobien présent dans notre flore
proble atb et résistance ?
il y aura TOUJOURS des bact résistante dans l’environnement.
l’administration d’atb favorise et sélectionne les bact résistant epour survivre et éventuellement dominer la population et donc rendre l,atb inefficace.
- majorité des atb utilisé = ceux donner aux animaux pour notre alimentation
barri;ere a l’échange de matériel de résistance bactérien ?
corps humain = bact ++ mobile, ++ de selection
dans le sol = mobilité moindre et moins de selection
produit pharmaceutique venant de microorg ?
(tous humains) insuline H de X humaine Epo alfa 1 antitrypsine dnase humaine activateur du plamsinogène human vaccin contre hepatite b anticorps monoclonaux humanisé
pcr ?
plusieur scycles avec les étapes suivant su run brin d’adn :
- dénaturation (95 degré)
- appariment des amorces (55 degre)
- élongation (72 degré)
donne 2 copies apres le 1e cycle, 4 copie, 8 copie apres 3 cycles apres 2e cycle etc
cest utile pour la production de miliaird de copie de molécule d’adn et pouvoir ainsi les détecter.
