II.2 La croissance Flashcards
les procaryotes sont haploide ou diploides?
haploides
la plupart des procaryotes se reproduisent par
scissiparité
croissance
augmentation des constituants cellulaires qui peut aboutir à accroissement du nombre de cellules par scissiparité ou bourgeonnement, acroissement de la taille de la cellule (multinucléés)
étudie habituellement des variations numériques sur la totalité de la population plutôt que chez des MO individuellement
culture en batch ou discontinue
lorsque des MO sont cultivés en milieu liquide dans un système fermé
incubés dans un flacon contenant un seul lot de milieu de culture
courbe de croissance
log du nombre de cellules en fonction du temps d'incubation phase de latence phase exponentielle de croissance phase stationnaire phase de mortalité
phase de latence
pas d’augmentation
pas de multiplication cellulaire
synthèse de nouveaux composants cellulaire
durée varie
phase exponentielle
division à un taux normal
logarithmique
vitesse de croissance constante
population presque uniforme en termes de propriétés chimiques et physiologiques
phase stationnaire
arrêt de la division cellulaire
nombre total de MO viables demeure constant
sois arrêt de reproduction chez les cellules métaboliquement actives
sois un équilibre entre division et mort cellulaire
réponse au manque de nourriture
ce qui déclenche la phase de mortalité
quantité d’éléments nutritif diminue
quantité de déchets augmente
diminution de la quantité de cellules
un changement des concentrations en nutriments ou des conditions de culture provoque
une croissance en équilibre instable
shift up
changement d’un milieu pauvre à riche
shift down
changement d’un milieu riche à pauvre
4 principales raisons pour entrer en phase stationnaire
limitation en éléments nutritifs
disponibilité limitée en oxygène
accumulation de déchets toxiques
la population atteint une densité critique
phase de mortalité
les cellules meurent à un rythme exponentiel
3 hypothèse pour expliquer la cinétique de la mortalité
certains MO survivent
MO survivants ressucitent
MO survivants utilisent les nutriments de la lyse de MO morts
temps de génération/doublement
g
temps nécessaire pour qu’une population microbienne double sa taille
constante de vitesse de croissance moyenne
k
nombre de génération par unité de temps (hab heure)
le temps de génération varie selon (2)
espèces de MO
conditions de l’environnement
la mesure de la croissance des MO peut se faire par (2)
numérotation (nombre de cellule d’une population)
mesure d’un changement de la masse cellulaire
comptage directe
chambre de comptage
décompte direct sur des membranes filtrante
cytomètre de flux
compteurs électroniques
peut pas distinguer entre cellule vivante ou morte
décompte de cellules viables
étalement sur un milieu solide
décompte sur membranes filtrantes déposées sur milieu gélosé
décompte sur des membrane filtrantes
cellules filtrées sur une membrane spéciale qui possède un fond foncé
cellules colorées avec des colorants fluorescents
possible de distinguer les cellules vivantes des cellules mortes
cytomètre de flux
crée un flux de cellules très étroit
une seule cellule passe à la fois un rayon laser
lumière diffractée à chaque passage de cellule
possibilité de différencier différentes population de cellules
compteurs électroniques type coulter
suspension bactérienne doit passer au travers d’un orifice où un courant électrique est appliqué
le mouvement de cellules au travers de l’orifice modifie la résistance
peut pas distinguer entre cellules vivantes ou mortes
étalement sur un milieu solide
mesure le nombre de cellules viables
taille de population exprimée en UFC
dilutions d’une population dont étalées sur un milieu solide adéquat
nombre de colonie est compté
nombre de cellule dans population est déterminer
décompte sur membranes filtrantes déposées sur milieu gélosé
particulièrement utile pour étudier des échantillons aquatiques
permet uniquement de dénombrer les cellules vivantes
mesure de la masse cellulaire (3)
poids sec
quantité de certains constituants cellulaires
mesure de la turbidité
poids sec
technique peu sensible et longue à effectuer
quantité de certains constituants cellulaires
protéines, ADN, ATP ou chlorophylle
utile si la quantité d’une substance est constante dans chaque cellule d’une population
turbidité et mesure de la masse cellulaire
plus de cellule = plus de dispersion de la lumière = augmentation de l’absorbance
technique plus sensible et précise
quantité minimum = 10 millions de cellules /ml
on utilise un spectrophotomètre pour mesurer
culture continue des MO
culture dans un système ouvert
approvisionnement constant en nutriments
les déchets sont également retirés à un rythme constant
maintient la croissance de cellule dans la phase exponentielle à une concentration constante
chémostat (5)
rythme d’introduction du milieu stérile = rythme d’élimination du milieu
un élément nutritif essentiel est fournit en quantité limitées
la vitesse de croissance est déterminée par la vitesse à laquelle le milieu frais est ajouté dans la chambre de culture
densité cellulaire finale dépend de la concentration en nutriment limitant
optimale à vitesse de dilution faible
vitesse de dilution
vitesse à laquelle le milieu passe au travers de la chambre de culture par rapport au volume de la cuve
densité cellulaire reste inchangée pour une large gamme de vitesse de dilution
qu’est-ce qu’arrive qui la vitesse de dilution est plus grande que la vitesse de croissance
les MO peuvent être éliminés de la chambre de culture avant de s’être divisés
turbidostat
vitesse d’écoulement du milieu au travers de la cuve est automatiquement réglée pour maintenir une turbidité ou densité cellulaire prédéterminée
équipé d’une cellule photoélectrique afin de mesurer l’absorbance ou la turbidité de la chambre de culture
vitesse de dilution varie
fonctionnent mieux à des vitesses de dilution élevées
importance des méthodes de culture continue
utiles car elles produisent une quantité constante de cellules
permettent d’étudier la croissance microbienne en présence de concentration de nutriments faibles, similaire aux conditions rencontrées en milieux naturels
permet l’étude d’interactions microbiennes sous des conditions similaires à celles rencontrées dans des milieux aquatiques
la croissance des MO est considérablement influencée par
la nature chimique et physique de l’environnment
extrêmophiles
se développent sous des conditions difficiles qui empêchent la croissance de la plupart des autres organismes
activité de l’eau
disponibilité de l’eau exprimée de façon quantitative
réduite par des interactions avec des molécules de solutés
[soluté] élevée –> faible aw
réduite par l’absorption sur des surfaces
inversement proportionnelle à la pression osmotique
les organismes osmo-tolérants
peuvent croitre sous une très large gamme d’aw ou de concentration osmotiques
peuvent utiliser des solutés compatibles afin d’augmenter leur [osmotique interne]
certains de ces organismes possèdent des protéines et membranes qui nécessitent des [soluté] élevées pour maintenir leur stabilité et activité
halophiles
nécessitent une concentration élevée en NaCl pour croitre
le pH
définit comme le log negatif de la concentration en ions hydrogènes (-log[H+])
plusieurs MO peuvent altérer le pH de leur environnement en produisant des déchets acides ou alcalins
la température
la croissance de chaque organisme dépend des températures cardinales
min
max
optimale
psychrophiles
artique ou antartique
90% des océans ont T° de 5°C ou moins
optimale environ 10
psychrotrophes
les bactéries et les mycètes de ce groupe sont responsable de la détérioration de la nourriture réfrigérée
optimale environ 23
mesophiles
la grande majorité des MO appartiennent à ce groupe
presque tous les agents pathogènes humains sont mésophiles
environnement à une T° assez constante de 37°C (T° optimale)
thermophiles
surtout des bactéries
prospèrent dans de nombreux habitats et ont des enzymes bcp plus stable à la chaleur
lipides membranaires plus saturées
optimale à environ 65
hyperthermophiles
retrouvés dans des zones très chaude de fonds marins par exemple
ne se développent pas sous 55°C
optimale environ 95
aérobie strict
besoin d’O2 pour survivre
anaérobie facultatif
peuvent survivre en milieu anaérobie mais vont métaboliser l’O2 préférentiellement
anaérobie tolérant
organismes anaérobie qui peuvent survivre en présence d’O2
anaérobie strict
meurt en présence d’O2
microaérophile
nécessitent de petites quantités d’O2
les 2 bases des différentes réponses à l’oxygène
l’oxygène est facilement réduit en produits toxiques (ROS)
les aérobies produisent des enzymes de protection
2 approches possibles pour la croissance des anaérobies
milieu anaérobie spécial contenant des agents réducteurs comme le thioglycolate ou la cystéine
on enlève l’air à l’aide d’une pompe à vide et on expluse l’O2 résiduel avec de l’azote
Gaz Pak
de l’H et du CO2 sont produits à partir d’une enveloppe GasPak
la formation d’eau à partit d’H et d’O2, élimine ainsi l’O2 du contenant scellé
organismes barotolérants
affectés de façon défavorable par une augmentation de pression, mais pas autant que les bactéries non tolérantes
organismes barophiles / piézophiles
croissance plus rapide à des pressions élevées
modification de la structure membranaire
vont augmenter la quantité d’ag insaturés et avoir des ag avec des chaines plus courtes
les radiations ionisantes
rayons X et gamma
induisent des mutations
modifient la structure chimique de différentes molécules incluant l’ADN
utiliser pour stériliser
dommages causés par des radiations par lumière UV
mutations –> morts cellulaire si exposition excessive
engendre la formation de dimère de thymine au niveau de l’ADN
les dommages au niveau de l’ADN peuvent parfois être réparés par des mécanismes cellulaires
la croissance microbienne dans des environnements naturels
l’environnement est complexe et en perpétuel changement
dans un endroit particulier, les MO sont exposés à de nombreux gradients chevauchants de nutriments et d’autres facteurs du milieu
les biofilms
communautés complexes de MO enveloppés dans un mucus
une fois fixés les MO commencent à libérer des polysaccharides, de prot et de l’ADN qui permettent les cellules d’adhérer plus stablement
résistance accrue aux UV, antibio et antimicrobiens
des gènes peuvent être transmis d’une cellule à une autre plus facilement
perception du quorum dans la communication intercellulaire dans les populations microbiennes
communication selon un mode associé à la densité
implique des signaux moléculaires
