Les grands groupes de microorganismes Flashcards
Quelles sont les 8 catégories hierarchiques de la classification des êtres vivants?
Quels sont les 3 domaines dans la classification des êtres vivants?
- Bactéries (procaryote)
- Archées (procaryote)
- Eucaryotes
Quelles entités comrpend le domaine des bactéries ? (3)
- Tous les procaryotes pathogènes
- Beaucoup de procaryotes non pathogènes présents dans le sol et dans l’eau
- Les procaryotes capables de photosynthèse (exemple : cyanobactéries)
Quelles entités comprend le domaine des archées? (2)
- Les procaryptes dont la paroi cellulaire ne contient pas de peptidoglycane
- Les procaryotes qui vivent dans des conditions environnementales extrêmes et sont le siège de processus métaboliques exceptionnels (exemples : bactéries méthanogènes, bactéries halophiles extrêmes et bactéries thermophiles extrêmes)
Quelles entités comprend le domaines des eucaryotes?
- Tous les organismes (unicellulaires ou généralement pluricellulaires) constitués de cellules eucaryotes.
Quels sont les règnes définis des procaryotes?
Les bactéries et les archées n’ont pas de règne défini
Quels sont les 4 règnes définis des eucaryotes?
- Protistes (eucaryotes unicellulaires tels les protozoaires)
- Mycètes (champignons)
- Plantes
- Animaux
Qu’est-ce qu’un critère génotypique?
Un critère qui désigne les caractéristiques génétiques des microbes
* Exemple : différences dans la séquence nucléotidique des gènes entre espèces de microbes *
Qu’est-ce qu’un critère phénotipique?
Un critère qui désigne les attributs découlant des caractéristiques génétiques d’un microbe, qu’ils soient de nature morphologique, biochimique, physiologique ou autre
*Les tests de laboratoire permettant de classifier et d’identifier les microbes sont pour la plupart de nature phénotypique *
À quoi sert la classification?
À la taxonomie des microbes
Décrire comment fonctionne la taxonomie (5 règles)
- La nomenclature binominale comprend deux mots correspondant au genre et à l’espèce.
- Les deux termes doivent toujours être en italique ou soulignés
- Le mot désignant le genre commence par une majuscule et est toujours un nom
- Le mot désignant le genre commence par une minuscule et est généralement un adjectif
- La nomenclature est toujours en latin
À quoi sert l’identification des microbes?
À la nécessité de savoir à quel microbe on a affaire pour le traitement.
Quels sont les 4 types d’outils de classification et d’identification des microbes?
- Morphologiques
- Biochimiques
- Sérologiques
- Génétiques
Quels quatre entités le terme microbe ou microorganisme désigne-il généralement en clinique?
- Bactéries
- Virus
- Mycètes
- Protozoaires
Quelles sont les 7 caractéristiques des microbes ?
- Organismes de très petite taille (besoin d’un microscope)
- Omniprésence et abondance dans la nature
- Unicellulaires (les mycètes incluent des unicellulaires et pluricellulaires)
- Niveau d’organisation relativement simple
- Inclut des procaryotes et des eucaryotes
- Disposent d’un potentiel métabolique (sauf les virus)
- Capables de se reproduire de façon autonome (sauf les virus)
Quelle est la classification des virus, des viroïdes (ARN infectieux pour les plantes et des prions (agents pathogènes de nature protéique)?
Ils n’appartiennent à aucun des 3 domaine ni des règnes.
Ce sont des agents infectieux acellualires, considérés non vivants
Quelles sont les 6 proprétés structurales et fonctionnelles qui permettent aux microorganismes de se différenciés des autres êtres vivants?
- Le type d’organisation cellulaire
- L’unicellularité
- La taille
- Le potentiel métabolique
- L’omniprésence (ubiquité)
- L’abondance
Décrire la propriété de l’organisation cellulaire des microbes
Une cellule constitue l’unité fonctionnelle de tout être vivant capable de fonctionner de manière autonome. Cependant, contrairement à celle des autres êtres vivants, l’organisation cellulaire des microorganismes présente deux degrés de complexité, elle peut être simple ou complexe.
Décrire la propriété de l’unicellularité des microbes
C’est l’organisation cellulaire des microbes qui conduit à distinguer les microorganismes dits procaryotes de ceux dits eucaryotes. Alors que les eucaryotes sont parfois unicellulaires et parfois pluricellulaires, les procaryotes sont toujours unicellulaires
Décrire la propriété de la taille des microbes
Du fait de leur unicellularité, les microorganismes sont de très petite taille et, par conséquent, invisibles à l’oeil nu. Leur taille maximale ne dépasse pas quelques centaines de micromètres et, de façon générale, la taille des procaryotes est beaucoup plus petite que celle des eucaryotes.
Décrire la propriété de potentiel métabolique des microbes
Les microorganismes sont dotés d’un potentiel métabolique et de reproduction considérables. Selon les espèces, ils peuvent se développer sur des matières minérales ou à partir d’une très grande variété de substrats organiques présents dans la nature.
Par ailleurs, et contrairement aux autres groupes d’êtres vivants, les microorganismes disposent de plusieurs moyens de se procurer l’énergie nécessaire à leurs activités vitales, que ce soit par respiration ou par fermentation, par photosynthèse ou en dégradant des produits organiques comme substrat énergétique et source de carbone, en présence ou absence d’oxygène.
Décrire les propriétés d’ubiquité (omniprésence dans la nature) et d’abondance des microbes
On les retrouve dans l’air, l’eau, le sol, les tissus animaux et végétaux
Vrai ou faux ?
Les microorganismes sont tous dangereux
Faux
Il y a beaucoup plus d’espèces inoffensives et utiles dont on peut tirer profit qu’il n’existe d’espèces pathogènes. Entre autres, les microbes remplissent des fonctions très importantes dans les écosystèmes, par leur participation aux cycles biogéochimiques favorisant le recyclage des matières organiques et des éléments minéraux et gazeux.
Vrai ou faux?
Les microorganismes formentle groupe le plus abondant de tous les êtres vivants
Vrai
Dans chaque gramme de sol fertile, de vase au fond d’un marécage ou d’un lac, on retrouve plus d’un milliard de microorganismes; dans le tube digestif des animaux et des humains, ce nombre atteint le milliard par millilitre.
On évalue que la masse de tous les microorganismes dépasse celle de tous les autres êtres vivants. L’être humain lui-même, constitué de 1013 cellules, est considéré porteur de 1014 microorganismes.
Donner les caractéristiques des bactéries (7)
- Organismes procaryotes (sans noyau)
- Matériel génétique (constitué d’un seul chromosome) libre dans le cytoplasme.
- Pas organites
- Possèdent de l’ADN et de l’ARN et se répliquent de façon autonome par division binaire.
- Diamètre moyen de 1 um, longueur d’environ 5 um et visibles en microscopie optique (grossissement 400-1000X).
- Peuvent vivre à l’extérieur ou à l’intérieur des cellules de l’hôte qu’elles infectent.
- La majorité peuvent se développer de façon autonome et sont cultivables sur des milieux de culture artificiels préparés en laboratoire.
Donner les caractéristiques des virus (7)
- Trop petits (0.1 micromètre) pour être visualisés en microscopie optique et nécessitent l’utilisation d’un microscope électronique.
- Non-vivants
- Ni procaryotes ni eucaryotes.
- Ne peuvent se répliquer de façon autonome : ce sont des parasites obligatoires ne pouvant se développer qu’au moment où il existe une cellule-hôte qu’ils peuvent infecter.
- Génome composé que d’ADN ou d’ARN, jamais les deux en même temps.
- Possèdent une structure protéique, nommée capside, qui entoure le matériel génétique.
- Lors d’une infection, l’ADN ou l’ARN est injecté à la cellule infectée, et les gènes viraux donnent des ordres pour la construction de nouvelles particules virales en détournant à leurs fins le matériel de la cellule-hôte (acides aminés, nucléotides, etc.). Les composantes virales sont assemblées puis les virions sont libérés, souvent au coût de la mort de la cellule parasitée.
Donner les caractéristiques des mycètes (5)
- De plus grande taille que les bactéries
- Possèdent une structure cellulaire plus complexe que les bactéries
- Organismes eucaryotes
- Saprophytes environnementaux, c’est-à-dire qu’ils tirent les substances qui leur sont nécessaires de matières organiques en décomposition, sans nécessairement être pathogènes en soi pour l’homme.
- Peuvent causer des infections entre autres chez les personnes souffrant d’un déficit immunitaire.
Quelles sont les deux grandes catégories dans lesquelles se divisent les mycètes?
- Levures
- Moisissures
Quelles sont les caractéristiques des levures? (5)
- Mycètes unicellulaires
- Se reproduisent par bourgeonnement.
- Occupent une place essentielle dans l’industrie alimentaire (la bière, le vin et le pain sont fermentés par Saccharomyces cerevisiae)
- Contribuent à la revalorisation des déchets agricoles et industriels.
- Certaines peuvent causer des infections chez l’humain (ex. vaginite à Candida albicans).
Quelles sont les caractéristiques des parois à Gram +? (1)
Constituée en majeure partie d’un épais peptidoglycan.
Quelles sont les caractéristiques des paroi à Gram -? (3)
- Paroi plus complexe que celle des Gram +
- Couche de peptidoglycan très mince
- Recouverte d’une seconde couche appelée enveloppe externe, laquelle contient des lipopolysaccharides (LPS) appelés endotoxine (Antigène O) ainsi que des canaux appelés porines par lesquels des substances nutritives peuvent pénétrer la cellule.
Quelles sont les 4 espèces de bactéries et combien de flagelles chacune d’elle possède-t-elle?
Monotriche ⇒ 1 flagelle une extrémité de la cellule
Lophotriche ⇒ Plusieurs flagelles à une extrémité de la cellule
Amphitriche ⇒ Une ou plusieurs flagelles aux deux extrémités
Péritriche ⇒ Des flagelles répartis sur toute la cellule
Décrire le cycle de sporulation et germination du spore de la bactérie
Lorsque les conditions environnementales deviennent défavorables, le processus de sporulation s’enclenche;
Lorsqu’elles redeviennent favorables, la bactérie reprend sa forme ‘végétative’ active par un processus appelé germination. Seule la forme active peut être pathogène, mais c’est souvent sous sa forme sporulée que la bactérie est contractée dans l’environnement
Quelles sont les composantes de la morphologie bactérienne? (3)
- La taille
- La forme
- Leur arrangement spatial
* Certaines composantes structurales servent également à la classification (présence de flagelles, d’endospores, de capsule, etc. *
Quelles sont les composantes de la morphologie coloniale? (4)
- La forme
- L’élévation
- L’opacité
- La pigmentation
Quelles sont les 5 types microcopie optique ?
- Microscopie à fond clair
- Microscopie à fond noir
- Microcopie de contraste de phase
- Microscopie à inversion
- Microscopie fluorescente
* Voir notes de cours pour explications *
Qu’est ce que la microscopie confocale?
La microscopie confocale fait usage de fluorochromes ainsi que de lasers qui traversent par plans successifs très étroits les échantillons à observer, procurant des images d’une clarté 40% supérieure à tout autre type de microscope optique. Le nombre de lasers peut être multiple et permet l’utilisation simultanée de plusieurs fluorochromes rattachés à différentes structures recherchées sur le spécimen. Le microscope est couplé à un ordinateur qui reconstitue en trois dimensions (3-D) l’ensemble du spécimen observé pour analyser sous différents angles les composantes internes. Des plaques de cultures cellulaires vivantes peuvent être filmées sur plusieurs jours pour suivre l’évolution d’un phénomène. Les cellules pertinentes peuvent aussi être récupérées à l’aide d’une micro-aiguille puis transférées dans une autre plaque de culture (ex. une cellule cancéreuse parmi les saines).
Qu’est-ce que la microscopie électronique?
Le principe du microscope électronique consiste à faire traverser l’échantillon à observer par un faisceau d’électrons libres, émis par un canon à électrons, qui se déplacent sous la forme d’ondes, lesquelles sont focalisées au moyen d’aimants électromagnétiques servant de ‘lentilles’. Les électrons traversant les échantillons ultra-minces déposés sur une grille de cuivre forment une image d’une grande résolution sur une plaque fluorescente. Comme les électrons sont peu pénétrants, les coupes du spécimen doivent être très minces, donc préalablement coupées avec un ultramicrotome. Les images formées sont soit en deux dimensions (microscopie électronique à transmission, 10,000-100,000X) ou en 3D (microscopie électronique à balayage, 1,000-10,000X). L’avantage de cette technique est de pouvoir grossir beaucoup le spécimen à observer (utile pour les virus).
Qu’est ce que la microscopie à force anatomique et à sonde à effet tunnel?
Le microscope à force atomique (AFM pour atomic force microscope) est un type de microscope à sonde locale permettant de visualiser la topographie de la surface d’un échantillon. Inventé en 1985, ce type de microscope est essentiellement basé sur l’analyse d’un objet point par point au moyen d’un balayage via une sonde locale, assimilable à une pointe effilée. Ce mode d’observation permet de réaliser la cartographie locale des grandeurs physiques caractéristiques de l’objet sondé, mais aussi de travailler dans des environnements particuliers tels que les milieux sous vide, liquides ou ambiants. En fait, la microscopie à force atomique est une technique permettant de visualiser avec une résolution nanométrique la morphologie tridimensionnelle de la surface d’un matériau, et de cartographier certaines de ses propriétés (adhésives, mécaniques, magnétiques, électriques, etc.). Le principe de l’AFM est basé sur l’interaction entre la surface de l’échantillon à analyser et une pointe sonde nanométrique, fixée sous un micro-levier. La pointe balaye la surface et suit la topographie de l’échantillon, donnant une image tridimensionnelle du matériau analysé. La résolution ultime est de l’ordre du dixième de nanomètre, ce qui signifie un dixième de milliardième de mètre. Autrement dit, il s’agit d’un microscope beaucoup plus puissant que le microscope électronique, permettant d’analyser les molécules de surface des cellules. Il est utile en recherche médicale.
Le microscope à effet tunnel (scanning tunneling microscope, STM) fut inventé en 1981 par des chercheurs d’IBM, Gerd Binnig et Heinrich Rohrer, qui reçurent en 1986 le prix Nobel de physique pour cette invention. C’est un microscope en champ proche qui utilise un phénomène quantique, l’effet tunnel, pour déterminer la morphologie et la densité d’états électroniques de surfaces conductrices ou semi-conductrices avec une résolution spatiale pouvant être égale ou inférieure à la taille des atomes. Le microscope à effet tunnel est le père de tous les autres microscopes en champ proche. À sa suite furent développés le microscope à force atomique (AFM) et le microscope optique en champ proche qui tirent profit d’autres interactions à l’échelle atomique. La mise au point de ces microscopes en champ proche fut un pas décisif dans le développement des nanotechnologies dans la mesure où ils permirent d’observer et même de manipuler de manière assez simple et pour un coût relativement modeste des objets de taille nanométrique (c’est-à-dire de taille inférieure aux longueurs d’onde de la lumière visible, de 400 à 800 nm). En 1990, le microscope à effet tunnel a notamment permis à des chercheurs d’IBM d’écrire les premières lettres de l’histoire des nanotechnologies en disposant 35 atomes de xénon sur une surface de nickel, ces 35 atomes dessinant les trois lettres IBM.
Quels sont les deux tests sérologiques possibles pour l’identification des bactéries?
- Le test d’agglutination sur lame avec antisérum
- La méthode ELISA (enzyme-linked immunsorbent assay)
Le test d’agglutination sur lame avec antisérum est une procédure simple qui consiste à incorporer des échantillons d’une bactérie inconnue dans des gouttes de solution saline placées sur différentes lames. On ajoute ensuite un antisérum différent à chaque lame. Les bactéries s’agglutinent et forment des grumeaux lorsqu’elles correspondent aux anticorps d’un antisérum particulier. Ces tests sérologiques sont plus précis que les tests biochimiques car ils permettent de distinguer différentes souches d’une même espèce. Par exemple, il existe plus de 80 ‘variantes’ de Streptococcus pneumoniae. On appelle ces variantes des ‘sérotypes’. Les tests d’agglutination par anticorps spécifiques permettent de savoir à quel sérotype on a affaire.
La méthode ELISA (pour ‘enzyme-linked immunosorbent assay’) est également une technique d’identification faisant usage d’anticorps spécifiques (dits monoclonaux), placés dans des plaques de 96 puits. Un ELISA permet soit de rechercher un antigène microbien dans un échantillon clinique donné (ex. le virus VIH dans le sang) ou de rechercher des anticorps qui ont été formés contre cet antigène (ex. anticorps anti-VIH dans le sang d’un patient). L’idée consiste à fixer, dans le fond d’une plaque, un anticorps (ou un antigène) qui réagira spécifiquement avec l’antigène (ou l’anticorps) recherché dans le spécimen clinique qu’on répand ensuite dans la plaque. Si l’antigène (ou l’anticorps) recherché est présent, il se fixera à son tour à l’anticorps (ou l’antigène) déjà adhéré. Il s’agira d’ajouter un élément révélateur pour visualiser cette combinaison antigène-anticorps qui vient d’être formée dans la plaque. Cet agent révélateur peut fort bien être un second anticorps (ou antigène) à notre disposition, préalablement marqué avec une substance fluorescente ou une enzyme provoquant une réaction colorimétrique. La lecture finale pourra se faire à l’aide d’un lecteur de fluorescence ou d’un spectromètre. En fait, des kits de réactifs sont vendus par diverses compagnies, faisant usage d’une gamme d’anticorps ou d’antigènes, selon l’élément que l’on veut détecter ou doser dans un spécimen clinique. L’ÉLISA peut être qualitatif ou quantitatif. On peut parler d’ÉLISA direct ou indirect ou d’ÉLISA sandwich selon l’approche préconisée et le nombre de réactifs impliqués, car il en existe plusieurs variantes. Par exemple, un ÉLISA sandwich implique que l’élément recherché (supposons un antigène protéique du virus VIH dans le sérum d’un patient) se retrouvera imbriqué entre deux anticorps (fournis par la compagnie) utilisés dans le test, le premier étant adhéré au fond de la plaque servant au test, le second venant recouvrir l’antigène qui aura adhéré au premier anticorps
Qu’est ce que le diagnostic moléculaire?
Lorsqu’une séquence génétique particulière a été identifiée dans une espèce bactérienne, il devient possible de construire les outils génétiques capables de détecter cette espèce dans un échantillon. On utilise alors des sondes génétiques, qui sont de courts segments d’ADN complémentaires à la séquence présente chez le microbe. Ces ‘oligonucléotides’ sont incorporés dans des trousses commerciales de détection de la bactérie recherchée. Il existe actuellement sur le marché au moins 5 trousses commerciales permettant de détecter la présence de :
- Streptocoques du groupe B chez la femme enceinte et l’enfant à la naissance;*
- Staphylocoques résistants ou non à la méticilline;*
- Clostridium difficile donnant des diarrhées difficiles à traiter;*
- Entérocoques résistants à la vancomycine.*
Les cliniques désirant faire usage de ces trousses doivent se procurer les appareils permettant de faire une amplification du matériel génétique dans les échantillons, soit des cycleurs thermiques dans lesquels agit une enzyme polymérase, technique appelée PCR, pour ‘polymerase chain reaction’.
Après le développement de ces trousses diagnostiques, qui ne peuvent identifier qu’un seul microbe spécifiquement recherché dans un spécimen clinique donné (ex. salive, sang, urine), les chercheurs ont travaillé à développer des appareils et technologies permettant de rechercher la présence simultanée de plusieurs microbes potentiels dans un spécimen. C’est ainsi qu’est apparu l’appareil Revogene de diagnostic rapide basé sur l’ADN commercialisé en 2018 par la compagnie GenePOC, selon les résultats de recherches effectuées au Centre de recherche en infectiologie de l’Université Laval, localisé au CHUL à Québec.
