Microbio - Génétique bactérienne et résistance aux antibiotiques Flashcards
Vrai ou faux: les infections causent environ autant de morts que le cancer à chaque année.
Vrai
Vrai ou faux: le taux de mortalité par maladies infectieuses augmentée depuis 2002.
Faux: elle a diminué
Vrai ou faux: il existe des bactéries résistantes à toutes les antibiotiques disponibles.
Vrai
En 2019, la mort de plus de _____ million de personnes est directement attribuable à la résistance aux antimicrobiens.
1,27 million
Qu’est-ce que la réplication?
Duplication de l’ADN par l’ADN polymérase
Qu’est-ce que la transcription?
Lecture d’un brin de l’ADN et création de l’ARN messager correspondant par l’ARN polymérase
Qu’est-ce que la traduction?
Lecture de l’ARN messager et formation de la chaine d’acides aminés correspondants par le ribosome
Qu’est-ce que la transcriptase inverse?
Enzyme que les rétrovirus ont pour faire de l’ADN à partir d’ARN
La _____ d’une protéine est essentielle à son fonctionnement.
Conformation
À quoi correspond la structure tertiaire d’une protéine?
Conformation (repliement de la chaîne d’acides aminés)
À quoi correspond la structure quaternaire d’une protéine?
Regroupement de plusieurs sous-unités pour accomplir la fonction (ex: pore dans membrane)
Nomme des fonctions des protéines. (10)
Adhésion
Catalyse de réaction chimiques
Communication
Défense
Entreposage
Moteurs moléculaires
Production d’énergie
Reconnaissance
Structure
Transport
(etc)
Quels sont les différents mécanismes de résistance aux antibiotiques?
Altération de la perméabilité/séquestration
Modification ou destruction de l’antibiotique
Modification ou remplacement de la cible
Comment les bactéries font-elles pour altérer la perméabilité de la membrane aux antibiotiques?
Elles bloquent/altèrent la protéine qui permettait le passage de l’antibiotique à l’intérieur de la bactérie (alors le principe actif ne peut pas entrer et atteindre sa cible)
Comment les bactéries font-elles pour séquestrer l’antibiotique hors de la cellule?
La bactérie développe une protéine pour “pomper” l’antibiotique hors de la cellule avant qu’elle atteigne sa cible
Comment les bactéries font-elles pour modifier ou détruire l’antibiotique?
Les bactéries utilisent des mécanismes pour briser les liens chimiques (briser la molécule) ou ajoutent/enlèvent des groupement chimiques (désactivation de la molécule)
Comment fonctionne la résistance aux antibiotiques par modification ou remplacement de la cible de l’antibiotique?
Si la cible est modifiée, l’antibiotique ne fait plus de liaison avec sa cible et ne peut pas être efficace.
Si la bactérie remplace la cible originale par une autre molécule/composante semblable, l’antibiotique s’y liera et la vraie cible sera toujours fonctionnelle.
Nomme des catégories de cibles des antibiotiques (10).
Membrane
Paroi
Synthèse d’ATP
Synthèse des protéines (sous-unité 50s ribosome)
Synthèse des protéines (sous-unité 30s ribosome)
Synthèse des protéines (facteur d’élongation EF-G)
Biosynthèse de l’acide folique
Polymérase à ARN
Gyrases à ADN
Fragmentation d’ADN
Qu’est-ce qu’un nucléoïde?
Structure que les bactéries ont pour assurer un empaquetage compact du matériel génétique.
La plupart des bactéries ont un chromosome _____ .
Circulaire
Qu’est-ce qu’un plasmide?
Éléments génétiques extra-chromosomiques qui sont capables de se répliquer de façon indépendante par rapport au chromosome principal.
Vrai ou faux: les plasmides sont essentiels car ils codent pour des fonctions essentielles à la cellule.
Faux: habituellement, les plasmides NE CODENT PAS pour des fonctions essentielles à la cellule
Quels sont les trois types d’information génétique pouvant être portés par les plasmides?
Résistance aux antibiotiques
Capacité métabolique supplémentaire
Facteur favorisant l’infection
Quelle sont les principales différences entre les eukaryotes et prokaryotes exploitées pour la conception d’antibiotiques?
Présence d’un nucléoïde
Présence d’une paroi
Ribosomes différents
Vrai ou faux: depuis environ 1900, le nombre d’antibiotiques découverts augmente grâce aux avancés technologiques
Faux: il devient de plus en plus difficile de de développer des antibiotiques efficaces
Les bactéries avec un _____ génome sont des parasites obligatoires.
Petit
Pourquoi les bactéries avec un plus petit génome sont-elle des parasites autonomes?
Car leur petit génome les oblige à dépendre plus des facteurs de l’hôte pour leur reproduction
Plus le génome d’une bactérie est gros, plus la bactérie est ______ .
Autonome
Les plasmides sont plus ____ que le chromosome bactérien et leur taille peut varier entre _____ et ____ kilo paires de bases
Petits
1 et 1000 kilo paires
Vrai ou faux: certaines bactéries ont plus qu’un chromosome circulaire.
Vrai
Vrai ou faux: certaines bactéries ont plus qu’un plasmide.
Vrai
Quelles sont les 5 étapes de la fission binaire?
- Réplication de l’ADN
- Élongation de la cellule
- Formation d’une invagination
- Complétion de l’invagination et formation de murs distincts
- Séparation des cellules
Vrai ou faux: la division par fission binaire est un processus très rapide, normalement de 30 minutes.
Faux: effectivement très rapide, mais 20 minutes
Vrai ou faux: lors de la division par fission binaire, la cellule sépare tout son matériel génétique de manière symétrique dans deux cellules filles.
Faux: le matériel génétique du chromosome est effectivement séparé de manière égale, mais les plasmides ne sont pas toujours distribués également
Pourquoi est-ce que les plasmides ne sont pas distribués de manière égale lors de la fission binaire?
Car les mécanismes de répartition sont moins efficaces qu’avec l’ADN
Quel est le concept fondamental en génétique bactérienne qui a trait aux mécanismes de base de régulation?
Afin de minimiser ses dépenses énergétiques, la bactérie n’active un système que si elle en a besoin
Vrai ou faux: puisque les bactéries évitent d’activer un système lorsqu’elles en ont pas besoin, il y a un certain délai pour activer ces systèmes lorsque nécessaire.
Faux: les bactéries sont toujours prêtes à produire les enzymes nécessaires pour répondre rapidement
Quels sont les trois types de régulation de la production de protéines?
Changement dans la séquence d’ADN
Changement dans le nombre de transcrits (régulation transcriptionnelle)
Changement dans la quantité de produit de gène actif (régulation post-transcriptionelle)
Quels sont les deux possibilités pour faire de la régulation en changeant la séquence d’ADN?
Amplification de gène
Réarrangement de gène
Quels sont les deux possibilités pour faire de la régulation transcriptionelle?
Activateurs
Répresseurs
Quels sont les deux possibilités pour faire de la régulation post-transcriptionnelle?
Ajout de cofacteur ou groupe prostétique
Clivage protéolytique
Interactions avec d’autres macromolécules
Qu’est-ce que le promoteur d’un gène?
Séquence d’ADN située en amont d’un gène ou d’un groupe de gènes qui permet la transcription de ce gène en ARNm
Quelle enzyme reconnait le promoteur et s’y fixe?
ARN polymérase
Vrai ou faux: un promoteur est requis pour amorcer la transcription d’un gène
Vrai
Qu’est-ce que l’opérateur d’un gène?
Séquence d’ADN adjacente à un gène ou un groupe de gène qui contrôle la transcription de ce gène ou groupe de gène
Quelle enzyme reconnait l’opérateur et s’y fixe?
Une protéine régulatrice qui agit comme répresseur ou activateur
Qu’est-ce qu’un répresseur?
Protéine inhibant la transcription d’un gène en se liant à une séquence spécifique de nucléotides d’ADN (opérateur par exemple)
Qu’est-ce qu’un activateur?
Protéine stimulant la transcription d’un gène en se liant à une séquence spécifique de nucléotides d’ADN (opérateur par exemple)
Vrai ou faux: le répresseur peut être inductible ou répressible, ce qui constitue le contrôle négatif.
Vrai
Vrai ou faux: l’activateur peut être inductible ou répressible, ce qui constitue le contrôle positif.
Vrai
La régulation (et l’autorégulation) de l’expression des gènes est ordinairement un processus _____ qui exige que la cellule soit dans un état métabolique _____.
Actif (x2)
Quand est-ce que la régulation de l’expression des gènes est-elle la plus rapide?
Durant la phase de croissance exponentielle
La régulation est souvent un processus comprenant des ______ comme dans le cas de l’autorégulation.
Boucles de contrôle
Qu’est-ce que la régulation simple?
Un promoteur contrôle un gène
Qu’est-ce que la régulation dans un opéron?
Un seul promoteur pour contrôler plusieurs gènes adjacents
Qu’est-ce que la régulation par un régulon?
Une seule protéine régulatrice (répresseur/activateur) pour contrôler des gènes situés à différents endroits dans le génome
Qu’est-ce que la régulation par un stimulon?
Le contrôle de plusieurs gènes non contigus par un même stimulus
Qu’est-ce qu’une mutation?
Modification spontanée ou induite de la séquence des nucléotides de l’ADN qui est ensuite transmise à la cellule fille
Donne deux causes possibles d’une mutation spontanée.
Radiations naturelles (rayons cosmiques)
Erreurs survenues lors de la réplication
Par quoi sont causées les mutations induites?
Agents mutagènes: agents physiques, chimiques et biologiques
Quelles sont les types d’altération de l’ADN?
Substitution
Délétion
Insertion
Réarrangement
Quelle sorte de mutation (induite ou spontanée) est la plus fréquente?
Induite
Qu’est-ce qu’une mutation silencieuse?
Une mutation dans l’ADN (et ainsi une différence dans le codon ARNm) mais qui ne cause pas de changement d’acide aminé dans la protéine finale
Qu’est-ce qu’une mutation non sens?
Une mutation dans l’ADN (et ainsi une différence dans le codon ARNm) qui ne cause l’apparition d’un codon pour lequel il n’y a pas d’acide aminé correspondant = arrêt de la traduction
Qu’est-ce qu’une mutation mauvais sens?
Une mutation dans l’ADN (et ainsi une différence dans le codon ARNm) qui cause un changement d’acide aminé dans la protéine finale
Comment sera la protéine d’une mutation…
a) sauvage
b) mauvais sens
c) non sens
d) silencieuse
a) normale
b) défectueuse
c) incomplète (et ainsi possiblement défectueuse)
d) normale
Certaines mutations sont séléctionnables. Comment est-ce utile?
Les mutants séléctionnables peuvent avoir un avantage sur les autres bactéries dans un environnement ayant des conditions dites sélectives (ex: mutants avec phénotype de résistance aux antibiotiques)
Vrai ou faux: la pression sélective crée des mutations qui permettent aux mutants d’avoir un avantage par rapport aux autres.
Faux: la pression sélective NE CRÉE PAS de mutation = la mutation survient au hasard et existait avant que la pression sélective ne s’exerce
Quels sont les cinq groupes distincts de systèmes de réparation pour l’ADN bactérien.
Réparation directe de l’ADN
Réparation par excision
Réparation par recombinaison
Réponse SOS
Réparation sujette à erreur
La sélection des mutants résistants aux antibiotiques peut survenir sous la _________ de la fraction susceptible ainsi qu’au dessus de la CMI de la population susceptible, tant que la CMI des _______ n’est pas atteinte.
Concentration minimale inhibitrice
Bactéries mutantes
Pourquoi est-ce que la fenêtre de sélection par les antibiotiques est importante en clinique?
Car une concentration suboptimale durant le traitement aux antibiotiques peut sélectionner les mutants résistants
Quelles sont les deux morales par rapport à la fenêtre de sélection des antibiotiques et du dosage?
Traitez vite (pour éviter l’agrandissement de la population et la formation de biofilms) et traitez efficacement (dose et durée appropriées d’antibio pour éviter la sélection des résistants)
Quel mécanisme de réparation de l’ADN peut stimuler le transfert horizontal de gènes?
Réponse SOS
Quel mécanisme de réparation de l’ADN peut entraîner des mutations?
Réparation sujette à l’erreur
L’action de certains _____ peut activer les systèmes de réparation de l’ADN.
Antibiotiques
Quels sont les trois mécanismes d’échange d’information génétique des bactéries?
Transformation
Conjugaison
Transduction
Chez la bactérie, la reproduction est _____ et assez _____.
Asexuée
Simple
Vrai ou faux: l’échange de gènes ne peut se faire qu’entre les espèces apparentées de bactéries.
Faux: l’échange peut être entre des espèces apparentées mais souvent l’information génétique appartient à des espèces très distantes d’un point de vue évolutif
Concernant le transfert horizontal de matériel génétique, qu’est-ce que le mécanisme de transformation?
Résidus d’ADN de bactéries mortes entrent à l’intérieur d’une bactérie vivante et s’intègre à son matériel génétique
Concernant le transfert horizontal de matériel génétique, qu’est-ce que le mécanisme de conjugaison?
Cellule donatrice transfère activement une partie de son bagage génétique à une bactérie réceptrice (qui elle même peut devenir une cellule donatrice)
Concernant le transfert horizontal de matériel génétique, qu’est-ce que le mécanisme de transduction?
Des bactériophages empaquetent accidentellement du matériel génétique appartenant à la cellule de l’hôte et transfèrent certains gênes à d’autres bactéries
Quel mécanisme de transfert horizontal de gènes requiert une proximité physique entre les bactéries?
Conjugaison
(truc: conjugaison = conjoints = couple = proches)
En microbiologie, que désigne le terme “compétence”?
La capacité qu’ont certaines cellules d’être transformées par de l’ADN externe (utilisent le mécanisme de transformation)
Le mécanisme de ______ est responsable de la résistance de la bactérie S. pneumoniae aux antibiotiques de la classe des ______ .
Transformation
bêta-lactamines
Comment fonctionne la résistance de S. pneumoniae à certains antibiotiques?
Les bactéries récupèrent des fragments d’ADN venant d’autres streptocoques et qui codent pour des enzymes responsables de la synthèse de la paroi: les changements modifient l’attachement de la pénicilline à sa cible
Quel types de propriétés la bactérie peut-elle acquérir par la transformation de l’ADN libre?
Résistance à un antibiotique
Facteur de virulence
Vrai ou faux: la transformation par de l’ADN libre est beaucoup plus efficace entre bactéries d’une même espèce ou d’espèces cousines.
Vrai
Comment est-ce que les antibiotiques favorisent la transformation d’ADN libre? (3)
- En imposant une pression sélective aux bactéries transformées par des gènes de résistance
- En agissant comme stimulus externe induisant ou augmentant la compétence
- En favorisant la lyse de cellules, libérant ainsi l’ADN servant à la transformation
La conjugaison requiert ________ et l’échange de matériel génétique est toujours ______- .
Des contacts cellule-cellule
Unidirectionnel
Lors de la conjugaison, la cellule donatrice est dite “____” alors que la cellule réceptrice est dite “____”.
Mâle
Femelle
En général, qu’est-ce qui contient le matériel génétique échangé dans la conjugaison?
Les plasmides conjugatifs, des gros plasmides
Quel est le plasmide conjugatif le plus connu?
Facteur de fertilité F de E. coli (souvent appelé plasmide F)
Chez les bactéries à Gram - , la conjugaison se fait à l’aide d’un pili spécial appelé _______ .
Pili conjugatif (ou pili sexuel)
Les bactéries à Gram + utilisent un mécanisme distinct du pili conjugatif afin d’assurer un “________” entre les cellules donatrices et réceptrices.
Rapprochement
Certains plasmides non conjugatifs peuvent aussi être tranférés en même temps que le plasmide conjugatif: le mécanisme s’appelle ______ .
Mobilisation
Quel est le principal mécanisme d’échange horizontal des gènes entre les bactéries?
La conjugaison
Pourquoi la conjugaison a-t-elle une grande importance en clinique?
Elle est responsable de l’acquisition de gènes de résistance aux antibiotiques d’une grande variété d’espèces de bactéries pathogènes
et
La conjugaison peut transmettre plus d’un gène de résistance simultanément
Qu’est-ce qu’un bactériophage?
Virus qui ne parasite que des bactéries et utilisent la machinerie cellulaire de leur hôte pour faire reproduire leur capside et leur matériel génétique
Le transfert des gènes par transduction est médié par les _______.
Bactériophages
Comment peuvent être les cycles de vie des bactériophages?
Lytiques (et/ou)
Lysogéniques (et/ou)
Chroniques
Le cycle lytique entraîne la _______ .
Mort des cellules bactériennes
Comment se nomme un phage uniquement capable d’un cycle de croissance lytique?
Phage virulent ou phage strictement lytique
Qu’est-ce que la lysogénie, effectuée par les bactiériophages?
Entrer dans la cellule sans la détruire et intégrer leur matériel dans le génome bactérien où il sera répliqué comme une partie intégrante du chromosome
Comment se nomme un phage capable d’un cycle de croissance lysogène?
Phage lysogène ou phage tempéré
Les phages dits chroniques sont capable de _____ sans la _______ .
Sortir de la cellule
Lyser
Qu’est-ce que la transduction?
Transfert de matériel génétique médié par les bactériophages
Qu’est- ce que la transduction spécialisée?
Un génome hybride phage-bactérie est créé (le matériel génétique contient du matériel génétique du phage ainsi que du matériel génétique de l’hôte)
Qu’est- ce que la transduction généralisée?
Empaquetage accidentel de fragments de l’ADN de l’hôte à l’intérieur d’une capside de phage
Entre la transduction spécialisée et la transduction généralisée…
a) laquelle est la plus fréquente?
b) laquelle permet aux phages de se propager?
a) généralisée
b) spécialisée
Pourquoi est-ce que les phages de la transduction généralisée ne peuvent-ils pas se propager?
Car l’information pour synthétiser les nouvelles capsides est absente
Nomme quelques gènes qui sont transférés par transduction.
- Toxine de C. diphteriae
- Entérotoxine de certaines souches de E. coli
- Toxine de streptocoque responsable de la scarlatine
- Certaines toxines de C. botulinum
- Certains gènes de résistances aux bêta-lactamines chez les Pseudonomas
Qu’est-ce que la transposition?
Mouvement de segments d’ADN à l’intérieur d’une même cellule
La transposition requière une certaine ______ entre les endroits où le transfert a lieu.
Proximité physique
Vrai ou faux: la transposition peut s’opérer entre différents éléments génétiques présents simultanément dans une même cellule.
Vrai
Quelles sont les trois classes de transposons?
Séquences d’insertion (IS)
Transposons complexes
Phages transposables
Quelle classe de transposons a une importance médicale considérable?
Transposons complexe
Qu’est-ce que les intégrons?
Éléments génétiques qui recrutent des gènes de résistance et les intègrent les uns à la suite des autres devant des promoteurs forts assurant l’expression de multiples gènes simultanément
Qu’est-ce qu’une séquence d’insertion?
Un gène de transposition inséré à un site cible dans l’ADN receveur
Qu’est-ce qu’un transposons complexe?
Un composite fait d’une séquence d’insertion et de d’autres gènes
Quel type de transposons peut contenir des gènes de résistance ou des gènes de toxine?
Transposons complexe
L’administration de médicaments antibactériens perturbe _________, pouvant entraîner des désordes passagers et même parfois des _______.
La flore du microbiome humain
Pathologies
Quelles sont les infections responsables pour la plupart des ordonnances d’antibiotiques?
Infections respiratoires
Infections urinaires
Infections de l’oreille (enfant)
Vrai ou faux: la résistances aux antimicrobiens peut se répandre par de multiples voies entre les humains, les animaux et leur environnement.
Vrai
Quelles sont les barrières dans le sol et chez l’humain à l’échange des gènes de résistance?
Dans le sol, il y a moins de mobilité et de sélection que chez l’humain
Quel est le système le mieux connu qui protège les bactéries contre l’invasion d’ADNs étrangers?
Système de restriction-modification de classe 2
Nomme le nom et le rôle de la…
a) première composante
b) deuxième composante
du système de restriction-modification de classe 2.
a) méthylase: modifier l’ADN de l’hôte à certaines séquences spécifiques pour le protéger d’une digestion éventuelle par la deuxième composante
b) nucléase de restriction: détruit l’ADN étranger non-méthylé, restreignant l’entrée de matériel génétique nouveau
Qu’est-ce que le CRISPR/Cas?
Mécanisme de protection des bactéries plus spécifique que celui de restriction-modification
Comment fonctionne le CRISPR/Cas?
- Le système CRISPR incorpore une courte séquence dérivée du génome d’un nouveau phage qui infecte la bactérie (“mémoire”)
- des ARN CRISPR sont générés et patrouillent dans la bactérie à la recherche de séquences de phages
- si un ARN CRISPR reconnait une séquence d’un envahisseur, la protéine Cas coupe l’ADN étranger
Nomme des exemples de produits pharmaceutiques synthétisés par les bactéries et d’autres types de cellules
Hormone de croissance humaine
Insuline humaine
Alpha-1-antitrypsine humaine
EPO humaine
DNase humaine
Activateur du plasminogène humain
Vaccin contre l’hépatite B
Anticorps monoclonaux humanisés
etc
Sur quoi repose le PCR?
L’action de la polymérase à ADN qui recopie un brin complémentaire en effectuant une réaction d’extension d’amorce.
Après __ à ___ cycles, le matériel génétique est amplifié pour atteindre des milliards de copies, alors facilement détectables à l’aide de _____ .
30 à 40 cycles
Sondes fluorescentes
Vrai ou faux: afin d’effectuer le PCR, il est nécessaire de multiplier par culture le nombre de microbes.
Faux
Vrai ou faux: les animaux et les bactéries deviennent de plus en plus résistants aux antibiotiques.
Faux: c’est les BACTÉRIES qui deviennent résistantes. Elles vont ensuite causer des infections plus difficiles à traiter chez les humains et les animaux
Vrai ou faux: afin de résoudre le problème de résistance aux antibiotiques, il suffit de mettre au point de nouveaux antibiotiques.
Faux: la résistance demeurera une grave menace sans modification des comportements
Quels comportement les professionnels de la santé peuvent-ils adopter pour prévenir et combattre la propagation de la résistance aux antibiotiques? (5)
- Faire la prévention des infections avec des mesures d’hygiène
- Ne prescrire et délivrer des antibiotiques que quand ils sont nécessaires
- Signaler les infections résistantes aux antibiotiques aux équipes de surveillance
- Informer leurs patients de la prise correcte des antibiotiques, des résistance et des dangers d’un usage abusif
- Discuter avec leurs patients de la prévention des infections
