Microbiologie & Infectiologie - Génétique bactérienne Flashcards
Nommez 3 microorganismes résistants responsables de Mx émergentes
S. aureus résistant à la vancomycine (SARV)
Tuberculose multirésistante
Malaria résistante à la médication
Quels sont les principaux agents microbiens ? (Classes)
Antibiotiques
Antiviraux
Antifongiques
Antiparasitaires
Quelles deux substances sont absolument nécessaires à la vie microbienne ?
Eau
Source de carbone
Quelles sont les étapes qui mènent à la synthèse d’une protéine ?
Réplication de l’ADN
Transcription de l’ADN en ARNm
Traduction de l’ARNm par les ribosomes
Synthèse de protéines par les ribosomes
Quels sont les 3 mécanismes par lesquels les bactéries peuvent résister aux ATB ?
Altération de la perméabilité
Modification / Destruction de l’ATB
Modification / Changement de la cible
Quelles peuvent être les cibles des ATB ?
- Membrane
- Paroi
- Biosynthèse de l’acide folique
- Synthèse
- ATP
- Protéines
- Sous-unité 50S du ribosome
- Sous-unité 30S du ribosome
- Facteur d’élongation EF-G
- Polymérase à ARN
- Fragmente l’ADN
- Gyrases à ADN
- Isoleucine Aminoacyl ARNt synthétase
Quelles sont les classes d’ATB qui agissent a/n de la paroi?
Bêta-lactamines
Glycopeptides (Vancomycine)
Pénicillines
Céphalosporines
Monobactames
Carpabénèmes
Cyclosérine
Fosfomycine
Bacitracine
Quelles sont les classes d’ATB qui agissent a/n de la biosynthèse d’acide folique?
Triméthoprim
Sulfamidés
Quelles sont les classes d’ATB qui agissent a/n de la synthèse d’ATP?
Diarylquinolines
Quelles sont les classes d’ATB qui agissent a/n de la membrane?
Polymyxines
Lipopeptides cycliques
Bacitracine
Quelles sont les classes d’ATB qui agissent a/n de la gyrase à ADN ?
Quinolones
Fluoroquinolones
Aminocoumarines
Quelles sont les classes d’ATB qui fragmentent l’ADN?
Nitroimidazoles
Nitrofuran
Quelles sont les classes d’ATB qui agissent a/n de la polymérase à ARN?
Rifamicines
Actionmucine D
Fidaxomicin
Quelles sont les classes d’ATB qui agissent a/n de la synthèse des protéines (Facteur d’élongation EF-G)?
Acide fusidique
Quelles sont les classes d’ATB qui agissent a/n de la synthèse des protéines (sous-unité 30S du ribosome)?
Tétracyclines et glycylcyclines
Aminoglycosides
Quelles sont les classes d’ATB qui agissent a/n de la synthèse des protéines (sous-unité 50S du ribosome)?
Macrolides
Lincosamides
Streptogramines
Chloramphenicol
Kétolides
Oxazolidinones
Pleuromutilines
Quelles sont les classes d’ATB qui agissent a/n de l’isoleucine aminoacyl ARNt synthétase?
Mupirocin
Quelles sont les différences entre les cellules eucaryotes et procaryotes qui sont exploitées par les ATB ?
Ribosomes
Nucléoïde
Paroi cellulaire
Chez la bactérie, qu’est-ce qui est toujours présent dans le chromosome, mais toujours absent du plasmide ?
Matériel génétique essentiel
Les plasmides contiennent de l’information génétique pouvant conférer à la bactérie des facteurs de ____ et de ____
Résistance
Virulence
Vrai ou faux : Les bactéries peuvent avoir plus d’un chromosome ?
Vrai
Vrai ou faux : Les bactéries ne peuvent avoir qu’un plasmide au maximum ?
Faux
Quel est l’avantage pour une bactérie d’avoir un génome composé de plus de paires de bases ?
Plus grand potentiel à évoluer
La souche K12 (commensal) de E. coli a combien de kilo paires de bases ?
4639
La souche Sakai O157:H7 (Mx hamburger) de E. coli a combien de kilo paires de bases ?
5500
Comment se divisent les bactéries ?
Fission binaire
Quelles sont les étapes de la fission binaire ?
Réplication ADN
Élongation de la cellule
Formation du septum
Septum complété + Formation de parois distinctes
Séparation
Comment le matériel génétique contenu dans un chromosome est-il divisé entre deux cellules filles ?
Répartition égale
Comment le matériel génétique contenu dans un plasmide est-il divisé entre deux cellules filles ?
Pas toujours équitable
Quel est l’objectif de la régulation de l’expression des gènes ?
Minimiser les dépenses énergétiques
Quels sont les 3 grands types de régulation de l’expression des gènes ?
Changement dans la séquence d’ADN
Changement dans le nombre de transcrit
Changement dans la quantité de produit de gène actif
(Régulation post-transcriptionnelle)
Types de régulation de l’expression des gènes
Quels sont les types de changements dans le nombre de transcrits?
Activateurs
Répresseurs
Types de régulation de l’expression des gènes
Quels sont les types de changements dans la séquence d’ADN?
Amplification du gène
Réarrangement de gène (mutations)
Types de régulation de l’expression des gènes
Quels sont les types de changements dans la qualité de produit de gène actif?
Ajout de cofacteur ou groupe prostétique
Clivage protéolytique
Interactions avec d’autres macromolécules
Qu’est-ce qu’un promoteur ?
Séquence d’ADN située en amont d’un gène ou groupe de gènes
Requise pour amorcer la transcription du gène
Que permet un promoteur ?
Transcription de ce gène en ARNm
Qu’est-ce qu’un opérateur ?
Séquence d’ADN adjacente à un gène / groupes de gènes
Qu’est-ce qu’un opérateur ?
Séquence d’ADN adjacente à un gène / groupes de gènes
Contrôle la transcription de ce gène
Par quoi est reconnu un promoteur ?
ARN polymérase
Par quoi est reconnu un opérateur ?
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 de l’ADN (ex: opérateur)
Qu’est-ce qu’un activateur ?
Protéine qui stimule la transcription d’un gène
Reconnaissent généralement une séquence spécifique sur l’ADN située à proximité d’un promoteur
Qu’est-ce qu’un contrôle négatif ?
Répresseur
inductible ou répressible
Qu’est-ce qu’un contrôle positif ?
Activateur
inductible ou répressible
En général, les bactéries ne produisent certaines _______ que lorsqu’elles en ont vraiment besoin. Pourquoi?
Protéines
Économie d’énergie
La régulation (et l’autorégulation) de l’expression des gènes est ordinairement un _____________.
Processus actif qui exige que la cellule soit dans un état métabolique actif
À quel moment la régulation de l’expression des gènes est-elle le plus rapide ?
Phase de croissance exponentielle
(Plus que lors des phases de latence et de plateau ou de décroissance)
Que comprend souvent le processus de régulation ? (ex: autorégulation)
Boucles de contrôle
Régulation simple
Un promoteur pour contrôler un gène
Régulation dans un opéron
Un seul promoteur pour contrôler plusieurs gènes adjacents
Régulation par un régulon
Une seule protéine régulatrice (promoteur / activateur) pour contrôler plusieurs gènes situés à différents endroits dans le génome
Régulation par un stimulon
Le contrôle de plusieurs gènes non contigus par un même stimulus
Qu’est-ce qu’une mutation ?
Modification de la séquence des nucléotides de l’ADN
Quels sont les types de mutations ?
Substitution
Délétion
Insertion
Réarrangement
Vrai ou faux : Une mutation n’est pas transmise aux cellules filles
Faux
Les mutations SONT TRANSMISES aux cellules filles
Comment peuvent survenir les mutations ?
De façon
Spontanée
Induite
Mutations spontanées
Erreurs lors de la réplication (ADN polymérase)
Erreurs aléatoires
Peu fréquentes
(10-7 à 10-11 / paire de base / ronde de réplication bactérienne)
Mutations induites
Fréquence beaucoup plus élevée
- *Agents mutagènes**
- *Physiques / Chimiques / Biologiques**
Qu’est-ce que le phénotype?
Effet observable d’une mutation
Phénotype + ___________ = Effet sur une population
Phénotype + Sélectionnable = Effet sur une population
MICsusc
ConcentrationMinimale Inhibitrice
(pour les bactéries susceptibles)
→ Toutes les bactéries susceptibles sont inhibées
MSC
Minimal Selective Concentration
MICres
ConcentrationInhibitrice Minimale
Toutes les bactéries résistantes sont inhibées
(pour les bactéries résistantes)
Pourquoi faut-il rapidement traiter avec des ATB lorsque nécessaire ?
Empêcher ⇡ Population
Empêcher Biofilm
Que veut-on dire par “traiter efficacement” avec des ATB ?
Bons…
ATB
Dose
Durée
Quels sont les cinq groupes de systèmes de réparation de l’ADN chez les bactéries ?
Réparation directe de l’ADN
Réparation par excision
Réparation par recombinaison
Réponse SOS
Peut stimuler le transfert horizontal des gènes
Réparation sujette à erreur
Peut entraîner des mutations
L’action de certains ATB peut activer les systèmes de _________ bactériens.
Réparation
Donc favoriser l’accumulation de mutations
Par exemple, quels types d’ATB peuvent activer les systèmes de réparation bactériens ?
Bêta-lactamines
Quinolones
Quels sont les 3 modes d’échange des gènes chez les bactéries ?
Transformation
Conjugaison
Transduction
Décrire le mécanisme de transfert horizontal des gènes suivant :
Transformation
Se fait par l’absorption d’ADN libre à partir de cellules lysées dans l’environnement
Décrire le mécanisme de transfert horizontal des gènes suivant :
Transduction
Le matériel génétique est introduit à partir d’un phage dans les génomes bactériens
Décrire le mécanisme de transfert horizontal des gènes suivant :
Conjugaison
Implique le transfert d’ADN a/t des pili conjugatifs et constitue le mécanisme prédominant de transfert d’ADN entre bactéries
Qu’est-ce qui constitue le mécanisme prédominant de transfert d’ADN entre bactéries ?
Conjugaison
Qu’est-ce que la “compétence” en génétique bactérienne ?
Capacité qu’ont certaines cellules d’être transformées (modifiées génétiquement) par de l’ADN externe libre
La compétence est naturelle chez certaines espèces bactériennes telles que….
Bacillus sp.
Haemophilus influenzae
Neisseria sp.
Streptococcus pneumoniae
La compétence est beaucoup plus efficace entre quelles bactéries?
Bactéries d’une même espèce
La compétence est-elle efficace entre bactéries d’espèces différentes ?
Très peu
Expliquer le processus de compétence bactérienne
Bactérie réceptrice est compétente grâce à une machinerie protéique lui permettant de faire entrer l’ADN externe dans sa cellule et de l’intégrer dans son génome par recombinaison homologue
Simple contact avec des fragments d’ADN provenant d’autres bactéries (mortes)
Nouvelles propriétés (résistance ATB , Facteur de virulence)
Comment les ATB peuvent-ils favoriser la transformation ?
- 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
Vrai ou faux : La conjugaison est possible entre des bactéries Gram + et Gram -
Vrai
Bactériophage
(Phage)
Virus qui parasite uniquement les bactéries
Transduction
Transfert de gènes médié par les bactériophages
Capside
Enveloppe protéique des bactériophages qui renferme leur matériel génétique (ARN ou ADN du phage)
Les ______ de ______ des bactériophages peuvent prendre plusieurs formes
Cycles de vie
Quelles formes peuvent prendre les cycles de vie des bactériophages ?
Lytiques
Lysogéniques
Chroniques
Quels types d’empaquetage accidentel peuvent survenir lors de la transduction ?
Spécialisé
Généralisé
Transduction - Empaquetage accidentel
Spécialisée
Rare
Peut se propager
Transduction - Empaquetage accidentel
Généralisée
Plus fréquente
Ne peut se propager
Que se passe-t-il dans la transduction spécialisée ?
Un génome hybride phage-bactérie est créé quand le génome du prophage est improprement excisé du génome de l’hôte puis empaqueté à l’intérieur du phage
Que se passe-t-il dans la transduction généralisée ?
Résultat de l’empaquetage accidentel uniquement de fragments de l’ADN de l’hôte à l’intérieur d’une capside du phage
Notamment, quels gènes sont transférés par transduction ?
Toxine de Corynebacterium diphtariae
Entérotoxine de certaines souches de E. coli
Toxine du streptocoque responsable de la scarlatine
Certaines toxines de Clostridium botulinum
Certains gènes de résistance aux bêta-lactamines chez les Pseudomonas
Qu’est-ce que la transposition ?
Mouvement de segments d’ADN à l’intérieur d’une même cellule
Requiert une proximité intracellulaire entre les endroits où le transfert a lieu
Quels sont les types de transposons ?
Simples
Complexes
Phages transposables
Rétrotransposons
De quoi sont fait les transposons simples ?
Séquence d’insertion (IS)
De quoi sont fait les transposons complexes ?
Composites avec IS + Autres gènes
Qu’y a-t-il de particulier avec les rétrotransposons ?
Intermédiaire ARN impliqué dans la transposition
Pourquoi les transposons complexes ont-ils une importance médicale considérable ?
Ils peuvent encoder à l’intérieur de leur région centrale des gènes de toxines ou de résistance aux ATB
Que sont les intégrons ?
Éléments génétiques qui recrutent des gènes de résistance et les intègrent les uns à la suite des autres devant les promoteurs forts assurant l’expression de multiples gènes simultanément
Microbiote
Ensemble des microbes, bactéries, archées, fungi, protistes, virus vivant dans un environnement spécifique, comme chez l’humain
Microbiome
Ensemble des génomes microbiens colonisant un environnement / composition et théâtre d’activité de ces micro-organismes dans leur écosystème particulier
Le nombre total de gènes du microbiome est ____________ le nombre de gènes humains.
plus de 150 x plus grand que
Dans quel contexte un bébé acquiert-il ses premiers bons microbes ?
Transmis lors de l’accouchement
(Proximité flore vaginale et anale de la mère)
Un bébé né par césarienne a-t-il la même flore qu’un bébé né par voie vaginale ?
Non
Similaire avec probiotiques
Quels impacts sur la santé de l’enfant a le microbiote maternel transmis au foetus ?
Early-life immune development and neurodevelopment
Susceptibilité à des maladies à l’enfance
(Infections, asthme, obésité, troubles du neurodéveloppement)
Quelles sont les conséquences possibles des perturbation répétées du microbiote par les ATB chez l’enfant ?
Mx Inflammatoires de l’Intestin
Asthme
Obésité
DbT1
Dermatite atopique
Sclérose en plaques
Cancer ?
Autisme ?
Quelles sont les barrières à l’échange des gènes de résistance dans le sol ?
Moins de mobilité
Moins de sélection
Quelles sont les barrières à l’échange des gènes de résistance chez l’humain ?
