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Microbiologie générale > Module 5: Croissance et divisions des cellules bactériennes et dynamique d'évolution des populations bactériennes > Flashcards

Module 5: Croissance et divisions des cellules bactériennes et dynamique d'évolution des populations bactériennes Flashcards

1
Q

Quel est le but de la croissance bactérienne?

A

Obtenir une population très élevée en favorisant la reproduction.
Note: il n’y a pas d’échange d’ADN. La population est uniforme au niveau génétique.

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Q

Nommez les différents mécanismes bactériens de division cellulaire.

A
  1. Fission binaire (scissiparité)
  2. Bourgeonnement
  3. Fragmentation d’hyphes
  4. Formation d’exospores
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Q

Expliquez le mécanisme bactérien de division cellulaire suivant: fission binaire.

A
  • La cellule mère s’allonge
  • Formation d’un septum au centre
  • Séparation des 2 cellules filles indentiques
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Q

Expliquez le mécanisme bactérien de division cellulaire suivant: bourgeonnement.

A

À une extrémité de la cellule mère, il y a un renflement qui augmente de volume

  • Le bourgeon grossi jusqu’à qu’il soit de la même taille que la cellule mère
  • Ensuite il y a formation du septum et séparation des deux cellules.

Chez Hyphomicrobium il y a formation d’une structure ressemblant à un tube avent la formation du bourgeon.

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Q

Expliquez le mécanisme bactérien de division cellulaire suivant: fragmentation d’hyphes.

A
  • Une cellule filamenteuse (hyphe)
  • Une cellule va croitre former une longue cellule filamenteuse (hyphe)
  • Lorsqu’elle atteint une taille critique elle va former plusieurs septums simultanément.

Note: la cellule mère n’existe plus.

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6
Q

Expliquez le mécanisme bactérien de division cellulaire suivant: formation d’exospores.

A
  • Fragmentation à l’extrémité des hyphes
  • Longues cellules filamenteuses forment des cellules plus courtes (ex. Coccobacilles)
  • L’hyphe demeure présente

Note: pas des structures de résistance. elles ont la même résistance que l’hyphe.

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7
Q

La fission binaire est le mécanisme le plus commun chez quelles espèces?

A

Escherichia coli
Bacillus subtilis
Enterococcus faecalis

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8
Q

Le bourgeonnement est le mécanisme le plus commun chez quelles espèces?

A

Rhodopseudomonas acidophila
Hyphomicrobium vulgare
Listeria monocytogenes

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9
Q

La fragmentation d’hyphes est le mécanisme le plus commun chez quelles espèces?

A

Nocardia

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10
Q

La formation de d’exospores est le mécanisme le plus commun chez quelles espèces?

A

Streptomyces

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11
Q

Décrivez les différentes étapes de la formation du septum.

A

(Étape prélimiaire: La duplication du chromosome)

  1. Invagination de la membrane cytoplasmique
  2. Croissance du peptidoglycane dans l’invagination de la membrane
  3. Cloisonnement des cytoplasmes
  4. Séparation des deux cellules filles
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12
Q

Expliquez l’hypothèse concernant la ségrégation des chromosomes dans les cellules filles.

A

Hypothèse: le mésosome

  • Site d’attachement des chromosomes
  • Formation de 2 mésosomes
  • Croissance de la membrane cytoplasmique entre les mésosomes
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13
Q

Expliquez l’approche moléculaire concernant la ségrégation des chromosomes dans les cellules filles.

A
  • Protéines ParA et ParB (partition/partage)
    Elles migrent vers les pôles cellulaires
    Il y a interaction avec parS près d’oriC-chromosome
  • Protéine MreB: apparentée au cytosquelette procaryote (similaire à l’actine)
    Elle a un assemblage en spirale qui déplace les chromosomes et interagissent avec ParA/B oriC
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14
Q

Comment se forme le septum?

A
  • Protéine FtsZ détermine le site de formation et induit l’invagination de la membrane
  • Anneaux concentriques
  • échafaudage au site de formation du septum
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15
Q

Expliquez comment la fonction de la protéine FtsZ a été découverte.

A
  • Observation des mutants ftsZ (filaments température sensibles)
  • Il a eu formation de longues cellules filamenteuse à T° non-permissives
    ftsZ-: réplication +, ségrégation +, septum-
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16
Q

Comment la cellule localise-elle le site de formation du septum?

A
  • gènes min

- MinCD inhibent l’assemblage de FtsZ ce qui influence le site de formation du septum

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17
Q

Expliquez comment la fonction de la protéine MinCD a été découverte.

A
  • Observation de mutants “minicell”
  • Cellules sans les gènes min
    min-: formation d’un septum excentrique ce qui crée une mini cellule
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18
Q

Quelle est la formule utilisée pour calculer la population finale?

A

N = N₀ x 2ⁿ

N = population finale
N₀ = population originale
n = nombre de générations
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19
Q

Quelle est la formule utilisée pour calculer le nombre de générations?

A

n = 3.3 (log N - log N₀)

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20
Q

Qu’est-ce que le temps de génération?

A

Le temps nécessaire au doublement de la population (g).

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21
Q

Quelle est la formule utilisée pour calculer le temps de génération? Quelles sont les unités?

A

g = (T₂-T₁)/n

Formule combinée:
g = (T₂-T₁)/3.3 3.3 (log N₂ - log N₁)

Unités: min/génération ou h/génération

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22
Q

Quelle est la relation entre le temps de génération et le milieu?

A

Milieu riche g ⇓

Milieu pauvre g ⇑

23
Q

Qu’est-ce que le taux de croissance?

A

La constante de vitesse de croissance moyenne (k).

24
Q

Quelle est la formule utilisée pour calculer le taux de croissance? Quelles sont les unités?

A 
k = 1/g
k = n/(T₂-T₁)

Unités: génération/heure

25
Q

Quelles sont les caractéristiques de la phase de latence?

A
  • Activité physiologique élevée
  • Adaptation des cellules au milieu
  • Début: pas d’augmentation de la population
  • Fin: les cellules commencent à se diviser (non synchronisées ⇒ courbe)
  • Durée variable: dépend sur l’âge, l’état physiologique, le milieu, etc
26
Q

Quelles sont les caractéristiques de la phase exponentielle de croissance?

A
  • Graphiquement = une droite
  • Augmentation constante de la population
  • Temps de génération constant et minimal (Détermination de g ou k)
  • Toutes les cellules sont identiques
  • Métabolisme au maximum
  • Pas de restriction des nutriments
  • Durée courte
27
Q

Quelles sont les caractéristiques de la phase stationnaire de croissance?

A
  • Ralentissement de la croissance
  • Densité maximale de la population: 5-15 x 10⁹ cellules/ml
  • Population constante
  • Éléments nutritifs se raréfient
  • Concentration ⇒ de substances toxiques (déchets métaboliques) ⇒ Ex. Acide lactique
  • Tailles et compositions des cellules différentes: Population hétérogène
  • Formation d’endospores
  • Durée variable
28
Q

Quelles sont les caractéristiques de la phase de mortalité/déclin?

A
  • Chute constante de la population
  • Absence de division cellulaire
  • Disparition des éléments nutritifs
  • Concentration maximale de déchets métaboliques
  • Durée variable: Neisseria gonorrhoeae ⇒ 72 hrs; Escherichia coli ⇒ 60 jours et +
29
Q

Quel est le nom de l’appareil utilisé pour reproduire une croissance in vivo? Comment fonctionne-t-il?

A
  • Chémostat
  • Culture en “vase non clos”
  • Réacteur à volume fixe
  • Ajout constant de milieu frais
  • Élimination du milieu épuisé
  • Contrôle du pH, la température, l’agitation, les gaz…
30
Q

Qu’est-ce que le taux dilution? Quels sont ses unités?

A
  • Le contrôle du débit d’arrivée du milieu

- Vol ajouté/vol total/hr

31
Q

Expliquez comment le contrôle de croissance par le taux de dilution affecte la courbe de croissance.

A

Les cellules seront toujours en phase exponentielle. La pente peut varier.

32
Q

Donnez les conditions lorsque:

Taux dilution = Taux croissance

A

Conditions optimales

33
Q

Donnez les conditions lorsque:

Taux dilution < Taux croissance

A

Conditions limitantes

  • Cellules se divisent plus lentement
  • Faible accumulation de déchets
34
Q

Donnez les conditions lorsque:

Taux dilution > Taux croissance

A

Lavage

Élimination de la population à long terme

35
Q

Il existe trois types de mesure de la croissance bactérienne. Nommez-les.

A
  • Énumération cellulaire
  • Quantification de la masse cellulaire de la population
  • Quantification d’une activité ou d’un constituant cellulaire
36
Q

Il existe plusieurs méthodes d’énumération cellulaire. Nommez-les.

A
  • Chambre de Petroff-Hausser
  • Énumération électronique
  • Énumération de unités viables
  • Méthodes turbidimétriques
  • Méthodes moléculaires
37
Q

Expliquez comment la chambre Petroff-Hausser fonctionne.

A
  • Comptage de cellules dans un volume prédéterminé
  • 25 carreaux: 1 mm²/0.02 mm: 0.02 mm³
    on multiplie ensuite le résultat x 50 et par x 10³
38
Q

Nommez des avantages de la chambre Petroff-Hausser.

A
  • Rapide

- Minimum d’équipement nécessaire

39
Q

Nommez un point faible de la chambre Petroff-Hausser.

A

On ne peut pas distinguer entre les cellules vivantes et mortes.

40
Q

Expliquez comment fonctionne l’énumération électronique.

A
  • Cytométrie en flux
  • Débit contrôlé par un laser visible ou UV
  • Capacité de distinguer les cellules vivantes des cellules mortes à l’aide de fluorochromes et de les trier (FACS)
41
Q

Nommez les points forts de l’énumération électronique.

A
  • Rapide
  • Permet la détection de spores dans l’air
  • Permet la caractérisation des populations hétérogènes
42
Q

Nommez un point faible de l’énumération électronique.

A
  • Couteux

- sensibilité limité par la taille des bactéries

43
Q

Expliquez comment fonctionne l’énumération des unités viables.

A
  • Dilutions et étalement (en profondeur ou en surface)

- 30 à 300 colonies par pétri

44
Q

Expliquez comment fonctionne les méthodes turbidimétriques.

A
  • Corps bactériens: trouble

- Mesure de l’absorption/dispersion de la lumière par spectrophotométrie

45
Q

Nommez les points forts des méthodes turbidimétriques.

A
  • Rapide
  • Appareil avec autres utilisations
  • Conditions standardisées: même espèce, même milieu
  • Courbe de référence/étalon (DO/UFC)
46
Q

Nommez un point faible des méthodes turbidimétriques.

A
  • Impossible de déduire la viabilité des cellules
47
Q

Expliquez comment fonctionne les méthodes moléculaires (PCR et PCRq).

A
  • Extraction de l’ADN total
  • Amplification enzymatique d’une séquence spécifique d’ADN

PCR augmente le nombre de copies d’un gène.

PCRq: PCR quantificatif

48
Q

Nommez les points forts des méthodes moléculaires.

A
  • Rapide
  • Quantification d’organismes non cultivables
  • Quantification simultanée de plusieurs organismes
49
Q

Nommez un point faible des méthodes moléculaires.

A
  • Appareils couteux
  • Spécificité de ce qui est amplifié
  • Spécificité des séquences: longue mise au point
50
Q

Expliquez la méthode de quantification de la masse cellulaire de la population.

A
  • Détermination du poids sec
  • Filtration + séchage 100 à 150°C
  • Courbe de référence/étalon (poids sec vs UFC)
  • Méthode de choix pour les bactéries agrégées ou formant de hyphes
51
Q

Quelles sont les différentes méthodes de quantification d’une activité ou d’un constituant cellulaire.

A
  • Toutes des méthodes chimiques

- Composé représentatif (azote total, peptidoglycane, ADN, ATP, produits finaux de fermentation)

52
Q

Vrai ou faux: il n’existe aucune méthode de mesure de croissance universelle.

A

Vrai.

53
Q

Quelles sont les méthodes de mesure de croissance les plus fréquemment utilisées?

A
  • Unités viables

- Turbidimétrique

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