Nutrition bactérienne Flashcards
Comment les bactéries sont-elles classifiées?
En fonctions de leurs exigences alimentaires (les types trophiques de bactéries sont identifiés pour comprendre leurs exigences alimentaires).
En fonction de la croissance ou non en présence de O2.
En fonction de la température de croissance.
Quelles sont les deux classes de composés essentiels à la croissance des bactéries in vitro? Quelle est la différence?
Les macroéléments (majeurs) et les éléments mineurs (oligoéléments).
La différence entre majeur et mineur est la quantité nécessaire en culture.
Vrai ou faux? Si un seul macroélément essentiel à la croissance des bactéries est manquant en culture, il y a quand même croissance de bactéries.
Faux. Un élément essentiel manquant empêche toute bactérie de croître.
Quels sont les constituants majeurs des bioéléments essentiels du matériel cellulaire de la bactérie? Qu’est-ce qu’ils représentent en masse sèche?
Les éléments sont les suivants : C, H, N, P, O, S.
Ils représentent 95% de la masse sèche, donc doivent être fournis en très grande quantité.
D’où la bactérie prend ses bioéléments essentiels majeurs?
Il n’y a pas de création par la bactérie, elle prend tout dans l’environnement.
Quels sont les 6 autres bioéléments majeurs qui ne constituent pas les constituants majeurs? Quelles sont leurs fonctions?
K : c’est le principal action inorganique, il n’intervient pas dans les réactions enzymatiques mais est essentiel pour que les enzymes accomplissent leurs fonctions (cofacteur d’enzymes). Il est nécessaire pour la synthèse protéique, car sans lui les ribosomes ne sont pas dans leur bonne conformation.
Mg : c’est un cofacteur d’enzymes. Il est important pour les bactéries qui font de la photosynthèse (production de chlorophylle et de bactériochlorophylle). De plus il est important pour l’intégrité membranaire.
Ca : c’est un cofacteur pour certaines enzymes comme les protéases, les amylases et constitue le dipicolinate de Ca.
Fe : est important pour les cytochromes et autres protéines impliquées dans la bioénergétique.
Na : il est important pour le transport membranaire et surtout pour les bactéries marines (concentration de Na+ très élevé dans ces bactéries).
Cl : principal anion inorganique, est important dans l’intégrité électrostatique.
Qu’est-ce que la bioénergétique?
C’est la transformation des nutriments en énergie.
Les macroéléments essentiels doivent être fourni à quelle quantité?
Dans l’ordre des milimolaire ce qui est énorme pour une bactérie.
Quels sont les bioéléments mineurs et leurs fonctions?
Zn : constituants des polymérases ADN, ARN et de l’alcool déshydrogénase.
Mn : constituant de la superoxyde dismutase (SOD)
Mo : constitue la nitrogénase qui permet la fixation de N2
Se : essentiel pour la biosynthèse des acides aminés Serine et Cystéine
Co : essentiel pour la biosynthèse des acides aminés glutamine et de la vitamine B12
Cu : essentiel pour la SOD et pour la bioénergétique
Ni et W : essentiel pour les déshydrogénases
Quelle est la fonction de la superoxyde dismutase (SOD)? Est-elle essentielle chez tous les microorganismes?
C’est de transformer les formes d’oxygène toxique en forme moins toxique. Le résultat est du peroxyde. Il est toxique aussi par compte il est pris en charge par d’autres enzymes.
Elle est essentielle chez tous les microorganismes qui utilisent l’oxygène.
Vrai ou faux? En l’absence d’un des oligo-éléments la bactérie ne peut plus croître.
Vrai.
Quelles bactéries ont besoin de Mn?
Les bactéries qui font de la photosynthèse (cyoanobactéries). Ce sont les enzymes de ces bactéries qui ont besoin du Mn.
À quelle concentration les oligo-éléments doivent être présents?
Ils ont souvent besoin d’être présent à l’état de trace et c’est suffisant.
Vrai ou faux? Même si l’eau est distillée, il reste des traces des oligo-éléments.
Vrai.
Sous quelles formes chimiques les bioéléments sont-ils assimilés en majorité? Quelles sont les exceptions?
Sous la forme de sels inorganiques qui est une forme adéquate lorsque dissout dans l’eau.
Exceptions : S, N, C, H, O.
Sous quelle forme le soufre peut-il être assimilé?
Sous forme de SO4-2 ou S2O3-2 (sels inorganiques).
Exceptions :
Archaebactéries méthanogènes produisent du CH4 (méthane) en consommant du H2S.
Autres bactéries utilisent certains acides aminés contenant du soufre (comme cystéine ou méthionine). En dégradant ces protéines contenant du soufre cela constitue leur source de soufre.
Comment l’azoté peut-il être assimilé? Quel % du poids sec représente-t-il? Quelle est la forme majeure d’utilisation?
Il représente 10% du poids sec.
La forme majeure d’utilisation est le NH3.
Exceptions :
Les bactéries fixatrices d’azote (Azotobacter, Rhibozium) fixent le N2 pour le transformer en NH3.
Autres bactéries : dégradent des aa contenant de l’azote ce qui constitue leur source de ce nutriment.
Comment le carbone, l’oxygène et l’hydrogène sont assimilés? Quelles sont les exceptions?
La grande majorité des organismes obtiennent ces composés en dégradant la matière organique avec de l’eau. Tous les composés organiques naturels sont dégradés par des microorganismes.
Exceptions :
Organismes autotrophes : produisent leur propre nourriture. Ils produisent de la matière organique à partir de matière inorganique (CO2). Certains organismes le font selon le cycle de Calvin-Benson (chez les plantes et quelques organismes bactériens).
Qu’est-ce que le cycle de Calvin-Benson?
Transformation du CO2 en glucose.
En quoi sont transformés les éléments nutritifs des bactéries?
En matériel cellulaire et en énergie.
De quoi est composé une cellule bactérienne?
Macromolécules 96% du poids sec
- Protéines 60%
- Polysaccharides 5%
- Lipides 9%
- ADN, ARN 22%
Sels, intermédiaires métaboliques, précurseurs 4%
Voir tableau page 20
Pourquoi y a-t-il peu de nutriments et de molécules simples dans une cellule bactérienne?
Les nutriments et les molécules simples ont une période de transition courte. Donc, il y a peu de molécules simples dans les cellules, car elles sont transformées très rapidement pour être utilisées.
Qu’est-ce que le métabolisme? Quelle sont les deux grandes réactions qui le constitue?
C’est l’ensemble des réactions biochimiques cellulaires.
C’est le catabolisme (dégradation) et l’anabolisme (construction).
Qu’est-ce que le catabolisme? Qu’est-ce que cela produit?
C’est de transformer les nutriments en métabolites intermédiaires (précurseurs) qui sont en nombre restreint et communs à tous les organismes. Ceci reflète le principe d’unité de la biochimie.
La transformation des nutriments produit de l’énergie qui est stockée sous forme d’ATP, de NADH et de NADPH.
Qu’est-ce que l’anabolisme?
C’est de prendre les intermédiaires ainsi que de l’énergie pour la biosynthèse des macromolécules qui vont s’assembler en matériel cellulaire.
Quelles sont les 4 utilisations de l’énergie dans la cellule bactérienne?
La biosynthèse et la polymérisation à partir de précurseurs pour former des macromolécules ainsi que des structures cellulaires.
Transport actif qui permet la concentration des nutriments dans la cellule ainsi que d’éliminer les déchets métaboliques.
Motilité pour se déplacer vers les nutriments et s’éloigner des répulsifs.
Maintien de la balance osmotique (K+ plus concentré dans la cellule et H+ plus concentré à l’extérieur) ce qui est important pour le maintient des activités de la cellule et permet au cytoplasme d’être propice aux activités enzymatiques. Cela se fait grâce à la pompe Na+/K+. Il y a dépense d’énergie pour maintient les différences de concentration.
La classification des organismes bactériens selon les types trophiques est basée sur quoi?
Sur les sources d’énergie et sur les sources de carbone.
Quels sont les différents types trophiques selon la source qu’ils utilisent pour produire leur nourriture?
Sources d’énergie :
- Source lumineuse est utilisée par des phototrophes.
- Source chimique est utilisée par des chimiotrophes. Ces organismes se basent sur des réactions chimiques pour obtenir leur énergie.
Sources de carbone :
- Autotrophes produisent leur propre matière organique avec du CO2
- Hétérotrophes (organotrophes) nécessitent leur matière organique
Donnez des exemples d’organismes autotrophes et ce qu’ils utilisent comme énergie.
Photoautotrophes : utilisent la lumière ainsi que le CO2 (cyoanobactéries)
Chimioautotrophes : utilisent des sels inorganiques simples ainsi que le CO2, mais n’ont pas besoin de lumière (thiobacillus)
Donnez des exemples d’organismes hétérotrophes selon ce qu’ils utilisent pour survivre.
Photohétérotrophes : utilisent de la lumière ainsi que la synthèse organique à partir d’autre matière organique (bactéries vertes photosynthétiques).
Chimiohétérotrophes : utilisent les réactions chimiques ainsi que la synthèse organique à partir d’autre matière organique (chimioorganotrophes).
De quel type est la majorité des organismes avec lesquels on travaille?
Des chimiohétérotrophes (chimioorganotrophes).
La capacité des bactéries à croître en présence de O2 dépend de quels paramètres?
Ça dépend du métabolisme énergétique ainsi que de la neutralisation des formes toxiques de O2. Ces deux paramètres sont essentiels, sans eux la croissance n’est pas possible.
Comment les bactéries qui grandissent en présence de O2 font leur énergie?
Par phosphorylation oxydative et par respiration aérobie. Un substrat est oxydé (cascade d’oxydo-réduction) pour finir à l’accepteur terminal qui est le O2. Il y a ensuite production secondaire de O2.
Quelles sont les caractéristiques des bactéries aérobies strictes? Quel est l’accepteur terminal?
Il n’y a pas de croissance en absence de O2. Elles font de la respiration aérobie exclusivement. L’accepteur terminal d’électrons est le O2.
Quelles sont les caractéristiques des bactéries anaérobies strictes? Quel est l’accepteur terminal?
Il n’y a pas de croissance en présence de O2. Ces bactéries font de la fermentation et l’accepteur final d’électrons est le produit final de la fermentation. Il n’y a donc pas vraiment d’accepteur terminal.
C’est l’O2- qui est toxique, car leurs enzymes : SOD, catalse et peroxidase sont absentes ou plus ou moins fonctionnelles.
Quel est le principe de la réaction de fermentation? Qu’est-ce que ça permet de former?
Le substrat est transformé via la chaîne de transport d’électrons et l’accepteur final de la chaîne est le produit final de la fermentation. Il n’y a pas vraiment d’accepteur final c’est seulement le produit final de la fermentation qui est libéré. Cela permet de former de l’ATP, NADH et NADPH.
La capacité des bactéries anaérobies strictes à croître sans oxygène dépende de quoi?
C’est à cause des formes toxiques de l’oxygène qu’elles n’ont pas la capacité de détoxifier. Cela entraîne donc leur mort en présence d’oxygène.
Quel est le rôle de la superoxyde dismutase (SOD), de la catalase et de la peroxydase?
SOD : c’est de transformer la forme toxique de l’O2 (soit l’O2-) en peroxyde.
Catalase : transforme le peroxyde produit par la SOD en eau et en O2.
Peroxydase : transforme le peroxyde produit par le SOD en eau et en NAD+ en utilisant du NADH.
Vrai ou faux? La catalase et la peroxidase peuvent être présentes dans un même organisme.
Faux. Seulement une des deux est présente dans un organisme.
Quelles sont les limites d’oxygènes pour les organismes aérobie? Qu’est-ce qui arrive si cette limite est dépassée?
La croissance diminue si la concentration en O2 est supérieure à 20%. En effet, si cette limite est atteinte, les enzymes ne fournissent plus pour détoxifier toutes les formes de O2 toxiques.
Quelles sont les caractéristiques des bactéries anaérobies facultatives?
Elles peuvent croître en présence ou en absence de O2. Elles peuvent effectuer de la respiration ou de la fermentation (elles vont effecteur le mécanisme le plus rentable en fonction de l’environnement dans lequel elles se trouvent). Elles possèdent la SOD ainsi que la catalse/peroxidase.
Pourquoi la respiration aérobie est plus avantageuse pour un organisme anaérobie facultatif?
La respiration aérobie est plus rentable énergiquement, cela fait donc en sorte que les organismes peuvent se reproduire plus et plus rapidement.
Quelles sont les caractéristiques des organismes aérotolérants?
Ce sont des organismes qui peuvent grandir en présence ou en absence de O2. Par contre, ils font seulement de la fermentation, peu importe s’il y a de l’oxygène ou pas. Ils possèdent la SOD+, la catalase/peroxydase+.
Quelles sont les caractéristiques des organismes microaérophiles?
Ces organismes sont capables de croissance seulement en présence de petites concentrations de O2 (2 à 10%). Ces organismes font de la respiration aérobie mais pas de fermentation. Leurs activités enzymatiques essentielles sont sensibles au O2, donc s’il y a trop de O2 ou pas assez, l’activité enzymatique sera inefficace.
