Nutrition et culture Flashcards
Nutrition bactérienne
Comment classifie-t-on les bactéries
Exigences alimentaires (types trophiques)
Croissance en présence de O2
Température de croissance
Les deux types d’éléments essentiels à la croissance des bactéries
Macroéléments (majeurs) et oligoéléments (mineurs)
Les 6 macroéléments qui composent 95% de la masse sèche ?
C, H, O, N, P, S
Quel est le principal cation inorganique et sa fonction ?
K (potassium) cofacteur d’enzyme et synthèse protéique
Fonction de Mg ?
Cofacteur d’enzymes: chlorophylle et bactériochlorophyllle
Fonction de Ca ?
Cofacteur d’enzymes, protéases amylases et dipicolinate de Ca
Fonction Fe ?
Cytochromes et autres protéines impliquées dans la bioénergétique
Fonction Na ?
Transport membranaire, important pour les bactéries marines
Fonction Cl ?
Principal anion inorganique, intégrité électrostatique
S’il y a absence d’un macroélément dans la bactérie, que se passe-t-il ?
Absence de croissance
Les bioéléments mineurs ? [8]
Co, Cu, Ni, Mo, Se, W, Zn, Mn (essentiels à l’état de trace)
Fonction Zn ?
Polymérases ADN, ARN alcool déshydrogénase
Fonction Mn ?
Super oxyde dismutase (SOD)
Fonction Mo ?
Fixation de N2: nitrogénase
Fonction Se ?
Biosynthèse a.a Se-Cys
Fonction Co ?
Biosynthèse a.a. (glu), vitamine B12
Fonction Cu ?
SOD et bioénergétique
Fonction Ni ?
Déshydrogénases
Fonction W ?
Déshydrogénases
Les bioéléments sont assimilés sous quelles formes chimiques ?
La majorité sous forme de sels inorganiques
Exception; C, H, O, N, S
Exception: le souffre est assimilé de quel manière ?
SO4 2- et S2O3 2-
Exception: l’azote est assimilé de quel manière ?
Nh3 sauf les bactéries fixatrices d’azote qui transforment eux-mêmes le N2 en NH3
Exception: Le carbone, l’oxygène et l’hydrogène sont assimilés de quel manière ?
Par la matière organique et l’eau
Tous composés organiques naturels sont dégradés par des microorganismes
Exceptions les autotrophes qui eux selon le Cycle-Benson produisent de la matière organique à partir de CO2
En quoi sont transformés les éléments nutritifs ?
Matériel cellulaire et énergie
Quelle est la composition de la cellule bactérienne ?
Macromolécule à 96 % du poids sec (protéines, polysaccharides, lipides, ADN et ARN)
Sels à 4 % (stabilité électrostatique)
Comment s’appelle le phénomène de transformation des éléments nutritifs ?
Métabolisme (ensemble de réactions biochimiques cellulaires, catabolisme et anabolisme)
Quel est le principe de catabolisme ?
Prends les nutriments et les transforme en précurseurs (nombres restreints, communs à tous les organismes)
Prends les nutriments et les transforme en production d’énergie (ATP, NADH, NADPH)
Quel est le principe d’anabolisme ?
Prends les intermédiaires et l’énergie pour faire de la biosynthèse des macromolécules. Cette dernière pourra créer le matériel cellulaire
Les types d’utilisation de l’énergie de la cellule ?
Biosynthèse et polymérisation (précurseurs et macromolécules)
Transport actif ( concentration nutriments dans cellule et élimination déchets)
Motilité ( déplacement vers nutriments et éloignement des répulsifs)
Maintien de la balance osmotique
Quels sont les deux types trophiques ?
Sources d’énergie et sources de carbone
Les deux sources d’énergie des types trophiques ?
Lumière –> Phototrophes
Chimique –> Chimiotrophes
Les sources de carbone ?
Le CO2 pour les autotrophes et la matière organique pour les hétérotrophes
Les différentes bactéries pour les différentes sources d’énergie ?
Photoautotrophes –> Cyanobactéries
Chimioautotrophes –> Thiobacillus
Photohétérotrophes -> Bactéries vertes photosynthétiques
Chimiohétérotrophes -> Chimioorganotrophes
Qu’est-ce que l’aérobie stricte ?
Pas de croissance en absence de 02
Respiration aérobie exclusivement
Qu’est-ce que l’anaérobie stricte ?
Pas de croissance en présence de 02
Fermentation
La forme toxique de l’O2 est O2-
SOD et catalase
Quelles sont les formes toxiques de l’O2
Catalase et Peroxidase
Qu’est-ce que l’anaérobies facultatives ?
Croissance en présence ou absence d’O2
Respiration OU Fermentation
Cela représente le métabolisme le plus rentable
Respiration plus efficace que fermentation
SOD +, Catalase/Peroxidase +
Qu’est-ce que les bactéries aérotolérante ?
Croissance en présence ou absence d’O2
Fermentation exclusivement
SOD +, Catalase/Peroxidase +
Qu’est-ce que les bactéries microaérophiles ?
Croissance exclusivement en présence
de faible concentration d’O2 (2-10%). Respiration aérobie Activités enzymatiques essentielles
sensibles au O2
Température de croissance des psychrophiles ?
Psychrophiles 0-20°C
◦ Optimum 10-15°C
Température de croissance des psychrotrophes ?
20-30°C
psychrotolérants, psychrophiles facultatifs
Température de croissance des mésophiles, pathogènes humains, pathogènes aviaires ?
Mésophiles 20-45°C
◦ Pathogènes humains 37°C
◦ Pathogènes aviaires 42°C
Température de croissance des thermophiles et optimums ?
Thermophiles 45-85°C
Optimum 50-60°C
Température de croissance des thermophiles extrêmes
Thermophiles extrêmes > 85°C Pyrodictyum 110°C Souche 121: 121-130°C (Geogemma barossii) Mort si T°< 80°C
Quel est l’objectif d’un milieu de culture ?
Augmenter la population donc stérilité du milieu de culture donc absence de micro-org
Quels sont les deux types de cultures ?
Pure: un seul type de microorganisme (mêmes caractéristiques)
Mixte: plusieurs microorganismes
◦ Interactions (Inhibition, compétition, synergisme)
Quels sont les éléments nécessaires à la croissance d’une bactérie ?
Sources d’énergie et de carbone
Facteurs de croissance (Éléments essentiels à la biosynthèse)
Quels sont les précurseurs essentiels qui ne peuvent pas
être synthétisés par la bactérie d’intérêt ?
◦ Vitamines
◦ Acides aminés
◦ Purines et pyrimidines
Quels sont les deux milieux de croissance des bactéries comme fait en labo ?
Liquides (Culture en bouteilles, tubes, fermenteurs, Bouchon ou ouate, Croissance ⇒ trouble, Population ⇑⇑⇑ et solides)
Solide ( (gélosés)
Plats de Petri
Permettent les échanges gazeux)
Quel est l’agent gélifiant dans les milieux gélosés ?
Agar (n’est pas dégradé par la majorité des M/O)
On utilise le gel de silice si les MO dégrade l’Agar
En quoi consiste la stérilisation ?
C'est l'élimination des microorganismes viables (incluant les endospores).
Quels sont les trois types de stérilisation par la chaleur ?
D’abord il faut savoir que l’efficacité de la stérilisation par la chaleur est influencée par la température, la durée, l’humidité, le nombre et de l’état des microorganismes.
Elle ne tue pas les endospores et les cellules végétatives
- À la flamme: Champ stérile et manipulations à proximité
- Chaleur sèche: four à air chaud (Four Pasteur) pour la verrerie, les pipettes et les objets de métal
- Chaleur humide: Technique plus pénétrante, on utilise un autoclave (stérilisation à la vapeur), elle fait perdre la viabilité des endospores et on peut l’utiliser pour la préparation de liquides thermorésistants
Qu’est-ce que la radiation ionisante comme moyen de stérilisation ?
Cela peut être des rayons gamma (y) (pénétrant) qui stérilisent l’équipement (pipettes, pétris)
Utilisé aussi pour les conserves et les épices
Ou bien des rayons U.V. (non-pénétrant) qui stérilisent des surfaces et est utlisé dans les usines de traitement des eaux.
Qu’est-ce que la filtration comme moyen de stérilisation ?
Utilise des filtres de nitrocellulose pour faire la rétention des bactéries et des liquides thermosensibles (sérum vitamine)
Les virus peuvent passer à travers le filtre mais ne survivront pas car les virus nécessite un hôte pour se développer
Quelles sont les substances chimiques utilisées pour faire de la stérilisation ?
Gaz stérilisant (oxyde d’éthylène et ozone)
Est utilisé pour les enceintes hermétiques et les instruments chirurgicaux
Pourquoi la stérilisation est si importante ?
Elle est essentielle pour les milieux et les instruments sinon il peut y avoir contamination par d’autres microorganismes
Est-ce que les populations bactérienne augmentent la biodiversité ?
Oui (microflore humaine)
Il existe 10^11 M-O/g de paroi intestinale
En nature nous pouvons donc observer des cultures mixtes
Qu’est-ce que l’enrichissement et de quoi doit-t-on tenir compte
Augmentation de la proportion du microorganisme d’intérêt
Doit tenir compte:
◦ Proportions de l’espèce d’intérêt
◦ Sa vitesse de croissance
◦ Caractéristiques spécifiques/discriminantes
Quelles sont les sources d’énergie pour la bonne culture de micro-organismes d’intérêt
Source de carbone Cellulose CO2 ◦ Source d'azote N2
Qu’est-ce qu’un milieu dilué ?
Milieux oligotrophes qui est pauvre en nutriments
Les Caulobacter vivent dans ces milieux
Quelles sont les substances inhibitrices ?
Les colorants comme le violet de cristal et le vert brillant: qui réduisent la population de Gr+ (⇓ Gr+)
◦ Alcool phényléthylique qui réduit la pop de Gr- (⇓ Gr-)
◦ Sels biliaires, désoxycholate de Na
Quelles sont les 4 méthodes d’enrichissement physiques et leur fonction ?
Traitements à la chaleur - 80°C, 10 minutes ⇒ endospores Dessication - 10 jours en présence de dessicant (élimination eau) - Streptomyces Température d’incubation -psychrotrophes Taille cellulaire - Filtre 0.22µ Treponema denticola
Quelles sont les 2 méthodes d’enrichissement biologiques et leur fonction ?
Pathogénicité ◦ Mycobacterium leprae: lépromes ◦ Bactéries dans le sang (septicémie) Koch ⇒ anthrax ◦ Bactéries dans le liquide céphalorachidien
Symbiose
◦ Plante - Rhizobium : Nodules
Sur quoi sont basées les méthodes de sélection ?
Méthodes basées sur les conditions de
sélection existant dans la nature.
Qu’est-ce qu’une culture pure ?
Une population de M/O où tous les individus ont les mêmes caractéristiques. (asexuée) Provient de la multiplication d’une ou quelques cellules identiques
Est-ce qu’une colonie est une culture pure ?
Ça dépend si l’échantillon a une grande biodiversité, s’il y a présence d’un biofilm/glycocalyx, et s’il y a plusieurs séquences d’isolement.
Quelle est la technique pour avoir une culture pure comme ce qu’on a fait en labo ?
Striation sur milieu gélosé. ◦ Fil à boucle ◦ Séries de stries successives Stérilisation du fil entre les séries Épuisement quantitatif de la population
Quelle est la technique pour avoir une culture pure avec un milieu solide ?
Striation sur milieu solide.
◦ Simple, économique
Limites: proportion ⇓ de l’espèce d’intérêt
Quelle est la technique pour avoir une culture pure avec un millieu liquide ?
Dilutions séquentielles en milieu liquide
suivies d’un étalement
◦ en surface (direct à la surface du milieu)
◦ en profondeur
(gélose de surface: même milieu, emprisonnée dans l’agar, colonies envahissantes)
Quel est l’avantage et les limites de la dilution séquentielle en milieu liquide suivies d’un étalement ?
Permet de quantifier les M/O
Diminution de la proportion de l’espèce d’intérêt,
Certaines bactéries sont thermosensibles (gélose de surface à 45 degré C)
Quel est l’organisme de référence pour les souches-types ?
American Type culture collection
ATCC
Quelles sont les caractéristiques pour classifier les bactéries selon leur milieu de culture ?
Les caractéristique coloniales
L’état du milieu (liquide, solide)
Être aussi au courant de la différence entre contamination et mutant
Les caractéristiques coloniales sont décrites par quoi ?
Taille et la marge(bord) du M/O
Elle peut être dentelée, filamenteuse, lobée, etc
Dans un milieu solide, que pouvons nous faire pour identifier une culture ?
Mesurer l’élévation du M/O qui peut être de forme plate, convexe ou bombée
Observer la texture qui peut être mucoïde, sèche, cassante, etc.
Observer le M/O du côté optiques –> opaque, transparent, translucide
Observer s’il y a une pigmentation du M/O
Voir s’il y a hémolyse avec une gélose sang
Ou observer une fluorescence
Dans un milieu liquide, que pouvons nous faire pour identifier une culture ?
Observer la quantité de croissance cellulaire
Voir comment les M/O sont distribués
Observer la texture
Pourquoi l’étude des cultures mixtes est importante ?
Demeure essentiel pour éviter des confusions entre deux M/O ou bien de confirmer la véracité de tel organisme
Qu’est-ce qu’un biofilm et où sont-ils présents ?
Ce sont des populations microbiennes enrobées d’une matrice de polymères extracellulaire dans laquelle. les cellules adhèrent les unes aux autres et/ou à une surface ou une interface
Les biofilms sont une forme de croissance ubiquitaire dans les environnements aqueux
Quelles sont les surfaces où les biofilms s’attachent ?
Surfaces inorganiques: minérales, béton, métallique, plastiques, …
Surfaces organiques:
Cellules vivantes ou mortes
Qu’est-ce qu’un floc de M/O ?
Un agrégat microbien
Quels sont les avantages des biofilms ?
Une augmentation de l’accès aux nutriments
Création d’un microenvironnement
Favorise la croissance
Quelles sont les différences entre les cellules planctoniques et les biofilms ?
Planctoniques: unicellulaire
Biofilm (Sessiles): pluricellulaires
Pour ce qui est des biofilm (sessile), Ils font des échanges de nutriments entre eux et s’envoient des signaux moléculaires grâce aux senseurs de masse critique
Elles peuvent produire de nouveaux composés et aussi la matrice du biofilm
Formation du biofilm
Quelles sont les 5 étapes ?
1) Attachement à une surface
2) Stabilisation de l’attachement
3) Formation de micro-colonies
4) Maturation du biofilm
5) Essaimage
Formation du biofilm
1) Attachement à une surface
Expliquer
L’attachement à la surface peut être réversible ou irréversible
Le biofilm s’attache à la surface selon le rugosité, les micro-courants, la nature de la surface: charges et hydrophobicité
Ou bien s’attacher aux cellules (glycocalyx, fimbriae, adhésines, flafelles)
Formation du biofilm
2) Stabilisation de l’attachement
Expliquer
Le biofilm se stabilise en formant un monocouche où son attachement.
Cela permet des interactions cellules-cellules et cellules-surfaces
Formation du biofilm
3) Formation de micro-colonies
Expliquer
Formation de 3 à 5 couches de cellules donc formation d’une matrice
Formation du biofilm
4) Maturation du biofilm
Expliquer
Le biofilm mature pour former une architecture complexe et hétérogène
◦ Colonnes, canaux
Début de la diffusion O2 et nutriments vers cellule
Déchets vers extérieur cellules
Cellules ⇒ différents états
physiologiques
Position dans le biofilm
◦ Taille: nutriments, espèces, conditions
15-50µ ⇒ plusieurs mm
Formation du biofilm
5) Essaimage
Expliquer
Par dispersion
- Érosion/abrasion
- Mue: Processus biologique
Les essaimeurs sont des cellules planctoniques
Colonisation d’autres milieux
Quelles sont les conséquences de la présence de biofilms ?
Protection des microorganismes
- Système immunitaire et antibiotique augmente
(Fibrose-kystique, maladies parodontales, infection impants/prothèses/cathéters et lentilles cornéennes)
Au niveau industriel, le débit des liquides diminue, la corrosion des structures augmente. C’est pourquoi on utilise des biocides pour pallier à ce problème
Est-ce qu’un biofilm peut se développer à la surface d’un tube de rayon UV utilisé pour réduire la population microbienne dans un système de traitement d’eaux usées?
Oui mais pas n’importe où. Premier attachement en périphérie
Quel est l’inhibiteur de biofilms le plus connu et ses fonctions ?
Delisea pulchra qui a pour fonction d’inhibiter les senseurs de masse critique
Inhibe donc la formation des biofilms et est toxique chez les mammifères
