Nutrition et culture des cellules bactériennes Flashcards
1
Q
Quels critères permettent la classification des bactéries ?
A
- Exigence alimentaire;
- Croissance en présence de O2;
- Température de croissance.
2
Q
Qu’est ce qui constitue 95% de la matière organique ?
A
C, O, H, N, S et P (éléments majeurs).
3
Q
Quels sont les autres éléments majeurs ?
A
K, Mg, Ca, Fe, Na et Cl.
4
Q
Quel est le rôle du Cl ?
A
Principal anion inorganique, intégrité électrostatique.
5
Q
Quel élément permet le transport membranaire ?
A
Na.
6
Q
Quel est le rôle du Fe ?
A
Cytochrome et autres protéines impliquées dans la bioénergétique.
7
Q
Quel est le rôle du Ca ?
A
Cofacteur enzymatique, protéases, amylases, dipicolinate de Ca.
8
Q
Quel est le principal cation inorganique ?
A
Le K.
9
Q
Quel est le rôle du Mg ?
A
Cofacteur enzymatique, présent chez chlorophylle et bactériophylle, intégrité membranaire.
10
Q
Quel élément forme les nucléotides et phospholipides ?
A
Le P.
11
Q
Quel est le rôle du S ?
A
Acides aminés, vitamines, protéines (bioénergétique).
12
Q
Quels sont les éléments mineurs (oligoéléments) ?
A
Zn, Mn, Mo, Se, Co, Cu, Ni et W.
13
Q
Vrai ou faux : il est important pour la cellule d’ajouter des oligoéléments car elle risque d’en manquer ?
A
Faux, pas à ajouter, il y en a suffisamment dans : l’eau, la verrerie et les milieux de culture ou la nature.
14
Q
Quel est le rôle du Zn ?
A
Polymérases (duplication matériel génétique) à ADN et ARN.
15
Q
Quel est le rôle du Mn ?
A
Photosynthèse et superoxyde (O2-) dismutase (SOD).
16
Q
Quel élément permet la fixation de l’azote, nitrogénase ?
A
Le Mo.
17
Q
Quel est le rôle du Cu ?
A
Superoxyde dismutase, bioénergétique.
18
Q
Quel élément est responsable de la biosynthèse des acides aminés ?
A
Le Se.
19
Q
Quel est le rôle du Co ?
A
Biosynthèse des acides aminés (glu), vitamine B12 (cofacteur d’enzymes).
20
Q
Quels éléments sont des cofacteurs de déshydrogénase ?
A
Le Ni et le W.
21
Q
Sous quelles formes chimiques ces éléments sont-ils assimilés (pour la majorité) ? Et quels sont les exceptions ?
A
Forme : Sels inorganique.
Exceptions : S, N, C, H, O.
22
Q
Exception assimilation : soufre.
A
Archaebactéries méthanogènes (CH4), utilisent le H2S.
23
Q
Exception assimilation : azote.
A
Les bactéries fixatrices d’azote (exception importante), N2 –> NH3
24
Q
Exception assimilation : carbone, oxygène, azote et hydrogène.
A
- Matière organique + H2O
- Tous composés organiques naturels : dégradés par des microorganismes.
- Les exceptions sont classées selon leur source de carbone (autotrophe : fixe le CO2, fournisse leur propre carbone)
25
En quoi sont transformés les éléments nutritifs ?
Matériel cellulaire (croissance de la cellule) et énergie.
26
Composition de la cellule bactérienne : macromolécules
96% du poids sec
- Protéines
- Polysaccharides
- Lipides
- ADN, ARN
27
Qu'est ce qui compose le 4% restant du poids sec de la cellule bactérienne ?
Monomères totaux (3%) et ions inorganiques (1%).
28
Quels sont les polysaccharides pour les gram + et gram - ?
Gram - : peptidoglycane et lipopolysaccharides
| Gram + : peptidoglycane (encore plus), sucre et alcool.
29
Vrai ou faux : les protéines vont jouer un très grand nombre de rôles différents ?
Vrai (diversité moléculaire tend vers 1100).
30
Qu'est ce que le catabolisme ?
Réaction de dégradation, transforme les nutriments en métabolites intermédiaires (précurseurs) de nombre restreint et qui sont communs à tous les organismes. Au cours de la transformation, la cellule produit de l'énergie (ATP, NADH, NADPH).
31
Qu'est ce que l'anabolisme ?
Intermédiaires + énergie --> biosynthèse des macromolécules --> matériel cellulaire
32
Comment l'énergie est-elle utilisée ?
- Biosynthèse et polymérisation;
- Transport actif;
- Motilité;
- Maintien de la balance osmotique.
33
Comment se fait le transport actif ?
- Concentration des nutriments dans la cellule (à l'encontre d'un gradient de concentration);
- Élimination des déchets métaboliques.
34
Comment se produit la motilité ?
- Déplacement vers nutriments;
| - Éloignement des répulsifs.
35
Comment se maintient la balance osmotique ?
[K+] intérieur >> extérieur;
| [H+] intérieur << extérieur.
36
Selon quoi les types trophiques sont définies ?
- Source d'énergie
| - Source de carbone (type de nourriture va fournir le carbone pour l'organisme bactérien)
37
Quelles sont les différentes sources d'énergie ?
- Lumière (phototrophes);
| - Chimique (chimiotrophes, va récupérer l'énergie qui va être produite par l'électron).
38
Quelles sont les différentes sources de carbone ?
- CO2 (autotrophes)
| - Matière organique (hétérotrophe, organotrophe)
39
Comment se produit la croissance en présence d'O2 ?
- Le substrat va être oxydé (enlève des électrons), ils von passer dans une cascade d'oxydoréduction;
- L'oxygène va capter les électrons et va produire molécules d'eau;
- Les électrons vont réussir, suite à la cascade d'oxydoréduction, à produire de l'énergie sous forme d'ATP, NADH et NADPH.
40
Qu'est ce que l'aérobie stricte ?
Pas de croissance en absence de O2, respiration aérobie exclusivement
accepteur final d'électrons : O2.
41
Qu'est ce que l'anaérobie stricte ?
Pas de croissance en présence de O2
| Accepteur final d'électrons : produit final de fermentation.
42
Quelle est la forme toxique de l'O2 ?
O2- (ion du peroxyde)
43
Anaérobies strictes : superoxydase dismutase (SOD), catalase, peroxidase
Pas capable de détoxifier ces formes d'O donc anaérobie
| Accumulation de peroxyde et d'ions peroxyde jusqu'à ce que la croissance arrête.
44
Quelle est la limite, même pour aérobie ? et pourquoi ?
La croissance diminue si [O2] > 20%
| Car peroxyde dismutase, catalase, etc. n'arrive plus à faire leur travail.
45
Qu'est ce que l'anaérobie facultative ?
Croissance en présence ou absence d'O2;
| Respiration ou fermentation (métabolisme le plus rentable)
46
Qu'est ce qu'un organisme aérotolérant ?
Croissance en présence ou absence d'O2;
| Fermentation exclusivement
47
Qu'est ce qu'un organisme microaérophile ?
Qui aime l'O en petite quantité;
Croissance exclusivement en présence de faible concentration d'O2 (2-10%);
respiration aérobie;
activités enzymatiques essentielles sensibles au O2.
48
Quelles sont les températures de croissance ?
- Psychrophiles (croissance lente) : 0-20°C (optimum : 10-15°C)
- Psychrotrophes (psychrotolérants) : 20-30°C
- Mésophiles : 20-45°C (pathogènes humains 37°C, pathogènes aviaires 42°C)
- Thermophiles : 45-85°C (optimum 50-60°C)
- Température extrême > 85°C
- minimum : -20°C, grande présence de sel donc eau liquide à -20°C, ex. Lac Deep, Antarctique).
49
Quel est l'objectif du milieu de culture ?
Augmentation de la population.
50
Quel est le pré-requis pour un milieu de culture ?
Stérilité du milieu de culture, i.e. absence de microorganisme.
51
Quels sont les types de culture ?
- Pure : un seul type de microorganisme (tous les individus ont les mêmes caractéristiques);
- Mixte : plusieurs microorganismes ( ne veut pas dire contamination) (interctions : inhibition, compétition, synergisme...)
52
Quelle est la composition d'un milieu de culture ?
- Tous les éléments nécessaires, en quantités suffisantes, pour permettre la croissance;
- Source d'énergie et de carbone;
- Éléments essentiels à la biosynthèse des macromolécules (facteur de croissance).
53
Qu'est ce qu'un facteur de croissance ?
Précurseur essentiel qui ne peut pas être synthétisés par la bactérie d'intérêt (vitamines, acides aminés, purines et pyrimidines).
54
Quels sont les types de milieux de culture ?
- Milieux liquides : culture en bouteilles, tubes, fermenteurs, bouchon ou ouate.
- Milieux solides (gélosé) :plats de Petri, permettent les échanges gazeux.
55
Comment se produit la croissance en milieux liquides ?
la croissance se produit par les troubles (turbidité). On peut atteindre des populations très élevées dans un volume relativement restreint.
56
Quel est l'agent gélifiant le plus utilisé ?
L'Agar (0.5-1.5%)
Non dégradé par la majorité des microorganisme.
Croissance en colonie (développement d'amas cellulaires, colonies)
Séparation physique, croit de façon indépendante.
57
Quel milieux solide est utilisé pour des bactéries dégradant l'agar ?
Gel de silice ($$$)
58
Qu'est ce que la stérilisation ?
Élimination des microorganismes viables (incluant les endospores)
59
Quels sont les moyens de stérilisation ?
- Chaleur;
- Radiations ionisantes;
- Filtration;
- Substances chimiques.
60
L'efficacité de la stérilisation par la chaleur est influencée par quoi ?
- Température;
- Durée;
- Humidité;
- Nombre et état des microorganismes
61
Quelles sont les différentes chaleurs pour stérilisation ?
- Chaleur sèche (four à air chaud);
| - Chaleur humide (autoclave, vapeur d'eau), plus pénétrante. Perte de viabilité des endospores
62
Vrai ou faux : les radiations ionisantes ne causent pas de dommages à l'ADN ?
Faux.
63
Les rayons Gamma sont-ils pénétrants ?
Oui.
64
Les rayons UV sont-ils pénétrants ?
Non.
65
Quels filtre sont utilisés pour stérilisation ?
Filtres de nitrocellulose.
66
Quelles substances chimiques sont utilisées pour stérilisation ?
Gaz stérilisants : oxyde d'éthylène (+O2 = explosif), ozone (toxique).
67
À quoi servent les normes ?
Réduire à un niveau acceptable le risque d'infection associé aux manipulations.
68
Quelles sont les voies d'exposition aux infections associées aux manipulations ?
Orale, respiratoire, blessure cutanée, transmission transdermique, présence de vecteurs (insectes).
80% exposition = aérosols.
69
Qu'est ce qui définit le groupe de risque 1 ?
- Microorganisme non susceptibles de causer des maladies chez les humains et animaux en bonne santé;
- Niveau de confinement : aucune caractéristique spéciale.
70
Quels sont les microorganismes utilisés en lab de niveau 1 ?
- Bacillus subtilis;
- E. coli;
- Micrococcus luteus;
- Lactococcus lactis;
- bactéries utilisées dans l'industrie alimentaire
71
Vrai ou faux : il y a des exigence pour le traitement de l'air pour le niveau de confinement 1 ?
Faux.
72
Qu'est ce qui définit le groupe de risque 2 ?
- Microorganismes capables de provoquer une maladie chez les humains ou les animaux mais qui, dans des circonstances normales, ne constituent pas un danger important pour le personnel, les animaux ou la collectivité;
- Traitement efficaces et mesures préventives pour limiter le risque de propagation.
73
Quelles sont les exigences physiques et opérationnelles du niveau de confinement 2 ?
- Panneaux de mise en garde, autoclave à proximité et portes automatiques, accès limité;
- Utilisation d'une enceinte de biosécurité.
74
Quels microorganismes sont du niveau 2 ?
Microorganismes qui causent des infections (procaryotes, eucaryotes et virus)
- Bacillus cereus, clostridium difficile, clostridium botulinum;
- Helicobacter pylori;
- Legionella, pseudomonas aeruginosa;
- Streptococcus spp;
- Vibrio cholerae;
- Candida albicans, plasmodium (eucaryotes);
- Coronavirus (SRAS), hépatite B, C, herpes simplex, rage, rubéole.
75
Qu'est ce qui définit le groupe de risque 3 ?
- Microorganismes capables de provoquer une maladie grave chez les humains ou les animaux ou qui peut avoir des répercussions économiques sérieuses, trasmission par contact personne/personne;
- Traitement par des agents antimicrobiens.
- Formation spéciale des employés
- Laboratoire conçu pour réduire au maximum la libération de microorganismes dans l'environnement et assurer une protection maximale du travailleur.
76
Quels sont les exigences physiques du niveau de confinement 3 ?
- Situé à l'écart des zones de travail usuelles;
- Douches è l'intérieur du confinement et pression négative;
- Système étanche et indépendant d'approvisionnement et évacuation de l,air;
- l'air évacué à distance importante des zones habitées ou filtrée sur EPA;
- Enceinte de sécurité;
- sas ou autoclave à l'intérieur du confinement;
- Vêtements de protection sans ouverture devant, retirés et autoclavés;
- Bonnets, chaussures spéciales, couvre chaussures;
- Protection respiratoire;
- Surveillance médicale du personnel.
77
Quels sont les microorganismes utilisés en lab de niveau 3 ?
- Bactéries : Bacillus anthracis, Mycobacterium tuberculosis, yersinia pestis;
- Protistes : histoplasma
- Virus : fièvre jaune, VIH
- Prions : Kreutzfeld-Jakob (protéines infectueuses).
78
Qu,est ce qui définit le groupe de risque 4 ?
- Microorganismes qui provoquent une maladie très grave pour les humains ou les animaux, absence de traitement, transmission personne/personne ou animal/personne facile ou mode de transmission à identifier.
- Exigences physique très poussées;
- Très haut niveau de confinement (on amène ces microorganismes à des concentrations très élevées).
79
Quels sont les exigences phisques du niveau de confinement 4 ?
- Laboratoire complètement isolé;
- Toutes les ouvertures scellées;
- Suffisamment grand pour accommoder au moins 2 personnes, tout l'équipement de laboratoire, l'entreposage à long terme des cultures et l'entretien des animaux infectés;
- Conduits de gaz munis de filtres HEPA;
- Télévision à circuit fermé;
- Ventilation indépendante et scellé; air évacué filtré 2 fois sur HEPA (décontamination in situ);
- Personne à l'extérieur qui supervise le travail en cas d'urgence.
80
Quels sont les microorganismes des niveau 4 ?
- aucune bactérie, aucun mycète, aucun protiste;
| - virus : ebola, variole
81
Existe-t-il un niveau de confinement supérieur à 4 ?
Oui, 4+, à la NASA
- Échantillons provenant de Mars (2020)
- manipulations robotisées.
82
Qu'est ce que l'enrichissement ?
Augmentation de la proportion du microorganisme d'intérêt.
83
De quoi doivent tenir compte les méthodes d'enrichissement ?
- proportions de l'espèce d'intérêt;
- vitesse de croissance;
- caractéristiques spécifiques
84
Quelles sont les 3 méthodes d'enrichissement ?
Chimique, physique et biologique.
85
Méthodes chimiques : principe ?
Nutriments ou sources d'énergie particulières au microorganismes d'intérêt.
- Source de carbone : cellulose et O2;
- Source d'azote : N2.
- Milieu dilué : milieux oligotrophes (pauvre en nutriments) et peptones.
86
Méthodes physiques : principe ?
- Traitement à la chaleur (10 min à 80°C pour endospores)
- Dessication (10 jrs)
- Température d'incubation (psychrotrophes, croissance résiduelle à basse température)
87
Méthodes biologiques : principe ?
bonne question
88
D'où provient une culture pure ?
De la multiplication d'une ou quelques cellules identiques (reproduction asexuée)
89
Quelles sont les techniques pour obtenir une culture pure ?
- Striation sur milieu gélosé (série de stries successives)
- Striation sur milieu solide
- Dilution séquentielles en milieu liquide suivies d'un étalement en surface (direct à la surface du milieu) ou en profondeur ( gélose de surface, colonies envahissantes emprisonnées dans l'agar).
90
Quel est l'avantage des dilutions séquentielles en milieu liquide suivies d'un étalement ?
Quantification.
91
Quels sont les organismes de références pour les souches-types ?
- American Type Culture Collection
- National Collection of Type Culture (UK)
- Japan collection of organisms
92
Quels caractères culturaux sont observables pour des échantillons en milieu solide ?
- Taille;
- Marge (bord) : dentelée, filamenteuse, lobée, etc;
- Élévation : plate, convexe, bombée, etc;
- Texture : mucoïde, sèche, cassante, etc;
- caractéristique optique : opaque, transparente, translucide, etc;
- Pigmentation : diffusion (pigmentation hydrophyle);
- Hémolyse : gélose sang;
- Fluorescence.
93
Quels caractères culturaux sont observables pour des échantillons en milieu liquide ?
- Quantité de croissance cellulaire;
- Distribution;
- Texture.
94
Qu'est ce qu'un biofilm ?
Populations microbiennes enrobées d'une matrice de polymères extracellulaires dans laquelle, les cellules adhèrent : les uns aux autres et/ou à une surface ou une interface
N.B. plusieurs espèces de microorganismes
95
Quels sont les différents types de surface de biofilm ?
- Inorganique : minérales, béton, métalliques, plastique...
| - Organique : cellules vivantes ou mortes
96
Quels sont les avantages aux biofilms ?
- Augmentation de l'accès aux nutriments;
- Création d'un microenvironnement;
- Favorise la croissance.
97
Qu'est ce qui différencie les cellules planctoniques et biofilms (sessiles) ?
- Planctoniques : unicellulaire
- Sessiles : pluricellulaires (échanges nutriments, signaux moléculaires, production de nouveaux composés aka matrice du biofilm)
98
Comment le biofilm est-il formé ?
1) Attachement à une surface
2) Stabilisation de l'attachement
3) Formation de micro-colonies
4) Maturation du biofilm
5) Essaimage
99
Quelles parties de la cellule participe à l'étape de l'attachement à une surface consiste ?
Glycocalyx, fimbriae, adhésines, flagelles.
100
En quoi l'étape de la stabilisation de l,attachement consiste ?
C'est la formation d'une monocouche. Interaction cellules-cellules et cellules-surface (ancrage).
101
En quoi l'étape de la formation de micro-colonie consiste ?
Il y a 3 à 5 couches de cellules (formation de la matrice).
102
En quoi l'étape de la maturation du biofilm consiste ?
Il y a diffusion d'O2, de nutriments et de déchets.
| Architecture complexe et hétérogène.
103
En quoi l'étape d'essaimage consiste ?
Dispersion (érosion/abrasion et mue) et colonisation d'autres milieux.
104
Quelles sont les conséquences de la présence de biofilm ?
- Protection des microorganismes (système immunitaire et antibiotiques)
- Industrielles (diminution débit des liquides pour aqueducs et oléoducs, augmentation corrosion des structures utilisation de biocides)
105
Qu'est ce que «Delisea pulchra» ?
Inhibiteur de « quorum sensing» senseurs de masse critique.
Inhibe la formation de biofilms
Toxique chez les mammifères
106
Quel autre inhibiteur de biofilm existe-t-il ?
Polysaccharides de capsules. Recouvre les surface, prometteur mais biodégradable.
107
Quel élément est nécessaire à l'activité de plusieurs enzymes (y compris celles qui interviennent dans la synthèse protéique) ?
Le potassium (K).
108
Quel élément contribue à la thermorésistance des endospores bactérienne ?
Le calcium (Ca2+).
109
Quel élément est un cofacteur de nombreuses enzyme et forme un complexe avec l'ATP, stabilise les ribosomes et les membranes cellulaires ?
Le magnésium (Mg).
110
Quel élément est un constituant de certaines molécules impliqués dans la synthèse de l'ATP par processus associés au transfert d'électrons ?
Le fer (Fe2+ et Fe3+).
111
Quel élément est présent dans le site actif de certaines enzyme et aussi impliqué dans l'association des différentes sous-unités d'une protéine multimérique ?
Le zinc (Zn2+).
112
Quel élément est utile à de nombreuse enzymes en catalysant le transfert de groupes phosphate ?
Le manganèse (Mn2+).
113
Le molybdène (Mo2+) est requis pour quoi?
La fixation de l'azote.
114
Quel élément est un composant de la vitamine B ?
Le cobalt (Co2+).
