OURS 4 : LEVURES MORPHOLOGIES, ORGANISATIONS CELLULAIRES ET FONCTIONS Flashcards
quelle est la particularité du cycle de vie de S. cerevisiae?
deux formes, soit diploïde ou haploïde
S. cerevisiae présente un cycle biologique avec une croissance végétative prédominante, favorisant la forme ….
diploide
pourquoi la forme diploïde est meilleure que la forme haploïde chez S. cerevisiae?
La forme diploïde permet à la levure de s’adapter aux variations du milieu et de résister efficacement aux stress endommageant l’ADN
vu que 2 copies du même gène ça prend plus d’effort pour les enlever
lors de stress extreme, nommer 3 stratégie adoptées par S. cerevisiae pour se protéger
la quiescence, la croissance pseudohyphale pour l’exploration du milieu, ou la sporulation
à quel moment S. cerevisiae passe de la forme diploide à haploide 6
après la sporulation elle se divise sous forme haploïde assurant la diversité génétique et la capacité de revenir à une forme diploïde
quelle méthode a joué un rôle clé dans la caractérisation de nombreux gènes de levure, favorisant ainsi la croissance de la biologie moléculaire de la levure?
la transformation
quelles sont les trois méthodes pour observer la morphologie des levures, laquelle est la plus utilisée?
coloration (la plus utilisée), microscope et enzymes
nommer les structures visualisées par ces colorants:
Bleu de méthylène
Aminoacridine
F-C ConA
Blanc calcofluor
DAPI
Rouge neutre
Iodine
Rhodamine
Bleu de méthylène = toute la cell, bleu
Aminoacridine = paroi cell, potentiel surface
F-C ConA = paroi cell, mannane
Blanc calcofluor = anneau chitine paroi cell
DAPI = noyau (ADN fluo) et mitochondrie (fluo rose/blanc)
Rouge neutre = vacuoles en rouge/violet
Iodine = glycogène en rouge/brun
Rhodamine = mitochondrie
quelle méthode permet de voir l’utrastructure des organises et l’architecture macromoléculaire?
microscopie électronique (balayage, transmission et force atomique)
et marquante des structures
distinguer les trois types de microscopie électronique
balayage = 3D
transmission: 2D, coupes très fines pour voir structure internes
force atomique - voir formes, épaisseur, ex paroi
quels sont les trois principaux morphotypes de levures?
1- Syncytium avec un cytoplasme contenant plusieurs noyaux, observé chez des espèces comme Ashbya gossypii.
2- L’arrangement ‘normal’ d’un noyau-une cellule avec une division nucléaire et cellulaire étroitement couplée.
3- Endo-bourgeonnement, un processus où les cellules filles se forment à l’intérieur des cellules mères, généralement lié à la formation de spores et non utilisé pour la reproduction dans les levures
VRAI/FAUX
il y a un lien entre la morphogenèse (plasticité morphologique) et les stimuli?
VRAI, plasticité morphologique cruciale pour l’adaptation des levures à divers environnements
selon ces conditions, quelles morphologie/phénomène observe-t-on:
1-conditions difficiles
2-reproduction sexuée
3-manque de nutriments
4-stress/manque de nutriments
1-Levures diploïdes subissent une méiose pour produire des spores haploïdes (ascospores) résistantes aux conditions difficiles
2-Cellules haploïdes de types sexuels opposés (a et α) fusionnent pour former une cellule diploïde
3-État quiescent ou dormant afin de permettre la survie jusqu’à ce que les conditions s’améliorent
4-favorise la formation de structures filamenteuses
quelles sont les 3 composantes de l’enveloppe de S. cerevisiae?
intérieur vers extérieur de la cellule
membrane plasmique, espace périplasmique et paroi cellulaire
nommer des rôles de la membrane plasmique
Contrôle, transport, ancrage protéines & communication
nommer des rôles de l’espace périplasmique
Stockage des enzymes, transport & transformation
nommer des rôles de la paroi cellulaire
Protection, adhésion & structure
particularité de la paroi cellulaire des levures
la levure peut régénérer complètement sa paroi cellulaire une fois qu’elle a été dépourvue de celle-ci
VRAI OU FAUX
l’enveloppe des levures est similaire à celles des bactéries et mammifères
FAUX d’où le fait que les aspects structurels et fonctionnels de l’enveloppe cellulaire de la levure ont suscité un intérêt précoce
la paroi cellulaire des levures est importante pour 3 choses, soit?
forme de la levure, résistance au milieux hypotoniques ET interaction/récepteurs/enzymes/perméabilité des cellules
VRAI OU FAUX
la chitine est une composante mineure de la paroi et est donc moins essentielle?
FAUX, elle est vraiment importante pour les levures, rôle structural et de signalisation
la chitine est un polymère de ..?
N-acétylglucosamine (NAG)
VRAI OU FAUX
la paroi cellulaire des levures a des propriétés uniques et peut donc être ciblée/antifongiques?
VRAI
quelle composante de la paroi se situe dans une partie vraiment plus épaisse?
GAG, Galactosaminoglycane
chez candida/aspergillus je pense…
VRAI/FAUX
La capsule est similaire à la paroi
FAUX
chez quels types de levures retrouve-t-on beaucoup la capsule?
basidiomycètes
selon quelle caractéristique varie la composition des capsule? donner des exemples
selon genre/espèce
- phosphomannane (Hansenula, Pichia, Pachysolen)
- b-mannanes (Rhodotorula)
- hétéropolysaccharides (Cryptococcus, Lipomyces, Candida, Trichosporon)
- sphingolipides (Hansenula)
nommer 4 fonctions de la capsule
- Protection
- Adhérence
- Reserve
- Pathogénicité
que sont les sphéroplastes?
cellules de levure dont la paroi cellulaire a été retirée à l’aide d’enzymes lytiques en présence
de stabilisateurs osmotiques, sans affecter leur viabilité ni leurs
autres fonctions cellulaires
différence en sphéroplaste et protoplaste
sphéroplaste = paroi partiellement dégradée, cellule encore protégée
protoplaste = paroi totalement dégradée, cellule vraiment fragile
VRAI OU FAUX
la membrane plasmique des eucaryotes supérieurs est similaire à celle des levures?
VRAI
composition de la membrane plasmique des levures (4)
Phospholipides, glycolipides, protéines et stérols estérifiés (ERGOSTÉROL)
nommer des fonctions de la membrane plasmique des levures (il y en a vraiment beaucoup, nommer quelques unes)
- Protection physique de la cellule
- Contrôle de la stabilité osmotique
- Contrôle de la biosynthèse de la paroi cellulaire
- Ancrage pour les composés du cytosquelette
- Barrière de perméabilité sélective
-ATPASE pour transport actif SÉLECTIF
- Fonctions liées au transport dans l’endocytose et l’exocytose
- Localisation des composants des voies de transduction des signaux
- Sites de reconnaissance cellulaire et d’adhésion cellulaire.
qu’est ce que le cytosquelette?
réseau complexe de protéines fibrillaires pour former l’ossature de la cellule
VRAI OU FAUX
le cytosquelette est très stable en raison de ses fonctions importantes de maintien?
FAUX, très instable et donc changements dynamiques et rapides
quelles sont les trois protéines qui composent le cytosquelette?
1.Les microtubules : les plus épais
2.Les filaments d’actine : les plus fins
3.Les filaments intermédiaires: les plus stables et les plus rigides
nommer 4 rôles du cytosquelette
- Forme de la cellule
- Transport
- Mouvements internes & déplacements
- Division cellulaire
le cytoplasme est le site pour?
Site central des activités cellulaires et du trafic intracellulaire.
composition du cytoplasme, le liquide et ce qu’il contient
Liquide colloïdal aqueux, légèrement acide (pH ~5,2), contenant :
- Des composés de faible et moyenne masse moléculaire (protéines, glycogène, macromolécules solubles).
- Des entités macromoléculaires (ribosomes, protéasomes, particules lipidiques).
nommer les 3 fonctions associées aux enzymes principales du cytoplasme
- Glycolyse
- Synthèse des acides gras
- Biosynthèse des protéines
nommer 2 fonctions essentielles du cytoplasme
- Maintien de l’intégrité cellulaire.
- Formation et contrôle du cytosquelette
décrire le noyau:
forme, localisation, membrane nucléaire
forme = presque sphérique, 1.5 um
localisation = centre ou un peu excentré dans la cellule
membrane nucléaire = double membrane (int/ext) qui sépare le nucléoplasme du cytoplasme
nommer les 3 grandes structures du noyau et leur fonction
- pores nucléaires: rôle au niveau des canaux pour import/export entre noyau et cytoplasme
- continuité membranaire: membrane nucléaire externe est en conLnuité avec le réticule endoplasmique
- corps et pôles séparateurs: rôle au niveau de l’ancrage des microtubules continus et discontinus pour la division cellulaire
décrire le nucléole du noyau, à quel moment il est visible?
région dense visible en interphase et disparaît pendant la mitose
nommer les 3 fonctions principales du nucléoles
- Site de synthèse et maturation des ARNr
- Assemblage des sous-unités ribosomales
- Participe au traitement de l’ARN pré-messager
décrire la chromatine du noyau
Réseau d’ADN associé à des protéines appelées histones
euchromatine vs hétérochromatine
Euchromatine :
* Chromatine moins condensée.
* ADN accessible, favorisant l’expression des gènes.
Hétérochromatine :
* Chromatine plus dense.
* ADN moins accessible, expression des gènes réduit
de quoi est constitué le programme génétique de la cellule?
chromosomes nucléaires
nommer 3 rôles fonctionnels du noyau
1.Stockage et réplication de l’ADN :
Conservation du matériel génétique.
Duplication de l’ADN lors de la division cellulaire.
2.Transcription et maturation des ARN:
Synthèse des ARN à partir de l’ADN (transcription).
Modification et maturation des ARN (pré-ARNm, ARNr, ARNt).
3.Contrôle génétique :
Régulation de l’expression des gènes pour les fonctions cellulaires.
décrire le RE en 3 points
Organite clé dans la STABILITÉ, la MODIFICATION et le TRANSPORT DES PROTÉINES
décrire vite fait les fonctions de synthèse et de transport du RE
synthèse= production de protéines transmembranaires et des lipides cellulaires + fabrication de prot destinées à la sécrétion
transports = emballage des protéines qui bourgeonne (vesicules) et transfert vers GOLGI
3 rôle de l’appareil de Golgi
- traitement : modifie chaines d’oligosaccharides des protéines N-glycosylées
- tri: distribution des protéines vers leurs destinations finales (VÉSICULES/TRANSPORT)
- transport rétrograde: Élimination des protéines mal repliées ou modifiées, crucial pour l’homéostasie cellulaire
quelles sont les trois types de vésicules de transport entre RE et Golgi?
1.COPII : ER → Golgi. (transport antérograde).
2.COPI : Récupération rétrograde du Golgi vers l’ER.
3.Vésicules revêtues de clathrine : Transport dans la voie sécrétoire tardive.
nommer des caractéristiques générales des vacuoles
- forme sphérique homogène, nombre varie selon la cellule
- délimitée par mb plasmique
- 30% volume cellulaire
- DYNAMIQUES: compartiment unique ou plusieurs petits (on dit compartiments pré- vacuolaires, endosomes pré- vacuolaires ou endosomes tardifs)
- INTÉGRÉES à la voie ER-Golgi
VRAI OU FAUX
les vacuoles se forment par la croissance et la séparation de compartiments préexistants, plutôt que par une synthèse de novo?
VRAI
nommer 3 grandes fonctions des vacuoles
- traffic des protéines, réception des protéines qui viennent de Golgi, mb plasmique ou autophagie (UNE DÉCHARGE)
- protéolyse non spécifique: dégradation de protéines et libération de produits nécessaires à la cellule
- fonctions physiologiques: stockage acide aminés basiques, cations ET régulation homéostatique dans cytosol
nommer les 4 composante de la structure mitochondriale
- MOM (mb ext): barrière et abrite enzyme pour métabolisme lipides
- MIM (mb int): contient cytochromes pour chaine respiratoire; ATP synthase)
- IMS (esp inter. mb): entre les 2 mb
- MATRICE: lieu cycle acide citrique + a ADN mitochondrial et machinerie de synthèse des protéines, ribosomes mitochondriaux
VRAI OU FAUX
Les mitochondries adopteront différentes morphologies en fonctions des conditions dans lesquelles les cellules de S. cerevisiae sont cultivées?
VRAI
que font les mitochondries en conditions aérobies vs anaérobies?
aérobie : principalement impliquées dans la respiration et la synthèse d’ATP + grandes et efficace mais qt limitée
anaérobie: respiration altérée en l’absence d’oxygène mais fonctionnelles autres fonctions comme:
production métabolites pour fermentation, gestion stress oxydatif, synthèse acide gras/lipides et régulation métabolisme énergétique
à quelle classe d’organites appartiennent les peroxysomes?
microbodies
VRAI OU FAUX
les peroxysomes contienent du matériel génétique et de la machinerie de traduction?
FAUX, dépendent de protéines codées par le noyau
deux facteurs d’induction des peroxysomes
- Hydrocarbures (H-(CH2)n) ou acides gras dans les milieux de culture (levures).
- Méthanol (levures méthylotrophes).
quel est le principal rôle des peroxysomes? nommer deux choses importantes
β-oxydation des acides gras:
Les peroxysomes assurent l’oxydation exclusive des acides gras chez les levures
ET contiennent catalase et oxydase
ET participent au cycle du glyoxylate
- en conclusion, quels sont les 3 organites impliqués dans le traitement des prot, leur distribution et leur dégradation?
- lesquels (2) pour les organismes supérieurs ?
- ER, Golgi et vacuole
- mitochondrie et peroxysome
VRAI OU FAUX
Les levures ont des besoins nutritionnels assez complexes?
FAUX, peuvent croitre dans une simple solution aqueuse qui a des sucres, sel d’ammonium, minéraux et vitamines à pH 5.5
croissance optimale de la levure dans un pH de … à …
4.5-6.5
VRAI OU FAUX
Les levures absorbent les sucres simples et donc pas les sucres complexes ?
VRAI, pour les sucres complexes elles doivent d’abord les dégrader (simplifier)
VRAI OU FAUX
Les acides aminés servent aussi de sources de carbone?
VRAI, milieux peptones utilisés pour essais de fermentation
nommer deux sources de carbone particulières
hydrocarbures et méthanol
2 rôles de l’azote (2e besoins nutritionnel)
synthèse des protéines et acides nucléiques
nommer 4 sources d’azote assimilables
sels d’ammonium
acides aminés
purines/pyrimidines
urée
milieu utilisé pour les essais
d’assimilation d’azote?
YCB, yeast carbon base qui ne contient aucune source d’azote, pas riche donc on peut vraiment voir si la levure est capable de le synthétiser
3e besoin nutritif des levures? nommer des exemples
éléments minéraux en mix (pas un par un)
potassium (croissance, fermentation et sporulation), magnésium (stabi a. nuc), fer (respi/hème), zinc, cuivre, sodium
4e besoin nutritif des levures
facteurs de croissance, vitamines
quels sont les deux FT nécessaires à S. cerevisiae (sinon elle ne pousse pas)?
biotine et acide pantothenique
milieux de culture généraux vs sélectifs
généraux: malt extract, yeast extract, peptones, YPD (LE + RICHE), YNB (voir assimilation carbone) et YCB (voir assimilation azote)
sélectifs: Ade et Ura/Leu/Trp (permet sélection souches auxotrophes)
expliquer le principe du milieu Ade
pas capable de synthétiser l’adénine
on clone un dropout avec tout sauf adénine
si transfo réussi, levure sera cap de pousser
formule du métabolisme
métabolisme = Assimilation biochimique (anaboliques) + Dissimilation (cataboliques)
aussi réactions enzymatiques (rx réduction + rx oxydation)
quels sont les deux moyens pour transporter des sucres?
- canaux, perméases: permettent la pénétration des molécules à travers les membranes tout en restant inertes (pas chgmts conformationnels)
- transporteurs: catalysent l’absorption des solutés et subissent un changement de conformation (diffusion facilitée donc pas d’énergie et transport actif, need énergie)
chgmt conformationnels
nommer les 2 types de transports des sucres, leur différence
passif: diffusion libre et facilitée = dans un sens (+ vers - concentré)
actif: se fait dans les 2 sens
type de transport du glucose, fructose, mannose, galactose VS maltose
maltose = actif, vs le reste = par diffusion
que se passe-t-il avec la pectine, les lipides, protéines, chitine, etc?
dégradés par des enzymes car ne peuvent pas être assimilés
décrire la voie de la glycolyse (Embden-Meyerhof) en général
décrit l’oxydation du glucose en pyruvate avec la production d’ATP et de NADH
où se passe la glycolyse?
cytosol, cytopalsme
VRAI OU FAUX
la glycolyse se fait en anaérobie?
vrai
glycolyse en présence d’oxygène vs en absence en termes de pyruvate
En présence d’oxygène, le pyruvate est ensuite oxydé en dioxyde de carbone CO2.
En l’absence d’oxygène, le pyruvate peut être fermenté en lactate ou en éthanol.
réaction nette de la glycolyse genre ce qu’on a avant et après
Glucose + 2 NAD+ + 2 Pi + 2 ADP =
2 pyruvates + 2 ATP + 2 NADH + 2 H2O
que génère le cycle des acides tricarboxyliques? (acide citrique)
génère du NADH en oxydant des groupes acétyle en CO2
Et FADH2
lieu du cycle de l’acide citrique
mitochondrie, oxydation des atomes de carbone des groupes acétyle dans l’acétyl-Coa les convertissant en CO2
à qui est transféré l’acétyl-Coa pour former l’acide citrique?
oxaloacétate
chaque tour du cycle de Krebs produit quoi?
4 NADH, 1 FADH & 1 GTP = 15 ATP
ET VU QUE 2 PYRUVATES ENTRE DANS LE CYCLE ÇA FAIT 30 ATP
***GLYCOLYSE = 2 ATP + 2 NADH
***TOTAL = 38 ATP
à quoi serviront les électrons stockés dans le NADH ET FADH2
seront utilisés ultérieurement pour produire de l’ATP via la phosphorylation oxydative, processus requérant directement l’oxygène de l’atmosphère
qui fournit les atomes d’oxygène nécessaires pour convertir les groupes acétyle en CO2?
l’eau
décrire le transport des électrons selon NADH ou FADH
NADH donne électron au complexe 1 et un H+ est pompé, électron va au complexe 3 puis 4 (électrons y sont pompés aussi)
FADH même principe mais électron va direct au complexe 2
dans quelle condition la fermentation est-elle effectuée? quels sont les 2 résultats possibles après obtention du pyruvate?
en absence de O2
éthanol + CO2 OU lactate
regènère-t-on de l’énergie dans la fermentation?
non, le NAHD est réduit et le NAD est réutilisé dans la glycolyse
comparer le rendement énergétique de la respiration vs la fermentation
⭐️fermentation:
ATP prod direct: 2 ATP produit via glycolyse, les NADH produits durant la glycolyse ne contribuent pas à la prod d’ATP car sont réutilisés pour générer NAD (durant conversion pyruvate ➡️ éthanol)
TOTAL= 2 ATP
⭐️respiration aérobie:
ATP prod direct: 2 ATP durant glycolyse et 2 GTP cycle de Krebs
ATP prod indirect via NADH/FADH2: 10 NADH DONC 30 ATP ET 2 FADH = 4 ATP
TOTAL = 38 ATP
qu’est ce que l’effet Pasteur?
l’aérobiose entraine une baisse de la consommation de sucres et une diminution de la fermentation
baisse de consommation de sucres quand conditions aérobiques
levure va prioriser la respiration à la fermentation car plus rentable (38 vs 2 ATP)
décrire l’effet Crabtree
suppression de la respiration par haute concentration de glucose
cellules continuent à fermenter qu’il y ait de l’oxygène ou non
Cabtree positif vs négatif
positif: fermentation même en présence d’oxygène (glycolyse et fermentation), préférence pour la fermentation même si oxygène
négatif: respiration aérobie même avec des concentrations élevées de glucose (respiration mitochondriale) + pas de répression de la respi si trop de glucose
que fournit le cycle du glyoxylate?
fournit les différents éléments intermédiaires pour le cycle des acides tricarboxyliques (Krebs)
assure donc le bon fonctionnement de ce cycle
par rapport à sa variante (cycle acides tricarboxyliques), le cycle du glyoxylate produit une enzyme supplémentaire qui est?
isocitrate lyase
que permet de former le cycle du glyocylate? et pour quoi?
malate qui est le précurseur de la gluconéogenèse
où se trouvent les enzyme du cycle du glyoxylate?
peroxysomes
décrire la gluconéogenèse
⭐️⭐️⭐️ anti// à la glycolyse (donc même enzymes genre) **retenir que ça je pense
Synthèse du glucose à partir de composés non glucidique
précurseurs: Glycérol, éthanol, lactate, acides amines, autres intermédiaires du cycle de Krebs
dépend de ATP comme donneur d’énergie et du NADH comme pouvoir réducteur
Carbohydrates de stockage : La néoglucogenèse convertit le pyruvate en glucose, mais aussi des sucres de réserve (tréhalose et glycogène
où a lieu la voie des pentoses phosphates?
cytoplasme
rôle de la voie des pentoses phosphates?
Génère du NADPH et du ribose-5-phosphate pour faire ARN/ADN
2 phases de la voie des pentoses phosphates
oxydative: prod NADPH
non-oxydative: prod de ribose-5-phosphate et régénérer glucose-6-phosphate
fonctions de la voie des pentoses phosphates
Fournit des molécules nécessaires à
la biosynthèse (acides aminés, acides gras, alcools sucrés et coenzymes nucléotidiques (NAD, NADP, FAD,…) et à la défense contre le stress oxydatif
nommer différents types de lipides des levures et des exemples
- Lipides de membrane: phospholipides et sphingolipides
- Lipides de stockage: triglycérides (réserve énergie), stérides
-Stérols, ergostérol
- Lipides libres: acides gras et mono- et diacylglycérols
- Lipides liés aux protéines: GPI (glycosylphosphatidyl-
inositols) - Lipides spécialisés
Dolichols : Glycosylation des protéines.
Polyprénols : Précurseurs des isoprénoïdes
où a lieu l’utilisation des acides gras dans la levure?
peroxysome
fonction principale des peroxysomes
en gros l’acétyl-Coa est transp à mitochondrie pour cycle de Krebs
catabolisme / bêta oxydation: prod de H2O2 et du coup peroxysomes ont une catalase qui le dégrade pour pas nuire à la cellule
3 exemple d’utilisation des acides gras
- La synthèse membranaire
- Le stockage d’énergie
- La modification des protéines
rôle de l’egsotérol (stérol des levures)
important pou fluidité de la membrane, protection contre les stress enviro et dans la signalisation cellulaire
décrire la biosynthèse de l’ergostérol
acétyl-coa devient acide mévalonique dans la vacuole/mitochondrie
dans la vacuole: acide mévalonique devient farnesyl pyrophosphate
dans le RE squalene devient ergostérol
cible thérapeutique de l’ergostérol
azoles ciblent synthèse ergostérol en inhibant enzymes spécifiques
principe de l’effet killer
Certaines levures produisent des toxines qui tuent d’autres souches sensibles tout en restant
immunes (toxines killer)
quels facteurs influencent la production de toxines killer (3)?
pH acides
température
énergie cellulaire nécessaire
nommer 4 modes d’action des toxines killer
fixation cellule cible
perturbation mb
inhiber synthèse protéique
apoptose fongique
nommer 3 champs d’application des levures killer
biotech, médecine et écologie microbienne
