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Bacteriologie I (MCB 2979) > Plasmides > Flashcards

Plasmides Flashcards

• Réplication • Régulation de la réplication, incompatibilité • stabilité

1
Q

Plasmide définition

A

• Molécules d’ADN extrachromosomiques
• Molécules circulaires ou linéaires
• ADN bicatenaire ou monocatenaire
• 1,000pb–1,000,000 pb
• Nombre de copies variables
• Plusieurs types peuvent être présents dans la même
cellule
• Trouvés chez les gram+, gram-, archae, bactéries,
levures
• Codent pour les protéines et ARN
• Fonctions non-essentiels pour la croissance bactérienne
• Capable de donner une avantage de croissance pour la
cellule

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2
Q

Migration des plasmides dépend de quoi?

A

Dépend de la taille et de la capacité de l’ADN de traverser la membrane plasmique

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3
Q

Critères de classification des plasmides

A
  • Résistances
  • sensibilité aux phages
  • taille moléculaire sur gels d’agarose
  • hôtes
  • groupes d’incompatibilité
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4
Q

Fonctions des plasmides

A 
• Transférable (conjugaison)
• Résistance (facteur R)
• Antibiotiques, métaux, détergents, bactériophages, 
      etc....
• Bactériocine 
• Virulence
• Métabolique (Gram+/-)
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5
Q

Type de réplication des plasmides

A
  • Type thêta (uni ou bidirectionnelle)
  • Cercle roulante
  • Linéaire (Streptomyces, Borrelia, Rhodococcus)

Peut importe le système, on a besoin d’une origine de réplication

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6
Q

Réplication des plasmides linéaires chez Borrelia burgdorferi

A

Réplication bidirectionnelle pour générer un dimère circulaire à partir d’une origine centrale

Clivage par une résolvase pour reformer les plasmides linéaires

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7
Q

Modèle de raquette (Streptomyces)

A
  • Protéine terminale protège les extrémités contre la
    dégradation, aussi nécessaire pour répliquer les
    extrémités
  • Origine bidirectionnelle au centre du plasmide
  • Plusieurs protéines requises pour amener les extrémités
    ensemble, mais elles ne sont pas libres
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8
Q

Objectif de la régulation de la réplication

A

Garder le bon numéro des copies de plasmide

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9
Q

Type de plasmides

A

Le nombre de copies des plasmides est variable, selon le type de plasmide :

• Faible: 1-2 par cellule: plasmide F, P1
(plasmides “stringents” -> être super précis)
• Moyen: 5-30 par cellule: plasmides R
• Multicopie: >30 par cellule: plasmides colicine (=ColEI)

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10
Q

Types de régulation

A
  • Protéine-ADN
  • ARN-ARN
  • Protéine-ADN + ARN-ARN
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11
Q

Régulation de réplication I

Interactions ARN-ARN, Plasmide ColE1 -> Faible

A

• ARN II est produit en premier
• Clivé par RNAseH à l’ori
• Utilisé comme amorce pour initier la réplication
• ARN I interagit avec ARN II avec l’aide de la protéine
Rop -> empêche le clivage d’ARNII
• ARN II ne peut pas être utilisé comme amorce
• Les niveaux d’ARN I sont controllés par la
polyadénylation, et par la dégradation par RNAseE

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12
Q

Comment ColE1 régule la réplication?

A

En déstabilisant les ARN I

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13
Q

Protéine qui commence la régulation dans la régulation de réplication II?

A

RepA est nécessaire pour induire la réplication

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14
Q

Façon d’arrêter la régulation de réplication II

A

• Une protéine régulatrice réprime la transcription au
niveau du promoteur majeur de RepA
• Un ARN antisense inhibe la traduction de la protéine
RepA

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15
Q

Gène repA transcrit à partir de 2 promoteurs sur le plasmide

A

1) prepA: l’ARNm de RepA

2) pcopB: ARNm polycistronique CopB et RepA

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16
Q

Rôle de CopB dans la régulation de réplication II

A

Réprime l’expression du gène repA à partir de prepA

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17
Q

ARN bicatenaire CopA:RepA clivé par RNaseIII dans la régulation de réplication II

A

Empêche la traduction de RepA

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18
Q

Plus de plasmide dans la régulation de réplication II

A

Augmentation d’ARN CopA

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19
Q

Plus de CopA dans la régulation de réplication II

A

Il y aura moins de la protéine RepA

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20
Q

Moins de RepA dans la régulation de réplication II

A

réplication plasmidique est inhibée

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21
Q

Régulation de réplication II

Interactions ADN-protéine ET ARN-ARN Plasmide R1

A

• RepA est la protéine initiatrice de la réplication
• CopB est un répresseur de RepA
• CopB et RepA se trouvent sur la même ARNm
• ARN antisense CopA s’hybride à l’ARNm CopB- RepA,
empêche la traduction de RepA, mais permet la
traduction de CopB

22
Q

Itérons dans la régulation de réplication III

Interactions ADN-protéine Plasmides pSC101, P1, R6K, F

A

Séquences courtes, en répétition direct

Chez les plasmides avec itérons, RepA est la seule protéine codée par le plasmide qui est requise pour commencer la réplication

23
Q

Couplage: RepA se fixe aux itérons avec une faible [ ] de plasmides

A
  • Favorise la réplication
  • RepA à une plus haute affinité pour la séquence de
    réplication que les itérons -> Interaction bimoléculaire
  • Activation de la replication

Contrôle de la réplication basé sur les concentrations de [RepA] et [plasmide]

24
Q

Couplage: RepA se fixe aux itérons avec une grande [ ] de plasmides

A
  • Interaction multimoléculaire
  • Les plasmides couplés (handcuffed) sont bloqués pour
    la réplication

Contrôle de la réplication basé sur les concentrations de [RepA] et [plasmide]

25
Régulation de réplication III | Interactions ADN-protéine Plasmides pSC101, P1, R6K, F
- RepA est la protéine initiatrice de la réplication, se fixe à l’origine pour initier la réplication - RepA peut se fixer aux autres sites: itérons - Quand il y a trop de plasmides, RepA peut se fixer à 2 plasmides simultanément, par sa fixation aux itérons. - Cette fixation empêche la réplication: couplage (handcuffing)
26
Évidence pour l’effet de “couplage” entre 2 plasmides via leurs itérons
- Présence des itérons peut réduire le nombre de copies d’un plasmide avec un système de réplication différent (ColE1), si ce plasmide est pSC101 sont dans la même cellule - Mutation “copy-up” de RepA: liaison faible à des itérons: nombre de copies de pSC101 est proportionnelle aux nombre de copies de RepAcu, peu importe la présence des itérons (Aucun effet sur la réplication des plasmides)
27
Incompatibilité plasmidique définition
Deux plasmides sont considérés incompatibles quand ils ne peuvent pas coexister dans la même cellule. On dit en ce cas qu’ils appartiennent au même groupe d’incompatibilité.
28
Raisons d'incompatibilité
- Ils partage le même système de réplication - Ils partage le même système de répartition => les plasmides sont en compétition.
29
Incompatibilité plasmidique est contrôlée par quelle région?
Région d'origine
30
Caractéristiques des plasmides
• Les fonctions qui régulent le nombre de copies d’un plasmide peuvent empêcher la réplication d’un autre plasmide • Le plasmide résident possède une avantage
31
Si deux plasmides coexistent dans la même cellule cela indique ?
Qu’ils appartient à des groupes d’incompatibilité différents
32
Si deux plasmides partage la même région d’origine, leur réplication est-il incompatible?
Oui
33
Si il y a 2 plasmides incompatibles dans une cellule qu'est-ce qui va se passer?
Le nombre des copies hérédités par les cellules filles, un des deux peut être éliminé par l’autre (la cellule est guérie d’un plasmide) Le plus nombreux gagne
34
Avantage de la stabilité des plasmides
Avantage de croissance
35
Système actif
Protéines qui interagissent avec des plasmides pour assurer leur ségrégation
36
Système passif
Plasmides multicopies, systèmes de monomérisation
37
3 systèmes utilisés par les plasmides pour assurer leur stabilité
- Monomérisation (ColE1, P1, F, R1) - Système d’addiction (système létal/système tueur) (R1, F, ColE1 et d’autres plasmides produisant des colicines) - Partition (F, P1, R1, pSC101, R6K)
38
Stabilité des plasmides: systèmes de monomérisation
Si la cellule contient plusieurs copies d’un plasmide, elles peuvent recombiner. Alors au lieu de deux on peut trouver un gros plasmide (dimère). Comme conséquence, quand la cellule se divise, seulement une fille recevra le plasmide. Pour éviter ça, les plasmides recombinées doit être monomerisés (important surtout pour plasmides à faible nombre).
39
Combien de site de monomérisation possède un plasmide?
Un ou 2 par dimère
40
Protéines (recombinases) peuvent êtres codées par?
Plasmide ou chromosome Plasmidique: Cre (plasmide P1), protéine D (plasmide F’) Chromosomique: xerC et xerD (ColE1)
41
Monomérisation chez ColE1
- Site de monomérisation (site de recombinaison) s'appelle cer et contient les séquences reconnues par XerCD. - Au moment que les recombinases XerCD trouvent 2 sites cer sur une molécule, on a la recombinaison.
42
Qu'est ce qui arrive si le dimère n'est pas réglé?
Au moment de la division cellulaire seulement une fille recevra le plasmide, l’autre sera guérie
43
Le site cer se trouve où?
Sur le plasmide
44
Les protéines ArgR, PepA, XerC, XerD se trouve où?
Sur les gènes chromosomiques
45
Stabilité des plasmides: systèmes tueurs (dépendance)
• Les cellules sans plasmide sont tuées par les cellules ayant un plasmide • Le plasmide produit à la foi une protéine létale et son “antidote” (protéine ou ARN antisense) • Seulement les cellules avec un plasmide peuvent survivre à l’effet de la protéine létale
46
Seulement les cellules avec un plasmide peuvent | survivre à l’effet de la protéine létale pourquoi?
- Il y a une différence de temps de demi vie entre les molécules - Toxines est plus stable que l’anti-toxine - Si on perd le plasmide, la cellule qui a créer la toxine peut être tuer, car elle ne peut plus créer l’anti-toxine
47
Exemples de systèmes tueurs
Plasmides Col - Colicines: protéines antibactériennes - Protéines d’immunité aux colicines Plasmide F - CcdB: inhibe l’ADN gyrase, effet létale - CcdA: protéine qui empêche l’action de CcdB Plasmide R1 - Hok: protéine létale (HostKilling) - Sok: ARN antisens, inhibe la traduction de Hok (Suppression Of Killing)
48
Stabilité des plasmides: systèmes de partition
Ce système assure que, au moment de la division cellulaire, chaque cellule fille reçoit au moins une copie du plasmide.
49
Stabilité des plasmides: composantes du systèmes de partition
• 2 protéines codées par le plasmide (soit ParM et R, soit ParA et B) • 1 site plasmidique • 1 des protéines a une activité ATPase • Interaction avec les membranes, ou septum durant la division • Similarités avec certaines systèmes utilisés par des bactéries pour partitionner leurs chromosomes (Bacillus subtilis)
50
Plasmide R1 : Modèle de partition
- Deux plasmides à répartir. - ParR se fixe au sites parC ATP-ParM se fixe au complexe ParR-parC - L’hydrolyse de l’ATP est nécessaire pour attacher autres sous-unités de ParM au complexe – croissance du filament qui pousse les plasmides aux pôles. - Le complexe ParM-ADP est instable et induit la dissociation du filament en laissant les plasmides éloignés.
51
Plasmides P1 et F: modèle de partition
ParA-ATP se lie au nucléoide et forme un filament. ParB se lie à la séquence ParS sur le plasmide Le complexe parB+plasmide interagit avec ParA, qui hydrolyse l’ATP ParA-ADP n’est pas capable de rester lié à l’ADN et se détache Pour affinité, le complexe ParB+plasmide se déplace pour interagir avec les ParA-ATP à côté De cette façon le plasmide est tiré vers une extrémité de la cellule

Bacteriologie I (MCB 2979) (8 decks)

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