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Métabo intra 2 > Plasticité du métabolisme > Flashcards

Plasticité du métabolisme Flashcards

1
Q

Pourquoi s’intéresser aux extrêmes?

A
  • Mieux comprendre le fonctionnement général des enzymes, et des métabolites
  • Identifier/isoler/construire des enzymes pour des applications biotechnologiques
  • Développer des hypothèses et donc faciliter la découverte de la vie extraterrestre
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2
Q

C’est quoi les extrêmes?

A
  • pH
  • Sel
  • Température
  • Pression
  • Rareté d’eau ou nutriments
  • présence de métaux toxiques, rayons
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Q

Vrai ou faux,
Les extrêmophiles sont adaptées à plusieurs conditions extrêmes à la fois

A

Vrai, polyextrêmophilie

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4
Q

Quelles sont les deux possibilités de l’évolution des organismes extrêmophiles?

A
  1. Formes de vie ayant réussi à s’adapter à des conditions rigoureuses et de conquérir de nouvelles niches écologiques
  2. La vie aurait apparue sous dees conditions extrêmes, suivie d’une tolérance de conditions plus modérées
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5
Q

Critères de ce qu’est la vie

A
  • Reproduction
  • Croissance
  • MÉTABOLISME
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6
Q

Types de réactions au début des temps

A

Autocatalytiques à partir de modules organiques abiotiques

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7
Q

Naissance de LUCA

A
  • Réaction autocatalytique
  • Fermeture de l’espace réactionnel (compartiment) par une membrane
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8
Q

LUCA

A

Être hypothétique:
- Connait ARN (et ADN)
- Code génétique
- Chiralité d’Acides aminées et protéines
- A des membranes
- Synthèse d’ADN (ADN polymérase)
- Utilise gradients d’ions et ATP (synthétase)
- Autotrophe

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9
Q

Autotrophe

A

Dépend de CO2 et CO comme source de carbon

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10
Q

Vrai ou faux,
Il est plausible de penser que LUCA vivait autour de cheminées hydrothermales

A

VRAI

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11
Q

Groupes qui tiennent les records d’extrêmophilie

A

ARCHÉES

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12
Q

pH bas ou élevé (acidité/alcalinité): Lieux

A

Lacs alcalins, de sources acides (sous-marins)

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13
Q

pH bas ou élevé: Défis

A
  • Maintenir des pH physiologiques intracellulaires
  • Maintenir un gradient de protons intracellulaire (ATP synthase = universelle)
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14
Q

Vrai ou faux,
La tolérance aux pH extrêmes intracellulaires est bien supérieur à celle extracellulaire

A

Faux,
intracellulaire bien inférieur
Risque d’affecté la structure des protéines

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15
Q

pH bas ou élevé: stratégies

A
  • Mécanismes pour maintenir pH intracellulaire permissif
  • Atténuation du gradient de protons en inversant le potentiel membranaire
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16
Q

Mécanisme pour maintenir un pH intacellulaire permissif

A
  • Pompes à proton
  • Transporteurs/ antiporteurs
  • Changements de lipides membranaires
  • Systèmes de tampon cytoplasmique
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17
Q

Force motrice de protons (PMF)

A

Une fonction de proton delta-pH (protons) et de delta-psi (potentiel électrochimiquee de membrane = du pH et du potentiel membranaire

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18
Q

Génèrent le PMF

A

Pompes à protons

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19
Q

Acidophile

A

Grand delta-pH compenser par inversion du potentiel membranaire delta-psi = Entrée des protons

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20
Q

Alcalophile

A

Augmente potentiel membranaire delta-psi, pour compenser le delta-pH inversé = sorti des protons

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21
Q

Vrai ou faux,
Le pH intracellulaire tolérable est quand même restreint

A

Vrai, donc universel

22
Q

Vrai ou faux,
Le PMF doit être maintenu, mais le potentiel membranaire (delta-psi) est modulable et peut même être inversé

A

Vrai

23
Q

Salinité: Lieux

A

Lacs à haute salinité, mêmes sous-marins; bassins de marées

24
Q

Salinité: défis

A

Gérer la pression osmotique et garder l’eau intracellulaire (essentiel pour des réactions biochimiques)

25
Q

Salinité: stratégies

A
  • Accumulation des solutés organique compatibles pour contrer et compenser la perte d’eau due à la pression osmotique
  • Quelques archées: salt-in
  • Accomodation de la présence d’ions pour les enzymes des halophiles
26
Q

Solutés organiques compatibles

A

Solutés synthétisés dans la cellule et méatboliquement inertes:
- Glycérol
- Glycine
- Betaine
- Sucrose
- Tréhalose

Contrent la pression osmotiques et apportent une coquille d’hydratation aux protéines

27
Q

Cas extrême: Lac Kyros

A

MgCl2- sel chaotrope (dénaturant- brise ponts hydrogènes)
- très peu d’eau disponible
- Pas d’oxygène

28
Q

Écosystème Lac kryos

A
  • présence d’organismes méthanogènes (anaerobes)
  • Réduction de sulphate (respiration de sulphate)
29
Q

Sels chaotropes permettent aussi en théorie

A

mouvements et flexibilité de macromolécules biologiques à basse/ très basse température
- Effet permissif

30
Q

Température basse: Lieux

A
  • Poches d’eau dans la glace antarctique
  • sous la glace
  • sol permafrost
31
Q

Limite inférieur de vie métaboliquement active

A

en dessous de -20ºC

32
Q

Température basse: Défis

A
  • Réactions (bio-)chimiques lentes, peu de flexibilité (enzymes, lipides
  • Éviter la cristallisation d’eau (déchirement physique de la cellule)
33
Q

Température basse: stratégies

A
  • Augmenter flexibilité protéique
  • Autres structures lipidiques qui augmentent leur fluidité
  • Augmenter salinité intracellulaire (descendre le point de congélation intracellulaire)
  • Utiliser solutées anti-freeze compatibles alternatifs- température trop froides: vitrification
34
Q

Augmentation flexibilité protéique

A
  • augmenter expression chaperones et enzymes
  • interactions intramoléculaires plus faibles
35
Q

Autres structures lipides augmentant leur fluidité

A

ressemblent à des détergents:
- moins polaires que d’habitudes

36
Q

Température élevée: lieux

A
  • Cheminées hydrothermales sous-marines
  • sources chaudes
37
Q

Limite supérieur de vie active

A

120ºC

38
Q

Température élevée: Défis

A
  • Éviter la dénaturation des protéines
  • Maintenir la compartimentalisationde la cellule par des membranes lipidiques
39
Q

Température élevée: stratégies

A
  • Compaction des structures protéiques pour augmenter leur thermostabilité
  • Changer la structure et composition de membranes pour maintenir l’état crystallin/liquide
  • Potentiellement changer ATP comme monnaie en ADP (plus stable): hydrolyse en AMP
40
Q

Pression élevée: Lieux

A

Profondeurs marines

41
Q

Fractions de la biomasse de bactéries et archées sous-terraine

A

> 80%

42
Q

Pression élevée: Défis

A

Éviter la compression de la cellule

43
Q

Pression élevée: stratégies

A
  • Altération lipides membranaires (davantage de lipides non-saturées = fluidité membranaire)
  • Osmolytes?
44
Q

Rayons: Lieux

A
  • Sites contaminés
  • extraterrestre
45
Q

Rayons: Défis

A
  • Ionisation (radicaux libres)
  • Mutation
  • Radiolyse de protéines et d’acides nucléique
46
Q

Rayons: stratégies

A
  • Multiplication du génome (pour recombinaison)
  • Forte surexpression de protéines impliquées dans la réparation d’ADN et de la recombinaison
  • Utilisation préférentielle d’A.A. petites
  • Augmentation des défenses contre le stress oxydatif
47
Q

Hybernation

A

État hypo-métabolique, hypothermique

48
Q

Endogènes

A

Hibernateurs obligatoires

49
Q

Vrai ou faux,
L’inactivité et la baisse de température corporelle dans l’hibernation sont de processus passifs

A

Faux,
Actifs, contrôlés et régulés

50
Q

Vrai ou faux,
Le métabolisme descend avant la température

A

Vrai

51
Q

Thermogénèse

A

Se produit dans les adipocytes bruns- riches en mitochondries- et est alimenté par la beta-oxydation

52
Q
A

Métabo intra 2 (5 decks)

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