2 Flashcards
(106 cards)
1
Q
Quelles sont les 12 nutriments essentiels à la croissance bactérienne?
A
C, H, O, N, S, P, K, Cl, Mg, Fe, Na, Ca
2
Q
Quelle est le role de K
A
Principale cation inorganique, cofacteur d’enzyme, synthèse protéique, si qte de K est minime= ribosome n’a pas la bonne forme
3
Q
Quelle est le role de Cl
A
Principale anion inorganique, intégrité électrostatique
4
Q
Quelle est le role de Mg
A
Cofacteur d’enzyme : chlorophylle et bactériochlorophylle, intégrité membranaire
5
Q
Quelle est le role de Fe
A
cytochromes et autres protéines impliquées dans la Bioénergétique
6
Q
Quelle est le role de Na
A
Transport membranaire, important pour les bactéries marines où la concentration de sodium est élevée.
7
Q
Quelle est le role de Ca
A
cofacteur d’enzyme : protéases, amylases, dipicolinate de Ca
8
Q
Quelles sont les 8 nutriments essentiels selon le besoin
A
Zn, Mn, Mo, Se, Co, Cu, Ni, W
9
Q
Quelle est le role de Zn
A
polymérases ADN, ARN alcool déshydrogénase
10
Q
Quelle est le role de Mn
A
superoxyde dismutase (SOD) : change * 2O2- en substance moins toxique = O2. Demande en grande concentration pour que SOD fonctionne.
11
Q
Quelle est le role de Mo
A
fixation de N2 : nitrogénase, équilibre redox
12
Q
Quelle est le role de se
A
biosynthèse a.a. Se-Cys.
13
Q
Quelle est le role de Co
A
biosynthèse a.a. (glu), vitamine B12.
14
Q
Quelle est le role de Cu
A
superoxyde dismutase, bioénergétique, Dissimule le 2O2- qui est toxique en O2
15
Q
Quelle est le role de Ni et W
A
déshydrogénases
16
Q
Identifie les mécanismes d’assimilation des nutriments
A
-La majorité est absorbé sous forme de sels inorganiques
-Soufre: SO42- ou S2O3-2.
Exceptions :
1. archaea méthanogènes => CH4 qui utilisent le H2S (gaz) comme source de soufre.
2. Autres bactéries : acides aminés : cystéine, méthionine
-Azote: Sous forme de NH3
Exceptions:
1.Les bactéries qui sont capable de fixer l’azote (Azotobacter, Rhizobium) = gaz inerte en azote qui est assimilable = réaction : fixation de l’azote fait par des bactéries. Vont prendre le N2 et le changer en NH3.
2.
-C, H, O: Trois éléments de la matière organique, pour la majorité, vient donc de la matière organique et de H2O. Tous composé organiques naturels dégradés par des microorganismes (Matière organique déjà produite). Exceptions :
1. autotrophe : produisent leur propre nourriture à partir d’un carbone inorganique via le cycle de Calvin-Benson= prend CO2 et produisent glucose.
17
Q
C’est quoi le métabolisme
A
Ensemble des réactions biochimiques cellulaires
18
Q
Identifie les principes du métabolisme bactérien
A
-Catabolisme: molécule complexe sont brisé en molécule plus simple pour produire de l’énergie. La transformation permet de puiser de l’énergie dans les nutriments et la mettre de côté sous forme d’ATP, NADH et NADPH. Cela produit aussi des métabolites intermédiaires (précurseurs) qui peuvent être utilisé dans une réaction anabolisme.
-Anabolisme: construction/synthèse de molécules, vient en opposition au catabolisme. Utilisation des précurseurs/métabolites intermédiaires et de l’énergie pour la biosynthèse de matériel cellulaire. L’énergie peut aussi être utilisé pour autres choses comme la biosynthèse et la polymérisation, le transport actif dans le cytoplasme, la motilité et le maintien de l’équilibre osmotique.
19
Q
Décrit la composition moléculaire des cellules bactériennes
A
Macromolécules: 96%
-Protéines: 60%
-Polysaccharides: 5%
-Lipides: 9%
-ADN et ARN: 22%
Sels, intermédiaires métaboliques et précurseurs: 4%
20
Q
Quelles sont les sources d’énergie utilisé par les bactéries
A
Lumière (phototrophe)
Chimique: Chimiotrophe
21
Q
Quelles sont les sources de carbone utilisé par les bactéries
A
CO2: autotrophe
Matière organique: hétérotrophe
22
Q
Définit tous les types trophiques
A
-Photoautotrophe: CO2 et lumière pour augmenter la croissance
ex: Cycnobactéries
-Chimioautotrophe: CO2 et réaction chimique pour augmenter la croissance. Constitué de sel simple. ex: Thiobacillus
-Photohétérotrophe: on besoin de la matière organique et de lumière
ex: Bactéries vertes photosynthétiques
-Chimiohétérotrophe: on besoin de réaction chimique et de matière organiques.
Ex: Chimioorganotrophes
23
Q
La capacité des bactéries à croitre en présence d’O2 dépend de quoi?
A
Du métabolisme énergétique (la capacité d’un organisme à utiliser l’O2 comme accepteur terminal d’électrons détermine sa réponse a l’O2) et de la neutralisation des formes toxiques de l’O2 ( Présence de SOD, de catalase et de peroxydase)
24
Q
Définit aérobie stricte
A
*Pas de croissance en absence de O2
*Respiration aérobie exclusivement
*Accepteur final d’électrons : O2
-SOD +, Peroxydase +, catalase +
25
Définit anaérobie facultative
*Croissance en présence ou en absence d’O2, se développe mieux en sa présence.
*Respiration ou fermentation, plus souvent respiration, car métabolisme le plus rentable en énergie
* SOD +, catalase/Peroxidase +
* Limites même pour aérobies : croissance diminue si on augmente la croissance d’oxygène de 20% de la quantité sur la terre. Parce qu’ils ont des limites de détoxification.
26
Définit anaérobie stricte
*Pas de croissance en présence de O2 : ne tolère pas l’oxygène
*Fermentation donc l'accepteur finale d’électrons est le produit final de fermentation
*Formes toxiques de l’O2 : O2-
-->si trop de O2- = la cellule arrête de croitre
*Il faut donc que la cellule soit capable de désintoxé et éliminé le O2- en surplus
*Ces cellules ont une déficience en catalase, peroxidase, SOD
*- SOD, - catalase, - peroxydase
27
Définit aérobie obligatoire
*Croissance totalement dépendant de l’oxygène de l’air.
*Respiration ou fermentation selon ce qui est plus efficace, métabolisme le + rentable. Respiration > fermentation pour l’énergie.
*+SOD, + catalase, + peroxydase
28
Définit aérotolérant
*Toléré oxygène, mais veut pas dire quelle utilise l’oxygène.
*Croit en présence d’oxygène et sont en mesure d’éliminer les toxines de l’oxygène.
*Font de la fermentation seulement. Ne font pas de la respiration.
*+SOD, - catalase, + peroxydase
29
Définit microaérophile
*Qui aime l’oxygène, croissance exclusivement en présence de faible concentration d’oxygène. (2-10%)
*Seulement de la respiration aérobie.
*+ SOD, +/- catalase, + peroxydase
*Activité enzymatique essentielles sensibles au O2 : Ainsi, on doit avoir une concentration un peu plus concentrée que l’air ambiant.
30
Explique la figure des tubes
Concentration des microaérophile en hauteur mais pas à la surface (comparativement à aérobie obligatoire) puisqu’il y a trop d’oxygène mais en même temps assez d’oxygène vs anaérobie strict qui se retrouve dans le fond puisqu’il y a moins d’oxygène.
31
Nomme tout les groupes bactériens en fonction des températures de croissances
-Psychrophiles : à basse température, qui aime le froid, on une température de croissance 0-20°C et optimale de 15°C. Se retrouvent ou les océans, glace, neige. Intéressent les exobiologistes= NASA, ASE= 2x-3x plus d’eau que sur la terre
-Psychrotrophes : qui se nourrit à basse température, ont une gamme de température optimale plus élevé que psychrophile, mais quand même température faible. 20-30°C et croissance lente 0-20°C.. -->Psychotolérant (0-35), psychrophile facultatif
-Mésophile : température de 20-45°C, un peu plus élevé que la température des pathogènes., pathogènes humains= 37 et pathogène aviaire=42
-Thermophile : 45-85°C et une température optimale : 50-60°C. On les retrouve dans les sources chaudes, dans un tas de fumier.
-Thermophiles extrêmes (hyperthermophile) : Température optimale entre 85°C et environ 113°C : Pyrodictyum : 110°C-->Souche 121 : 121-130C (Geogemma barossii). Mort si T est plus petite que 80C
32
Les pré-requis d'un milieu de culture
stérilité du milieu de culture, absence de microorganisme viable dans le milieu avant l’ensemencement.
33
C'est quoi une culture pure
Un seul type de microorganismes, population où tout les individus ont les mêmes caractéristiques
34
C'est quoi une culture mixte
Plusieurs microorganismes,pour mesurer et analyser les interactions, l’inhibition de bactéries face à l’autre, compétition, synergisme… Aucune contamination= on connait les microorganismes
35
Quelle est la composition d'un milieu de culture?
Doit contenir tous les éléments nécessaires, en quantités suffisantes, pour permettre la croissance :
1.Source d’énergie et de carbone
2.Facteurs de croissance (des éléments qu’on doit ajouter au milieu de culture, ce sont des précurseurs qui sont nécessaire a la biosynthèse des macromolécule). Précurseurs essentiels qui ne peuvent pas être synthétisés par la bactérie d’intérêt : vitamine, acides aminés, purine et pyrimidines.
36
Définit milieu de culture définie et milieu de culture complexe
Défini (Synthétique) : : milieu dans lequel un élément peut être décrit par une formule chimique
Complexe : contient au moins un ingrédient de composition chimique non spécifique.
37
Définit milieu de base, milieu enrichie, milieu sélectif, milieu différentiel
Milieu de base:Permet croissance de nombreux microorganismes
Milieu enrichie:Ajouter des nutriments au milieu de base pour favoriser le développement de microorganisme exigeants
Milieu sélectif:Permet la croissance de microorganismes particuliers tout en inhibant la croissance de d’autres
Milieu différentiel:Permet de distinguer différents groupes de bactéries et d’identifier des microorganismes sur base de leurs caractéristiques biologiques
38
C'est quoi un milieu eutrophe
Milieu riche en aliment
39
C'est quoi un milieu oligotrophe
Milieu pauvre en aliment
40
C'est quoi les caractéristiques de base d'un milieu liquide
-Culture en bouteilles, tube fermenteurs
*Bouchons ou ouate pour avoir des échanges gazeux mais empêche les organismes de l’environnement à avoir accès au liquide.
*Croissance bactérienne va se traduire par l’apparition d’un trouble-->e milieu de vient opaque
*Population augmente. Très grande concentration, donc si on veut bcp de bactéries on prend la culture en liquide.
41
C'est quoi les caractéristiques de base d'un milieu solide (gellosé)
* Plats de Petri
* Permettent les échanges gazeux
* Agents gélifiants : Agar (0,5-1,5%) -->Solubilisation 100°C, gélification 45°C, ré solubilisation 100°C. C’est un polysaccharides, maintient son état à 100°C. Non dégradé par la majorité des microorganismes, donc état de gel maintenu. Si l’organisme peut le dégrader : devient liquide et cause problème. Croissance-->colonies où il y a un isolement physique (séparation physique des organismes)
*Les bactéries dégradant l’agar : on va prendre Gel silice ou d’autres agents de gélifiants
42
C'est quoi les 6 facteurs qui affectent l'efficacité antimicrobienne
1.Taille de la population
2.Concentration de l'agent microbien
3.durée d'exposition
4.Composition de la population
5.Température
6.Environnement locale
43
Définit stérilisation
élimination des microorganismes viables (incluant les endospores) d’un objet ou d’un habitat.
44
Définit désinfectant
extermination, inhibition ou élimination des micro-organismes possibles d’être des pathogènes
45
Définit Antisepsie
destruction ou inhibition des microorganismes sur un tissu vivant
46
Définit Chimiothérapie
Application d’agents chimiques pour tuer microorganisme en voie de réplication
47
Explique la stérilisation par la chaleur
Flamme (1275°C) : exemple : le bec bunsen.
* La flamme permet d’avoir un champ stérile, les manipulations doit être fait à proximité.
* On utilise le fil à boucle qui est un fils métallique permet d’ensemencer les milieux mais doit stériliser avant et après grâce à la flamme.
Chaleur sèche :
* Four à air chaud (four Pasteur) : 160-170°C, 2-3 heures, quand on met verreries, pipettes ou objets de métal dans le four on réussit à éliminer l’ensemble des bactéries. À la sortie, ce qui vient d’être stériliser reprend contacte avec microorganisme alors on doit recouvrir de papier d’aluminium par exemple pour converser la stérilisation.
* Les four micro-ondes ne permet pas de stériliser, il y a des poches qui n’atteigne pas la température nécessaire et donc ne va pas éliminer les microorganismes.
Chaleur humide :
* Dégrade acide nucléique des cellules en dénaturant les protéines et en désorganisant les membranes cellulaires
* + pénétrante, Eau permet une meilleure diffusion de la chaleur.
* Autoclave : vapeur d’eau, 121°C pendant 15min (si le volume augmente, le temps augmente).
Perte de viabilité des endospores--> on applique pression pour garder la température, on utilise le critère d’éliminer les endospores pour s’assurer d’obtenir une élimination. Préparation de liquides thermorésistants. Conserves
48
Explique la stérilisation par les rayons
Rayons Y (pénétrants) :
* Pénètre en profondeur
* Crée radicaux libres qui réagit avec la matière pour la détruire
* Tue endospore mais plus ou moins efficace pour les virus
* Objets à usages unique : pipettes, pétris. (Plastique thermosensible)
* On doit avoir une paroi couverte de plomb pour que les rayons ne sortent pas.
* Pour stériliser des composés qui sont thermosensible comme pétris, pipettes.
* On va l’utiliser dans le côté alimentaire pour les conserves et les épices.
Rayons U.V (non pénétrants) :
* Pénètrent difficilement dans le verre, les films de poussières et
* Pour stériliser surfaces : intérieur des enceintes stériles et biosécurité pour ne pas avoir besoin d’utiliser la flamme dans l’environnement pour les manipulations. On peut utiliser UV pour abaisser la population dans les usines de traitement d’eau--> désinfection.
* Elle tue les micro-organismes en raison de sa longueur d’onde courtes et de son énergie élevée. Longueur d’onde absorbée par ADN et bloque la réplication et transcriptions.
49
Explique la stérilisation par les substances chimiques
Composés phénoliques : antiseptique et désinfectant, dénature protéine et altère membrane cellulaire
Alcools : antiseptique, désinfectant, décontaminant, dénature protéine et dissolvant des lipides membranaires
Halogènes : iode et chlore, tuent en oxydant des constituant cellulaires et en iodant les protéines cellulaires
Métaux : agents bactériostatiques, sulfate de cuivre dans piscine
Ammoniums quaternaires : désinfectant et antiseptiques, détergents cationiques, perturbe membrane et dénature protéines, ne tue pas endospore
Aldéhyde : stérilisation et désinfection, tues spores, inactive , les acides nucléiques et les protéines par pontage et alkylation
Gaz stérilisants :
* Oxyde d’éthylène (+O2 -> explosif) demande qu’il y ait un système d’échappement bien dosé. Tue en réagissant avec les groupements fonctionnels de l’ADN et des protéines pour bloquer la réplication et l’activités enzymatiquesDénaturation. Il est nécessaire de bien aérer les objets stérilisés pour éliminer le gaz résiduel en raison de sa grande toxicité.
* Ozone (toxique) : Demande d’avoir des enceintes hermétiques. Utiliser pour avoir des instruments chirurgicaux stérile comme cathéters, prothèses, laparoscope.
50
Identifie les mécanismes de division cellulaire chez les bactéries
Fission binaire transverse (scissiparité) : une cellule augmente de taille et le septum est créer selon leur taille. Donc soit longitudinale ou à l’équateur.
Synthèse d’un septum (cloison, formation à l’intérieur) : Transversale à l’axe longitudinale (pour les bacilles) et à l’équateur (pour les cocci). Mécanisme le plus fréquent.
Bourgeonnement : Pour produire progéniture, une extrémité de la cellule qui gonfle et crée le bourgeon jusqu’à temps qu’il soit la même taille de la cellule mère.
Fragmentation d’hyphes : hyphes = longue cellule filamenteuse : plusieurs cellules plus petites. Elles vont augmenter leur taille et après formation de plusieurs septum, fragmentation de la longue cellule qui fait la création des cellules filles. Après la division cellulaire, l’hyphe n’existe plus. Libération de cellules plus courtes, ces cellules sont plus courtes que la cellule Hyphe. Augmentation de la population bactérienne.
Formation d’exospores : petites cellules créées à l’extrémité des hyphes (à l’extérieur de la cellule on a augmentation de la population.) Ici, après la division, l’hyphe continue d’exister. Toujours formation de septum.
51
Quelles sont les étapes de formation du septum
Étape préliminaire : la duplication du chromosome.
Bloque la duplication = inhibition de la formation du septum, cellules filles = ADN.
1ère étape : invagination de la membrane cytoplasmique. Réorganisation du sens de la membrane vers le centre de la cellule.
2e étape : croissance du peptidoglycane dans l’invagination de la membrane + ensemble des structures de la paroi qui croit dans la membrane de la cellule-->Assure stabilité osmotique
3e étape : cloisonnement des cytoplasmes : on a deux cellules indépendantes à cette étape. Peuvent régénérer une population. Fusion des deux portions hydrophobes
4e étape : séparation des 2 cellules filles. Terminaison de la synthèse de nouvelle paroi au septum.
Chez tous les organismes qui ont un septum
52
Identifie les mécanismes moléculaires impliqués dans la fission binaire
1. Croissance : Grossissement de la taille de la cellule-->grossit sa paroi, sa membrane cellulaire et son volume
2. Réplication et répartition du chromosome : Duplication de l’ADN au site appelé origine de réplication (Ori-C). La réplication qui se fait grâce au réplisome s’achève au site de terminaison qui est directement à l’opposé de l’origine. La réplication se fait dans les deux directions depuis l’origine. La répartition des chromosomes se fait grâce au système ParA, ParB et ParS.
- Par S vient se situer proche de l’origine et est la première partie du chromosome a être répliqué. ParB vient s’attacher de base au ParS et il y a ensuite de plus en plus de ParB qui viennent s’attacher les unes aux autres ce qui vient couvrir pleins de chromosomes. Cela va devenir le complexe de répartition
- Un reste ou l’origine tandis que l’autre se dirige vers l’opposé grâce à ParA a cause d’un gradient de protéine ParA
-Protéines ParA et ParB (joue un rôle dans le partage chromosome bactériens) (partition/partage). La position des protéines en fonction du temps, on a migration par pôles cellulaires a l’opposé. Interaction avec parS près d’orieC-chromosome. Il se trouve près d’orieC-chromosome
3. Cytocinèse :
1) Sélection du site du septum : Mutants « minicell » =Gène Min. Ils sont présents chez les Gram+ et Gram -. Ils représentent un système de trois protéines qui inhibent l’assemblage de FtsZ (lorsque cellule entre en contact avec température : on a une forme de longues cellules filamenteuses à T ° non-permissives) aux mauvais endroits et assurent le placement de FtsZ au bon endroit. MinC est en très grande concentration au pôle et il est un fort inhibiteur de FtsZ : oblige que les filaments FtsZ se regroupe au milieu. C’est au centre que se retrouve en moins grande quantité les deux protéines minC et minD.
2) Assemblage de l’anneau Z qui est constitué de filaments de la protéine FtsZ et s’ancre à la membrane grâce à des protéine d’ancrage. La protéine forme des anneaux concentriques dans la cellule, au site de la formation du septum. Si FtsZ n’est pas, la cellule ne peut pas créer de septum alors les cellules devient de longues cellules filamenteuses. Elles vont séparer les deux nucléoïdes et induit l’invagination de la membrane cytoplasmique.
3) Assemblage de la machinerie synthèse de la paroi (peptidoglycane) : Des enzymes s’Accroche à l’anneau Z et celles-ci viendront synthétiser le peptidoglycane
4) constriction de l’anneau z et formation du septum : circonférence de l’anneau Z est réduite et les deux cytoplasmes se séparent
53
Définit mésosome
site d’attachement des chromosomes. Croissance de la membrane cytoplasmique entre les mésosomes
54
Quelle est le rôle de MreB
protéine MreB fait des anneaux tout autour, si on a un mutant de MreB on va se retrouver avec une cellule qui ne fait plus le partage du matériel génétique, elle est apparentée au cytosquelette procaryote, assemblage en spirale qui vont jouer un rôle dans la séparation des chromosomes. Spirale : Permet le déplacement des chromosomes. Il y a une interaction avec ParA/B. Bref, MreB s’organisent en amas de filaments disposés le long la face interne et la membrane cytoplasmique et dirige l’assemblage des protéines sur le long de la cellule mais pas aux pôles. Notez que MreB est présente seulement chez les bacilles, MreB donne la forme en bâtonnet. Par rapport aux vibroide, elles ont le FtsZ, le MreB et le crescentine.
*La forme des cellules bactériennes est déterminée par la paroi
55
Quelles sont les étapes de la courbe de croissance
1. Phase de latence
2. Phase exponentielle
3. Phase stationnaire
4. Phase de mortalité
56
Décrit la phase de latence
- Introduction dans un milieu de culture neuf
- Activité physiologique : récupération/ reconstruction
- Adaptation des cellules au milieu
- Au début de la phase : Pas d’augmentation de la population
- Fin : Les cellules commencent à se diviser : non-synchronisées (vont en fonctions de leur état, commencer à se diviser, c’est pourquoi on a une courbe)
- Durée variable : âge, état physiologique, milieu…
57
Décrit la phase exponentielle
- Augmentation constante de la population (vitesse constante)
- Temps de génération constant et minimal : détermination de g ou k
- Toutes les cellules sont identiques
- Métabolisme au maximum
- Pas de restriction des nutriments= pas de limite pour augmentation de la population
- Durée courte : épuisement rapide des nutriments dans le milieu. Dépend du temps de génération
58
Décrit la phase stationnaire
- Ralentissement de la croissance
- Densité maximale de la population
- Population constante (on a peut-être encore de la divisons cellulaire, autant de cellules qui perdent leur viabilité qu’eux qui se multiplient)
- Éléments nutritifs se raréfient
- Concentration élevée de substances toxiques (déchets métaboliques)
- Lorsqu’on analyse la population : on voit population hétérogène : tailles et compositions des cellules différents. C’est dans cette phase qu’il y a formation (pour organisme qui ont les capacité) d’endospore. Aussi, la durée est variable
59
Décrit la phase de mortalité
- Chute constante de la population
- Absence de division cellulaire
- Disparition des éléments nutritifs
- Concentration maximale de déchets métaboliques
- La durée est variable. Ex : Neisseria gonorrhoeae= 72h, e coli= 60h et +
60
Quelles sont les caractéristiques de la culture en continue
Chémostat (appareil): culture en vase non clos : réacteur : volume fixe, on introduit milieu stérile a la même vitesse que l’ancien milieu est éliminé
- Système de culture qui ressemble a un milieu naturel
- On garde constant Ph, température, concentration, agitation, gaz…
- Ajout constant de milieu frais--> détermine vitesse de croissance
- Élimination du milieu épuisé
- Vitesse constante
- Densité cellulaire final dépend de la concentration en nutriment limitant
- Vitesse d’échange de nutriment est exprimé sous forme de vitesse de dilution
- Densité de la population et temps de génération sont en lien avec la vitesse de dilution
- Vitesse de dilution faible= petite qte de nutriments disponibles--> survie des cellules
- Grande vitesse de dilution= grande qte de nutriments disponible --> densité cellulaire augmente (vitesse de croissance augmente et temps de génération diminue)
Contrôle du débit d’arrivée du milieu : tx de dilution : vol ajouté/vol total/par heure
Ex : 100ml/heure dans réacteur de 1 litre taux de dilution : 0.1h-1
2 litres/heures dans un réacteur de 1 litre taux de dilution : 2h-1
On utilise cette approche parce qu’on a toujours des cellules en phase exponentielle (appart de milieu de frais et une élimination des éléments nutritif (déchet).
-Contrôle du taux de croissance par le taux de dilution, on fait varier la pente.
-Le taux de dilution = le taux de croissance : conditions optimales.
-Le taux de dilution < le taux de croissance : conditions limitantes.
-Si le taux de dilution > le taux de croissance : élimination de la population bactérienne/lavage.
-Pertinence biologique : conditions de culture in vitro
Ex : Streptococcus salivarius : g in vitro : 30min mais g en nature : 11heures
-Turbidostat : mesure de la turbidité du milieu de culture, maintien d’une turbidité prédéterminé= maintien d’un densité cellulaire
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Quelles sont les types de comptage direct
Enumération de Petroff-Hausser, Énumération électronique, cytométrie de flux, microscopie à fluorescence
62
Quelles sont les types de comptages viables
Étalement en surface, ensemencement en profondeur
63
Décrit la méthode turbidimètrique
Corps bactériens : crée un trouble = absorbent/dispersent la lumière. On peut calculer la quantité de lumière par un spectrophotomètre pour mesure la population bactérienne (lumière absorbée). Conditions standardisées : même espèce, même milieu…
Courbe de référence/ étalon (DO/UFC)
64
Décrit la méthode moléculaire
Extraction de l’ADN total
Amplification enzymatique d’une séquence spécifique d’ADN : PCR (polymérase chaine réaction/ réaction en chaîne d’une polymérase) Voir section 17.2. Augmente le nombre de copies.
qPCR : quantification vs témoins internes, nombres de copies/volume
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Explique la méthode chimique d'enrichissement
On ajoute nutriments ou sources d’énergie particulières au microorganisme d’intérêts pour augmenter le microorganisme : L’organisme est capable de prendre la source de carbone donc les autres ne vont pas prendre le carbone-->on tire profit des caractéristiques de l’organisme qui nous intéresse : cellulose, CO2. Même principes pour la Source d’azote : N2
Milieu dilué :
Ex ; Caulobacter-->vit eau douce: croissance dans un milieu oligotrophes: pauvres en nutriments --> on va prendre peptones (source d’a.a qui provient de protéine coupé) 0,01% tandis que d’habitude c’est 2% pour les autres espèces. Ainsi, caulobacter va réussir à croitre et pas les autres espèces.
Substances inhibitrices :
* Colorants comme le violet de cristal, le vert brillant : diminue la population de gr+ (ne réussit pas à croitre) -->on réussit à obtenir seulement gram -.
* Alcool phényléthylique : diminue Gr-.
* Sels biliaires, désoxycholate de Na : bactéries entériques. ex : dans le milieu intestinal --> Sel biliaire désorganise les membranes-->élimine toutes les bactéries qui ne sont pas intestinale, elles ne vont pas réussir à croitre . Toxique pour microorganisme sauf ceux du milieux intestinales--> . Le milieu de MacConkey a été élaboré : Dans le MacConkey, on retrouve le violet de cristal (qui élimine Gr+) et du lactose (permet de discriminer entre les lactoses + et les lactose -, les lac+ deviennent rouge) pour produire un environnement acide avec indicateur de ph, on obtient une colonie rouge si lactose +, colonie jaune si on n’utilise pas le lactose.).
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Explique la méthode physique d'enrichissement
Traitement à la chaleur : 80°C pendant 10minutes pour endospores. On élimine cellule végétative et on garde seulement les endospores. Si on ensemence ensuite échantillons, on peut croitre la population (proportion) des endospores.
Dessiccation : 10 jours en présence de dessiccant / Élimination de l'humidité d'un corps.
Température d’incubation : psychotropes, thermophile.
Méthode basée sur la taille cellulaire : Ces organismes ont un diamètre très fin qui passe au travers des filtre 0,22. On peut donc enrichir les microorganismes qui ne passe pas du filtre.
67
Explique la méthode biologique d'enrichissement
Augmenter population pour avoir une culture pure ensuite avec les nutriments essentiels qui sont nécessaire pour le microorganisme, il va le croite.
Pathogénicité : La capacité d’un organisme a causé une maladie avec tous ces symptômes.
-->La virulence : la facilité d’un organisme à créer une maladie. On ne peut pas appliquer le postulat de koch avec Mycobacterium leprae : cause le léprome. On a aucun moyen de cultiver ce microorganisme.
Bactérie dans le sang : septicémie. Il y a un seul microorganisme qui n’est pas capable d’être contrôler par le système immunitaire = infection. Comme Koch avec l’anthrax (mouton et infection) On a toujours une culture pure.
Même principes pour les bactéries dans le liquide céphalorachidien : on retrouve dans le céphalorachidien le microorganisme.
Symbiose : Plante-Rhizobium : Nodules/ organisme peut croitre sans azote, on enrichit l’échantillon initial.
68
Comment fait-on pour obtenir une culture pure?
La première étape est de faire cultures d’enrichissement. Ensuite, on obtient culture pure en isolant des cellules séparés avec une des trois techniques suivantes :
Striation sur milieu gélosé. On utilise fil à boucle et on fait des séries de stries successives : il y aura un épuisement quantitatif de la population (c’est comme si l’on diluait a l’ensemencement de chaque secteur), Stérilisation du fil entre les séries.
Avantage : Simple et économique.
Limites : proportion faible dans l’échantillon, on perd les colonies dans les premières stries.
Dilutions séquentielles en milieu liquide suivies d’un étalement.
Ensemencement de surface : on met un mélange dilué uniformément sur une surface-->cellules dispersées se développent en colonies
Ensemencement en profondeur : échantillons dilue plusieurs fois. Plusieurs petits volumes de plusieurs échantillons sont mélangés à de la gélose refroidie
Étalement en surface (direct à la surface du milieu) ou en profondeur/ dans la masse (gélose de surface : même milieu, avec une concentration d’agar faible) Fig.7.27. On utilise cette technique pour des colonies envahissantes qui va être emprisonnées dans l’agar.
Avantages : quantification, on peut avoir une idée de la quantité.
Limites : proportion faible de l’espèce d’intérêt dans les premières dilutions on ne peut pas avoir de colonie isolée alors on perd l’espèces, bactéries thermosensibles (qui perd leur viabilité à 45°C et la gélose de surface est de 45°C.
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Nomme des caractéristiques coloniales
la taille, la marge (le bord) est ce qu’elle est dentelée, filamenteuse, lobée…, Élévation : plate, convexe, bombé, Texture : mucoïde, sèche, cassante…
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Nomme des caractéristiques optiques
Opaque, transparente, translucide, fluorescence
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Définit extremophile
Vit dans des environnements extrêmes
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Définit Osmophile
Adaptés au milieu hypertonique
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Explique le processus de fragmentation d'hype
hyphes = longue cellule filamenteuse : plusieurs cellules plus petites. Elles vont augmenter leur taille et après formation de plusieurs septum, fragmentation de la longue cellule qui fait la création des cellules filles. Après la division cellulaire, l’hyphe n’existe plus. Libération de cellules plus courtes, ces cellules sont plus courtes que la cellule Hyphe. Augmentation de la population bactérienne.
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Définit Halophile
Requiert grande quantité de Nacl
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Définit Osmotolérant
Se développent dans grand aW
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Définit acidophile
Croit en petit pH (0-5,5)
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Définit neutrophile
Croit dans un pH neutre (5,5-8,5)
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Définit alcalophile
Croit a Haut pH (8,5-11)
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Définit piezophile
Besoin de haute pression pour croitre
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Définit barotolérant
Augmentation de la pression à un effet négatif
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C'est quoi un biofilm
c’est une population microbienne enrobée d’une matrice de polymères extracellulaires dans laquelle, les cellules adhérentes : 1) les unes aux autres et ou 2) à une surface ou une interface.
-Plusieurs espèces de microorganismes.
-À partir de quel moment on peut dire que c’est un biofilm : il faut qu’il y ait une matrice : pas encore de matrice ça veut dire qu’on n’a pas assez de quantité de cellule de la même espèce.
Surface : on les retrouve surtout sur des surfaces
Inorganiques : minérales, béton, métalliques, plastiques…
Organiques : cellules vivantes ou mortes
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C'est quoi un floc
agrégats microbiens : macro-colonies libres. Surtout dans les fonds océaniques
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Quelles sont les avantages d'un biofilm
* Source de nutriments
* Limite la diffusionprovoque un gradient chimique
* Grands accès aux nutriments et création d’un microenvironnement qui protège contre agression environnement-->stabilité et protection-->Favorise la croissance
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Qu'est-ce que des cellules planctoniques
Unicellulaire
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Explique le phénomène de quorum sensing
- Les échanges nutriments, signaux moléculaires (système de senseurs de masse critiques : quorum sensing (nb minimal de membres pour le que la communauté soit opérante) / organisme s’installe sur surface on comportement x mais a une certaine quantité d’espèces identiques, ils vont échanger des signaux et se comporter complètement différentes.). Auto-inducteur diffuse hors des cellules lorsque la population est petite à cause du gradient de concentration. Plus la population augmente, plus la centration extracellulaire d’auto-inducteur augmente. L’auto-inducteur va finir par entrer dans les cellules et déclenchera les réseaux de signalisation qui initient les processus communicatifs et des activités spécifiques. Bref, « quorum sensing » est la capacité des cellules à détecter et réagir à la densité de la population
- Production de nouveaux composés et production de matrice du biofilm.
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Quelles sont les conséquences d'un biofilm
* Protection des microorganismes qui sont dans le biofilm: contre le système immunitaire, les anticorps-->les cellules en périphérie peuvent être atteint par les agressions du système immunitaire
* Pour traiter ces maladies, on avait besoin d’antibiotiques en très grande quantité, la matrice du biofilm empêche la diffusion des antibiotiques (EPS), pour qu’il y ait élimination des organismes dans le biofilm on doit monter la dose de 104x (ça peut être toxique).
* Les maladies parodontales : sont des maladies causées par biofilms. Infections très difficiles à traiter. Implants/ prothèses/cathéters : surface ou il y a formation de biofilm à partir des microorganismes de la peau, lentilles cornéennes : verre de contact, surfaces propices aux développements de biofilm.
* Du côté industriel : développement biofilm qui peut diminue le niveau de débit des liquides pour les aqueducs, oléoducs. Il peut y avoir une augmentation de la corrosion des structures. Affecte : Conduites d’eau galvanisées (Zn), plateformes pétrolières, cathédrales. Biofilm dans la canalisation d’eau d’érable : biofilm qui se développe, change la composition de l’eau d’érable. Biofilm peut aller jusqu’à modifier l’eau d’érable. On va souvent utiliser de biocides pour éliminer les biofilms.
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Quelles sont les étapes de formation d'un biofilm
1) Attachement à une surface : réversible si on n’a pas de complémentarité, il y à collision et la cellule reprend son chemin irréversible si chimiotactisme (attiré par substance de la surface)
Surfaces : plus elle est rugueuse : plus on a de surface potentiel pour les organismes, la présence de micro courants : élimine la possibilité d’attachement, la nature de la surface : charges (chargé + on a plus de chance d’avoir des interactions parce que cellule -), les surfaces hydrophobicité (plastique, sont extrêmement facile à coloniser pour le développement de biofilm, cellule reste attaché) La présence de glycocalyx augmente attachements spécifiques sur la surface.
Cellules : fimbriae : attachements spécifiques qui reconnaisse surface minérale à cause de leur récepteur, d’autre reconnaissent surface métallique etc. adhésines : adhérence sur les surfaces, Flagelles : joue un rôle pour déplacer vers les surfaces adéquates, ceux qui ne s’attache pas ne forme pas de biofilm.
2) Stabilisation de l’attachement : formation d’une monocouche : interactions entre cellules-cellules, cellules-surfaces.
3) Formation de micro-colonies : 3-5 couches de cellules et c’est à cette étape qu’on a le début de la formation de la matrice EPS: produite par les cellules bactériennes. EPS permet une meilleure adhérence a la surface et elle est constitué d’ADN, de protéines, de glycoprotéines, de glycolipides et de polysaccarides.
4) Maturation du biofilm : architecture complexe et hétérogène, pas uniforme. Colonnes et canaux qui permettent diffusions O2, de nutriments et déchets. Cellules => elles ont différents états physiologiques selon leur position dans le biofilm et l’environnement. Beaucoup de communication entre les cellules. L’ADN de l’EPS peut être pris par des cellules Taille : nutriments, espèces, conditions : 15-50u
Fig.7.19.
5) Essaimage : dispersion des organismes qui constitue le biofilm : lorsque la colonie atteint une certaine capacité, elle va se déplacer pour coloniser un autre environnement. Se fait par différent mécanique :
-->Érosions/abrasion : bris mécanique (arrache une partie du biofilm et permet à cette partie d’aller coloniser d’autre environnement)
-->Mue : processus biologique, c’est des essaimeurs qui sont libérer à partir du biofilm, les organismes qui étaient dans le biofilm deviennent des cellules planctoniques qui vont recommencer le cycle et créer des flagelles. Déplacement.
Objectif de cette étape : Colonisation d’autres milieux
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Quelles sont les moyens pour contrôler les biofilms
Inhibiteurs de biofilms :
Delisea pulchra = inhibiteur de senseurs de masse critique (les cellules doivent sentir qu’elles ont créé assez de cellules identiques alors on empêche ce processus) : inhibe la formation des biofilms, toxique chez les mammifères. CIBA a pris pour = Protection des structures immergées. Ex : marine militaire.
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Identifie les avantages des bactéries comme modèle génétique
-Population augmente en peu de temps-->g est d’Environ 20 minutes
-Techniques permettant la détection d’évènement génétiques rares (10-6 – 1010), phase stationnaire : 5-15 x 109 UFC/ml
-Haploïde : 1 chromosome, 1 seule copie du matériel génétique--> expression rapide des modifications--> avantage pour l’étude des mutations, car sa parait
-Types métaboliques nombreux : relation gènes/enzymes des voies métabolique unité de la biochimie
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C'est quoi un phénotype
l’ensemble des caractères observables et mesurables d’un organisme
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C'est quoi un génotype
l’ensemble de l’information génétique d’un organisme : le chromosome + éléments génétiques extrachromosomiques
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Explique la modification du phénotype
* Viens fréquemment de l’adaptations physiologiques à l’environnement (fréquents).--> Phénotype différents selon le milieu ou le stimuli
* Les phénotypes sont différents selon le milieu
* Les cellules bactériennes n’expriment pas toute l’information génétique simultanément : expression des gènes essentiels/utiles--> ex 1 : si on change les sucres dans le milieu, ex 2 : respirations vs fermentation (O2) (anaérobie facultative)-->S’il y a oxygène, organisme vont produire énergie grâce à respiration et contraire
* SI on a une modification phénotypique : retour au milieu d’origine ou éliminations des stimuli (retour au phénotype original) et adaptation : évènement fréquent.
* Modifications phénotypiques maintenues sur différents milieux ou en absence des stimuli : modifications autres qu’une adaptation à l’environnement
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Explique la modification du génotype
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Explique le processus de formation d'exospore
petites cellules créées à l’extrémité des hyphes (à l’extérieur de la cellule on a augmentation de la population.) Ici, après la division, l’hyphe continue d’exister. Toujours formation de septum.
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Explique le processus de bougonnement
Pour produire progéniture, une extrémité de la cellule qui gonfle et crée le bourgeon jusqu’à temps qu’il soit la même taille de la cellule mère.
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Explique la méthode de Petroff-Hausser
Comptage direct: Compter les cellules bactériennes dans un volume prédéterminé
Permet de déterminer la taille et la morphologie
Peu couteuse, rapide, minimumminimum d’équipement, petite population : 107-108/ml
Viabilité des cellules inconnues, la pop doit être homogène et dense
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Explique la méthode de cytométrie de flux et de spectrophotométrie par fluorescence
Cellules diffractent la lumière indépendamment, ces effets représentent nb de cellules
Débit contrôlé : par un laser visible/UV
Fluorochromes vitaux : cellules vivantes/mortes. Trie des cellules
FACS : Fluorescence Activated Cell Sorter)
Peut compter cellules par la taille, les complexités internes et autres. Nombre de corps bactériens
Sensibilité : limite : taille des bactéries
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Expliquer la méthode d'énumération électronique
Suspension microbienne passe dans un orifice en modifient la résistance électrique
Taille de la particules et nombres de corps bactériens
Réponse rapide
Sensibilité : limite : taille des bactéries
Billes témoins : témoin interne : billes de tailles et concentrations connues.
Permet la détection de spores dans l’air et la caractérisation des populations hétérogènes
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Expliquer la méthode d'étalement en surface
Dilution séquentielle (filtration de la population) et étalement sur surface de culture avec un volume prédéterminer. Sur le pétrie il doit y avoir 30 à 300 colonies/pétri. Résultat exprimé en unités viables ou UFC = unités formatrices de colonie (qui n’égales pas cellules)
Sous-estimation des populations
Le milieu de culture va dicter la croissance bactérienne ce n’est pas tous les organismes qui peuvent utiliser les nutriments qui sont mis dans la culture. Polyvalence du milieu <1% des espèces sont cultivables.
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Explique la méthode d'ensemencement en profondeur
Dilution séquentielle (filtration) et étalement en profondeur dans une deuxième gélose. Sur le pétrie il doit y avoir 30 à 300 colonies/pétri. Résultats exprimés en unités viables ou UFC = unités formatrices de colonie (qui n’égales pas pop. totale) car on ne peut pas dire que chaque colonie a pour origine une seule cellule
Gélose trop chaude peut tuer microorganisme
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Explique la méthode turbidimétrique
Corps bactériens : crée un trouble = absorbent/dispersent la lumière. On peut calculer la quantité de lumière par un spectrophotomètre pour mesure la population bactérienne (lumière absorbée). Conditions standardisées : même espèce, même milieu…
Courbe de référence/ étalon (DO/UFC)
Viabilité des cellules : même qte de lumière absorbée par cellule more et vivante
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Explique la méthode moléculaire
Extraction de l’ADN total
Amplification enzymatique d’une séquence spécifique d’ADN : PCR (polymérase chaine réaction/ réaction en chaîne d’une polymérase) Voir section 17.2. Augmente le nombre de copies.
qPCR : quantification vs témoins internes, nombres de copies/volume
Rapide, quantification d’organismes non cultivables, quantification simultanée de plusieurs organismes.
Inconvénients : couteux, spécificité de ce qui est amplifié, spécificité des séquences : longue mise au point. On ne sait pas si les cellules sont vivantes.
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Explique la méthode du poids sec
On s’appuie sur la population au complet donc détermination du poids sec.
Filtration = séchage 100-150°C
- Séchage complet
- 1ul H2O = 1mg
- 109 cellules = 1mg
Courbe de référence/étalon (poids sec vs UFC)
Méthode de choix pour les bactéries agrégées ou formant des hyphes
Population à densité élevée
Cellules récoltées par centrifugation, lavées et séchés
Viabilité des cellules : on ne peut pas savoir même s’il est pu viable il garde quand même sa membrane = poids.
Conséquence sur l’apparence de la courbe de croissance : allure différente différence au niveau de la phase de déclin difficile à déterminer parce que la masse reste le même s’il n’y a pu de vie.
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Explique la méthode de spectrophotométrie
Plus la population est dense, plus la turbidité est détectable= moins lumière transmises. Qte de lumière diffracté= proportionnelle a la masse cellulaire ( on l’estime ne mesurant qte d’une substance cellulaire pour autant qu’elle soit constante dans chaque cellule)
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Explique la méthode de quantification d’une activité ou d’un constituant cellulaire
Détermination chimique
On calcule un Composé représentatif comme : Azote total, peptidoglycane, ADN…
On a besoin d’un facteur de conversion
C’est une application spécialisée
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