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Microbio Intra > Cours 3 > Flashcards

Cours 3 Flashcards

Éléments de génétique bactérienne

1
Q

Transfert vertical

A

Transfert d’information génétique entre un parent et sa descendance
Génération 1 -> transfert vertical -> division -> génération 2

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Q

Transfert horizontal

A

Transfert d’information génétique entre deux organismes distincts (Souche A -> transfert horizontal -> souche B)

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3
Q

Quels sont les trois types de transfert horizontal?

A

1) Transformation
2) Conjugaison
3) Transduction

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4
Q

Quelles sont les 2 étapes du transfert horizontal?

A

1) Transfert de marqueurs génétiques d’un donneur vers le receveur
2) Recombinaison de ces marqueurs au génome de la bactérie receveuse

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5
Q

Transformation bactérienne

A

Une bactérie receveuse absorbe l’ADN nu de bactéries donneuses

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6
Q

Comment est libéré l’ADN de la bactérie donneuse?

A

Par la lyse, accidentelle ou provoquée

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7
Q

Quels sont les autres noms de la bactérie transformée?

A

Transformant ou recombinant

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8
Q

Comment se font les transformations en lien avec l’ADN?

A

En simple brin (malgré le fait que l’ADN est un double brin)

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9
Q

Quelles sont les étapes de la transformation?

A

1) Adsorption/fixation de l’ADN (récepteur)
2) Entrée de l’ADN (simple brin)
3) Recombinaison homologue
4) Bactérie transformée

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10
Q

Quelles sont 2 possibilités lors de la transformation?

A

1) Fragments d’ADN s’intègrent à l’ADN circulaire de la bactérie ou se dégradent dans la bactérie
2) Un plasmide au complet s’intègre et se réplique de façon autonome dans la cellule

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11
Q

Qu’a fait Frederick Griffith?

A

Il a étudié le transfert de la virulence de la bactérie pathogène Streptococcus pneumoniae

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12
Q

Quelles sont les 2 morphologies de la bactérie Streptococcus pneumoniae?

A

Bactérie S (smooth) et R (rugueux)

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13
Q

Que fait la forme S de Streptococcus pneumoniae?

A

Pneumocoques encapsulés et virulents

La capsule est mortelle chez le souris

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14
Q

Que fait la forme R de Streptococcus pneumoniae?

A

Pneumocoques mutants sans capsule et non virulent

Contour dentelé

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15
Q

Quelle sont les 4 observations de l’expérience de Griffith?

A

1) Les souris infectées avec la souche S étaient mortes.
2) Les souris R survivaient.
3) Les souris avec S dénaturé par la chaleur survivait.
4) Les souris avec S dénaturé ET R étaient mortes.

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16
Q

Pourquoi les souris avec la souche S dénaturée et la souche R vivante étaient mortes?

A

R avait absorbé l’ADN de S. Les souches R et S vivantes étaient retrouvées dans la souris.

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17
Q

Qu’ont découvert Avery, Macleod et McCarthy en 1944 en lien avec l’expérience de Griffith?

A

L’ADN présent dans les débris pneumocoques S a transformé les colonies R en colonies S. Les protéines et les lipides n’ont pas de pouvoir de transformation. Donc, l’ADN est la substance responsable de l’hérédité, et non les protéines!

Seul l’ADN contenait la souche S, alors que R se retrouvait dans l’ARN, les protéines, les lipides et les glucides.

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18
Q

Quelles sont 4 utilités de la transformation bactérienne?

A

1) Génie génétique (biotechnologie)
2) Clonage de l’ADN introduit dans une bactérie en l’insérant dans un plasmide avant transformation
3) Modification des cultures pour la fermentation (vin, bière, pain, PL, viande, légume, vinaigre)
4) Utilisation des souches transformées pour améliorer la production et obtenir une souche de production maximale

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19
Q

Conjugaison bactérienne

A

Transfert linéaire et unidirectionnel du chromosome bactérien de la cellule donneuse à la receveuse à l’aide d’un contact direct entre les cellules initié par le pilus sexuel

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20
Q

Quel pilus sexuel est concerné fréquemment?

A

Système de sécrétion (pili) de type IV

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21
Q

Auxotrophes

A

Bactéries nécessitant des suppléments pour grandir (exigences nutritionnelles)

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22
Q

Prototrophes

A

Bactéries qui sont capables de croître sur un milieu minimal sans supplément nutritionnel

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23
Q

Quelle est l’expérience de Lederberg et Tatum en 1946 en lien avec la conjugaison?

A

Ils étalèrent des bactéries de souche A et B (témoin) et un mélange des 2 (groupe expérimental) sur des boîtes contenant un milieu minimal.

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24
Q

Que contenait le milieu minimal?

A

Eau, sels minéraux, glucose, agar

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25
Q

Comment était la souche A?

A

Biotine - Phénylalanine - Cystéine - Thréonine + Leucine + Thiamine +

\+ = synthèse
- = absence de synthèse
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26
Q

Comment était la souche B?

A

Biotine + Phénylalanine + Cystéine + Thréonine - Leucine - Thiamine -

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27
Q

Quelles ont étaient les résultats de l’expérience de Lederberg et Tatum?

A

Témoin: aucune colonie sur les milieux minimals avec souche A ou B
Expérimental: 10 colonies sur le milieu ensemencé avec le mélange de A + B (fréquence: 10 ^ 1 / 10 ^ 8 = 10 ^ -7)

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28
Q

Quelle a été la conclusion de l’expérience de Lederberg et Tatum?

A

Les colonies du groupe expérimental sont prototrophes, car elles croissent dans un milieu minimal. Elles sont BIo+Phe+Cys+Thr+Leu+Thi+ et se sont des bactéries recombinantes résultant d’un échange de matériel génétique entre les 2 souches bactériennes.

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29
Q

Quelles sont les 3 caractéristiques de la conjugaison?

A

1) Contact physique entre les deux bactéries (pilus)
2) Présence d’un facteur de fertilité (F) dans les bactéries donneuses (sens unidirectionnel)
3) Transfert linéaire de l’ADN (plasmide ou chromosome) de la bactérie donneuse à la receveuse

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30
Q

Conclusion de l’expérience en tube U (Davis, 1950)

A

Un filtre bloque le passage des bactéries mais pas de l’ADN. En mettant cette barrière, aucun recombinant n’est produit. Donc, l’ADN ET le contact physique sont nécessaires pour la recombinaison.

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31
Q

Bactérie F-

A

Bactérie sans facteur de fertilité

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32
Q

Bactérie F+

A

Bactérie avec un facteur de fertilité F

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33
Q

Bactérie Hfr

A

Hfr = haute fréquence de recombinants

Facteur de fertilité est dans le chromosome plutôt que dans le plasmide et ont une meilleure efficacité

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34
Q

Transfert linéaire

A

Le chromosome circulaire (Hfr) ou le plasmide F de la donneuse est transféré dans la receveuse F- de façon linéaire à partir d’un point spécifique appelé l’origine de transfert [O]

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35
Q

4 étapes de la conjugaison

A

1) La bactérie donneuse s’attache à la receveuse avec un pilus qui reconnait le récepteurs à la surface. Le pilus rassemble les 2 cellules.
2) Les cellules se touchent (contact).
3) Un brin d’ADN du plasmide du donneur + facteur F se transfèrent vers la receveuse à partir de l’origine de transfert.
4) Le receveur synthétise un brin complémentaire pour devenir une cellule F+; la donneuse synthétise un brin complémentaire pour compléter son plasmide.

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36
Q

Transduction bactérienne

A

1+ gènes bactéries sont transmis d’une bactérie donneuse à une bactérie receveuse par l’intermédiaire d’un bactériophage qui agit comme vecteur-transporteur

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37
Q

Bactériophage

A

Virus d’une bactérie ayant une capside protéique contenant de l’ADN ou ARN

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38
Q

2 types de transduction

A

1) Généralisée

2) Spécialisée

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39
Q

Transduction généralisée

A

Les phages transportent de l’ADN bactérien qui peut correspondre à n’importe quel fragment du chromosome de la bactérie donneuse

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40
Q

Erreur d’empaquetage

A

Au cours de la transduction généralisée
N’importe quel fragment d’ADN sera transféré
Génome de bactérie empaqueté dans le nouveau phage plutôt que le génome viral

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41
Q

5 étapes de la transduction généralisée

A

1) Le phage injecte son ADN dans la cellule
2) L’ADN du phage contient des enzymes qui dégradent l’ADN de l’hôte
3) La cellule synthétise des nouveaux phages qui incorporent l’ADN du phage, et par accident, l’ADN de l’hôte
4) Le phage injecte l’ADN bactérien dans une nouvelle cellule. Il meurt après le transfert.
5) L’ADN injecté est incorporé à l’ADN du chromosome par la recombinaison.

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42
Q

Transduction spécialisée

A

Un phage a incorporé un fragment d’ADN de la bactérie donneuse correspondant à quelques gènes bactériens spécifiques

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43
Q

Erreur d’excision

A

Au cours de la transduction spécialisée
Le virus a inséré son gène dans l’ADN de la bactérie et ne l’a pas excisé correctement en se retirant de la cellule de la bactérie

44
Q

Prophage

A

Gène de virus intégré dans la bactérie

45
Q

6 étapes (exemple) de la transduction spécialisée

A

1) Prophage existe dans un hôte qui utilise le galactose (contient le gène gal)
2) Le génome du phage s’excise et amène avec lui le gal adjacent
3) La phage mature et la cellule se lyse pour libérer la phage contenant le gène gal
4) La phage infecte une autre cellule qui ne peut pas utiliser le galactose
5) Le prophage et le gal s’intègrent dans l’ADN du nouveau hôte
6) La cellule lysogénisée peut désormais métaboliser le galactose

46
Q

2 types de phages

A

1) Phage virulent (en cycle lytique)

2) Phage tempéré (en cycle lytique ou lysogénique)

47
Q

Phage virulent

A

Phage qui lyse toutes les bactéries qu’il infecte

48
Q

Phage tempéré

A

Peut se comporter comme un phage virulent et suivre le cycle lytique
OU
Demeurer à l’état latent sous forme de prophage dans une bactérie (cycle lysogénique)

49
Q

Action des bactériophages sur les bactéries en milieu solide

A
  • Une souche de bactéries (au moins 1 infectée) sur une gélose
  • Chaque cellule infectée se lyse et libère des phages qui infectent d’autres
  • Destruction du tapis des bactéries
  • Il y a des petits trous où étaient les cellules au départ
50
Q

Action des bactériophages sur les bactéries en milieu liquide

A
  • Forte densité cellulaire et l’eau est trouble
  • Phages détruisent les bactéries, diminuant la densité
  • Eau devient limpide (transparente)
51
Q

5 étapes du cycle lytique

A

1) Attachement du bactériophage
2) Entrée de l’ADN du phage et destruction de l’ADN de l’hôte
3) Synthèse du génome viral (réplication de l’ADN viral) et des protéines (de la capside) = possibilité d’empaquetage du génome bactérien
4) Assemblement du phage (tête + queue + fibres de queue)
5) Relâchement du phage et destruction de la bactérie

52
Q

4 étapes du cycle lysogénique

A

1) Attachement
2) Injection de l’ADN du phage dans la cellule
3) Cycle lytique OU
3) Lysogénie: ADN viral s’intègre à l’ADN de l’hôte (=prophage).
4) Division cellulaire pour multiplier les prophages

53
Q

Cellule lysogène

A

Cellule ayant un prophage (cycle lysogénique)

54
Q

Qu’est-ce qui stimule le cycle lytique?

A

Stress ou signal

55
Q

Quelle phage est associée à la transduction spécialisée?

A

Phage tempéré

56
Q

What does CRISPR stand for?

A

Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats

57
Q

CRISPR

A

Série de séquence répétées (24-47 base pairs) intercalées par des séquences uniques (spacer) de 22 à 72 pb

Famille de séquences d’ADN trouvée dans le génome bactérien. Ces séquences viennent de l’ADN des phages qui avaient infecté les bactéries et sont utilisés pour détruire l’ADN des virus semblables dans des cas antérieurs d’infection = système antiviral de défense

58
Q

What does Cas stand for?

A

Crisper associated genes

59
Q

Cas

A

6 à 20 gènes
Enzymes: endo/exonucléase, hélicase
Protéines se liant à l’ADN et/ou l’ARN

Séquences de phage insérées entre les répétitions

60
Q

De quoi consiste CRISPR-Cas9?

A

Cas9: protéine qui coupe l’ADN

ARN guide: reconnaît la séquence d’ADN qui doit être modifié (synthétisé par les scientifiques)

61
Q

Applications de CRISPR-Cas

A
  • Ingénierie (souches résistantes aux phages)
  • Industrie alimentaire (lait, fromage, vin)
  • Vaccination
  • Manipulation génétique
  • Réparation/dégradation/répression/activation du génome (contre les maladies génétiques et les cancers)
  • Localisation
62
Q

Chez qui fonctionnent CRISPR?

A

Les eukaryotes

Pas les procaryotes qui ont leur propre sytème de réparation

63
Q

Que se passe-t-il s’il y a un déséquilibre entre l’hôte et le micro-organisme?

A

Infection qui mène à une maladie

64
Q

3 relations entre l’hôte humaine et le microbiote

A

1) Mutualisme
2) Commensalisme
3) Parasitisme

65
Q

Mutualisme

A

Les micro-organismes apportent un bénéfice

66
Q

Exemple de mutualisme

A

Les bactéries du côlon produisent la vitamine K.

Les microorganismes digèrent la cellulose chez les ruminants.

67
Q

Commensalisme

A

Certains microorganismes tirent un avantage certain de l’hôte (T°, nourriture, humidité) sans l’affecter

68
Q

Parasitisme

A

Seuls les microorganismes tirent profit au désavantage de l’hôte

69
Q

Pathogène opportuniste

A

Microorganisme du microbiote qui devient pathogène dans certaines circonstances

70
Q

Microbiote humain

A

Mélange de microorganismes (10 ^ 14) que l’on retrouve régulièrement dans un site anatomique spécifique (flore commensale, flore normale, microflore)

71
Q

VRAI ou FAUX: le foetus ne possède pas de microbiote

A

Vrai

Il y a une colonisation au moment de la naissance (contact avec la flore vaginale et l’environnement). L’alimentation est un facteur de la colonisation bactérienne. 2 jours après la naissance, la peau et les muqueuses sont colonisées et la composition majeure est obtenue vers 2-3 ans.

72
Q

Rôle du microbiote

A
  • Interférence à la colonisation (effet de barrière: compétition, inhibition)
  • Contribution nutritionnelle et métabolique
  • Stimulation du système immunitaire
  • Source d’infections (opportunistes)
73
Q

Quelles sont les bonnes bactéries?

A

Probiotiques et prébiotiques

74
Q

VRAI ou FAUX: Dans l’intestin, les microorganismes sont aérobiques.

A

Faux, ils sont anaérobiques.

75
Q

Infection nocosomiale

A

Infection attrapée à l’hôpital

76
Q

Quelles sont les infections nocosomiales les plus fréquentes?

A

Infections des voies urinaires (34%)

77
Q

3 causes d’infections nocosomiales

A

1) Microorganismes présents dans le milieu hospitalier
2) Hôte affaibli
3) Chaîne de transmission

78
Q

Exemples de maladies infectieuses

A 
Maladies respiratoires
Diarrhée
SIDA
Tuberculose
Malaria
79
Q

Quelles sont les 2 problématiques liées aux traitements des infections?

A

1) Détruire le microorganisme sans tuer l’hôte infecté et réduire les effets secondaires
2) De nombreux produits chimiques détruisent les bactéries tout en étant fatal pour l’hôte

80
Q

Antibiotique + buts

A

Composé de faible poids moléculaire produit par un microorganisme

Buts: 1) Tue les bactéries (bactéricide)
2) Inhibe la croissance des bactéries (bactériostatique)

81
Q

Spectre d’action

A

Efficacité, quantité d’espèces attaquées par un agent

82
Q

Types de spectres d’action

A

1) Spectre étroit

2) Spectre large

83
Q

Spectre étroit

A

Affecte une variété limitée de microorganismes

84
Q

Spectre large

A

Affecte une grande variété de microorganismes

85
Q

Exemple d’antibiotiques à spectre étroit

A

Pénicilline (Gram +) et streptomycine (Gram - aérobie)

86
Q

Exemple d’antibiotiques à large spectre

A

Sulfamides (bactéries), protozoaires/tétracycline/chloramphénicol (Gram + et -)

87
Q

Nature de l’activité antimicrobien

A

1) -statique: inhibe la croissance, réversible

2) -cide: tue, irréversible

88
Q

Solution pour le traitement des infections:

A
  • Tirer profit de la diversité structurale et métabolique des microorganismes
  • Plus on a des connaissances, plus on peut fabriquer des molécules spécifiques qui n’affectent pas l’hôte
89
Q

2 méthodes de diffusion

A

1) Antibiogramme

2) E-test

90
Q

Antibiogramme

A

Tester la sensibilité d’une souche bactérienne vis-à-vis plusieurs types d’antibiotiques (selon les cercles/trous)

91
Q

E-test

A

Concentration variable de l’antibiotique pour voir à quel degré le microorganisme va pousser et en mesurant le CMI (concentration minimale inhibitrice)

92
Q

Facteurs (3) influençant l’activité des antibiotiques

A

1) Capacité d’atteindre le site d’infection
2) Sensibilité de la bactérie à l’antibiotique
3) Concentration plus élevée que la CMI

93
Q

Quelles sont les 3 modes d’administration d’un antibiotique?

A

1) Orale
2) Cutané (topique)
3) Parentérale

94
Q

Qu’est-ce qui empêche l’antibiotique d’aller au site d’infection?

A

1) Orale: acidité de l’estomac, absorption par intestin
2) Cutané: appliqué sur la peau directement
3) Parentérale: injection intraveineuse, intramusculaire, timbre
4) Caillot sanguin et tissus nécrotiques peuvent l’empêcher car le liquide corporel ne peut plus se diffuser

95
Q

Qu’est-ce qui influe la sensibilité de la bactérie à l’antibiotique?

A

Une bactérie en phase latence sera insensible (absence de réplication, absence de synthèse de la paroi).
Certaines bactéries développent une résistance.

96
Q

Exemple de bactérie insensible au péncilline

A

Les mycoplasmes sans paroi sont insensibles à la pénicilline.

97
Q

Qu’est-ce qui influence (4) la concentration de l’antibiotique?

A

1) Quantité administrée
2) Voie d’administration
3) Vitesse d’absorption
4) Vitesse d’élimination du corps

98
Q

Cible des antibiotiques

A
  • Synthèse de paroi **
  • Métabolisme de l’acide folique
  • Structure de la membrane cytoplasmique
  • DNA gyrase
  • Élongation de l’ARN
  • ADN, ARN polymérase dirigée
  • Ribosomes: synthèse protéique (inhibition du SOS)
  • Synthèse protéique (inhibition du 305)
  • Synthèse protéique (ARN)
99
Q

Quelles sont les mécanismes d’action des antibiotiques?

A
  • Inhibiteur de la synthèse de la paroi cellulaire
  • Inhibiteur de la synthèse protéique
  • Inhibiteur de la synthèse d’acide nucléique ou réplication
  • Attaque de la membrane cytoplasmique
  • Substances antagonistes
100
Q

Exemples d’inhibiteurs de la synthèse de la paroi cellulaire

A

B-lactamine (pénicilline, céphalosporine)

Glycopeptide (vancomycine)

101
Q

Exemples d’inhibiteurs de la synthèse protéique

A

Aminoglycoside, tétracycline, macrolide, streptogamine

102
Q

Exemples de la synthèse d’acide nucléique ou réplication

A

Quinolone, rifampicine, metronidazole

103
Q

Quelles sont les mécanismes d’actions des antibiotiques les plus populaires?

A

Inhibiteur de la synthèse de la paroi cellulaire

Inhibiteur de la synthèse protéique

104
Q

Quelles sont les mécanismes (3) de résistance des bactéries face aux antibiotiques?

A

1) Accès limité de l’antibiotique
2) Inactivation enzymatique (dégradation/modification de l’antibiotique)
3) Modification ou protection de la cible (ex: ribosome)

105
Q

Comment se limite l’accès de l’antibiotique?

A

Par les porines et les pompes à efflux qui font sortir l’antibiotique

106
Q

Comme se fait l’inactivation enzymatique de l’antibiotique?

A

Par la dégradation ou l’addition d’un groupe de l’antibiotique

107
Q

Quelles sont les stratégies (5) pour minimiser la résistance?

A

1) Concentration de l’antibiotique assez élevée pour détruire les mutants spontanés
2) Combinaisons d’antibiotiques (exige que les bactéries soient multirésistantes)
3) Réduire l’utilisation des antibiotiques à large spectre
4) Éviter l’abus des antibiotiques
5) Nouvelles approches (ex: bactériophages, anti-virulence)

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