Cours 4 Flashcards
Nommer les 3 étapes d’échange d’information génétique chez les bactéries.
1) Transformation
2) Conjugaison
3) Transduction
Qu’est-ce que l’expérience de Griffith (historique de la transformation bactérienne)
A. Types morphologiques de pneumocoques (S et R)
B. Transformation des pneumocoques de forme R en pneumocoques de forme S
C. Agent transformant: l’ADN
Quels sont les 2 types morphologiqes de pneumocoques?
1) Pneumocoques sauvages encapsulés et virulents (forme S)
-pathogène
-Les pneumocoques entourés d’une capsule de polysaccharides (encapsulés) sont virulents (septicémie mortelle) et ils forment sur un milieu solide des colonies dont le contour est lisse (forme S: smooth ou forme L: lisse)
2) Pneumocoques mutants non capsulés et non virulents (forme R)
-non-pathogène
-Les pneumocoques mutants sans capsule ne sont pas virulents et ils forment sur un milieu solide des colonies dont le contour est dentelé (forme R: rough, rugueuse)
Expliquer la transformation des pneumocoques de forme R en pneumocoque de forme S.
- Des souris inoculées avec un mélange de pneumocoques S virulents tués par la chaleur (non pathogènes) et de pneumocoques R non virulents vivants (non pathogènes) meurent. De plus, des pneumocoques S virulents vivants sont isolés à nouveau de ces souris mortes
- Il semble que les débris (agent transformant) des pneumocoques S chauffés (non vivants) transforment des pneumocoques R vivants en forme S.
- =transformation
voir diapo 6 pour schéma
Expliquer comment agent transformant = ADN
-Démontré que l’ADN présent dans les débris des pneumocoques S tués par la chaleur est la seule classe de molécules qui transforme des colonies rugueuses (pneumocoques R vivants) en colonies lisses (pneumocoques S vivants). Les protéines et les lipides n’ont aucun pouvoir de transformation.
-La démonstration que l’ADN est l’agent transformant constituait pour la première fois une preuve que la substance responsable de l’hérédité (gênes) était l’ADN. On croyait jusque là que c’était les protéines car elles sont plus complexes que l’ADN.
Définition de la transformation bactérienne.
Processus dans lequel une bactérie receveuse absorbe de
l’ADN nu libéré dans le milieu par la lyse, accidentelle ou provoquée, de bactéries donneuses
*Ces fragments d’ADN absorbés peuvent se recombiner au
chromosome de la bactérie réceptrice pour ainsi produire des transformants (recombinants bactériens)
voir diapo 8 pour schéma
Nommer et expliquer les caractéristiques de la transformation bactériennes.
A) Compétence bactérienne: Aptitude de certaines bactéries à absorber des fragments d’ADN libre et de les incorporer dans son génome.
- Facteurs de compétence: récepteurs, nucléases, protéines liant l’ADN simple brin
- Paramètres pouvant influencer la compétence:
-Espèce bactérienne
-Phase de croissance
-Milieux de culture
-Changement rapide de température
- Exemples de bactéries compétentes :
-Bactéries Gram+ : Streptococcus pneumoniae, Bacillus subtilis
-Bactéries Gram- : Neisseria gonorrhoeae, Haemophilus influenzae
Nommer les 4 étapes de la transformation bactérienne.
a) Adsorption de l’ADN (récepteur)
b) Entrée de l’ADN (simple brin)
c) Recombinaison homologue
d) Bactérie transformée (transformant ou recombinant)
Voir diapo 10-11 pour schéma
Qu’est-ce que le transfert génétique horizontal ou latéral
voir diapo 12 pour schéma
La cellule donneuse libère de l’ADN (ADN libre), qui sera pris par la cellule receveuse.
Expliquer ce qu’est le génie génétique.
- Induction de la compétence chez E. coli (bactérie naturellement non transformable) par traitement au chlorure de calcium [CaCI] et d’un choc thermique
- Entrée forcée par la déstabilisation de la paroi par un choc électrique (électroporation)
- CLONAGE: De l’ADN de n’importe quelle origine peut être introduit dans des bactéries en l’insérant dans un plasmide avant transformation
Expliquer la découverte de J. Lederberg et E. Tatum (conjugaison bactérienne).
-Ils utilisèrent deux souches auxotrophes (souche A et B), présentant plusieurs exigences nutritionnelles différentes (poly-auxotrophes)
-Ils étalèrent soit des bactéries de la souche A ou de la souche B (groupes témoins), soit un mélange de bactéries des deux souches (groupe expérimental: le mélange est préalablement incubé pendant 4 à 5 heures dans un milieu riche) sur des boîtes contenant du milieu minimal (eau, sels minéraux, glucose et agar).
- Résultats :
A) Groupes témoins
-Aucune colonie n’apparaît sur les milieux ensemencés avec des bactéries de la souche A ou de la souche B (milieu minimal)
B) Groupe expérimental
-Environ 10 colonies deviennent visibles (croissance) sur le milieu ensemencé avec le mélange de bactéries de la souche A et de la souche B
-Ces colonies sont nécessairement prototrophes puisqu’elles sont capables de croître sur un milieu minimal sans supplément nutritionnel
- Conclusion:
-Les nouvelles colonies de type prototrophe obtenues sur le milieu minimal sans supplément nutritionnel (groupe expérimental) sont des bactéries recombinantes résultant probablement d’un échange de matériel génétique entre les deux souches bactériennes
voir diapo 16 pour schéma
Quelles sont les caractéristiques essentielles pour une conjugaison bactérienne?
1) Nécessite un contact physique entre les bactéries
2) Présence d’un facteur de fertilité (F) dans les bactéries donneuses
3) Transfert linéaire de l’ADN (plasmide ou chromosome) d e la bactérie donneuse dans la bactérie receveuse F-
Expliquer l’expérience pour savoir qu’une conjugaison bactérienne nécessite un contact physique entre les bactéries.
- Un contact physique entre les 2 souches est essentiel pour produire des bactéries prototrophes.
- Expérience du tube en U:
-Deux souches séparés par un filtre et les cellules des deux souches sont incapables de diffusé, mais les ADN sont capables. Quand on enlève le filtre, on a le transfert. Donc ça montrait que le contact entre 2 cellules était vrm important pour le transfert des gènes
Expliquer l’expérience pour savoir qu’une conjugaison batérienne nécessite la présence d’un facteur de fertilité dans les bactéries donneuses.
-Démontre que le transfert de gènes s’effectuait dans un sens déterminé. Émit donc l’hypothèse de la présence d’un facteur de fertilité (F) dans les bactéries donatrices
A) Bactéries receveuses: F- (sans facteur d e fertilité)
B) Bactéries donneuses: F+ (avec un facteur de fertilité F)
Lors d’un croissement F+ × F-, les descendants ne sont que rarement modifiés dans leur auxotrophie, mais les souches F deviennent fréquemment F+
=Le Facteur de fertilité F est sur un plasmide
C) Bactéries donneuses: Hfr (haute fréquence de recombinants)
-Les bactéries donneuses transferts des gènes chromosomiques avec une grande efficacité, mais ne transforment pas les bactéries receveuses en cellule F+. (croissement Hfr x -F : recombinants bactériens)
= Le facteur de fertilité F est intégré dans le chromosome bactérien à des sites spécifiques
Expliquer le transfert linéaire de l’ADN
voir diapo 20 pour schéma clair
-Transfert linéaire de l’ADN (plasmide ou chromosome) de la bactérie donneuse dans la bactérie receveuse F-
-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 origine de
transfert [O] (transfert orienté et progressif).
Définition de la conjugaison bactérienne
- Mécanisme qui consiste en un transfert linéaire et unidirectionnel du chromosome bactérien(Hfr) ou du plasmide F de la cellule donneuse à la cellule receveuse (F-) à l’aide d’un contact direct entre les cellules (contact initié par le pilus sexuel)
Décrire les étapes de la conjugaison bactérienne.
- La cellule donneuse s’attache à la cellule receveuse avec son pilus sexuel. C’est le pilus qui attache les cellules ensemble.
- Les cellules entrent en contact.
- Un brin d’ADN se transfert dans la cellule receveuse.
- La cellule receveuse synthétise u brin complémentaire pour devenir une cellule F+. Le donneur synthétise aussi un brin d’ADN complémentaire pour restaurer son plasmide
- Ainsi, à la fin, chaque cellule a un plasmide identique.
voir diapo 23 et 22 pour un schéma
Décrire la structure générale du plasmide F.
- Le plasmide F est une petite molécule d’ADN bicaténaire circulaire, extra ou intrachomosomique (épisome), autoréplicable et autotransférable
- Épisome:
-Plasmide libre ou intégré au chromosome de
l’hôte
-Élément génétique susceptible de se répliquer dans l’un des deux états:
1)Intégré au chromosome de la cellule hôte (Hff)
2)Libre dans le cytoplasme: plasmide F(F+)
Vrai ou faux.
Il existe plusieurs types de plasmides.
Vrai.
plasmide f, plasmide r, plasmide col et autres
Parler de l’intérgration du plasmide F.
-Coupure du chromosome Hfr à l’origine de transfert puis transfert de l’ADN à la cellule receveuse.
-Le transfert ne peut pas aller jusqu’au bout var plasmide F bcp trop long. C’est donc une souche : Hfr qui est transféré.
Dire comment le temps affecte une conjugaison Hfr x F-
Hfr lac+ pro+ x F- lac- pro-
temps court : seulement lac+ qui serait retrouvé dans la cellule
temps long : on trouvait lac+ et pro+, car les 2 ont le temps de transférer
Expliquer l’importance de la conjugaison bactérienne.
- Transfert génétique latéral ou horizontal
- Cartographie du chromosome bactérien à l’aide de la conjugaison bactérienne
Principe de la méthode
-Croisement Hfr x F-
-Échantillons prélevés à intervalles de temps réguliers
-Agitation courte mais violente (inhibition du transfert: conjugaison interrompue)
-Étalement sur des milieux sélectifs différents permettant de dénombrer différents types de recombinants bactériens (conjugants) - La vitesse de transfert de l’ADN étant relativement constante, le temps d’entrée des marqueurs génétiques donne une idée exacte de la distance relative (en unité de 28 temps) qui les sépare
voir diapo 28-29-30 pour schéma
Expliquer ce qu’est la conjugaison F’.
Comme le plasmide F est un épisome, il peut quitter le chromosome bactérien et reprendre son statut autonome de facteur F. Au cours de ce processus, il arrive que le plasmide fasse une erreur d’excision et emporte une portion du chromosome. On l’appelle alors le plasmide F’ car in est génétiquement distinct du plasmide F.
Conjugaison F’ :
Acquisition par une bactérie receveuse (F-), lors du processus de conjugaison, de gènes chromosomiques liés au plasmide F(F’).
voir diapo 32 pour schéma
