Cours 7 & 8 - Cellules procaryotes

Question 1

Quelles sont les composantes d’une cellule et leur fonction générale?

Answer 1

• Membrane plasmique : bicouche lipidique qui délimite la cellule
• Cytoplasme : milieu liquide dans lequel se déroule les réactions chimiques
• ADN : matériel héréditaire et système d’exploitation de la cellule
• Ribosomes : où sont traduits les ARNm en protéines
• ATP : apporte l’énergie nécessaire aux réactions métaboliques

Question 2

Quels traits distinguent les cellules procaryotes des cellules eucaryotes?

Answer 2

◘ Procaryote

• Sans noyau
• Linéaire
• Grosseur de quelques micros de long
• Pas d’organites
• ADN un peu libre dans le cytoplasme

◘ Eucaryotes

• Avec noyau
• Circulaire
• Peut devenir énorme
• ADN ancré dans le noyau

Question 3

(A) Quels sont les 2 classifications des bactéries? (B) Leurs rôles?

Answer 3

(A)

1) Eubactéries = vraies bactérie. Bactéries contemporaines les + communes
2) Archées : Descendants modernes d’une ancienne forme de cellule procaryote

(B) Elles décomposent les organismes morts –> recyclent les éléments chimiques vitaux.

• Les eucaryotes ont besoin des procaryotes, pas le contraire
• Sans cellule procaryote = pas de cellule eucaryote, donc pas de vie sur terre

Question 4

Quelle est la structure des cellule procaryote?

Answer 4

• Membrane plasmique
• Cytoplasme
• Paroi peptidoglycane
• Membrane externe (chez les Gram -)

Question 5

(A) Quel est le rôle de la membrane plasmique? (B) De quoi est-elle composée? (C) Quelle est la différence entre celle des eubactéries et des archées?

Answer 5

(A) Elle permet de contrôler ce qui entre et ce qui sort de la cellule

(B) Bicouche de phosphoglycérolipides avec des protéines intrinsèques (enzyme pour la synthèse d’ATP, situé sur la membrane chez les procaryotes et chez les eucaryotes situé à l’intérieur de la cellule)

(C) Celle des archées s’adapte à des milieux extrêmes. Leurs phosphoglycérolipides ont des chaines de C ramifiées, plutôt que simples. Cela renforce la membrane au niveau de la température, la rend plus compacte et plus dense.

Question 6

Qu’est-ce qui distingue la membrane plasmique des bactéries VS les eucaryotes?

Answer 6

Chez les bactéries, leur membrane est une bicouche de phosphoglycérolipides et des protéines tandis que chez les eucaryotes, leur membrane est une bicouche lipidique et des protéines

Question 7

Que retrouve-t-on dans le cytoplasme?

Answer 7

• Nucléoïde
• Plasmide
• Les inclusions

Question 8

(A) De quoi est composé le nucléoïde? (B) En quoi diffère-t-il du noyau eucaryote?

Answer 8

(A) De la molécule d’ADN qui est bicaténaire et fermée en boucle, sans histone (sauf chez les archées), avec les enzymes nécessaires à la réplication, transcription et réparation.

(B) Pour ne pas que l’ADN flotte dans la cellule, elle est attachée à la membrane plasmique et c’est cette région où elle se situe que nous appelons le nucléoïde. Tandis que l’ADN des eucaryotes est condensée dans le noyau par des histones.

Question 9

Qu’est-ce que le plasmide?

Answer 9

Petite molécule d’ADN séparée de l’ADN procaryote. Elle donne des avantages ou des résistances à la bactéries. Elle peut se transmette d’une espèce à l’autre. Elle se réplique indépendamment de l’ADN chromosomique.

Question 10

(A) Quel est le rôle des inclusions? (B) Quelles sont les types d’inclusions, leurs fonctions et sont-elles entourées d’une membrane ou non?

Answer 10

(A) Ce sont des réserves accumulées dans certaines conditions. Si un élément nutritif est en excès dans le milieu, mis en réserve dans la bactérie pour être utilisé plus tard.

(B)

1) Intrusions organiques : source de C et d’énergie
- Granules de glycogène : membrane monocouche ou non
- Granules lipidiques : hydrophobes, membrane monocouche

2) Instructions inorganiques :
- Granules de polyphosphate : hydrophobes, sans membrane, réserve de P inorganique
- Granules de souffre : membrane monocouche, chez les bactéries phosphosynthétiques

3) Magnétosomes :
- Pour que la cellule procaryote sache son champ magnétique en fonction de la terre pour qu’elle aille au bon endroit.
- Inclusions permanentes, pas une réserve
- Membrane bicouche typique relié à la membrane plasmique

Question 11

(A) À quelle règne appartiennent les procaryotes? (B) Quels sont les 2 grands types de procaryotes? Et leurs différences?

Answer 11

(A) Protistes

(B)
◘ Gram +
- Peptidoglycane seul
- 1 membrane cellulaire et 1 épaisse paroi
- Paroi donne directement accès aux éléments externes
- En ordre de l’extérieur à l’intérieur: Épaisse paroi (peptidoglycane), Membrane plasmique (membrane cellulaire), Cytoplasme

◘ Gram -

• Peptidoglycane et membrane externe
• 2 membranes cellulaires
• La paroi cellulaire est au centre des 2 membranes, et elle est mince
• En ordre de l’Extérieur à l’intérieur : membrane externe (membrane cellulaire), mince paroi (peptidoglycane), membrane plasmique (membrane cellulaire), cytoplasme

Question 12

Quelle forme adapte les cellules procaryotes?

Answer 12

Linéaire

Question 13

Quelles sont les bactéries magnétotactiques?

Answer 13

C’est des Gram -. Elle pratique la migration, elle va se déplacer en suivant les lignes du champs magnétique et va se fixer lorsqu’elle trouvera la concentration d’O viable pour elle.

Question 14

(A) Quelles sont les composantes du peptidoglycane? (B) Que font les lipoprotéines?

Answer 14

(A) 2 sucres, à chaque doublon on a une chaine d’a.a qui sera peptique et sera attaché au NAM
Externe à la membrane plasmique

(B) Les lipoprotéines relient le peptidoglycane au feuillet externe de la membrane plasmique. Si la paroi est sans membrane externe, le peptidoglycane est traversé par des polysaccharides.

• Acide lipotéichoique :traverse l’épaisseur du peptidoglycane et c’est ancré dans la partie hydrophile de la membrane plasmique
• Acide téichoique (seulement dans la paroi cellulaire) : pas ancré dans la membrane plasmique et la molécule est moins longue.

Question 15

En quoi diffère le peptidoglycane chez les bactéries qui possèdent une membrane externe de celles qui n’en possèdent pas?

Answer 15

L’épaisseur. Lorsqu’il y a une membrane externe, le peptidoglycane est plus mince. Lorsqu’il n’a pas de de membrane externe, le peptidoglycane est plus épais.

Question 16

Définition : hypotonique

Answer 16

Plus dilué que les éléments à l’intérieur. Plus de nutriments à l’intérieur qu’à l’extérieur

Question 17

Pourquoi les bactéries possèdent elles une paroi?

Answer 17

• Elle sert de fonction de protection contre l’hypotonicité du milieu (sans la paroi, l’eau entrerait dans la cellule)
• Aide au maintien de la forme (si trop gros volume d’eau dans la mb plasmique, la cellule peut exploser)
• Protège contre certains antibiotiques.

Question 18

Contre quoi la paroi ne protège pas la cellule?

Answer 18

Contre l’hypertonicité du milieu.

• Si l’eau sort de la cellule, la cellule s’affaisse
• Les viandes salées et les confitures sucrées se conservent longtemps car le sel et le sucre (qui créent un milieu hypertonique) tuent les bactéries
• La paroi sert à résister à l’hypotonique mais pas à l’hypertonique

Question 19

(A) Quelle est la composition de la membrane externe? (B) Différence avec la membrane interne?

Answer 19

(A)
Bicouche lipidique : les feuillets diffèrent
- interne typique : phosphoglycérolipides
- externe atypique : lipopolysaccharides (LPS)

Protéines

• lipoprotéines relient la membrane externe (son feuillet interne) au peptidoglycane
• intrinsèques et porines : les pores facilitent le passage des petites molécules
• Les protéines contrôles ce qui entre et ce qui sort de la membrane plasmique

(B)
La membrane interne est une bicouche phosphoglycérolipides et de protéines intrinsèques

Question 20

(A) Qu’est-ce que l’espace périplasmique? (B) Que retrouve-t-on dans l’espace périplasmique? Leur rôle?

Answer 20

(A) C’est l’espace entre les deux membranes dans la Gram -, et dans la Gram + c’est l’espace entre la membrane et la paroi

(B)
◘ le peptidoglycane

◘ les protéines de liaison (navettes) : transportent des substances externes vers le cytoplasme et les livrent à des transporteurs de la membrane plasmique

◘ les protéines exoenzymes :

• Protéines sécrétées qui dégradent les macromolécules du milieu externe en fragment qui peuvent traverser la membrane cellulaire et servir à la bactérie.
• Elles dégradent les toxines pour la bactérie

◘ les protéines chimiorécepteur

Question 21

(A) Qu’est-ce que sont les structures périphériques? (B) Que sont les 3 sortes?

Answer 21

(A) Ce sont des structures à l’extérieur de la paroi qui ont une variété de fonction de : protection, adhérence et locomotion. Elles ne sont pas chez toutes les sortes de bactéries.

(B) Glycocalyx - Fimbriae et pili - Flagelle

Question 22

(A) Qu’est-ce que le glycocalyx? (B) Quelles sont ses2 types?

Answer 22

(A) C’est une couche de polysaccharides (plusieurs sucres) autour de la paroi bactérienne qui a fonction d’adhérence.

(B)

1) Types mucoïde : adhère 2 bactérie ensemble = protège contre la déshydratation et la perte de nutriment.
2) Type capsule : plus dense et épais, que le 1. Mieux fixé à la paroi = meilleure contre la déshydratation, joue un rôle immunitaire et réservoir d’éléments nutritifs.

Question 23

(A) Que son les fimbriae? (B) Composition? (C) Fonction?

Answer 23

(A) Moyen de fixation (petits poils, droits, très courts). Ancrés dans la membrane plasmique –> traversent le peptidoglycane et la membrane externe. Ils ne sont pas présents chez les bactéries sans membrane externe.

(B) Sucres, phosphate, protéines pilines

(C) Fonction d’adhérence, vont s’attacher ensemble pour se lier. Permet aux bactéries de se fixer à son site infectieux.

Question 24

(A) Qu’est-ce qu’un flagelle? (B) Composition? (C) Fonction?

Answer 24

(A) C’est comme un fimbriae, mais beaucoup plus long

(B) Paroi du cylindre faite des molécules de protéines flagelline.

(C) Bouger rapidement

Question 25

Comment peut-on déterminer si la bactérie est une Gram + ou Gram -?

Answer 25

Étapes

1) colorant violent cristal
2) Mordant
3) Déshydrate et décolore avec éthanol ou acétone (va déshydrater la paroi si elle est au-dessus de peptidoglycane
4) Rince à l’eau
5) colorant 2
6) Rince, sèche, observe au microscope

Résultats
Colorées en violet = Gram +
Colorées en rose = Gram -

Question 26

Quelles sont les deux principales différences entre les bactéries et les cellules eucaryotes?

Answer 26

1) Bactéries ont du peptidoglycane que n’ont pas les cellules eucaryotes
2) Ont des ribosomes de 70S, au lieu de 80S des cellules eucaryotes

Question 27

Quelle est la différence entre un antibiotique et un antimicrobien?

Answer 27

◘ Antibiotiques
Agents chimiothérapeutiques capables de tuer les micro-organismes ou d’en inhiber la croissance

◘ Antimicrobiens
Ils sont aussi capable de tuer les micro-organismes ou d’en inhiber la croissance, mais ils affectent également les cellules eucaryotes.
- Ils ne peuvent pas être administrés à un animal
- Servent d’agents de décontamination des objets

Question 28

(A) Qu’est-ce que la lysozyme, la pénicilline? (C) Sur quoi et comment agissent-elles?

Answer 28

(A) Ce sont des antibiotiques efficaces sur les bactéries Gram +

(B) Elles agissent sur la paroi
Lysozyme :
- brise 1 des 2 liens de la membrane cellulaire = facilite l’explosion de la cellule. Peptidoglycane se désintègre, la cellule meurt car non protégée contre l’hypotonicité du milieu

Pénicilline :
- empêche la formation des ponts 5-Gly du peptidoglycane. Empêche la réaction qui permet la création de ce pont qui lit les 2 monomères et empêche la liaison qui permet la solidité de la paroi cellulaire

Question 29

Qu’est-ce qui confère à une bactérie la résistance à la pénicilline?

Answer 29

B-lactase : cela rend les bactéries immunisées à la pénicilline

Question 30

Comment l’action de la vancomycine diffère-t-elle de la lysozyme et de la pénicilline?

Answer 30

Cette antibio vient se fixer à l’endroit du pont, elle prend sa place = paroi cellulaire n’est plus solidifié. Elle empêche les liaisons directes et 5-Gly entre tétraceptides.

Question 31

Pourquoi les Gram - et les mycoplasmes sont moins sensibles à la lysozyme, pénicilline et la vancomycine?

Answer 31

Gram - : Parce que ces antibiotiques agissent sur le peptidoglycane. Les Gram - ont une membrane externe qui offre une certaine barrière à la pénétration de la lysozyme et la pénicilline. La vancomycine et une molécule trop grosse pour traverser la membrane externe.

Question 32

(A) Comment est organisée la synthèse protéique chez les procaryotes? (B) Sur quoi et où sont traduites les protéines cytoplasmiques, membranaires et exoenzymes?

Answer 32

(A) Elle est organisée en polysomes = groupe de ribosomes reliés entre eux par un même ARNm. Les polysomes permettent d’augmenter la quantité de protéine produite par l’ARN. 1 molécule d’ARN est produite en plusieurs exemplaires, autant qu’il y a de ribosomes constituant le polysome.
La traduction se produit simultanément à la transcription

(B)
Cytoplasmique: traduites sur des polysomes dans le cytoplasme
Membranaires : traduites sur les polysomes dans le cytoplasme, incorporée à la membrane plasmique
- inclue F0F1ATPases
Exoenzymes : protéines sécrétées
- traduites sur les polysomes attachés au feuillet interne de la membrane plasmique par une séquence d’a.a hydrophobes.

Question 33

(A) Qu’est-ce que la scissiparité? (B) Comment est l’ADN? (C) Comment se déroule-t-elle? (5 étapes)

Answer 33

(A) Une méthode de réplication de la cellule sans reproduction propre aux cellules procaryotes.

(B) L’ADN est bicaténaire, fermée en boucle, 1 seul “chromosome”, rattaché à la membrane plasmique par une séquence de nucléotides spécifiques, pas d’histones et 1 seule origine de réplication

(C)

1) l’ADN se réplique
2) Nouveaux phosphoglycérolipides dans la partie centrale de la mb plasmique et nouvelles composantes de la paroi dans la partir centrale de la cellule
- on vient d’élargir la membrane

3) Membrane et paroi neuves s’invaginent, ce qui sépare les 2 chromosome (1 attribué à chaque cellule)
4) Étranglement au centre de la cellule mère

5) Les 2 cellules filles sont de même taille et de la même taille que la cellule mère initiales
- pas croissance cellulaire à cause de la paroi

Question 34

(A) Qu’est-ce que la croissance bactérienne? (B) Comment se forme une colonie?

Answer 34

(A) Accroissement d’une colonie de bactéries qui se reproduisent par scissiparité (croissance en quantité et non de la grosseur individuelle). Une colonie peut se former grâce à la propriété d’adhérence (glycocalyx)

(B) Dépend de divers facteurs :

• Température : la réfrigération ralentit la croissance bactérienne
• pH du milieu : acide ou basique
• La salinité : les viandes ou poissons salés se conservent mieux
• Disponibilité de nutriment : vrai pour tous les vivants

Question 35

Qu’est-ce qu’une endospore, la spore, la sporulation et la germination?

Answer 35

◘ Sporulation : adaptation extrême. C’est le processus de formation de l’endospore qui se forme chez certaines bactéries Gram + résistantes à la chaleur jusqu’à la libération de la spore.

◘ Endospore : C’est la couche que la cellule se crée pour envelopper son noyau et ses ribosomes lorsque les conditions ne sont pas adaptées.

◘ Spore : la forme résistante de la bactérie qui est relâchée de la bactérie et qui peut résister à des conditions extrêmes durant des millénaires

◘ Germination : lorsque les conditions redeviennent favorables, la spore peut gonfler, briser ses couches et adopter la forme typique de la bactérie initiale. La bactérie est active en quelques minutes.

Question 36

Quelles sont les étapes de la sporulation?

Answer 36

1) membrane plasmique s’invagine
2) l’ADN se réplique
3) synthèse de dipicolinate de Ca++
4) le cytoplasme se déshydrate
5) synthèse des couches (cortex, tunique, exospore et peptidoglycane épais, autour d’une copie d’ADN + ribosomes)
6) l’endospore est formées
7) lyse de la cellule (libération de la spore)

Question 37

Qu’est-ce que phototrophe, chimiotrophe, autotrophe, hétérotrophes et saprophytes?

Answer 37

◘ Phototrophe : quand la lumière du soleil est utilisée comme source d’énergie pour produire de l’ATP
- les plantes

◘ Chimiotrophe : quand des composés chimiques (les organismes dont ils se nourrissent) sont utilisés comme source d’énergie et, par respiration cellulaire et fermentation, produisent de l’ATP
- les champignons et les animaux

◘ Autotrophe : quand le CO2 de l’air (inorganique) est utilisé comme source de carbone pour construire leurs molécules organiques.
- les plantes

◘ Hétérotrophe : quand des composés chimiques sont utilisés comme source de carbone. Prend de la matière déjà organique comme source de C
- les champignons et les animaux

◘ Saprophytes : dégradent les débris organiques pour obtenir leurs nutriments
- favorise le processus de décomposition

Question 38

Quels types respiratoires retrouve-t-on chez les bactéries?

Answer 38

En fonction des points dans les éprouvettes

1) Aérobie stricte : absolument besoin d’O pour vivre
- dans le liquide : toutes à la surface

2) Anaérobie facultative : peut vivre sans O, mais est favorisé en présence d’O
- dans le liquide : points éparpillés, mais + à la surface

3) Microaérophile : vivent en présence d’une faible quantité d’O
- dans le liquide : points pas directement à la surface, mais un peu en dessous

4) Anaérobie aérotolérante : qu’il aille présence ou non d’O, ça ne change rien
- dans le liquide : réparti de façon égale dans tout le liquide

5) Anaérobie stricte : absolument besoin de l’absence d’O
- dans le liquide : points sont en dessous de la moitié du liquide

Question 39

Quelle est la fonction des piliers sexuels?

Answer 39

c’est la transmission du matériel génétique

Question 40

Quelles sont les 3 façons d’activités sexuelles chez les procaryotes?

Answer 40

1) Conjugaison : transfert d’un brin d’ADN plasmidique à la bactérie receveuse par un pont de conjugaison
2) Transformation : portion d’un brin d’ADN chromosomique (généralement une bactérie qui vient de mourir) incorporée par une bactérie compétente de la même espèce ou proche.
3) Transduction : portion d’un brin d’ADN chromosomique transféré d’une bactérie à une autre par un virus bactériophages. Comme la transformation, mais une infection virale.

Question 41

Quelle est l’important de la sécrétion pour la membrane cellulaire chez les cellules procaryotes?

Answer 41

Pour l’incorporation des protéines membranaires à partir des polysomes du cytoplasme.