Cytoplasme bactérien et éléments intra-cytoplasmique

Éléments du cytoplasme bactérien

→ Homologies structurales avec éléments cytosquelette eucaryote : tubuline, actine eucaryotes

→ Rôles:

• Forme 

• Division cellulaire

• Localisation de protéines (polarité cellulaire)

• Ségrégation chromosomique et répartition des plasmides

→ Protéines 

• Eucaryotic cytoskeleton Protein-like

• The MinD-ParA group

Protéines du cytosquelette bactérien

→ MreB et MreB homologs

→ FtsZ

→ CreS

→ Min (D, C,E)

MreB et MreB homologs

→ polymérisation en spirale sur toute la longueur des bacilles

→ homologue de l’actine eucaryote

→ Polymérisation ATP/GTP

→ Dynamique

Min

→ Mini-cell

→ Mutant Min(-) montre une division disymétrique non viable

Fts Z

→ Filamenteus Thermosensitive protein

→ La mutation de ces protéines donnent un phénotype cellulaire filamenteux 

→ Ne s’exprime qu’à certaines températures

→ Anneau Z incomplet

→ Localisé en position médiane

→ Homologue d ela tubuline

→ Polymérique en arc

→ Protofilaments

Magnétosomes 

Les magnétosomes sont des organites présents chez certaines bactéries et les aidant à s’orienter le long du champ magnétique terrestre

Formation de magnétosomes

Les gènes encodant pour la formation des magnétosomes sont organisés en plusieurs opérons

→ Capture de Fer

→ Synthèse d’oxyde de fer

→ Formation de vésicules sous la membrane interne

Le matériel génétique bactérien

→ ADN mobiles

→ ADN chromosomique

ADN chromosomique

→ Structure: omp, fli, mot, fim,spa

→ Métabolisme: opéron lacZ

→ Divison : fts pbp

TRANSMISSION VERTICALE PAR LE BIAIS DE LA DIVISION

ADN mobiles

→ Plasmides

→ Séquences d’insertion (IS)

→ Transposons

→ Prophages (intègre son ADN dans la bactérie)→Transduction

TRANSMISSION HORIZONTALE PAR LE BIAIS DES TRANSFERTS DE MATÉRIEL GÉNÉTIQUE

Nucléoïde

→ Jamais délimité par une membrane

→ Élément dynamique

→ Facteurs de transcription

• Interagissent avec des promoteurs

• Régulent l’expression des gènes

DAPI

→ Intercalant de l’ADN

→ Caractérisé par un spectre d’excitation/d’absorption et par un spectre d’émission

Dans quels états trouve-t-on l’ADN chromosomique ?

Dans le nucléoïde sous forme de :

→ Boucles/sous-domaines

→ Noeuds

Comment caractérise t-on la croissance des bactéries ?

Croissance exponentielle

Taille de l’unique chromosome de E.coli K12

4,6 Mb

OriC

→ Locus

→ Ori = origine de réplication

→ C = chromosomique

TER

Locus de terminaison

Monocistronique

Possède l’information génétique d’1 seul gène

Polycistronique

Possède l’information génétique de plusieurs gènes

Processus réalisés par les protéines d’un opéron

Réalisent les mêmes processus

Opéron

Unité de transcription regroupant plusieurs gènes chez les procaryotes (1 promoteur → Au moins 2 gènes)

→ Sous le contrôle

• D’un promoteur commun

• D’un opérateur

→ Transcrit en un unique ARNm dit polycistronique 

Composition lactose

Glucose + Galactose

Gène de la lacZ

Encode pour la β-Galactosidase

Replichore définition

Moitiés du chromosome situées entre l'origine de réplication et la région terminale

Réplisome

Protéines de la réplication 

H-NS

→ Histone like nucleoid structuring protein

→ Exprimer en continu

→ Homologue des histones = compaction de l’ADN dans le nucleoide

→ Protection de l’ADN

Dps

→ DNA protection from starvation protein

→ Protection de l’ADN de l’oxydation

Fis

→ Protection de l’ADN

→ Sa fixation à la région promotrice forme un complexe et empêche l’accès de l’ARN polymérase et empêche l’expression de dps 

IHF

→ Active RpoS

→ Protection de l’ADN

RpoS

Se lie à la région promotrice du gène dps qui est ainsi exprimée

Quelles sont les 3 phases de croissance du nombre de cellules bactériennes en fonction du temps ?

1. Phase de latence: pas d’élévation du nombre de cellules

2. Phase exponentielle: augmentation du nombre de cellules

3. Phase stationnaire: arrêt des divisions

Pourquoi les cellules peuvent rester longtemps en phase stationnaire ?

Grâce à l’expression de protéines

HU

→ Histone like protein (from U93 strain)

→ Décompaction de l’ADN

Plasmide

→ ADN extrachromosomique

→ Propre origine de réplication

→ représente 5% de la taille d’un chromosome

→ Épisomes

→ Transfert:

• par conjugaison (naturelle): conjugatifs, pourvus des gènes tra

• par transfert (naturelle ou artificielle)

Qu’implique la présence d’un origine de réplication propre aux plasmides ?

La synthèse des chromosomes n’est pas synchronisés avec la synthèse des plasmide 

Épisomes définition

Certains sont capables de s’intégrer au chromosome

Bactériocines

Protéines extracellulaire (sécrétées) ayant une action létale sur les autres souches bactériennes

D’où provient la virulence des souches E.coli ?

Possèdent des endotoxines (LPS) mais certain sérotype sont également capable de de synthèses de toxine → Toxinogenèse → PLASMIDE

Ori T

Origine de transfert

Sulfamide

→ sul

→ Antibiotique

Tétracycline

→ tet

Que peut on conclure sur la présence du gène tra dans la séquence du plasmide ?

C’est un conjugatif → Transmissible par conjugaison 

Utilité du gène rapporteur

Savoir si succès de la transformation

Enzymes de restriction

Endonucléases clivant l’ADN au. niveau de sites de restriction spécifiques appelés site de restriction ; portent en général l’acronyme correspondant à la souche bactérienne d’origine

Site de restriction

Séquences palindromiques (répétées inversées)

Intérêt de l’utilisation de lacZ comme gène rapporteur ?

→ Identifiées dans l’opéron du lactose

→ Il existe des milliers de culture dans lesquels on peut mettre un galactoside (galactose + qq chose) qui seront incolores et qui deviendront bleues sous l’influence de la  β-Galactosidase → Ainsi culture colorées si fonctionnement de la transformation.

En quoi les bactériocines sont-ils différents des antibiotiques ?

Contrairement aux bactériocines qui ciblent toutes les bactéries, les antibiotiques ne cible qu’un spectre de bactéries 

Exemples de bactériocines

→ Colicines produites par E.coli

→ Nisine produites par Lactococcus lactis

Granules de réserves 

→ Polymères synthétisés par la bactérie et stockés sous forme de granules dans le cytoplasme

→Entourés d’une enveloppe de phospholipides et de protéines (phasines)

→ Réserves énergétiques (éléments nutritifs diminuent, synthèse)

→ Composition

• Granules de Polyhydroxybutyrate (pHB)

• Polyphosphate

• Glycogène

→ Application industrielles

De quels éléments plus particuliers est composé la cellule bactérienne ?

→ Vacuoles gazeuses

→ Thyllacoïdes

Vacuoles gazeuses

→ Rôle dans la flottabilité et l’accès aux nutriments des bactéries aquatiques) délimités par une couche protéique

→ en surface et à la lumière il y a moins de vacuoles gazeuses

Thyllacoïdes

→ Siège de photosynthèse chez les bactéries photosynthétiques (pigments phycobilines: phycocyanin, phycoerythrin)