bio 2 - Module 1

phylogènese

la classification des êtres vivants basée sur leur liens de parenté

systématique

classification des êtres vivants basée sur leur ressemblances génétiques

1) Noeud qui représente l’ancêtre commun des taxons A à G

- 2) Bifurcation des lignées

- 3) Ancêtre commun des taxons A, B et C

- 4) Ancêtre commun de B et C

- Pt 4 est à la droite de pt 3, ce qui indique que B + C se sont écartés du Taxon A lorsque leur lignée commune s’est séparée

- 5) Noeud polytomique = plus que 2 groups des descendants. Les liens évolutifs entre ces taxons ne sont pas clairement établis

- Taxon B et C sont des groupes frères

- Un taxon fondamental = lignée qui diverge très tôt et apparait dans une branche directement liée à l’ancêtre commun (taxon G)

groupe monophylétique

comprend les descendants et leur ancêtre commun

groupe paraphylétique

comprend une espèce ancestrale et certains de ces descendants, mais pas tous

groupe polyphylétique

comprend les espèces et non leur ancêtre commun

homologie

une homologie désigne un lien évolutif entre 2 traits observés chez 2 espèces différentes dû au fait que ces deux espèces partage un ancêtre commun

caractéristques des procaryotes

unicellulaires, très petites

absence de la plupart des organites

paroi bactérienne différente

génome plu simple que eucaryotes

cellule procaryote vs cellule eucaryote

taille

présence de noyau + organites

différentes formes de procaryotes

sphérique (coques), bâtonnets, hélicoïdale (spirilles)

*bâtonnets sont typiquement retrouvées seuls ou en strepto (chaîne), staph (en groupe)

structures de surface

fimbriae, nucléoide, ribosomes, memb. plasmique, paroi cellulaire, glycocalyx, flagelles,

fimbriae

structures de fixation situées à la surface de certains procaryotes

nucléoïde

région contenant adn de la cellule

glycocalyx

substance recouvrant de nombreux procaryotes

différences entre bactéries + archées (7)

bactéries contiennent une paroi cellulaire avec peptidoglycane, archées n’ont pas une paroi

archées ont quelques chaînes carbonées ramifiées, bactéries ont chaîne linéaires

archées, plusieurs types de ARN polymérase. bactéries ont 1 type.

archées peuvent avoir introns, bactéries non

bactéries ont réaction à antibiotiques

histones dans certaines archées

archées peuvent croître dans temp plus de 100 celcius

gram positif vs gram négatif

positif: couche épais de peptidoglycane, colorant violet pénétre dans cellule et joignent l’iode. Trop volumineux pour traverser la couche épais donc n’est pas éliminé par l’alcool.

negatif: couche mince de peptidoglycane, colorant violet + iode peut traverser la couche et donc est éliminé par l’alcool

*negatif sont plus dangereuses car ils contiennent lipopolysaccharides, et ont deux membranes dont plus résistant à antibiotiques

taxie

réaction de locomotion orientée où la cellule s’approche ou s’éloigne d’un stimulus quelconque (flagelles)

scissiparité

1. réplication du chromosome, mvmt de l’origine de réplication

2. cellule s’allonge, exemplaire de l’origine de réplication se trouve à chaque extremité

3. réplication termine, invagination sous l’action d’une proteine comme tubuline et formation de nouvelle paroi cellulaire

4. deux cellules filles résultent

transformation

Lors de la transformation, les procaryotes captent de l’ADN dans son milieu

- De nombreuses bactéries portent à leur surface des protéines qui reconnaissent et transportent dans la cellule, l’ADN venant de d’autres bactéries pour l’incorporé dans leur génome (enjambement)

transduction

1. un phage infecte une bactérie qui posséde alleles A+B+.

2. adn du phage est répliqué et produit plusieurs copies des protéines du phage

3. un fragement d’adn A+ est emballé dans une capside phagique

4. Phage avec A+ infecte une cellule avec A-B-.

5. Génotype se différe du cellule donneuse et receveuse

- S’il y a enjambement, les gènes de la cellule donneuse seront incorporés au génome de la bactérie

conjugaison plasmides

1. bactérie F+ forme pont de conjugaison avec bactérie F-

2. bactérie forme nouveau brin qui vont dans bactérie F-

3. réplication ADN se fait dans les 2 bactéries et nouveau brin s’enfonce

4. on a 2 bactéries F+

conjugaison chromosomes

1. bactérie Hfr avec facteur F forme pont de conjugaison avec bactérie F-

2. facteur F se brise et vont dans le pont. replication de ADN dans les 2 bactéries

3. pont de conjugaison brise, enjambement peut inciter échange de genes entre ADN et chromosome du bactérie

4. on a une bactérie recombinée F-

role d’un autoclave

peut tuer les endospores + microorganismes

chauffe à 121 celcius sous 138kPa

photoautotrophes

source d’énergie: lumière

source de carbone: CO2, HCO3 ou composé apparenté

organismes: procaryotes photosynthétiques (cyanobactéries), végétaux, certaines protistes(algues)

chimioautotrophe

source d’énergie: substances chimiques inorganiques (NH3, H2S.)

source de carbone: (CO2 ou HCO3 ou composée apparenté)

organismes: certaines procaryotes (sulfolobus)

photohétérotrophe

source d’énergie: lumière

source de carbone: composées organiques

organismes: certaines procaryotes aquatiques halophiles

chimiohétérotrophe

source d’énergie: composées organiques

source de carbone: composées organiques

organismes: organismes procaryotes, protistes, eumycètes, animaux, certains végétaux

saprophytes vs parasites

s: décomposent matière organique morte (champignons, mycètes)

p: retirent leurs nutriments d’organismes vivants (hôte)

aérobies stricts

utilise O2 pour resp cellulaire

besoin d’O2 pour survivre

anaérobie stricts

ne peuvent pas survivre en présence d’O2

fermentation ou autres substances (NO3) pour la resp cellulaire anaérobie

anaérobie facultative

peut utiliser O2 pour la resp cellulaire ou utilisé la fermentation

postulats de Koch

Pour prouver qu’une bactérie spécifique cause une maladie spécifique.

1. Trouve l’agent pathogène dans tous les gens malades examinés.

2. Isole l’agent d’un individu atteint et fait une culture pure.

3. Inocule des individus sains (animaux) avec la culture pure afin de provoquer la maladie.

4. Isole le même agent pathogène chez les animaux inoculés après que la maladie se développe

Problème avec ceci :

Certaines bactéries ne peuvent être cultivées sur un milieu artificiel au laboratoire.

comment bactéries pathogènes causent des maladies

1. invasion des tissus- arrête les fonctions physiologiques

2. produisent toxines (endotoxines ou exotoxines)

endotoxines

pas secrétées mais font partie de la memb externes des bactéries à gram -.

exotoxines

protéines toxiques secrétées par la bactérie

ex: ecoli

différentes types de protistes

excavabiontes

SAR

archéplastides

unichontes

excavabiontes

sillon latéral: bouche qui permet l’entrée des aliments dans la cellule

mitochondries modifiées

flagelle permet mvmt

contiennent parasites

peuvent être aérobies ou anaérobies

3 sous groupes: diplomonadines, parabasaliens, euglénobiontes

diplomonadines

pas de plastes, mitochondries modifiées réduites, surtout parasites

2 noyaux, nombreux flagelles, mitochondries = mitosomes = anaérobie stricts

ex: beaver fever

parabasaliens

pas de plastes, mitochondries modifiées réduites, surtout parasites

plusieurs flagelles + memb ondulante

hydrogénosomes produit énergie par liberé H

transmis sexuellement

euglénobiontes - kinétoplastes

caractéristique communes : 1 ou 2 flagelles en spiralle avec bâtonnet cristallin

kinétoplastides:

1 gros mitochondrie avec une kinétoplaste = masse ADN, prédateure de procaryotes + parasites

ex: trypanosoma

euglénobiontes - euglénophytes

caractéristique communes : 1 ou 2 flagelles en spiralle avec bâtonnet cristallin

depression à une des extremités ou émerge 1 ou 2 flagelles

mixtotrophes

phagocytose comme mode de nutrition

tache oculaire, photorecepteur au base, aide à diriger vers la lumière pour améliorer PS

SAR - straménophiles

flagelle poilu et flagelle chauve

photosynthétiques et quelques hétérotrophes

sous groupes: diatomées, algues brunes, algues dorées

diatomées

comprennent des milliers d’espèces unicellulaire photosynthétiques dans les milieux aquatiques

paroi qui ressemble au verre

influencent niveau de CO2 à l’échelle planètaire

algues dorées vs algues brunes

ad: couleur du aux carténoïdes jaunes et brunes, vivent dans le plancton

ab: plus grandes algues, multicellulaires, structure qui ressemblent à des racines, tiges et feuilles, n’ont pas d’organes, frondes sont les principale structures de PS

SAR - alvéolobiontes

vésicules aplaties sous la memb plasmique, près du flagelle

sous groupes: dinophytes, apicomplexes, cilliés

dinophytes vs apicomplexés vs cilliés

d: déplace grâce à 1 ou 2 flagelles

a: parasites, presence d’un complexe apical duquel il peut infecté leur hôte (causent malaria)

c: déplace à partir de nombreux cils mais pas de flagelles

SAR - Rhizariens

ressemblances génétiques mais peu morphologiques

amibes à pseudopodes

sous groupes: radiolaires, foraminifières, cercozoaires

adiolaires vs foraminifières vs cercozoaires

r: amibes marines, squelette de silice, pseudopodes rayonnants renforcés par des microtubules

Foraminifères: Unicellulaires marins de grande taille, entourés d’une coquille poreuse

Cercozoaires: Divers amiboïdes et flagellés surtout hétérotrophes+ quelques auto-/mixotrophes

Parasites (d’Animaux et Végétaux) et Prédateurs(de Procaryotes)

• Utilisent les pseudopodes filiformes pour se nourrir et pas seulement pour se déplacer

caractéristiques des protistes

comprends des cellules eucaryotes de taille infiniment petite = 0,5 à 2 mm (≈ procaryotes)

Surtout unicellulaires, mais aussi quelques pluricellulaires simples et sans tissusspécialisés

trouve partout

métabolisme : respiration aérobic, mitochondries

diversité dans type de nutrition: photoautotrophes, hétérotrophes, mixotrophes

théorie endosymbiotique

suggère que les cellules eucaryotes ont évolué de cellules procaryotes qui ont commencé à vivre en symbiose.

mitochondries et chloroplastes sont des descendants d'organismes procaryotes qui ont commencé à vivre dans des cellules hôtes procaryotes.

• Le processus proposé pour cette endosymbiose est la suivante :

Une bactérie aérobie a été captée par endocytose il y a 1.5 millions d'années. Elle a résisté à la digestion, et donc a commencé à vivre en relation symbiotique avec la cellule qui l'avait ingéré.

• L’apparition des membranes internes : Invaginations de la membrane plasmique d’un procaryote ancestral devient l’enveloppe nucléaire autour du noyau et des membranes internes comme le RE et Golgi

réproduction sexuée type 1

- Chez les animaux et plusieurs protistes

1) Les gamètes sont les seules cellules haploïdes (un jeu ou groupe de chromosomes)

2) La méiose se produit dans les cellules germinales pour produire des gamètes qui ne se divisent plus avant la fécondation

3) Après la fécondation, le zygote diploïde se divise par mitose et donne naissance à un organisme multicellulaire

réproduction sexuée -3 type

Chez les eumycètes et quelques protistes

1) Après la fécondation et la fusion des gamètes pour former un zygote diploïde, la méiose a lieu sans le développement d’un individu multicellulaire diploïde

2) La méiose ne donne pas des gamètes, mais des cellules haploïdes, qui se divisent ensuite par mitose et donnent naissance à des descendants unicellulaires ou à un organisme adulte multicellulaire haploïde

3) Plus tard, l’organisme haploïde commence la mitose pour produire des gamètes

4) Chez ces espèces, le zygote unicellulaire est la seule phase diploïde

réproduction sexuée -2 type

Chez les végétaux et certaines protiste (algues)

1) Ce cycle comprend 2 phases multicellulaires – une diploïde et l’autre haploïde

2) La phase diploïde s’appelle sporophyte

3) La méiose produit des cellules haploïdes appelées spores, différent des gamètes puisqu’ils ne se fusionne pas avec une autre cellule

4) Dans ce cas, les spores se divisent par mitose et devient une phase haploïde multicellulaire appelée gamétophyte

5) Les gamétophytes produisent des gamètes

6) La fusion de gamètes haploïde ӑ la fécondation produit un zygote diploïde qui devient le sporophyte de la prochaine génération

7) Dans ce type de cycle de développement, la génération de sporophytes (multicellulaire) produit des gamétophyte (multicellulaire) comme descendant et la génération de gamétophyte produit la génération suivante de sporophyte

8) C’est ce qu’on nomme l’alternance de génération

9) Normalement, le sporophyte ou le gamétophyte est plus gros qu’un ou l’autre.

Ex. le gamétophyte de l’érable argenté est composé que quelques cellules, mais le sporophyte est l’arbre

sporophyte

la phase multicellulaire 2n dérivé par mitose du zygote 2n, produit des spores (n) par méiose

individu diploïde qui produit spores = sporophyte

gamétophyte

phase multicellulaire n, dérivée par mitose de la spore n. Produit des gamètes par mitose.

c’est quoi un virus

particules infecteuse constituées de quelques gènes emballés dans une coque de protéines

fonctionne par prendre contrôle de leur hôte

histoire de la découverte d’un virus

pensait originalement que c’était des bactéries

mais l’agent pathogène n’était pas une bactérie car lorsqu’on le passait à travers un filtre qui filtre les bactéries, rien a changé.

aussi découvert que cet agent pathogène ne pouvait que se reproduire dans son hôte.

pourquoi est ce qu’un virus n’est pas une cellule?

n’ont pas un métabolisme, peuvent pas produire ATP

peuvent pas se réproduire elle mêmes, doivent prendre contrôle d’une cellule hôte

structure d’une virus

particules infectieuses composées d’acides nucléiques entourées par une enveloppe de protéines (capside) et certains fois une enveloppe membraneuse

cycle lytique

cellule hôte meurt à la fin du cycle de réproduction

1. Attachement du virus à la cellule

   2) Entré de l’ADN du phage et dégradation de l’ADN de l’hôte

   3) Synthèse des génomes et des protéines du virus par la cellule hôte sous la direction de l’ADN du virus

   4) Autoassemblage des 3 parties qui forme un phage, dont la tête, les queues et les fibres caudales

   5) Le phage commende la production d’une enzyme qui digère la paroi de la cellule, ce qui fait éclater la cellule (la mort de la cellule) et libère entre 100 et 200 particules phagiques

cycle de réproduction générale d’une virus

1. Entré du virus dans la cellule, Libère ADN dans la cellule

1. Génome virale prend contrôle de la cellule (stage Being John Malkovich), Reproduction du génome virale

2. Synthèse protéines virales, Transcription des gènes viraux pas les enzymes de la cellule hôte

3. Assemblage de nouvelles particules de virus qui quittent la cellule

cycle lysogénique

1) injection du l’ADN du phage

2) ADN phagique s’intègre dans le chromosome bactérien et devient un prophage

3) La bactérie se reproduit normalement et copie le prophage dans les cellules filles

4) Après un grand nombre de divisions bactériennes, le prophage (matériel

génétique du phage), peut avoir infecté une importante proportion d’une

population bactérienne et en faisant ceci, permet au virus de se multiplier sans

détruire la cellule hôte

5) Dans certains cas, le prophage sort du chromosome bactérien et commence un

cycle lytique

6) Ceci est normalement initié par des facteur environnemental, comme la présence

de certain produit chimiques ou de radiations a haute énergie

cycle de réplication des virus enveloppé à ARN

1) protéines de l’enveloppe virale se lient aux récepteurs de la cellule hôte

2) La capside et le génome entre dans la cellule.

3) Des enzymes de la cellule digèrent la capside et libère le génome dans la cellule

4) Copies d’ARN virales sont formées

5) Protéines synthétisées pour former la capside et glycoprotéines de l’enveloppe virale

6) Vésicules transportent les glycoprotéines vers la membrane plasmique de la cellule hôte

7) Capside est assemblé autour d’une copie du génome viral

8) Virus sort de la cellule par bourgeonnement, qui forme une enveloppe former de la membrane plasmique de la cellule hôte avec des glycoprotéines autour

défenses bactériennes contre les phages

1) selection naturelle - bactéries qui n’ont pas de protéines de surfaces sur lesquelles les virus peuvent se fixer, sont favorisé par sélection naturelle

2) Enzymes de restriction – Le génome virale peut être détecté et coupé par des enzymes cellulaire nommé enzymes de restriction

3) Système CRISPR-Cas - découpe aussi l’ADN, mais lors d’infection subséquente, si l’espèce a déjà été infecté par ce virus et a survécu

transmission horizontale vs verticale (végétaux)

1. Transmission horizontale : Infection d’une plante par une source externe

(souvent dans une blessure d’une plante, insectes peut transmettre de plantes en plantes)

2. Transmission verticale : transmission de l’infection d’une plante a sa descendance

prions

protéines infectieuses avec une conformation ou repliement anormale

longue periode d’incubation (au moins 10ans)

presque indestructibles, pas de traitement

maladies virales chez animaux

1. Provoquent la libération d’enzymes hydrolytiques contenus dans les lysosomes ce qui mène à la destruction de la cellule

2. Commandent production de toxines par la cellules injectées, ex : phages dans cellules E. coli

3. Possèdent composantes toxiques

vaccins à ARN

1. Capsule d’ARN

Le vaccin est constitué de fragments d’ARN messager enveloppés dans des bulles de lipides. Cet ARNm contient le plan de montage d’un morceau caractéristique du virus, la protéine Spike.

2 Entrée de l’ARN dans la cellule

Après l’injection du vaccin, la capsule lipidique fusionne avec la membrane de la cellule humaine. Ainsi l’ARNm est déversé dans la cellule.

3 Production des protéines spike

Les ribosomes, qui sont les « usines à protéines » de la cellule, lisent l’ARNm et fabriquent les protéines Spike. Dans les heures qui suivent, l’ARNm est détruit. Les protéines produites migrent à la surface externe de la cellule.

4 Réponse immunitaire

À l’extérieur, certaines cellules immunitaires repèrent les protéines Spike, s’y attachent et produisent des anticorps. D'autres cellules interviendront pour la mise en mémoire. Ainsi notre système immunitaire apprend à reconnaître et à lutter contre Spike et sera prêt à contrer le vrai virus en cas de future infection.

vaccins à vecteur viral

1. un forme inactive du vaccin est introuduit dans le corps

2. le corps produit des défenses (anticorps)

3. le corpe est prête avec les defenses s’il y a la contact avec le vrai virus

classification hierachique

domaine, regne, embranchement, classe ordre famille, genre, espèce