cours 6 physiologie des bactéries

Qu’est ce que le génome ?

L’ensemble du matériel génétique d’un organisme

Qu’est ce que le core génome ?

Ensemble des gènes essentiels et présent dans toutes les souches d’une espèce

Qu’est ce que le génome accessoire ?

Ensemble des gènes présents uniquement chez certaines souches d’une espèce

De quoi est composé le chromosome chez les bactéries ?

• il est unique et circulaire chez de nombreuses bactéries

• Généralement haploïde (1 seul copie du chromosome) au repos

• Porte l’intégralité du core génome et une partie du génome accéssoire

• Pas de membrane nucléaire → pas de noyau

• GC% varient d’un taxon à l’autre

De quoi sont composé les plasmides chez les bactéries ?

• ADN double brin circulaire

• Capable de réplication autonome

• Présence inconstance au cours de la vie d’une bactérie

• Codent pour des caractères généralement non essentiels (accessoire) mais souvent avantageux pour la bactérie selon son environnement

Quel est la structure générale de l’ADN chez la bactérie ?

• association des base entre elle (A-T et C-G)

• Double hélice pour la « rigidité » de la structure

Quel est l’ultrastructure de l’ADN chez les bactéries ?

Un surenroulement négatif

• compacte l’ADN

• « Négatif » car dans le sens inverse de la double hélice d’ADN

• Évite la sur compaction et permet la séparation des brins pour la réplication et la transcription

• Se fait grâce a des ADN gyrase

Quels sont les différences entre l’ADN des eucaryotes et des bactéries ?

• pas de membrane nucléaire : pas de noyau

• Pas d’histone chez les bactéries mais quelques protéines similaire aux histones mais beaucoup moins nombreuses

Quels sont les conséquences des différences entre l’ADN des eucaryotes et des bactéries ?

• ADN centrale - allongé dans le sens de l’axe dans une zone appelée nucléoïde

• Aspect fibreux

• ADN à proximité des ribosomes

Comment se fait la réplication du génome ?

Division par scissiparité, c’est un processus asexuée, par fission binaire

Quels sont les étapes de la fission binaire ?

• réplication du génome (chromosome et plasmide)

• Cytodiérèse (formation du septum)

• Formation de deux cellules filles identiques (clones)

Comment se réplique le chromosome ?

Sur l’ori (origine de réplication), il va y avoir une 40aine de protéine DnaA qui vont se fixer pour induire la torsion de l’ADN ce qui provoque son ouverture

Grâce a ça les hélicase vont pouvoir accéder à chacun des brins et vont les séparer pour créer des fourches de réplications

Il va y avoir ajout des ADN polymérase III à chaque fourche pour initier la réplication aux 2 fourches

L’ADN polymérase III progresse sur chacune des fourches

• de manière discontinue sur le brin indirect avec les fragments d’Okasaki

• De manière continue sur le brin direct

La réplication va être semi-conservatrice

Comment se réplique le plasmide ?

Il présent également une ori et peut être répliqué de manière indépendante du chromosome

Le mécanisme va être différent : rolling circle

La réplication est unidirectionnel les brins se font répliquer l’un après l’autre uniquement dans le sens direct

Comment s’organise le génome chez les eucaryotes ?

Présence

• d’introns : portion non codante qui sépare les exons, ils sont excisés lors de l’épissage

• D’exons : partie codante d’un gène eucaryote

ARNm est l’assemblage de tous les exons

Comment s’organise le génome chez les bactéries ?

Il n’y a pas d’introns ni d’exons, la quasi-totalité du génome est codant

Quel est le principe général de l’expression génique ?

Le gène va etre transcrit en ARN

• ARNm sera traduit par les ribosomes

• ARNr et ARNt eux ne sont pas traduits, ils son fonctionnels en l’état

Quels sont les différentes partie de l’unité de transcription ?

• promoteur : permet l’appariement avec l’ARN polymérase

• Opérateur : segment auquel peut se lier une molécule régulatrice, absent chez les eucaryotes

( les 2 ensembles régulent l’expression du gène)

• séquence codante : sera transcrite en ARN

• Terminateur : met fin a la transcription

Qu’est ce qu’un opéron?

Unité d’ADN fonctionnelle regroupant plusieurs gènes / plusieurs cistrons

Qu’est ce qu’un cistron ?

Gène codant une protéine

Comment fonctionne les opérons ?

• un seul promoteur pour l’opérons : tous les gènes d’un opérons sont transcrit ensemble

• L’opérons est dit polycistroniques

• Dépend d’un régulateur

• Transcription des gènes en un seul ARNm polycistronique

• Codon start et codon stop bornent chacun des cistrons

• traduction des ARNm en protéines correspondant à chaque cistron

Qu’est ce que sont les promoteurs ?

• régulent la transcription

• Promoteur fort / faible

• Composés de 2 boites de séquence ± conservées : boite -35 et boite -10

• La présence de ces 2 boites permet la fixation de l’ARN polymérase

Qu’est ce que la variabilité interindividuelle génétique ?

Variabilité des informations portées par le génome d’un organisme, même si elles ne sont pas exprimées

• la variation génétique induit souvent une modification phénotypique

Qu’est-ce e que la variabilité interindividuelle phénotypique ?

Variabilité des caractéristiques observables résultant de l’expression des gènes et de l’influence de l’environnement

Quels sont les 2 origines de variations génétique possible ?

• transfert vertical de gènes (variation intra-génomique)

• Transfert horizontal de gènes (variation inter-génomique)

Qu’est ce qu’une mutation ?

C’est une modification permanente et rare de la séquence de matériel génétique d’une cellule ou d’un organisme

Qu’est ce qu’une mutation ponctuelle ?

C’est une mutation restreinte à une paire de base ou quelque paire de bases (<10)

Quelles sont les types de mutations ponctuelles ?

• substitution

• Addition

• Délétion

• Inversion

Quelles sont les caractéristiques des mutations ponctuelles ?

• spontanée

• Potentiellement induite par facteur environnementale

• Rare

• Stable : conservées et transmise de générations en génération

• Spécifique

Qu’est ce que sont les mutations neutres ?

Mutation qui sont

• silencieuses : codon remplacé par un équivalent

• Neutre avec modification d’AA mais pas de modification de la fonctionnalité de la protéines

Qu’est ce que sont les mutations efficaces ?

Modification de la fonctionnalité de la protéines ou de ses séquences régulatrice

• faux-sens : changement de codon → AA différent

• Non-sens : apparition de codon stop

Qu’est ce qu’est la transposition ?

C’est un déplacement d’ADN spécifique appelée éléments transposables, d’un locus du génome bactérien à un autre → s’insèrent « aléatoirement »

Quels sont les types d(éléments transposables ?

• les séquences d’insertion (IS)

• Les transposons = contient des IS et des gènes

Quels sont les modes de transposition ?

• la transposition conservatrice (couper/coller)

• La transposition réplication (copier/coller)

Qu’est ce que sont les transposases ?

Les enzymes nécessaires à la transposition conservative

Qu’est ce que le transfert horizontal ?

Processus par lequel un organisme intègre du matériel génétique (ADN) provenant d’un autre organisme sans en être le descendant

Quels sont les 3 voies de transfert horizontale ?

• La transformation

• La conjugaison

• La transduction

Qu’est ce que la transformation ?

C’est l’intégration d’un matériel génétique extracellulaire qui provient d’un bactérie lysée chez une bactérie vivante, le transfert se fait généralement passivement

Tous les caractères d’un chromosome peuvent etre transféré mais le transfert est partiel (la bactérie prend uniquement les séquence intéressante pour elle

Le transfert est est possible entre les espèces différentes mais proche génétiquement

Quels sont les étapes de la transformation ?

• la capture

• L’inténalisation

• L’intégration d’ADN exogène

Qu’est ce que la conjugaison ?

C’est un transfert génétique unidirectionnel d’un fragment d’ADN par contact direct entre 2 bactéries vivantes

Le fragment transféré doit être un élément conjugatif ou mobilisable

L’élément conjugatif est copié et transféré d’un bactérie donneuse à une bactérie receveuse

Qu’est ce que la transduction ?

C’est le transfert d’une partie du génome d’une bactérie à une autre grâce à un phage

Le phage va intégrer par erreur une séquence d’ADN bactérien au lieu de leur génome viral et la transmettre à une bactérie receveuse

Quels sont les 2 types de phages dans la transduction ?

• phage « virulent » qui induisent un cycle lytique → transduction généralisée

• Phage « tempéré » qui induisent un cycle lysogénique → transduction spécialisée

Pourquoi les bactéries n’accumulent-elles pas les gènes à l’infini ?

• les gènes sont trop nombreux = trop de dépense d’énergie

• Seuls les gènes apportant un intérêt sont conservés

• Les autres finissent par être éliminé du génome de la bactérie

Qu’est ce que sont les probiotiques ?

Bactéries ou levures vivantes pour rééquilibrer le flore intestinale

Qu’est ce que la thérapie pour les phages ?

Virus spécifique d’une espèce de bactéries, traitement de dernier recours quand échec dans antibiotiques

Pas finit