Résistance des bactéries à l'acidité

[invite6487dc7f]

Bonjour à tous ,

Tout le monde connait la résistance des bactéries aux antibiotiques, elle apparait assez rapidement avec les plasmides de résistance.
Mais lorsque les bactéries sont confrontées à un changement de pH, es ce qu'elles ont une capacité d'adaptation aussi rapide?

J'imagine que non, du fait qu'il n'y a pas de plasmide de résistance à l'acidité. et c'est tout le fonctionnement de la cellule qui doit être compromis.

On peut se poser la même question pour la température, la disponibilité en eau...


Quelqu'un a des éléments?
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[invite43dd87ea]

Tu as aussi la composition de l'adn, chez les bactéries extremophiles, souvent l'ADN possède un fort pourcentage en GC empêchant ainsi la dénaturation de l'adn au sein de l'organisme.

Souvent les enzymes aussi sont adaptés aux milieux extrêmes.

Je doute qu'une bactérie mésophile puisse s'adapter a un milieu extrême très rapidement.

[Aqualung]

Concernant la température le phénomène est fortement étudié, et devient assez connu.

Bon pour résumer une augmentation de température provoque une mobilité plus importante des molécules et une diminution des forces de cohésions. C'est l'inverse pour le froid!

Au niveau protéiques il y a plusieurs adaptation notamment le fait qu'avec la diminution de température le nombre d'acides aminés à chaine aliphatique "longue" (valine, leucine, phénylalanine...) diminue au profit d'acides aminés plus "courts" permettant une meilleurs mobilité de la chaîne. C'est l'inverse pour l'augmentation de température.

Au niveau lipidique, le degrés de saturation varie et les liaisons ester sont remplacées par des liaisons éther plus résistantes à la chaleur. Parfois les membranes deviennent une monocouche lipidique possédant deux extrémités hydrophiles.

Au niveau métabolique, on fait appel à l'utilisation de chaperonne qui permettent un meilleur repliement des protéines. Pour les froids extrêmes (psychrophiles) le cytoplasme contient des protéines contenant des thréonines à inter val régulier, cet inter val correspond à l'agencement cristallin de l'eau et empêche l'eau de geler et de percer la cellule.

Il s'agit de quelques exemples, je pense qu'on a constaté le même genre d'adaptation pour le pH comme un remplacement des liaison ioniques par des liaisons hydrophobes moins influencées par le pH. Mais je n'en connait pas plus

Malgré ce que l'ont croit, la structure primaire de la protéines peut se modifier tant que les structures secondaires et tertiaires sont conservées, et que le site actif est inchangé.

Les changements n'interviennent pas forcément vite mais certains mécanismes peuvent se manifester endéans l'heure (heat choc protéines). Sachant que ces adaptations sont possibles, j'imagine qu'en soumettant les bactéries à une pression de sélection importante il est possible d'induire des modifications rapidement en l'espace de quelques générations.

Concernant le pH il existe des bactéries résistantes à des forts pH (bactéries lactiques, extrémophiles, bactéries intestinales...) mais je ne sais pas si des études ont déjà été effectuée pour en déterminer les mécanismes.

[Aqualung]

Tu as aussi la composition de l'adn, chez les bactéries extremophiles, souvent l'ADN possède un fort pourcentage en GC empêchant ainsi la dénaturation de l'adn au sein de l'organisme.

J'avais entendu dire que cette idée commençait à être réfutée... en effet le contenu en GC permet au DNA de mieux résister à la chaleur, mais on n'en a pas constaté les effets sur les organismes extrémophiles.
Maintenant je peux me tromper.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6487dc7f]

Certaines bactéries se développent dans des milieux extrêmes et y sont adaptés pour X raison. OK
Mais ce dont je veux parlé c'est l'adaptation a court terme (dans sens de l'évolution).
En gros si on compare le développement (adaptation) de 10^9 bactéries non résistantes en présence d'un AB avec le développement(adaptation) de 10^9 bactéries dont le pH optimum est à 7 qu'on aurait fait pousser à ph 4.

Je sais pas si je suis clair??

[Aqualung]

Non désolé je ne connais pas ce genre d'adaptation à court terme...

tente les analyse en 2D-dige ou microarray

[gorben]

Salut,

Oui c'est connu, E. coli par exemple declenche plusieurs mecanismes pour resister au pH acide qui font intervenir entre autre les genes gadABDEXYW. Les proteines Gad vont transferer un proton vers le glutamate pour abaisser le pH intracellulaire. Le glutamate va ensuite etre exporte. C'est le mecanisme majeur, mais il y en a bien d'autre.
Ca permet a la cellule de survivre a des pH acide.
Il va par contre etre tres difficile de selectionner une mutation comme pour la resistance aux antibiotiques vu que ici le processus fait intervenir enormement de differents genes (alors que ce n'est pas le cas pour la resistance aux antibiotiques).

Pour la reponse au choc thermique, c'est pareil. La cellule va declencher une reponse gouvernee par le facteur sigma32. Ce facteur sigma va specifiquement diriger la transcription vers des genes impliques dans la survie a haute temperature (chaperonne etc...)

Pareil pour le stress osmotique, il va y avoir une reponse impliquant les porines et la glycine betaine.

Apres, certaines bacteries vont etre depourvues de ce genre de reponse, dans ce cas non il ne peut pas y avoir selection de mutation ponctuelle, la cellule va mourir.

A+

[invite6487dc7f]

Ah ouai?
Je connais le facteur sigma 32 qui est plus sélectif de certains gènes, c'est donc le même principe pour l'acidité?
Es ce que tu sais (ou qq1) si cela permet à la cellule de se développé à long terme ou c'est juste une résistance brève (pour passer la barrière de l'estomac ou autre)

Sinon le glutamate joue le rôle de tampon intra cellulaire en quelques sortes?
Qu'entend-tu par exporté?
Il est rejeté à l'extérieur de la cellule? Ce serait pas plus rentable d'expulser le proton directement!?

[gorben]

Je connais le facteur sigma 32 qui est plus sélectif de certains gènes, c'est donc le même principe pour l'acidité?

Oui sauf que pour le pH c'est plus dependant de sigmaS.

Es ce que tu sais (ou qq1) si cela permet à la cellule de se développé à long terme ou c'est juste une résistance brève (pour passer la barrière de l'estomac ou autre)

Les cellules peuvent survivre a pH 2.5 pour plusieurs heure mais ne s'y devellope pas (le cout en energie pour se proteger est trop important et ne permet pas le devellopement).
Par contre elles peuvent pousser a ~ pH 5

Sinon le glutamate joue le rôle de tampon intra cellulaire en quelques sortes?
Qu'entend-tu par exporté?
Il est rejeté à l'extérieur de la cellule? Ce serait pas plus rentable d'expulser le proton directement!?

Oui le glutamate est exporte vers l'exterieur. Et non rejeter le proton n'est pas plus rentable, vu que ce dernier va re-rentrer...
Le systeme est d'ailleur d'autant plus efficace que la concentration de glutamate extracellulaire est importante. Mais le glutamate n'est pas le seul accepteur final de proton, il y en a d'autres.

A+

[MaliciaR]

Oui le glutamate est exporte vers l'exterieur. Et non rejeter le proton n'est pas plus rentable, vu que ce dernier va re-rentrer...
Le systeme est d'ailleur d'autant plus efficace que la concentration de glutamate extracellulaire est importante. Mais le glutamate n'est pas le seul accepteur final de proton, il y en a d'autres.

A+

Hello,

j'avais vaguement entendu parler de protéines qui "stockaient" les protons, càd qu'elles avaient trop de ponts S-S ou quelque chose du genre et ça permettaient de les transformer en SH lorsque la présence de H⁺ devenait trop importante. T'en connais davantage, Gorben?
Et aussi, il y a une histoire chez le Rhyzobium (chez les bactéries du sol, globalement) qui fait intervenir plein d'antiports assez marrants pour maintenir le pH à un taux viable. Quelqu'un aurait des détails?

Quelle est l'importance de la participation des pompes à efflux dans le rejet du surplus de protons?


Cordialement,

P.S. Sinon, un haut %GC chez des thermophiles (Archées et Bactéries) n'est plus considéré comme une raison pour l'adaptation aux températures. On se demande à quoi sert une enzyme très particulière qui est la gyrase inverse (provoque des supertours positifs) et si ce n'est pas elle qui (en partie) participerait à la "résistance" à la température. Mais en ce moment pas le temps de faire de la bibli