ULaval:MED-1206/Microbiologie et infectiologie/Physiologie microbienne

Ce guide d’étude a été élaboré par les volontaires de Wikimedica dans le cadre du cours MED-1206 à l'Université Laval et est basé sur le travail des responsables du cours. Il est fourni comme aide à l'étude et ne constitue pas un document officiel du cours.

MIC-030. Définir catabolisme et anabolisme

Métabolisme = ensemble des réactions de l’organisme
- Catabolisme : toutes les réactions de dégradation qui assurent la production d’énergie et rendent accessibles les composés de base permettant à la cellule d’effectuer ses réactions de biosynthèse.
- Anabolisme : Ensemble des réactions de biosynthèse. Élaboration de composés structuraux et fonctionnels. Consomme de l’énergie.

MIC-031. Expliquer l’intérêt de l’étude du métabolisme microbien

Comprendre le mode de vie et habitat préférentiel des différentes espèces bactériennes.
- Probabilité de rencontre avec homme.
- Possibilité de survivre dans différents tissus humains.
Connaître les meilleures conditions pour faire croitre les bactéries qu’on souhaite étudier.
- Cultures avec de bons résultats.
Comprendre les aspects physiologiques de l’infection
- Lien avec l’endroit de l’infection chez organisme hôte.

MIC-032. Décrire les spécificités du métabolisme microbien

Les microbes sont classifiés selon la source du carbone qu'ils utilisent

Autotrophes : directement le CO2
Hétérotrophes : utilisent le carbone d'un substrat organique

Le métabolisme bactérien est 10-100 fois plus rapide que celui de l’Homme.

Par rapport aux bactéries

Plus versatiles dans leur utilisation de composantes comme source d’énergie.
Plus versatiles dans utilisation de récepteurs d’électrons (produits de fermentation)
Besoins nutritionnels variés.
Voies biosynthétiques uniques.

MIC-033. Décrire les 4 grandes étapes de la transformation des nutriments chez les bactéries

Extraire énergie de l’environnement :
- Réactions cataboliques.
- Oxydation de substrats énergétiques
Convertir les aliments nutritifs en matériaux construction = métabolisme intermédiaire.
Biosynthèse des différentes macromolécules.
Fonctions cellulaires spécialisées (travail mécanique etc.)
- À l’aide de l’énergie et des produits de biosynthèse précédente.

MIC-035 et 036. Définir l’oxydation et la réduction / Identifier les donneurs et les accepteurs d’électrons

Oxydation : céder électrons
Réduction : capter électrons
La plupart des substances peuvent faire les deux.
Système redox : un substrat réduit est oxydé (cède électrons) et ses électrons sont donnés à un substrat oxydé, qui se réduit alors.
- la charge négative des électrons attire les H⁺ : un échange d’électrons s’accompagne d’un échange de H⁺
- le donneur le plus important est l'hydrogène des composés organiques
- l'accepteur le plus important est le dioxygène ou certains produits organiques

MIC-037. Décrire les 3 grandes étapes de l’oxydation d’un substrat énergétique

MIC-034. Identifier les groupes de molécules qui agissent comme distributeurs d’énergie dans la cellule bactérienne

Énergie passe d’un système à un autre par :
- Transfert d’électrons énergétiques : réactions d’oxydoréductions
  - Suppose l’existence de composés intermédiaires, capables de se réduire puis de s’oxyder à répétition
- Transfert de groupes d’atomes énergétiques

MIC-039. Distinguer les transporteurs d’énergie, d’hydrogène et d’électrons

Besoin de molécules qui lient les réactions cataboliques et les réactions anaboliques : les transporteurs

Transporteurs d’énergie	Transporteurs d’hydrogène	Transporteurs d’électrons
ATP Autres mononucléosides phosphates Mais incapables de se recharger à la chaîne des transporteurs d’électrons	Nicotinamides (NAD, NADP) Flavines (FMN, FAD) Quinones (ubiquinones)	Cytochromes a, b et c. Possèdent atome de fer, qui passe de sa forme oxydée (Fe³⁺) à sa forme réduite (Fe²⁺) et réciproquement

MIC-040, 41 et 42. La respiration aérobie

Devenir de l’acide pyruvique	Chaîne respiratoire	Effets de l’oxygène
Dégradation complète dans le cycle de Krebs	Ordre décroissant de potentiel d’oxydoréduction (NAD, FAD, cyt b, cyt c1, cyt c, cyt a, cyt a3)	Formation de H₂O₂ et de O₂^-.
Électrons fixés à des transporteurs d’hydrogène (NAD et FAD deviennent NADH, H⁺ et FADH2)	Trajet des électrons et H⁺du transporteur d’hydrogène jusqu’à l’oxygène	O₂^-partiellement détruit par superoxyde dismutase
NADH, H⁺ réoxydé à la chaîne respiratoire	Passage d’un transporteur à l’autre àdiminution énergie libre àrecharge ATP	H₂O₂partiellement détruit par catalase
Majeure partie de l’ATP produite par phosphorylation oxydative	Pas chez bactéries anaérobies.	Oxygène est l’accepteur final d’électrons. Absence des 2 enzymes àbesoin d’anaérobiose.