Concept 27.3 1BIOS02

Comment classe-t-on les procaryotes?

On classe les procaryotes en fonction de leur mode de nutrition (comme pour les autres organismes). Les manières de tirer l'énergie varie selon les cellules. Par exemple, la consommation de carbone par la nutrition ou de production grâce à une photosynthèse. La variété nutritionnelle est plus variable chez les procaryotes que chez les eucaryotes.

Phototrophie et hétérotrophie: quelles différences?

Les procaryotes peuvent être classés en deux grands groupes en fonction de leur mode de nutrition. On considère ainsi les organismes autotrophes et hétérotrophes.
Les autotrophes peuvent ensuite être subdivisés comme suit:

Photo-autotrophes

• Organismes qui utilisent la lumière comme source d’énergie (photosynthèse). Ses sources de carbone sont le CO₂ , HCO₃ ou d’autres composés qui sont apparentés. Les cyanobactéries font partie des procaryotes photosynthétiques.

Chimio-autotrophes

• Organismes qui tirent leur énergie de substances chimiques inorganiques ( tell que H₂ S, NH₃ , Fe₂₊  ). Leurs sources de carbone sont les mêmes que celles des photo-autotrophes, mais les types d’organismes sont moins diversifiés (par exemple, le Sulfolobus)

Hétérotrophes

• Nous pouvons trouver notamment les photo-hétérotrophes qui tirent leur énergie de la lumière comme les photo-autotrophes, mais la différence est que leur sources de carbone ne sont pas tirées d'éléments tel que le CO₂ ou bien même le HCO₃, mais il les tirent des composés organiques. Ces types d'organismes sont certains procaryotes aquatiques halophiles, par exemple: Rhodo bacter, Chloro flexus

• Il y a également les Chimio-hétérotrophes qui tirent leur énergie et leur sources de carbone des composés organiques.

Quel est le rôle de l’O2 dans le métabolisme des procaryotes?

La molécule d'oxygène O₂ , constitue une variable métabolique chez les procaryotes. Les aérobies stricts utilisent l'O₂ durant la respiration cellulaire et ils ne peuvent pas croître sans lui, contrairement aux anaérobies stricts, qui ne survivent pas en présence d'O₂.
Certains anaérobies stricts subsistent uniquement grâce à la fermentation; d'autres extraient l'énergie chimique au moyen de la respiration cellulaire anaérobie, un mécanisme par lequel des substances comme les ions nitrate (NO,) ou les ions sulfate (SO2-), acceptent des électrons dans la phase descendante» de la chaîne de transport d'électrons.
Quant aux anaérobies facultatifs, ils utilisent O₂ ,s'ils en trouvent, mais peuvent aussi recourir à la fermentation dans un milieu anaérobie.

Quel serait l’impacte de l’azote dans leur métabolisme ?

L'azote est essentiel à la production des acides aminés et des acides nucléiques. Les procaryotes peuvent métaboliser de nombreuses formes d'azote, par exemple certaines cyanobactéries et certaines méthanobactéries qui convertissent la molécule d'azote atmosphérique (N₂) en ammoniaque (NH₃), par un processus appelé fixation de l'azote. Elles ont seulement besoin pour croître de l'énergie lumineuse, de CO₂, de N₂, d'eau et de quelques minéraux.

La fixation de l'azote a des effets importants sur d'autres organismes. Par exemple, les procaryotes fixateurs d'azote peuvent accroître l'azote disponible pour les végétaux.

Qu’est-ce que la coopération métabolique ?

Grâce à la coopération les cellules procaryotes ne peuvent pas s’adapter individuellement. Dans certains cas, cette coopération entre les cellules spécialisées appartenant à une colonie. Comme ça les cyanobactéries du genre Anabaena possèdent des bennes pour l’encodage des protéines nécessaires à la photosynthèse et pour la fixation de l’azote. Mais une même cellule ne peut pas faire les deux processus en même temps. La photosynthèse produite par la cyanobactérie produit de l’O₂, qui ne fait plus fonctionner les enzymes qui empêchent la fixation de l’azote. Les cyanobactéries Anabaena forment des colonies car elles ne peuvent vivre isolées, elles forment des filaments qui n’effectuent seulement la photosynthèse et seul quelques cellules spécialisées, que l’on nome hétérocycles font la fixation de l’azote. Chaque hétérocycle est entouré d’une paroi épaisse qui empêche l’accès à l’O₂ prodige pas les cellules photosynthétique voisines. Les cellules font un échange entre elles par jonctions intercellulaires, elles échangent les glucides produit pas les cellules photosynthétiques et l’azote qui ce lie au hétérocycles. Les liaisons métaboliques on souvent lieux dans les colonies formant des filaments d’un film qui de dépose en surface. Ces colonies se nomment biofilms ou filmes biologiques. Les molécules qui font partie de ces film sécrètent des molécules de signalisation qui attirent les cellules à proximité, pour former de colonies plus grandes. Elle se collent grâce à des polysaccaride et des protéines.

Les biofilms sont courants dans la nature, mais ils peuvent être sources de problèmes lorsqu'ils contaminent des produits indus triels et de l'équipement médical, ou qu'ils contribuent à la carie dentaire et à d'autres problèmes de santé plus graves.

Les procaryotes appartenant à différentes espèces ont aussi recours à la coopération. Par exemple, des bactéries et des archées qui absorbent respectivement du sulfate et du méthane coexistent sur le plancher océanique sous forme d'agrégats sphériques. Ces deux groupes font des échanges (de déchet individuel) c'est à dire le soufre produit par les bactéries utilisent les composé organique et l'hydrogène produit par les archées, et en échange les bactéries apportent les soufres que les archées ont besoin pour oxyder du méthane en absence d'O₂. Cet échange à un grand impact planétaire, il contribue fortement au gaz à effet de serre.

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