LES BACTERIES PHOTOTROPHES

Programme Bactéries phototrophes. Les étudiants devront simplement pouvoir analyser un document présentant de tels métabolismes.

LES BACTERIES PHOTOTROPHES 1. LA PHOTOSYNTHESE OXYGENIQUE 2. LA PHOTOSYNTHESE ANOXYGENIQUE 3. Cas particulier LES HALOBACTERIES PHOTOSYNTHESE EN ABSENCE DE CHLOROPHYLLE

utilisation lumière (énergie solaire) comme source d’énergie absorption E lumineuse par pigments spécialisés ((bactério)chlorophylles) membranaires Production ATP et / ou fpm utilisation lumière (énergie solaire) comme source d’énergie PHOTOSYNTHESE Bactérie phototrophe pigmentée

la photosynthèse a lieu dans des membranes où se trouvent : des chlorophylles, des pigments accessoires une (ou des) chaîne(s) de transfert d'électrons.

les réactions lumineuses de la photosynthèse On peut diviser la photosynthèse en 2 parties : les réactions lumineuses de la photosynthèse Les réactions sombres ou obscures (indépendantes de la lumière) ensemble des événements (photochimiques) qui assurent la conversion de l'énergie lumineuse en fpm ou en énergie chimique. emploi par la cellule de l'énergie obtenue par les réactions lumineuses, pour la synthèse de composés carbonés. Vours cours Mme Maurel

Il existe deux types de phototrophies chez les procaryotes : Photosynthèse anoxygénique en anaérobiose : Photosynthèse oxygénique en aérobiose : produit de l’O2 réalisée par : cyanobactéries pas de production d’O2 réalisée par : bactéries vertes et pourpres

Chromatium okenii photosynthèse oxygénique photosynthèse anoxygénique   Groupe        Bactéries Pourpres Bactéries Vertes cyanobactéries Famille Pourpres sulfureuses Pourpres non sulfureuses Bactéries vertes sulfureuses Bactéries vertes filamenteuses multicellulaire (non sulfureuse) Chromatiaccae Ectothiorhodospiraccae Genre -Chromatium -Thiocystis -Thiospirillum -Thiocaspa -Lamprobacter -Lamprocystis -Thiodictyon Amocbobacter -Thiopedia Ectothiorhodospira -Rhodospirillum -Rhodopil -Rhodobacter -Rhodopseudomonas -Rhodomicrobium -Rhodocyclus -Chlorobium -Prosthecochloris -Pelodictyon -Ancalochloris -Chloroherpeton -Chloroflexus -Heliothrix -"Oscillochloris" -Chloronema -Anabaena -Osctllatorta -Microcystis Chromatium okenii

Pour réaliser la photosynthèse, il faut des donneurs d'électrons : soit inorganiques : l'eau (chez les cyanobactéries seulement), le sulfure, le soufre et l'hydrogène ; soit organiques : acide formique et méthanol. Comment appelle t’on les phototrophes qui utilisent les donneurs d'électrons inorganiques et ceux qui utilisent les donneurs organiques ?

elles sont trouvées à des profondeurs différentes selon : Les bactéries phototrophes sont présentes dans la plupart des milieux liquides : lacs, étangs elles sont trouvées à des profondeurs différentes selon : leur comportement vis-à-vis de l’oxygène, leurs besoins en soufre leur équipement pigmentaire qui leur permet de capter la lumière à des profondeurs plus ou moins grandes.

1. LA PHOTOSYNTHESE OXYGENIQUE Uniquement chez les cyanobactéries Réalisent une photosynthèse type eucaryote

La photosynthèse à lieu dans les membranes de thylacoïdes ou la membrane cytoplasmique (Gloeobacter)

Les chlorophylles sont localisées dans les centres réactionnels Les chlorophylles sont localisées dans les centres réactionnels. Des complexes spécialisés dans le captage de la lumière (les antennes), faits de protéines et de pigments, canalisent la lumière vers ces centres.

La photosynthèse oxygénique se caractérise par 2 sortes d’antennes associées aux photosystèmes : PSI et PSII et se représente généralement par le schéma en Z : Propulsion d’un e- au niveau d’E supérieur PSI absorbe   680 nm et transfère son E à la chlorophylle a : P700 PSII absorbe  plus courte et transfère son E à la chlorophylle P680

les e- éjectés du PSI réduisent NADP+ en NADPH les e- parcourent la chaîne de transfert d’e- vers PSI Propulsion d’un e- au niveau d’E supérieur PSII est alimenté en e- par l’oxydation de l’eau Absorption E lumineuse par chlorophylle P680 du PSII flux e-  fpm à travers membrane du thylacoïde  ATP : PHOTOPHOSPHORYLATION

2. LA PHOTOSYNTHESE ANOXYGENIQUE La photosynthèse anoxygénique : pas production d'oxygène est pratiquée en anaérobiose par des bactéries de l'ordre des Rhodospirillales : Chez les bactéries photosynthétiques « pourpres », tous les composants photosynthétiques se trouvent dans des membranes intracellulaires

Chez les bactéries photosynthétiques « vertes », les composants des complexes capteurs de lumière sont dans les chlorosomes, tandis que les centres réactionnels sont dans la membrane cytoplasmique.

Chez les bactéries pourpres, les électrons éjectés d'un centre réactionnel parcourent un cycle via une chaîne de transfert d'électrons et reviennent au centre de départ. La fpm ainsi engendrée peut servir, par exemple, à la synthèse d'ATP.

flux d‘e – pour réduction directe flux d‘e - génère une fpm  Chez les bactéries vertes, le flux d'électrons génère une fpm et peut aussi être utilisé pour la réduction directe du NADP+ en NADPH. Un tel flux d'électrons non-cyclique demande à être fourni en électrons par un donneur exogène. Les donneurs d'électrons chez les bactéries photosynthétiques vertes sont notamment le sulfure et le thiosulfate, mais jamais l'eau parce que, chez ces organismes, la photosynthèse est toujours anoxygénique. donneur e - exogène

La nature du donneur d’électrons varie: -H2, H2S, S pour les bactéries pourpres et vertes sulfureuse -Composés organiques ou éventuellement H2S ou H2 pour les non-sulfureuses Réduction de NADP+ en NADPH donneurs d’électron transfert e- sur chaîne transport production fpm et ATP

3. Cas particulier LES HALOBACTERIES PHOTOSYNTHESE EN ABSENCE DE CHLOROPHYLLE région différenciée de la membrane cytoplasmique, pigmentée de pourpre se développant à la lumière, en anaérobiose ou en microaérobiose ex : bactériorhodopsine