LES BACTERIES PHOTOTROPHES Programme Bactries phototrophes Les tudiants

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

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

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

• Il existe deux types de phototrophies chez les procaryotes : Photosynthèse oxygénique en aérobiose : Photosynthèse anoxygénique en anaérobiose : produit de l’O 2 pas de production d’O 2 réalisée par : cyanobactéries vertes et pourpres

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

• 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 ?

• 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) THYLACOÏDE

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 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 : P 700 PSII absorbe plus courte et transfère son E à la chlorophylle P 680

Propulsion d’un e- au niveau d’E supérieur PSII est alimenté en e - par l’oxydation de l’eau les e- parcourent la chaîne de transfert d’e- vers PSI les e- éjectés du PSI réduisent NADP+ en NADPH Absorption E lumineuse par chlorophylle flux e- fpm à travers membrane du thylacoïde P 680 du PSII 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.

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. flux d‘e – pour réduction directe flux d‘e - génère une fpm donneur e - exogène

La nature du donneur d’électrons varie: -H 2, H 2 S, S pour les bactéries pourpres et vertes sulfureuse -Composés organiques ou éventuellement H 2 S ou H 2 pour les nonsulfureuses donneurs d’électron transfert e- sur chaîne transport production fpm et ATP Réduction de NADP+ en NADPH

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