Les Archéobactéries et leurs milieux extrêmes

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Salut

Je vais vous présenter mon document de synthèse sur le sujet, page par page. Voici la table des matière et un appercus du document dans le prochain poste !

LES ARCHÉOBACTÉRIES EXTRÉMOPHILES ET LEURS MILIEUX

TABLE DES MATIÈRES

Les Archéobactéries Extrémophiles
Les Caractéristiques des Archéobactéries
Les Différents Types de Métabolismes

• La Glycolyse
  Le Cycle de Krebs
  La Chaine de Transphère des Électrons
  La Photosynthèse

Les Principales Familles d’Archéobactérie s

• 1 - Archéobactéries méthanogènes
  2 - Archéobactéries réductrices de sulfates
  3 - Archéobactéries halophiles extrêmes
  4 - Archéobactéries sans paroi
  5 - Archéobactéries thermophiles extrêmes

Les Conditions Extrêmes de Survie des Archéobactéries
Découverte en Mer Noire
Les Milieux Extrèmes Et Les Archéobactéries
Les Nano Bactéries, oû Nanobes
Conclusion
Références

Cette synthèse fait suite du chapitre "Les Origines de la vie"de mon bouquin, si vous le désirez (suiver le liens de ma signature) !
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Il existe sur Terre des micro-organismes qui sont capable de vivent dans des conditions extrêmes. Conditions que nous pensions pourtant incompatible avec toute forme de vie possible, et pourtant elles y vivent et s’adaptent à merveille. Actuellement ils existent plus de 250 espèces d’archéobactéries, et l’éventaire est loins d’être terminé !

Les premiers micro-organismes extrêmes furent découverts dans les geysers d’eau chaude et sulfureuse du parc nationale de Yellowstone par le microbiologiste Thomas Brock en 1964-1965. Ces micros organismes se développent à des températures comprises entre 50°C et 90°C. Ces sources chaudes se forment à proximité de volcans en activité à la suite de l'infiltration d'eau de ruissellement dans les fissures et crevaces de la roche. Des archéobactéries ont été également retrouvées au cœur du continent Antarctique, enfouit sous plus de quatre kilomètres de glace. Ces conditions de froid extrème, rappellent un peut celles qui existe près de la surface de la planéte Mars ou encore d’Europe, l’un des nombreux satellites de Jupiter. Il y a aussi les oasis situées dans les profondeurs abyssales des océans et qui a été découverte en 1977 par une équipe de géologue Américain, abord du sous-marin Alvin à plus de 2500 mètres de profondeurs, sur la crête de la dorsale des Galápagos dans le pacifique. Sous des pressions collossale de plus de 200 bars (200 fois la pression atmosphérique qui est de 1 kg/cm2) des archéobactéries vives et se développes à des températures extrèmes de près de 120°C. Ces archéobactéries se développent au contact des fuméroles Noirs des sources chaudes hydrothermales au jet d’eau minéralisé et acide de plus de 350°C. En Afrique du Sud, on a retrouvé dans les plus profondes mines aurifères, des archéobactéries lithotrophes «mangeur de pierre» se développent dans une atmosphère composée de méthane (CH3) et d’hydrogène. Le fer, le manganèse et le soufre leurs servent de repas. D’autre Archéobactérie ont été retrouvées dans des milieux très salée, comme la mer morte ou encore dans des milieux très acide. D’autres sont capables de résiter au vide de l’espace et même de survivre à travers les circuits de refroidissement très radioactif de nos centrales nucléaire.

La découverte de ces archéobactéries «extrêmophiles» au cours des années 1970 par Carl Woese (professeur à l'Université de l'Illinois à Urbana, Etats-Unis d'Amérique), effectuée à partir de ses recherches sur la philogénie de l’ARN-ribosomiale 16S, a constitué une véritable révolution. Leur existence laisserait penser que la vie peut se développer dès qu’elle le peut à travers de multiples environnements extrèmes et très différents les uns des autres. Les probabilités de retrouver des milieux propices aux développements et à l’évolution de différentes formes de vie, est donc devenut de plus en plus grande et de plus en plus varié. La vie peut donc évoluer dans des milieux extrèmes et même et pourquoi pas, sur d'autre planète que la notre, que ce soit des planètes extrasolaires ou encore de la planète comme Mars, oû de satellite naturel comme Europa, Ganymède pour Jupiter, et Encelade et Titan pour Saturne. L'archéobactérie ancestrale était de toute vraissemblance de type hyperthermophile, vivant près des différentes sources chaudes hydrothermales et des fumeurs noirs, soit dans les profondeurs Abyssales ou situées plus près de la surface de la planète. Les archéobactéries sembles êtres l’intermédiaires entre LUCA, qui représente l’ancètre de toute les cellules vivantes sur terre, avec les autre type cellulaire procaryotique (bactérie) ou eucaryotique (cellule animal et végétal). Tout ce que ça prend, c’est de bonne condition environnementale qui favorise la synthèse et l’évolution des toutes première molécules préorganiques (l’amoniac NH3, le méthane CH4, l’eau H20, l’acide cyanogène HCN, le cyanoacéthylène HC5N, l’acétylène C2H2, la formaldéhyle CH2O et etc…)

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Les Caractéristiques des Archéobactéries

Les archéobactéries sont des procaryotes et présentent certaines caractéristiques bien différentes des bactéries (Eubactéries), ce qui les rapproche un peut des cellules eucaryotes (Urcaryotes) animal et végétal. Bon nombre des archéobactéries vivent dans des milieux extrêmes. Les bactéries les plus extrêmophiles, comme les halophiles, les hyperthermophiles, les psychophiles (résistante aux froids extrèmes) et les hyperacidophiles, sont toutes des représentantes des archéobactéries, mais les acrchéobactérie ne sont pas toutes des extrémophiles. Les archéobactéries se développent de préférence dans des niches écologiques extrêmes, où les conditions de vie sont très difficiles ou impossibles pour la plupart des autres organismes vivants.

Les lipides membranaire des archéobactéries, sont sous formes de longues chaînes d’alcool isopréniques attachées au glycérol par des liaisons éther (R-O-R). Alors que les autres organismes fabriquent des lipides membranaires en assemblant deux chaines d’acides gras avec une molécule de glycérol, effectué à partire d’une liaison ester (R-CO-OR). L’ARN-polymérases des archéobactéries est inhabituelle, beaucoup plus complexe que les ARN-polymérase des bactérie, et plus proches de celles des eucaryotes (Wolfram Zillig). Elles possèdent un chromosome circulaire de type bactérien, mais comportant des gènes en mosaique (introns) similaires à ceux des eucaryotes. Elles font preuvent d’une grande diversité de modes de reproduction, soit par fission binaire, bourgeonnement ou par fragmentation.

Les Différents Types de Métabolismes

Selon le type de mécanisme membranaire qui est utilisé pour faire la conversion de l’énergie en énergie chimique qu’ils mettent en oeuvre. Les microorganismes peuvent-êtres regrouppés en deux types de métabolismes principaux :

• · Ceux qui utilisent l’énergie électromagnétique (lumière) comme source d’énergie pour la croissance sont dits phototrophes,
  · Ceux qui transforment l’énergie par réactions d’oxydo-réduction de substrats organiques ou inorganiques, quelle que soit la façon dont est obtenue l’énergie chimique (respiration ou fermentation) sont dits chimiotrophes

Au cours de la chaîne de réactions, la nature du donneur d’hydrogène permet de mieux caractériser les types métaboliques. Les organismes chimiotrophes (oû chimio-synthétique) qui utilisent les composés organiques comme donneurs d’hydrogène, sont appelés organotrophes par opposition aux lithotrophes qui utilisent des donneurs d’hydrogène inorganique (minérale) tels que NH3, H2S, S, CO2, et des ions ferreux (Fe2+), pour fabriquer leur composé organique. Les organismes capables d’assimiler directement le CO2 comme seule source de carbone (pour la synthèse des glucides via le cycle de Calvin par exemple), sont appelés autotrophes ou organisme autosuffisant. Contrairement aux organismes hétérotrophes, qui dépendent des autres pour survivre, et utilise la matière organique comme source de carbone.

Les bactéries utilisent deux méthodes pour se fournir en énergie, soit celle qui est issue de la photosynthèse (phototrophes) oû soit celle qui est libérée par des réactions chimiques (chimiotrophes). La photosynthèse exercée par les bactéries, diffère essentiellement de celle des végétaux supérieurs par le fait qu'elle ne conduit jamais à la libération d'oxygène libre. Les pigments et les donneurs d'électrons en sont également différents (hydrogène, soufre, jamais l'eau comme chez les plantes). Par contre les archéobactéries qui vivent dans les milieux extrèmes, sont presque éssentiellement chimiolithotrophes et autotrophes.

Il serait peut-être utile ici, de se rappeler un peut le processus chimique d’oxydoréduction (transfère chimique d’électron ou de proton) et des différences qui existent entre la respiration cellulaire ou bactérienne en milieu aérobie (présence d’oxygène) et anaérobie (absence d’oxygène).

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  · Soit Y est un nitrate NO3- : 2 NO3- + 10 e- + 12 H+ -- > N2 + 6 H2O
  · Soit Y est un sulfate SO2- : 2 SO2- + 8 e- + 8H+ -- > 2S- + 4 H2O

La grande différence est donc l’accepteur d’électron final éxogène (Y ou O2) qui est utiliser comme élément receveur d’électron ou de proton, et qui sera réduit après les réactions d’oxydoréductions. Dans la respiration aérobie, contrairement à la respiration anaérobie, l’accepteur éxogène est la molécules de dioxygène (O2). Celle-ci va servire d’agent oxydant final dans la chaine de transport chimique d’électron (et de proton) qui a lieu dans les membranes cytoplasmique cellulaire ou bactérienne, et qui va être réduit en molécule d’eau (H2O). L’oxygène va récupérer deux de ses électrons de valences, qu’elle partagait avec son partenaire dans la molécule diatomique initiale. L’oxygène a une grande attirance pour l’hydrogène, qui est l’élément le plus électropositif du tableau périodique, et le transfère des électrons s’effectuent toujours de l’élément qui est le plus électropositif (au potentiel réducteur et donneur d’électron) vers celui qui est le plus électronégatif (au potentiel oxydant et acepteur d’électron) ou qui possède plus d’électron de valence dans sa dernière couche électronique. L’atome d’oxygène va donc être réduit après la réaction chimique d’oxydoréduction, pour former la molécule d’eau (H2O). Tandit que dans la respiration anaérobie, la réaction terminale d’oxydoréduction s’effectut avec d’autre molécule que l’oxygène moléculaire (O2).

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La chaine de la respiration cellulaire se fait en trois étapes :

Étape 1 : La Glycolyse

Généralement le métabolisme énergétique de base des cellules et des bactéries, regroupe un ensemble de réaction chimique très complexe, qui s'accompagnent de la production et du stockage de molécule d'énergie. Cette énergie chimique est ensuite utilisée par la cellule pour satisfaire tous ses besoins qui sont reliés à la survie de celle-ci (mouvement, reproduction, nutrition). Ces différentes réactions chimiques et biochimiques, sont toutes des réactions d'oxydoréduction, qui commance par l’absortion et l’oxydation d’une substance nutritive, qui est présente dans l’environnement immédiat de la cellule. Cette substance nutitive peut-être représentée par le glucose, dans le cas des organismes chimioorganotrophes, oû par des substances d’ordre plus minéralogiques dans le cas des chimiolithotrophes. Les cellules ont tous besoins d’une très grande quantité d’énergie, celle-ci doit-être en plus disponible en tout temps pour acomplire l’ensemble des taches et des réactions chimiques qui sont reliées à leur différente activité métabolique, qui est basé sur la traduction et la biosynthèse des protéines et des enzymes à partire de l’ADN. Les cellules doivent donc créer de manière continut, des molécules organiques ayant le pouvoire de stocker et de transporter l’énergie nécèssaire (comme l’ATP, NAD, FAD, AcetylCoA etc.), afin de répondre efficassement aux différents besoins et bilan énergétique du métabolisme de la cellule.

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La première étape de la chaine respiratoire, qui est axée sur la production et le stockage de molécule d’énergie d’ATP. Commance par la glycolyse complète du glucose (C6H12O6) en deux molécules de pyruvate (C3H3O3), et deux NAD+ réduite en NADH+H+. La glycolyse utilise l’ATP comme source d’énergie principale, l’ATP est transformée en ADP par la phosphorylisation oxydative dans la catalyse du glucose. Le but final de la glycolyse est la production de pyruvate, qui va être utilisé par la suite pour amorcer le début du cycle de Krebs, et ceci afin de poursuivre le cycle de la respiration cellulaire et la production de nouvelle molécule d’ATP. Le pyruvate ainsi produit à travers la glycolyse, va suive selons les conditions, soit la route de la fermenté anaérobie en lactate ou en éthanol, oû soit la route aérobie de la transformation en acétylCoA (acétyl coenzyme A). Cette réaction chimique, conduit à la production de différentes formes de coenzymes (NADH+, FADH2) à l’état réduit. Les coenzymes sont des molécules organiques au pouvoire énergétique très réducteur, elles assistent les enzymes comme cofacteurs, dans leurs différentes activités biochimiques. Les coenzymes devront êtres réoxydés par la suite à travers le cycle de Krebs, qui est la deuxième Étape de la respiration cellulaire, et ceci pour assurer et entretenir le cycle de la production et du transport d’énergie sous forme de molécule d'ATP. L’ATP est une molécule qui sert au transport et au stockage de l'énergie chimique de toutes les cellules vivantes.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite47fc570e]

A suivre demain !

[deep_turtle]

Bonjour,

L'idée du forum c'est de discuter, pas d'asséner des pages et des pages que personne ne lira... Je vous propose que vous mettiez ce document sous une forme téléchargeable, que vous indiquiez l'adresse, et qu'on réserve le forum à la discussion pour ceux que ça intéresse.

Merci de votre compréhension.

pour la modération.

[invite47fc570e]

Salut super-Deep

Ok, c'est par ici : http://forum.rastaba.com/index.php?showtopic=4811

[hexapat]

Bonjour au microcosme des Archées !

Moi j'ai bien apprécié le dévelopement !
Une petite question: les Archées ne pourraient-elles pas plutôt être des bactéries secondairement adaptées à des biotopes extrêmes par fuite des zones par trop réglées par la compétition ? Donc des biotopes par essence difficiles, hostiles ???
Leurs quelques critères biochimiques ressemblants à ceux des eucaryotes seraient une preuve indirecte de leur niveau d'évolution plus grand que les eubactéries ?