le métabolisme bactérien comprend une série de réactions chimiques nécessaires à la vie de ces organismes. Le métabolisme est divisé en réactions de dégradation ou cataboliques et en synthèse ou réactions anaboliques..
Ces organismes présentent une flexibilité admirable en termes de voies biochimiques, étant capables d'utiliser diverses sources de carbone et d'énergie. Le type de métabolisme détermine le rôle écologique de chaque microorganisme.
Comme les lignées eucaryotes, les bactéries sont principalement constituées d'eau (environ 80%) et le reste en poids sec, constitué de protéines, d'acides nucléiques, de polysaccharides, de lipides, de peptidoglycanes et d'autres structures. Le métabolisme bactérien travaille pour réaliser la synthèse de ces composés, en utilisant l'énergie du catabolisme.
Le métabolisme bactérien ne diffère pas beaucoup des réactions chimiques présentes dans d'autres groupes d'organismes plus complexes. Par exemple, il existe des voies métaboliques communes dans presque tous les êtres vivants, comme la voie de dégradation du glucose ou la glycolyse..
Une connaissance précise des conditions nutritionnelles dont les bactéries ont besoin pour se développer est essentielle pour la création de milieux de culture.
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Le métabolisme des bactéries est extrêmement diversifié. Ces organismes unicellulaires ont une variété de «modes de vie» métaboliques qui leur permettent de vivre dans des zones avec ou sans oxygène et varient également entre la source de carbone et l'énergie qu'ils utilisent..
Cette plasticité biochimique leur a permis de coloniser une série d'habitats variés et de jouer des rôles divers dans les écosystèmes qu'ils habitent. Nous décrirons deux classifications du métabolisme, la première est liée à l'utilisation de l'oxygène et la seconde aux quatre catégories nutritionnelles.
Le métabolisme peut être classé comme aérobie ou anaérobie. Pour les procaryotes totalement anaérobies (ou anaérobies obligatoires), l'oxygène est analogue à un poison. Par conséquent, ils doivent vivre dans des environnements totalement exempts de celui-ci..
Dans la catégorie des anaérobies aérotolérants, les bactéries sont capables de tolérer les environnements oxygénés, mais ne sont pas capables de respiration cellulaire - l'oxygène n'est pas l'accepteur d'électrons final.
Certaines espèces peuvent ou non utiliser de l'oxygène et sont «facultatives», puisqu'elles sont capables d'alterner les deux métabolismes. Généralement, la décision est liée aux conditions environnementales.
À l'autre extrême, nous avons le groupe des aérobies obligatoires. Comme son nom l'indique, ces organismes ne peuvent se développer en l'absence d'oxygène, car il est essentiel à la respiration cellulaire..
Dans les réactions métaboliques, les bactéries prélèvent des nutriments de leur environnement pour en extraire l'énergie nécessaire à leur développement et à leur entretien. Un nutriment est une substance qui doit être incorporée pour garantir sa survie grâce à l'apport d'énergie..
L'énergie des nutriments absorbés est utilisée pour la synthèse des composants de base de la cellule procaryote..
Les nutriments peuvent être classés comme essentiels ou basiques, ce qui comprend les sources de carbone, les molécules d'azote et le phosphore. D'autres nutriments comprennent différents ions, tels que le calcium, le potassium et le magnésium.
Les oligo-éléments ne sont nécessaires que sous forme de traces ou de traces. Parmi eux se trouvent le fer, le cuivre, le cobalt, entre autres.
Certaines bactéries ne sont pas capables de synthétiser un acide aminé spécifique ou une certaine vitamine. Ces éléments sont appelés facteurs de croissance. Logiquement, les facteurs de croissance sont très variables et dépendent largement du type d'organisme.
Les bactéries peuvent être classées en catégories nutritionnelles en tenant compte de la source de carbone qu'elles utilisent et d'où elles tirent leur énergie..
Le carbone peut provenir de sources organiques ou inorganiques. Les termes autotrophes ou lithotrophes sont utilisés, tandis que l'autre groupe est appelé hétérotrophes ou organotrophes..
Les autotrophes peuvent utiliser le dioxyde de carbone comme source de carbone, et les hétérotrophes ont besoin de carbone organique pour leur métabolisme..
D'autre part, il existe une deuxième classification liée à l'apport énergétique. Si l'organisme est capable d'utiliser l'énergie du soleil, on le classe dans la catégorie des phototrophes. En revanche, si l'énergie est extraite de réactions chimiques, ce sont des organismes chimiotrophes..
Si nous combinons ces deux classifications, nous obtiendrons les quatre principales catégories nutritionnelles de bactéries (cela s'applique également à d'autres organismes): les photoautotrophes, les photohétérotrophes, les chimioautotrophes et les chimio-hétérotrophes. Ci-dessous, nous décrirons chacune des capacités métaboliques bactériennes:
Ces organismes effectuent la photosynthèse, où la lumière est la source d'énergie et le dioxyde de carbone est la source de carbone..
Comme les plantes, ce groupe bactérien possède le pigment chlorophylle a, qui lui permet de produire de l'oxygène grâce à un flux d'électrons. Il y a aussi la bactériochlorophylle pigmentaire, qui ne libère pas d'oxygène dans le processus photosynthétique.
Ils peuvent utiliser la lumière du soleil comme source d'énergie, mais ils ne se transforment pas en dioxyde de carbone. Au lieu de cela, ils utilisent des alcools, des acides gras, des acides organiques et des glucides. Les exemples les plus marquants sont les bactéries vertes non sulfureuses et violettes non sulfureuses..
Aussi appelés chimioautotrophes. Ils tirent leur énergie de l'oxydation de substances inorganiques avec lesquelles ils fixent le dioxyde de carbone. Ils sont courants dans les respirateurs hydroterminaux dans l'océan profond..
Dans ce dernier cas, la source de carbone et d'énergie est généralement le même élément, par exemple le glucose..
La connaissance du métabolisme bactérien a apporté une immense contribution au domaine de la microbiologie clinique. La conception de milieux de culture optimaux conçus pour la croissance d'un pathogène d'intérêt est basée sur son métabolisme..
En outre, il existe des dizaines de tests biochimiques qui conduisent à l'identification d'un organisme bactérien inconnu. Ces protocoles permettent d'établir un cadrage taxonomique extrêmement fiable..
Par exemple, le profil catabolique d'une culture bactérienne peut être reconnu en appliquant le test d'oxydation / fermentation de Hugh-Leifson..
Cette méthodologie comprend la croissance dans un milieu semi-solide avec du glucose et un indicateur de pH. Ainsi, les bactéries oxydantes dégradent le glucose, réaction que l'on observe grâce au changement de couleur de l'indicateur.
De la même manière, il est possible d'établir quelles voies les bactéries d'intérêt utilisent en testant leur croissance sur différents substrats. Certains de ces tests sont: l'évaluation de la voie de fermentation du glucose, la détection des catalases, la réaction des cytochrome oxydases, entre autres..
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