Les Archéobactéries

       1/ Présentation

        Les archéobactéries furent découvertes en 1977 par Carl Woese, professeur de l’université de l’Illinois. Avant les travaux de celui-ci, le monde du vivant était découpé, sur la base du plan d’organisation cellulaire, en deux grands ensembles : les procaryotes et les eucaryotes. Toutes les analyses phylogénétiques moléculaires montrent que l’ensemble du vivant doit être désormais partagé en 3 groupes fondamentaux, situés à un même niveau phylogénétique : les Archéobactéries, les Eubactéries et les Eucaryotes. Elles représentent 3 lignées évolutives très anciennes. Deux de ces super-règnes sont donc représentés par des procaryotes, dont la morphologie et le plan d’organisation sont simples en comparaison de ceux des eucaryotes. Les archéobactérie vivent dans des milieux extrêmes (température élevée, milieu acide, milieu salé, température très basse...) et se distinguent par de nombreux caractères (biochimique, physiologique, et génétique...).

            2/ Organisation particulière des archéobactéries

            Les archéobactéries sont dotées de parois cellulaires atypiques où  fait défaut un composant de la molécule de peptidoglycane : l’acide muramique (classique chez les bactéries). De plus, alors que les autres organismes fabriquent les lipides de leurs membranes  en assemblant deux chaînes d’acide gras avec une molécule de glycérol par l’intermédiaire d’une liaison ester, les lipides des archéobactéries sont composés de longues chaînes d’alcool isoprénique attachées au glycérol par des liaisons éthers. Celles-ci constituent de fait un indicateur biochimique unique des archéobactéries.

            La membrane lipidique n’est pas la seule particularité, en effet les ARN polymérases sont aussi spécifiques chez les archéobactéries. Elles ne possèdent, comme les eubactéries, qu’une seule ARN polymérase, mais composée de 13 protomères différents ; ce qui la rend aussi complexe que les eucaryotes. Il existe une boite TTTA(T/A)T à - 26 qui ressemble à la boite TATA des eucaryotes. Le clonage de certains gènes montre des séquences ressemblantes au TFIID et au TBP des eucaryotes. Ceci suggère donc que les mécanismes d’amorçage transcriptionnel des archéobactéries ressemblent à ceux des eucaryotes.

            La taille et la structure de leurs génomes ainsi que le dense arrangement de leurs gènes en opérons sont similaires aux génomes de bactérie. De plus, le matériel génétique est composé d’un chromosome circulaire unique.

            Une autre particularité des archéobactéries est la présence d’introns dans les ARNr et les ARNt et l’absence d’épissage.

           W. Zillig  résume parfaitement ce mélange de caractère en parlant d’une « mosaïque de trait ». 

            3/ Les adaptations des archéobactéries

            Les méthanogènes tirent leur énergie de la réduction du CO2 par l’H2 pour donner du CH4.Ils peuplent des environnements anaérobies strictes   (la moindre trace d’O2 leur est mortelle) riches en matériaux organiques en décomposition tels que les eaux stagnantes et les bassins d’eaux usées. On les trouve aussi dans le tractus intestinal de nombreux animaux, dans les sources chaudes au fond  des océans.

             Les halophiles vivent dans des milieux où la concentration saline est très élevées (jusqu’à 30% de NaCl).  Elles croissent sur des sources d’énergies ordinaires tel que des protéines. On les trouve le long des frontières océaniques, dans des mares d’évaporation de sel(saumure alimentaire). Aussi, une concentration élevée en sel implique une force ionique importante qui déstabilise les protéines des archéobactéries. Donc, elles ont dû s’adapter pour garder leur conformation. Leur stratagème consiste en la présence de nombreux acides-aminées acides à la surface des protéines permettant une accumulation de KCl à leur surface (qui a été au préalable accumulé dans leur cytoplasme) et d’emprisonner ainsi des molécules d’eau formant une couche de protection  périphérique.

             Les psychrophiles ont leur milieu de prédilections qui se situe à des températures basses (20° maximum et -20° minimum, avec un arrêt de croissance à -12°). Elles vivent dans les calottes polaires, les glaciers et les biotopes dont la température n’excède pas 15 à 20° pendant la période  estivale (comme les sols de la toundra sibérienne). Il y a donc eut plusieurs adaptations :

®la première concerne la composition du cytoplasme. En effet, les psychrophiles produisent des molécules dites « antigels » comme des sucres et des alcools. Ceci permet d’abaisser le point de congélation de l’eau. Ou encore des protéines qui empêchent la formation de cristaux de glace.

®Les enzymes : elles possèdent un réseau d’interaction moléculaire plus faible.

®Il y a beaucoup de lipides insaturés : la membrane reste fluide à basse température.

                 Les hyperthermophiles possèdent un ADN double brin circulaire qui est plus stable donc qui évite le désappariement On les trouve au niveau des sources chaudes, par exemple aux Açores à Sao Miguel.

                 Les barophiles évoluent à 2/4°C, sous une pression de 50Mpa. Ils ont des modifications chimiques de leur membrane : la proportion d’AG polyinsaturés à longue chaîne augmente par rapport à celle en AG saturés, ce qui permet le maintient de la fluidité membranaire.  (ex. : holoturie  Et/Echinodermes)

                  Les barothermophiles supportent la chaleur et la pression élevées. On les trouve au niveau des sources hydrothermales.

            4/Conclusion : la théorie du LUCA :

Il existe à l’heure actuelle deux théories.

 Références, Bibliographie

      •         La recherche de février 1999

•         encyclopediae universalis

•         biologie moléculaire et cellulaire  de Lodish  : édition De Boeck

•         www.archbac.u.psud.fr

Retour en haut de page