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JF Perrin mise à jour 2004-2020
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Toute cellule bactérienne synthétise sa propre biomasse grâce à un réseau de centaines de réactions catalysées par des enzymes.
Grosso modo, on peut dire que la masse vivante est assemblée à partir de macromolécules (protéines, acides nucléiques, polymères d'oses ...) et de molécules (phospholipides membranaires ...) elles mêmes assemblées à partir de molécules simples appelées "briques élémentaires" (BE) (building blocks en anglais) ou "métabolites essentiels".
Les BE sont les acides aminés, les bases azotées ou les nucléotides, les oses de structure (parois ...), les acides gras membranaires de la cellule, certains motifs chimiques particuliers des phospholipides, les cofacteurs organiques d'enzymes ... Comme on peut le constater les BE sont des petites molécules assez universelles.
Si on regarde les voies de biosynthèse qui permettent aux cellules de fabriquer leurs BE, on constate qu'elles les fabriquent à partir de petites molécules de départ, universelles et en nombre très restreint : les métabolites intérmédiaires précurseurs fondamentaux (MIPF). On trouve là une douzaine de molécules carbonées : MIPF = glucose-6-P, fructose-6P, ribose-6P, érythrose-6P, glyceraldéhyde-3P, 3-phosphoglycérate, phosphoénolpyruvate, pyruvate, acétylCoA, 2-oxoglutarate, succinylCoA, oxaloacétate.
Conclusion : pour une bactérie, une source externe de C devra être absorbée et devra permettre de faire les MIPF qui permettront de faire les BE qui permettront de faire la biomasse vivante. La question de la source de C est finalement celle-ci : faire les MIPF à partir de la source de C externe.
Comme on vient de le dire, à partir des MIPF, il faudra faire les BE. Et on va trouver ici des situations intéressantes. En effet, chez les hétérotrophes, toutes les voies de biosynthèse qui permettraient la biosynthèse de toutes les BE ne sont pas toujours fonctionnelles. Ainsi, par exemple les bactéries lactiques sont incapables de biosynthétiser de nombreux acides aminés et coenzymes à partir des MIPF. Ainsi, chez ces micro-organisme, les BE non biosynthétisables à partir des MIPF devront a priori être apportés comme nutriments préformés dans le milieu : ils auront le statut de facteur de croissance (en effet, par définition, toutes les BE sont nécessaires, si une manque , pas de croissance ...). La situation est en pratique encore plus complexe si on sait que certaines BE facteurs de croissance pourront être apportées sous forme de molécules chimiquement proches (précurseur) que le micro-organismes saura convertir en BE désirée. (Voir à ce sujet un cours dédié).
Et pour finir, discutons une situation classique chez les C hétérotrophes. Imaginez un milieu qui contienne des BE préformées (par exemple un milieu riche en protéines... par hydrolyse on aura plein d'acides aminés prêts à l'emploi). Ce serait du gâchis que de les convertir en MIPF pour refaire après des BE (les BE = le matériel noble en quelque sorte) ! Les cellules "y ont pensé" et on constate généralement le principe d'économie suivant. Si une molécule BE (acide aminé, ou cofacteur organique d'enzyme, ou base azotée ...) est naturellement présente à l'état préformée dans le milieu, elle sera en général assimilée et utilisée directement et réprimera la voie de sa propre biosynthèse = répression anabolique. Ce n'est pas la peine de se fatiguer à faire ce qui existe déjà dans le milieu !
Par exemple, de la méthionine dans le milieu se comportera en source de "brique élémentaire" méthionine et réprimera la voie de biosynthèse de la méthionine. La méthionine (BE matériau noble) sera ainsi source de C et d'N et de S d'elle même, une part quantitativement faible à l'échelle globale de la cellule, mais qualitativement très importante.
