Fixation du carboneLa fixation du carbone est un processus à l'œuvre chez les organismes dits autotrophes, qui convertissent le carbone inorganique — typiquement, le dioxyde de carbone — en composés organiques tels que des glucides. La photosynthèse en est l'exemple le plus emblématique, caractérisant les organismes dits photoautotrophes ; la chimiosynthèse est une autre forme de fixation du carbone susceptible d'avoir lieu même en l'absence de lumière — on parle alors de lithotrophie pour qualifier les organismes qui utilisent l'énergie des oxydations inorganiques pour produire leur matière vivante.
Cycle de CalvinLe cycle de Calvin (aussi connu comme le cycle de Calvin-Benson-Bassham) est une série de réactions biochimiques des organismes photosynthétiques ayant lieu dans le stroma des chloroplastes chez les eucaryotes ou dans le cytoplasme chez les procaryotes. Il a été découvert par Melvin Calvin, Andy Benson et à l’université de Californie à Berkeley. Durant la photosynthèse, l’énergie de la lumière est convertie en énergie chimique conservée dans l’ATP et le NADPH.
Cycle de KrebsLe cycle de Krebs, aussi appelé cycle de l'acide citrique par anglicisme, est une voie métabolique présente chez tous les organismes aérobies et dont la fonction première est d'oxyder les groupes acétyle, issus notamment de la dégradation des glucides, des lipides et des protéines, pour en récupérer l'énergie sous forme de huit électrons à haut potentiel de transfert et d'une molécule de GTP ou d'ATP ; les électrons à haut potentiel de transfert, récupérés sur le NADH et l'ubiquinol (, ou coenzyme réduite),
Fixation du carbone en C3upright=.75|vignette|3-phosphoglycérate. La fixation du carbone en est une voie métabolique de fixation du carbone parmi les trois voies de la photosynthèse, les deux autres étant la fixation du carbone en et le métabolisme acide crassulacéen (CAM). On l'appelle ainsi en référence au , molécule à trois atomes de carbone formée par condensation du dioxyde de carbone sur du ribulose-1,5-bisphosphate par l'enzyme Rubisco : {| align="left" | 220px | + + → 2 | 180px |- align="center" valign="middle" | D-ribulose-1,5-bisphosphate | | 3-phospho-D-glycérate |- align="center" valign="middle" | colspan="3" bgcolor="ffffd0" | Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygénase (Rubisco) – |} Cette réaction a lieu dans toutes les plantes comme première étape du cycle de Calvin.
Fixation du carbone en C4upright=.75|vignette|L-malate,acide dicarboxylique . upright=.75|vignette|L-aspartate,acide dicarboxylique. La fixation du carbone en est l'un des trois modes de fixation du carbone des êtres vivants, parallèlement à la fixation du carbone en C3 et au métabolisme acide crassulacéen (CAM). On l'appelle ainsi en référence à l'oxaloacétate, molécule comportant quatre atomes de carbone formée dès la première étape du processus chez un petit groupe de plantes souvent désignées collectivement comme « plantes en ».
RubiscoLa Rubisco, de son nom complet ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygénase, est l'enzyme-clé de la photosynthèse. C'est elle qui permet la fixation du dioxyde de carbone dans la biomasse végétale en initiant le cycle de Calvin, grâce à l'énergie solaire captée par la chlorophylle. Elle catalyse aussi bien la carboxylation que l'oxydation du ribulose-1,5-bisphosphate.
ChlorobiLes bactéries sulfureuses vertes sont une famille de bactéries anaérobies photoautotrophes. Considérées initialement comme une branche éloignée des Bacteroidetes, elles constituent désormais un embranchement à part entière. Ces bactéries sont non-mobiles (à l'exception du Chloroherpeton thalassium, qui a la possibilité de glisser) et prennent la forme de sphères, de et de spirales. La photosynthèse est réalisée en utilisant la bactériochlorophylle (BChl) c, d, e ou, en s'associant au BChl a et à la chlorophylle a, dans les chlorosomes attachés à la membrane.
Microbial metabolismMicrobial metabolism is the means by which a microbe obtains the energy and nutrients (e.g. carbon) it needs to live and reproduce. Microbes use many different types of metabolic strategies and species can often be differentiated from each other based on metabolic characteristics. The specific metabolic properties of a microbe are the major factors in determining that microbe's ecological niche, and often allow for that microbe to be useful in industrial processes or responsible for biogeochemical cycles.
ArchaeaLes archées () ou Archaea (du grec ancien , « originel, primitif »), anciennement appelés archéobactéries, sont des microorganismes unicellulaires procaryotes, c'est-à-dire des êtres vivants constitués d'une cellule unique qui ne comprend ni noyau ni organites, à l'instar des bactéries. D'apparence souvent semblable à ces dernières, les archées ont longtemps été considérées comme des bactéries extrêmophiles particulières, jusqu'à ce que les recherches phylogénétiques sur les procaryotes, commencées en 1965, aboutissent, avec les travaux de Carl Woese et George E.
Sulfur-reducing bacteriaSulfur-reducing bacteria are microorganisms able to reduce elemental sulfur (S0) to hydrogen sulfide (H2S). These microbes use inorganic sulfur compounds as electron acceptors to sustain several activities such as respiration, conserving energy and growth, in absence of oxygen. The final product of these processes, sulfide, has a considerable influence on the chemistry of the environment and, in addition, is used as electron donor for a large variety of microbial metabolisms.
Bactérie pourpreUne bactérie pourpre est une protéobactérie phototrophe, c'est-à-dire capable de produire son énergie métabolique par photosynthèse. Ces bactéries sont pigmentées par de la bactériochlorophylle a et b avec divers caroténoïdes qui leur donnent des couleurs allant de l'orange au pourpre en passant par le brun et le rouge. On peut les diviser en deux groupes : les bactéries pourpres sulfureuses et les bactéries pourpres non sulfureuses (Rhodospirillaceae).
Acide pyruviqueL’acide pyruvique est un composé chimique de formule . Il s'agit d'un ou portant à la fois une fonction acide carboxylique et une fonction cétone. Sa base conjuguée est l'anion pyruvate , un métabolite clé situé au carrefour de plusieurs voies métaboliques majeures des cellules vivantes, telles que la glycolyse, le cycle de Krebs et la néoglucogenèse, et peut être converti en acide gras, en alanine ou encore en éthanol après décarboxylation oxydative en acétyl-coenzyme A.
Ribulose-1,5-bisphosphateLe ribulose-1,5-bisphosphate (RuBP), encore appelé ribulose-1,5-diphosphate, est un métabolite du cycle de Calvin, produit pendant la phase obscure de la photosynthèse. C'est sur le RuBP que se fixe une molécule de dioxyde de carbone sous l'effet de la Rubisco, l'enzyme clé de la fixation du carbone atmosphérique : le se fixe sur une molécule à cinq atomes de carbone pour former deux molécules organiques à trois atomes de carbone chacune, ce qui représente un gain net d'un atome de carbone organique au cours de cette réaction, à la base de la croissance des organismes photosynthétiques.
Bactérie pourpre sulfureuseLes bactéries pourpres sulfureuses (aussi appelée bactéries phototrophes sulfo-oxydantes et officiellement Chromatiales) font partie de la famille des bactéries photosynthétiques avec les bactéries vertes sulfureuses et les cyanobactéries. Cependant, contrairement aux cyanobactéries, les bactéries pourpres sulfureuses comme les bactéries vertes sulfureuses ne produisent pas d’oxygène lors de la photosynthèse. Dans le cycle du soufre, ces bactéries oxydent le sulfure d'hydrogène (H2S) en soufre élémentaire (Sn).
Fixation biologique du diazotevignette|Vue au microscope électronique à transmission d'une section transversale d'un nodule racinaire bactérien endophyte dans une racine de soja. La bactérie a colonisé l'intérieur des racines du soja et y a établi une symbiose fixatrice d'azote. Cette image (en fort grossissement) montre le réticulum endoplasmique, le dictyosome et la paroi cellulaire.
Photosynthèsevignette|La photosynthèse végétale consiste à réduire le dioxyde de carbone de l'atmosphère par l'eau absorbée par les racines à l'aide de l'énergie solaire captée par les feuilles avec libération d'oxygène afin de produire des glucides. vignette|Équation de la photosynthèse. vignette|La feuille est l’organe spécialisé dans la photosynthèse chez les spermatophytes. vignette|Vue composite montrant la distribution de l'activité photosynthétique à la surface de la Terre, le rouge foncé indiquant les zones les plus actives du phytoplancton des milieux aquatiques et le bleu-vert celles de la végétation sur la terre ferme.
CyanobacteriotaLes Cyanobacteriota sont des bactéries photosynthétiques. Longtemps appelées Cyanobacteria, ce nom n'a jamais été officiellement validé malgré son usage très courant. Le nom validé Cyanobacteriota a été officialisé début 2023 par l'ICN et l'ICSP (International Committee on Systematics of Prokaryotes). Plus communément appelées cyanobactéries, elles forment un phylum de bactéries qui contient la classe validée des Cyanophyceae et non-validée des Candidatus Melainabacteria (le mot Candidatus signifie que ces bactéries n'ont pas été cultivées en laboratoire).
Voie des pentoses phosphatesvignette|Voie des pentoses phosphates. La voie des pentoses phosphates, ou voie de Warburg-Dickens-Horecker, est l'une des quatre voies métaboliques principales du métabolisme énergétique, avec la glycolyse, la voie d'Entner-Doudoroff de dégradation du glucose en pyruvate et la voie du méthylglyoxal. Les rôles essentiels de cette voie sont : la production de NADPH + H+, utilisé lors de la biosynthèse des acides gras, du cholestérol et pour la réduction du glutathion ; la production de ribose-5-phosphate utilisé lors de la synthèse des nucléotides ; la production d'érythrose-4-phosphate, précurseur d'acides aminés aromatiques : phénylalanine, tyrosine et tryptophane.
CarboneLe carbone est l'élément chimique de et de Il possède trois isotopes naturels : C et C qui sont stables ; C qui est radioactif de demi-vie ce qui permet de dater des éléments utilisant du carbone pour leur structure. Le carbone est l'élément le plus léger du groupe 14 du tableau périodique. Le corps simple carbone présente plusieurs formes allotropiques dont principalement le graphite et le diamant. L'élément carbone forme divers composés inorganiques comme le dioxyde de carbone , et une grande variété de composés organiques et de polymères.
Nicotinamide adénine dinucléotide phosphateLe nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (NADP) est une coenzyme présente dans toutes les cellules vivantes. Il s'agit d'un dinucléotide, dans la mesure où la molécule est constituée d'un premier nucléotide, dont la base nucléique est l'adénine, uni à un second nucléotide, dont la base est le nicotinamide. Le NADP existe sous une forme réduite, notée NADPH, et une forme oxydée, notée NADP. Très semblable au NAD, il ne diffère chimiquement de ce dernier que par la présence d'un groupe phosphate sur le second atome de carbone du β-D-ribofurannose du résidu d'adénosine.
