5.11E: Caroténoïdes et Phycobilines

Termes clés

  • isoprène: Un hydrocarbure insaturé, le C5H8, qui est facilement polymérisé; le caoutchouc naturel (caoutchouc) est le cis-1,4-polyisoprène et le trans-1,4-polyisoprène est présent dans la gutta-percha et le balata; il est la base structurelle des terpènes.
  • photosynthèse: Processus par lequel les plantes et autres photoautotrophes génèrent des glucides et de l’oxygène à partir du dioxyde de carbone, de l’eau et de l’énergie lumineuse dans les chloroplastes.
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Figure: Tapis microbiens Autour de la Grande Source Prismatique: Les thermophiles produisent certaines des couleurs vives de la Grande Source Prismatique, Parc national de Yellowstone. La couleur des tapis d’algues et de bactéries est due au rapport de la chlorophylle aux molécules de caroténoïdes produites par les organismes. Pendant l’été, la teneur en chlorophylle des organismes est faible et les nattes apparaissent donc orange, rouge ou jaune. Cependant, pendant l’hiver, les nattes sont généralement vert foncé, car la lumière du soleil est plus rare et les microbes produisent plus de chlorophylle pour compenser, masquant ainsi les couleurs des caroténoïdes.

La photosynthèse de nombreuses plantes et algues dépend des chlorophylles qui absorbent la lumière plus près du côté ultraviolet du spectre et émettent de la lumière à l’extrémité verte du spectre. Cependant, à certaines périodes de l’année ou à divers endroits, la majeure partie de la lumière peut être déplacée vers d’autres longueurs d’onde éloignées du spectre ultraviolet. Pour faire face à ces problèmes, les organismes dépendants de la photosynthèse expriment divers composés qui leur permettent d’absorber différents spectre de lumière. Notamment les caroténoïdes et les phycobilines.

Chromoplastes de plantes et d’autres organismes photosynthétiques comme les algues, certaines bactéries et certains champignons. Les caroténoïdes peuvent être produits à partir de graisses et d’autres éléments constitutifs métaboliques organiques de base par tous ces organismes. Les caroténoïdes ne peuvent généralement pas être fabriqués par des espèces du règne animal, de sorte que les animaux obtiennent des caroténoïdes dans leur alimentation et peuvent les utiliser de diverses manières dans le métabolisme.Il existe plus de 600 caroténoïdes connus; ils sont divisés en deux classes, les xanthophylles (qui contiennent de l’oxygène) et les carotènes (qui sont purement des hydrocarbures et ne contiennent pas d’oxygène). Tous les caroténoïdes sont des tétraterpénoïdes, ce qui signifie qu’ils sont produits à partir de 8 molécules d’isoprène et contiennent 40 atomes de carbone. Les caroténoïdes en général absorbent la lumière bleue. Ils jouent deux rôles clés chez les plantes et les algues: ils absorbent l’énergie lumineuse pour la photosynthèse et protègent la chlorophylle du photodamage.

Phycobilines (du grec φ (phykos) signifiant « algue », et du latin: bilis signifiant « bile ») sont des chromophores (molécules capturant la lumière) présents dans les cyanobactéries et dans les chloroplastes des algues rouges, des glaucophytes et de certaines cryptomonades (mais pas dans les algues vertes et les plantes supérieures). Ils sont uniques parmi les pigments photosynthétiques en ce qu’ils sont liés à certaines protéines solubles dans l’eau, appelées phycobiliprotéines. Les phycobiliprotéines transmettent ensuite l’énergie lumineuse aux chlorophylles pour la photosynthèse.Les phycobilines sont particulièrement efficaces pour absorber la lumière rouge, orange, jaune et verte, des longueurs d’onde qui ne sont pas bien absorbées par la chlorophylle a. Les organismes poussant dans les eaux peu profondes ont tendance à contenir des phycobilines capables de capter la lumière jaune / rouge, tandis que ceux situés à plus grande profondeur contiennent souvent plus de phycobilines capables de capter la lumière verte, qui y est relativement plus abondante.

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