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Les bactéries doivent trouver dans leur environnement les substances nécessaires à leur énergie et à leurs synthèses cellulaires.
Les bactéries phototrophes utilisent l’énergie lumineuse pour la photosynthèse (synthèse d’ATP à partir d’ADP et de phosphate inorganique).
Les bactéries chimiotrophes puisent leur énergie à partir de composés minéraux ou organiques. Elles utilisent des donneurs et des accepteurs d’électrons (élément minéral : bactérie chimiolithotrophe ; élément organique : bactérie chimioorganotrophe).
La grande majorité des bactéries d’intérêt médical sont chimioorganotrophes.
Le carbone est l’un des éléments les plus abondants de la bactérie. Le plus simple des composés est l’anhydride carbonique ou CO2. Celui-ci peut être utilisé par la bactérie pour la synthèse de certains métabolites essentiels qui ferait intervenir une réaction de carboxylation.
Le CO2 est la seule source de carbone pour les bactéries autotrophes.
Les bactéries hétérotrophes utilisent facultativement le CO2. Les bactéries hétérotrophes dégradent une grande quantité de substances hydrocarbonées (alcool, acide acétique, acide lactique, polysaccharides, sucres divers).
Les bactéries ont besoin de substances azotées pour synthétiser leurs protéines. La provenance de cet azote peut se faire par fixation directe de l’azote atmosphérique ou par incorporation de composés azotés (réactions de désamination, de transamination).
Le soufre est incorporé par les bactéries sous forme de sulfate ou de composés soufrés organiques.
Le phosphore est présent dans les acides nucléiques et est utilisé dans de nombreuses réactions enzymatiques. Il permet la récupération, l’accumulation et la distribution de l’énergie dans la bactérie. Il est incorporé sous forme de phosphate inorganique.
D’autres éléments jouent un rôle dans le métabolisme bactérien (sodium, potassium, magnésium, chlore) et dans les réactions enzymatiques (calcium, fer, magnésium, manganèse, nickel, sélénium, cuivre, cobalt, vitamines).
Les bactéries communiquent entre elles et ont un comportement coopératif. Les bactéries contrôlent leur propre densité de population en percevant le niveau de molécules signals ou auto-inducteurs.
Par exemple, grâce à la perception du quorum, les bactéries atteignent une haute densité de population avant de libérer leurs enzymes.
Exemples :
Synthèse et libération de facteurs de virulence chez P. aeruginosa
Stimulation de la sporulation chez Bacillus
Production de toxines et de facteurs de virulence chez S. aureus
Maturation du biofilm chez P. aeruginosa