Synthèse Bibliographique
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I.2.1.1. Modifications dans la paroi cellulaire
La membrane ou l’enveloppe d’un microorganisme sont des barrières de la
perméabilité membranaire. Ce mécanisme est une tentative effectuée par
l’organisme pour protéger les composants cellulaires essentiels sensibles aux métaux
(Rouch et al., 1995).
I.2.1.2. Séquestration
C’est la première ligne de défense pour immobiliser rapidement les métaux et éviter
leur effet toxique, dans la cellule (intracellulaire) ou sur la surface externe de la
membrane (extracellulaire).
I.2.1.2.1. La séquestration intracellulaire
La séquestration intracellulaire ou bioaccumulation correspond à l’accumulation de
métaux dans le cytoplasme pour en diminuer la biodisponibilité et préserver les
composants cellulaires essentiels. Elle se fait par l’association des métaux comme le
mercure, le cadmium, le plomb, le zinc, l’argent et le cuivre avec des protéines de
haute affinité pour les ions métalliques de type métallothionéines (Bruins et al.,
2000; Blindauer et al., 2001) , dont la principale fonction est de régulerles
concentrations intracellulaires de certains métaux tels que le cuivre et le zinc
(Nezengue, 2008)..
Très peu de métallothionéines ont été décrites chez des bactéries d’origine marine.
Une métallothionéine est utilisée par la protéobactérie marine Marinobacter sp.pour
détoxifier le cadmium (Ivanova et al., 2002) et cette protéine est codée par le gène
smtAchez une cyanobactérie du genre Synechococcus(Ji and Silver, 1995).
I.2.1.2.2. La séquestration extracellulaire
La séquestration extracellulaire correspond à deux processus cellulaires, la
biosorption et la minéralisation biologique. La biosorption se produit par
l’interaction des métaux avec les groupements anioniques de la paroi cellulaire
(groupements thiol, hydroxyle, carboxyl, sulfonate, amine, amide, phosphonat) ou
par association à des substances polymériques extracellulaires (polysaccharides,
protéines, acides nucléiques ou acides gras) (Scott et Palmer, 1988, 1990). La
biominéralisation fonctionne en formant des cristaux qui vont s’adsorber de façon
non spécifique sur la paroi cellulaire. Les substances polymériques extracellulaires
(EPS) constituent une barrière protectrice hautement hydratée qui joue un rôle dans
la survie des bactéries puisqu’elle permet de tamponner les variations
physicochimiques du milieu naturel, la résistance aux antibiotiques, la capture des
minéraux essentiels et des nutriments et la biosorption des métaux (Harrah et al.,
2006 ; Comte et al., 2008; De Philippis et al., 2011).
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I.2.1.1. Modifications dans la paroi cellulaire
La membrane ou l’enveloppe d’un microorganisme sont des barrières de la
perméabilité membranaire. Ce mécanisme est une tentative effectuée par
l’organisme pour protéger les composants cellulaires essentiels sensibles aux métaux
(Rouch et al., 1995).
I.2.1.2. Séquestration
C’est la première ligne de défense pour immobiliser rapidement les métaux et éviter
leur effet toxique, dans la cellule (intracellulaire) ou sur la surface externe de la
membrane (extracellulaire).
I.2.1.2.1. La séquestration intracellulaire
La séquestration intracellulaire ou bioaccumulation correspond à l’accumulation de
métaux dans le cytoplasme pour en diminuer la biodisponibilité et préserver les
composants cellulaires essentiels. Elle se fait par l’association des métaux comme le
mercure, le cadmium, le plomb, le zinc, l’argent et le cuivre avec des protéines de
haute affinité pour les ions métalliques de type métallothionéines (Bruins et al.,
2000; Blindauer et al., 2001) , dont la principale fonction est de régulerles
concentrations intracellulaires de certains métaux tels que le cuivre et le zinc
(Nezengue, 2008)..
Très peu de métallothionéines ont été décrites chez des bactéries d’origine marine.
Une métallothionéine est utilisée par la protéobactérie marine Marinobacter sp.pour
détoxifier le cadmium (Ivanova et al., 2002) et cette protéine est codée par le gène
smtAchez une cyanobactérie du genre Synechococcus(Ji and Silver, 1995).
I.2.1.2.2. La séquestration extracellulaire
La séquestration extracellulaire correspond à deux processus cellulaires, la
biosorption et la minéralisation biologique. La biosorption se produit par
l’interaction des métaux avec les groupements anioniques de la paroi cellulaire
(groupements thiol, hydroxyle, carboxyl, sulfonate, amine, amide, phosphonat) ou
par association à des substances polymériques extracellulaires (polysaccharides,
protéines, acides nucléiques ou acides gras) (Scott et Palmer, 1988, 1990). La
biominéralisation fonctionne en formant des cristaux qui vont s’adsorber de façon
non spécifique sur la paroi cellulaire. Les substances polymériques extracellulaires
(EPS) constituent une barrière protectrice hautement hydratée qui joue un rôle dans
la survie des bactéries puisqu’elle permet de tamponner les variations
physicochimiques du milieu naturel, la résistance aux antibiotiques, la capture des
minéraux essentiels et des nutriments et la biosorption des métaux (Harrah et al.,
2006 ; Comte et al., 2008; De Philippis et al., 2011).