Différence principale - Bactéries aérobies vs bactéries anaérobies

Les bactéries représentent un vaste domaine d'organismes procaryotes. Ils mesurent quelques micromètres de long et possèdent plusieurs formes telles que des sphères, des tiges et des spirales. Les bactéries vivent dans une grande variété d'habitats tels que le sol, l'eau, les sources chaudes acides, les déchets radioactifs, les parties profondes de la croûte terrestre et en tant que parasites dans ou sur les animaux et les plantes. Ils sont essentiels au recyclage des nutriments en décomposant les matières organiques et en fixant l'azote de l'atmosphère dans les cycles des nutriments. Les bactéries présentent également une variété de types métaboliques. Les bactéries aérobies et anaérobies sont les deux groupes de bactéries classés en fonction du type de respiration. Les différence principale entre les bactéries aérobies et anaérobies est que les bactéries anaérobies utilisent l'oxygène moléculaire comme accepteur d'électrons final dans la chaîne de transport d'électrons, tandis que les bactéries anaérobies utilisent d'autres molécules ou composés comme accepteur d'électrons final.

Domaines clés couverts

1. Que sont les bactéries aérobies - Définition, faits, mécanisme de respiration 2. Que sont les bactéries anaérobies - Définition, faits, mécanisme de respiration 3. Quelles sont les similitudes entre les bactéries aérobies et anaérobies – Aperçu des caractéristiques communes 4. Quelle est la différence entre les bactéries aérobies et anaérobies – Comparaison des principales différences

Termes clés: bactéries aérobies, bactéries anaérobies, chaîne de transport électro, accepteur final d'électrons, oxygène moléculaire

Que sont les bactéries aérobies

Les bactéries aérobies désignent les micro-organismes qui se développent en présence d'oxygène. Les quatre types de bactéries qui peuvent utiliser l'oxygène sont les aérobies obligatoires, les anaérobies facultatifs, les microaérophiles et les anaérobies aérotolérants. Aérobies obligatoires utiliser l'oxygène pour oxyder les sucres et les graisses afin de générer de l'énergie dans un processus appelé respiration cellulaire. Si l'oxygène est disponible, anaérobies facultatives utilisent de l'oxygène pour leur respiration. Microaérophiles nécessitent de l'oxygène pour survivre, mais nécessitent des environnements contenant des niveaux d'oxygène inférieurs à ceux présents dans l'atmosphère. Anaérobies aérotolérants n'ont pas besoin d'oxygène, mais ils ne sont pas endommagés par l'oxygène en tant que bactéries anaérobies. Le comportement de différents types de bactéries dans une culture liquide est montré dans Figure 1.

Figure 1: Comportement de différents types de bactéries dans une culture liquide 1 – Aérobies obligatoires, 2 – Anaérobies obligatoires, 3 – Bactéries facultatives, 4 – Microaérophiles, 5 – Bactéries aérotolérantes

Les bactéries aérobies oxydent les monosaccharides tels que le glucose en présence d'oxygène par la respiration cellulaire. Les trois étapes de la respiration aérobie sont le cycle de Krebs, la glycolyse et la phosphorylation oxydative. Au cours de la glycolyse, le glucose (C6) est décomposé en deux molécules de pyruvates (C3) dans le cytoplasme. En présence d'oxygène, le pyruvate se combine avec l'oxaloacétate (C4) pour former le citrate (C6), éliminant l'acétyl-CoA lors du cycle de l'acide citrique. Le cycle de l'acide citrique est la deuxième étape de la respiration cellulaire, également appelée cycle de Krebs. Au cours du cycle de Krebs, le dioxyde de carbone est éliminé en tant que déchet, tout en réduisant le NAD en NADH. Six NADH, deux FADH2 et deux ATP par molécule de glucose sont produits par le cycle de Krebs. La phosphorylation oxydative, qui est la troisième étape de la respiration cellulaire dans laquelle la chaîne de transport d'électrons est utilisée pour produire 30 ATP par l'enzyme ATP synthase, utilise le NADH et le FADH mentionnés ci-dessus.₂ molécules. La réaction chimique équilibrée de l'oxydation du glucose est illustrée ci-dessous.

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 38 ADP + 38 phosphate → 6 CO₂ + 6H₂O + 38 ATP

Lactobacillus, Mycobacterium tuberculosis et Nocardia sont quelques exemples de bactéries aérobies.

Que sont les bactéries anaérobies

Les bactéries anaérobies sont des micro-organismes qui se développent en l'absence d'oxygène. Les bactéries incapables de tolérer l'oxygène sont appelées anaérobies obligatoires. Anaérobies facultatives peut croître sans oxygène. Mais, ils sont capables d'utiliser l'oxygène, s'il est disponible dans le milieu pour générer plus d'énergie que dans la respiration anaérobie habituelle. Bien que bactéries aérotolérantes n'utilisez pas d'oxygène, ils peuvent survivre en présence d'oxygène. Les bactéries anaérobies jouent un rôle majeur dans les cycles des nutriments tels que le cycle de l'azote. Les bactéries anaérobies dans le cycle de l'azote et leur rôle sont montrés dans Figure 2.

Figure 2: Cycle de l'azote

Certains des anaérobies obligatoires utilisent la fermentation tandis que d'autres utilisent la respiration anaérobie. Les bactéries aérotolérantes sont strictement fermentaires tandis que les anaérobies facultatifs utilisent soit la fermentation, la respiration anaérobie ou la respiration aérobie.

Fermentation

Les deux types de fermentation sont la fermentation lactique et la fermentation éthanolique. Les deux méthodes statistiques avec la glycolyse. La deuxième étape est la fermentation. La chaîne de transport d'électrons n'est pas utilisée dans la fermentation. Les réactions chimiques pour chaque type de fermentation sont présentées ci-dessous.

Fermentation à l'acide lactique

C₆H₁₂O₆ + 2 ADP + 2 phosphate → 2 acide lactique + 2 ATP

Fermentation à l'éthanol

C₆H₁₂O₆ + 2 ADP + 2 phosphates → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂+ 2 ATP

Respiration anaérobie

L'accepteur final d'électrons de la respiration anaérobie n'est pas l'oxygène moléculaire comme dans la respiration aérobie. Différents types d'organismes utilisent différents types d'accepteurs d'électrons finaux. Il peut s'agir d'ions tels que soufre, ferrique, manganèse (IV), cobalt (III) et uranium (VI) et de composés tels que fumarate, sulfate, nitrate ou dioxyde de carbone. Les bactéries méthanogènes sont l'un de ces types d'organismes qui utilisent le dioxyde de carbone comme accepteur d'électrons final en l'absence d'oxygène. Ils produisent du méthane comme sous-produit. Bacteroides, Clostridium et E. coli sont quelques exemples de bactéries anaérobies.

Similitudes entre les bactéries aérobies et anaérobies

Différence entre les bactéries aérobies et anaérobies

Définition

Bactéries aérobies: Les bactéries aérobies désignent les micro-organismes qui se développent en présence d'oxygène.

Bactéries anaérobies: Les bactéries anaérobies désignent les micro-organismes qui se développent en l'absence d'oxygène.

Importance

Bactéries aérobies: L'accepteur d'électrons final des bactéries aérobies est l'oxygène moléculaire.

Bactéries anaérobies: L'accepteur final d'électrons des bactéries anaérobies peut être ferrique, soufré, nitrate, fumarate ou dioxyde de carbone.

Capacité à détoxifier l'oxygène

Bactéries aérobies: Les bactéries aérobies possèdent des enzymes pour détoxifier l'oxygène par la catalase ou le superoxyde.

Bactéries anaérobies: Les bactéries anaérobies ne possèdent pas d'enzymes pour détoxifier l'oxygène.

Présence d'oxygène

Bactéries aérobies: Les bactéries aérobies ne peuvent survivre qu'en présence d'oxygène.

Bactéries anaérobies: Les bactéries anaérobies ne peuvent pas survivre en présence d'oxygène.

Accepteur d'électrons final

Bactéries aérobies: L'eau est produite à partir de l'oxygène moléculaire par des bactéries aérobies.

Bactéries anaérobies: Les substances de type nitrate, méthane, sulfure et acétate sont produites par des bactéries anaérobies.

Habitat

Bactéries aérobies: Les bactéries aérobies vivent dans le sol, l'eau et sur différentes surfaces.

Bactéries anaérobies: Les bactéries anaérobies vivent dans des zones appauvries en oxygène telles que le système digestif (de l'estomac au rectum) des animaux.

Efficacité de la production d'énergie

Bactéries aérobies: Les bactéries aérobies produisent plus d'énergie.

Bactéries anaérobies: Les bactéries anaérobies produisent moins d'énergie.

En milieu liquide

Bactéries aérobies: Les bactéries aérobies viennent à la surface du milieu dans un milieu liquide.

Bactéries anaérobies: Les bactéries anaérobies se déposent au fond du milieu.

Exemples

Bactéries aérobies: Lactobacillus, Mycobacterium tuberculosis et Nocardia sont quelques exemples de bactéries aérobies.

Bactéries anaérobies: Bacteroides, Clostridium et E. coli sont quelques exemples de bactéries anaérobies.

Conclusion

Les bactéries aérobies et anaérobies sont deux types de bactéries qui diffèrent par l'accepteur d'électrons final de la chaîne de transport d'électrons. Les bactéries aérobies utilisent l'oxygène moléculaire comme accepteur final d'électrons, tandis que les bactéries anaérobies utilisent d'autres substances comme accepteur final d'électrons. La principale différence entre les bactéries aérobies et anaérobies réside dans le type d'accepteur d'électrons final lors de la respiration cellulaire.

Référence:

1. Haddock, B A et C W Jones. « La respiration bactérienne ». Revues bactériologiques, Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis, mars 1977, disponible ici.

Image de courtoisie:

1. «Anaérobie» de Pixie - Travail personnel (domaine public) via Commons Wikimedia2. "Cycle de l'azote" Par Cicle_del_nitrogen_de.svg: *Cicle_del_nitrogen_ca.svg: Johann Dréo (User:Nojhan), traduction de Joanjoc d'après Image:Cycle azote fr.svg.derivative work: Burkhard (talk)Nitrogen_Cycle.jpg: Environmental Protection Agencyderivative travail: Raeky (discussion) - Cicle_del_nitrogen_de.svgNitrogen_Cycle.jpg (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia