2. Les mécanismes de production de force
• Structures élémentaires
Le moteur des flagelles procaryotes
Le moteur des flagelles procaryotes est une des machines moléculaires les plus étonnantes du vivant (figure 4). Il est constitué d'un rotor et d'un stator, et utilise la différence de pH que la bactérie maintient entre son cytoplasme et l'extérieur pour créer un flux de protons à travers le complexe moléculaire tenant lieu de stator. Ce flux vers le cytoplasme entraîne une rotation très rapide du rotor (150 fois par seconde). Il a été récemment démontré que ce moteur est en fait fondé sur le même principe que l'ATP synthétase, complexe présent dans tout organisme vivant pour convertir l'énergie « électrique » d'un flux de protons en énergie chimique contenue dans la molécule d'ATP. L'ATP synthétase elle aussi est un petit système de rotor et stator. Le principe de cette machine qui transforme un flux de protons en un mouvement de rotation est utilisé dans le moteur flagellaire pour propulser la bactérie, et dans l'ATP synthétase pour accumuler de l'énergie (mais dans ce cas la rotation est beaucoup plus lente). Le plus étonnant est que la bactérie est aussi capable d'utiliser l'ATP synthétase à l'envers, hydrolysant de l'ATP pour créer un flux de protons dans l'autre sens et maintenir la différence de pH entre son cytoplasme et l'extérieur. On peut remarquer qu'il existe un lien évolutif entre ces deux moteurs rotatifs : l'ATP synthétase se trouve soit dans la membrane des mitochondries qui assurent la respiration cellulaire, soit dans celle des chloroplastes qui assurent la photosynthèse. Or ces deux organites sont, selon tous les critères utilisés, le résultat d'une symbiose ancienne entre des bactéries et des cellules eucaryotes primitives.
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